Патент недели: эффективный катализатор
При непосредственном участии Федеральной службы по интеллектуальной собственности («Роспатента») мы решили ввести на сайте рубрику «Патент недели». Еженедельно в России патентуются десятки интересных изобретений и усовершенствований — почему бы не рассказывать о них в числе первых.
Патент: 2662239
Авторы: Павел Дик, Василий Перейма, Галина Корякина, Ксения Надеина, Максим Казаков, Олег Климов, Александр Носков
Сегодня в российской нефтеперерабатывающей промышленности наблюдаются следующие тенденции: увеличение глубины переработки нефти, ужесточение требований к моторным топливам, вовлечение в переработку все более тяжелой нефти. Гидрокрекинг углеводородного сырья позволяет увеличить глубину нефтепереработки, вовлекать в переработку более тяжелые нефти и получать высококачественные моторные топлива — с низким содержанием серы и ароматических соединений.
В зависимости от условий проведения процесса гидрокрекинга и применяемых катализаторов можно добиваться изменения фракционного состава получаемой смеси углеводородов в широких пределах. Это позволяет существенно регулировать выход получаемых продуктов: углеводородного газа, бензиновой, керосиновой, дизельной фракций, остатка гидрокрекинга. Наиболее ценными продуктами гидрокрекинга являются керосиновая и дизельная фракции. Существующие на данный момент марки российских катализаторов обладают низкой селективностью по отношению к керосиновой и дизельной фракциям. С их помощью нельзя достичь и не позволяют достигать высоких выходов керосиновой и дизельной фракций даже при ужесточении условий проведения процесса гидрокрекинга, например, за счет подъема температуры в реакторе.
Кроме того, известные катализаторы обладают низкой активностью в гидрокрекинге и гидрообессеривании (химический процесс, применяемый для удаления серы из природного газа и продуктов нефтепереработки). В связи с этим необходимо увеличивать стартовую температуру процесса и, как следствие, сокращать цикл пробега катализатора до прекращения его действия.
Совершенно новый высокоактивный катализатор, разработанный российскими химиками, содержит одновременно молибден и вольфрам в форме биметаллических комплексных соединений, особую форму лимонной кислоты, кремний в форме аморфного алюмосиликата, алюминий в форме оксида и аморфного алюмосиликата в определенных пропорциях.
Сначала готовят носитель, содержащий аморфный алюмосиликат и оксид алюминия. К навеске порошка гидроксида алюминия при непрерывном перемешивании в смесителе последовательно добавляют расчетное количество порошка аморфного алюмосиликата. Аморфный алюмосиликат может быть подвергнут термической обработке, например прокаливанием при температуре 300-850°С, более предпочтительно при температуре 500-750°С. Далее к смеси порошков добавляют водный раствор азотной кислоты и продолжают перемешивание.
Полученный влажный носитель сушат при температуре 100-150°С и прокаливают при температуре 500-600°С. В результате получают однородный носитель белого цвета в виде гранул. Далее готовят пропиточный раствор с заданными концентрациями биметаллических комплексных соединений. К полученному раствору при перемешивании и нагревании добавляют требуемое количество никеля, а перемешивание продолжают до образования раствора темно-зеленого цвета, не содержащего взвешенных частиц. В полученном растворе производят растворение требуемого количества паравольфрамата аммония водного и требуемого количества парамолибдата аммония водного.
Полученным раствором пропитывают носитель, содержащий аморфный алюмосиликат при температуре 15-90°С в течение 5-60 мин при периодическом перемешивании. После пропитки катализатор сушат на воздухе при температуре 100-250°С, что позволяет достичь особых характеристик.
Полученный катализатор проявляет высокую активность при гидрокрекинге углеводородного сырья и высокую селективность по отношению к керосиновой и дизельным фракциям, что позволяет получать более чистое и более качественное топливо без дополнительных примесей в виде серы даже при использовании «тяжелой», богатой посторонними фракциями, нефти.
Подробности изобретения — в опубликованном патенте.