Руководитель проекта Туктин Б.Т.,заведующий сектором моторных топлив АО ”ИТКЭ им.Д.В.Сокольского”, доктор химических наук, 87026413597, tuktin_balga@mail.ru
Актуальность: Нефтеперерабатывающая промышленность Казахстана и стран СНГ характеризуется более низкой глубиной переработки нефти, чем в странах Западной Европы и США. Необходимость в моторных топливах, отвечающих современным международным стандартам качества, постоянно повышается. Превращение тяжелых фракций нефти в средние и легкие продукты является важной и актуальной задачей нефтеперерабатывающей промышленности в РК.
Наиболее рациональный вариант увеличения глубины переработки нефти – это вовлечение в переработку вакуумного газойля, доля которого при атмосферно-вакуумной перерегонке нефти составляет не менее 25%. Переход на переработку тяжелого высокосернистого нефтяного сырья увеличивает требования к активности катализаторов гидропереработки не только в отношении эффективного удаления сернистых, азот- и кислородсодержащих соединений, но и смолистых веществ, а также снижения содержания полициклических ароматических углеводородов. Постоянное усиление экологических требований к характеристикам топлив обусловливает необходимость разработки новых эффективных катализаторов гидропроцессов.
В связи с этим, проблема создания катализаторов и технологий гидропереработки тяжелых нефтяных фракций в малосернистый высокооктановый бензин и низкозастывающее дизельное топливо является актуальной и требует дальнейших разработок.
Цель: Испытание синтезированных катализаторов в процессах гидропереработки гексана, декана, пентадекана, бензиновых и дизельных фракций нефти
Ожидаемые и достигнутые результаты:
Ожидаемые результаты за 2021 год
— Будет проведено исследование закономерностей протекания реакции гидроочистки и гидрокрекинга модельных соединений на синтезированных катализаторах в лабораторной проточной установке при варьировании технологических параметров и состава катализаторов.
— Будет проведено исследование физико-химических свойств новых синтезированных каталитических систем: определение величины поверхности, дисперсности, структуры и состава активных центров с применением современных методов исследования: БЭТ, электронная микроскопия, ИКС, ТПД аммиака и др.
— Будет осуществлено исследование влияния способа получения, природы промотирующих добавок и кислотной обработки носителя на текстурные, кислотные характеристики и на каталитическую активность.
— Будет выяснена взаимосвязь между структурой, состоянием активных центров новых катализаторов и их активностью и селективностью и определены механизмы реакций.
— Будут выбраны компоненты для синтеза новых катализаторов гидропереработки вакуумного газойля.
Достигнутые результаты за 2021 год
— Разработаны новые модифицированные цеолитсодержащие катализаторы НКГ и КГО в процессах гидропереработки н-алканов С6-С15, бензиновых и дизельных фракций.
— Установлено, что с ростом молекулярной массы н-алканов C6-C15 увеличивается выход жидких продуктов в ряду: н-гексан > н-декан > н-пентадекан,а также наблюдается увеличение выхода изоалканов: 21,6% (С6) < 34,0% (С10) < 45,7% (С15).
— Определены оптимальные параметры проведения процесса гидропереработки бензиновых и дизельных фракций: Т=400ºС, Р=4,0 МПа, V=2,0 ч-1.
— Результаты, полученные при гидропереработке дизельных фракций нефти, показывают, что наибольшее снижение температуры застывания и помутнения происходит при температуре 380 — 400˚С. При гидропереработке дизельных и бензиновых фракций наименьшее остаточное содержание серы наблюдается при температуре 400˚С. Катализаторы позволяют получать зимние сорта дизельных топлив с низким содержанием серы.
Наиболее высокую гидрообессеривающую и гидроизомеризующую активность при гидропереработке бензиновой и дизельной фракции проявляет катализатор CoO-MoO3-La2О3-Р2О5-ZSM-MCM-Al2O3 (НКГ-8). На этом катализаторе в оптимальных условиях остаточное содержание серы при гидрооблагораживании прямогонного бензина составляет 0,0005%. В результате гидропереработки прямогонного бензина получен стабильный бензин с выходом 82,5-90,0% с октановым числом 84,3-89,1 по исследовательскому методу с низким содержанием олефиновых и ароматических углеводородов.
Разработанные и синтезированные катализаторы НКГ и КГО обладают полифункциональными свойствами и в одну стадию проводят гидроочистку, гидроизомеризацию и гидрокрекинг с получением малосернистого, низкозастывающего дизельного топлива и малосернистого высокооктанового бензина.
Исследованы физико-химические свойства новых синтезированных каталитических систем с применением методов исследования: БЭТ, электронная микроскопия, ИКС, ТПД аммиака.
Выявлены взаимосвязи между структурой, состоянием активных центров новых катализаторов и их активностью в процессах гидропереработки. Определены механизмы реакций.
Наиболее эффективные катализаторы гидрокрекинга и гидроочистки при гидропереработке н-алканов и бензиновых, дизельных фракций будут испытаны процессах гидроочистки и гидрокрекинга вакуумного газойля, согласно календарного плана на 2022 год.
Члены исследовательской группы:
1. Туктин Б.Т. — руководитель НИР, зав. сектором моторных топлив, доктор химических наук ORCID ID 0000-0003-3670-4010, h-индекс (scopus) – 3.
2. Кубашева А.Ж. – старший научный сотрудник, кандидат химических наук,
ORCID ID 0000-0002-6579-8071
3. Егизбаева Р.И. — старший научный сотрудник, кандидат химических наук
4. Сайдилда Г. Т. – младший научный сотрудник, докторант ORCID ID 0000-0001-7468-7421
5. Шоғанбек Д.Е. — младший научный сотрудник, докторант ORCID ID 0000-0001-9801-0757
6. Тенизбаева А. С. – ведущий инженер ORCID ID 0000-0001-9801-0757
7. Оразбекова Р. С. — инженер ORCID ID 0000-0003-2704-5148
Список публикаций и патентов:
2021год
1 Туктин Б.Т., Тенизбаева А.С., Сайдилда Г.Т., Шоганбек Д.Е. Гидропереработка дизельных фракций на модифицированных алюмоникельмолибденовом катализаторе КГО-12 // Нефть и газ. — 2021. — № 1. – С. 86-94.