Что такое гидрокрекинг масла: Что такое гидрокрекинговое моторное масло, преимущества и недостатки

Содержание

ПАО или гидрокрекинг

Есть много различных мнений относительно свойств гидрокрекингового масла, как положительных, так и отрицательны. Кто-то утверждает, что работает оно не хуже синтетического и одновременно позволяет существенно экономить, так как представляет собой оптимальное соотношение между ценой и качеством. Более того, есть даже те, кто считает, что данный смазочный материал по многим химическому составу отличается от синтетического в лучшую сторону.

Противники синтетических масел приводят в доказательство тот факт, что полусинтетические смеси изнашиваются намного быстрее и якобы их главное и единственное отличие от минеральных масел состоит сугубо в цене, неоправданно завышенной.

Давайте разберемся, так ли это, и действительно ли синтетическое масло всего лишь красивый маркетинговый ход, необходимый только для получения выгоды производителями?


Начнем с того, что ПАО (ПолиАльфаОлефиновое) масла или моторные масла сделанные на основе синтеза попутных нефтяных газов и принадлежат к классической синтетике 4-й группы.

Изначально они использовались в авиации, такие масла были настоящей находкой, так как могли использоваться при больших нагрузках и низких температурах. Если посмотреть на химический состав данных масел, становится ясным, что они имеют намного большие преимущества перед маслами на минеральной основе.

ПАО масла выдерживают огромные нагрузки, высокие обороты, попадание топлива практически без ухудшения качества масла, очень долго сохраняет все свои основные технические параметры, прекрасно выдерживает термические нагрузки. Однако, несмотря на множества положительных характеристик, ПАО масла также имеют ряд недостатков, одни из которых является плохое растворение присадок. Дабы исправить данный недостаток производители используют минеральную базу, с которой присадочный комплекс прекрасно смешивается, поэтому так или иначе все ПАО масла в мире используют некий процент минеральной основы.

Еще одним неприятным недостатком ПАО масел является низкая полярность, грубо говоря молекулы таких масел не “прилипают” к поверхностям металла и после выключения двигателя могут стечь в картер и плохо срабатываются с резинотехническими уплотнителями, такими как сальники и присадки. Но и тут производители нашли решение, для борьбы с подобным недостатками они стали использовать специальные вещества, которые придают определенную полярность молекулам масла, укрепляя пленку и придавая свойства «прилипания» к металлу. Раньше для достижения подобных свойств использовали эфиры и эстеры, но с развитием технологий они уступили алкалированным нафталинам. По сути, они так же как и эстеры избавляют ПАО базовое масло от недостатков, но это более современное поколение присадок. Как уже становится ясно, классическое синтетическое масло – это масло в базе которого содержится большой процент ПАО базового масла.


В противовес синтетических масел на ПАО основе появились масла НС синтеза, так называемые гидрокрекинговые масла. Данный тип масел получают в результате глубокой очистки и химического катализатора сырой нефти. Гидрокрекинговое автомобильное масло отличается низкой ценой и зеркальным отражением достоинств и недостатков масел на ПАО основе. Гидрокрекинг продолжительное время относили к минеральным маслам с высокой степенью очистки и отчасти это утверждение верное, так как его делают из минеральной основы. В 1999 году, после иска Exxon Mobil к Castrol данные масла получили право использовать в своих маркетинговых компаниях слова “синтетика”, после чего масса компаний стали использовать данный термин при выпуске продукции гидрокрекинговой очистки базового масла. Сам процесс гидрокрекинга намного дешевле, нежели процесс синтеза из газа, как следствие и цена на него намного дешевле, чем и выигрывает на рынке по отношению к ПАО маслам.

На данный момент рынок смазочных материалов наполнился маслами с надписями «Full Synthteic», «100% Synthetic», «Synthetic», которые по своему составу являются смесью 3-й группы гидрокрекинговых базовых масел со второй или первой группой минеральных масел. Согласно стандартам, смазочные материалы имеют право называться синтетическими, если в их составе есть 37% гидрокрекингового масла.

Гидрокрекинговые масла по своим свойствам смогли приблизится к ПАО маслам и теоретически могли бы называться синтетикой, но есть ряд особенностей при производстве и обработке, благодаря которым, ПАО базовые масла останутся недостижимым уровнем для гидрокрекинговой базы.

 

 

Гидрокрекинговое моторное масло. Вся правда

Очень часто в последнее время понятие гидрокрекинга тесно связывают с моторными маслами. Действительно ли это инновационная технология или хитрая уловка производителей автомобильных масел? Что такое гидрокрекинг и с чем его едят – в этой статье.

Гидрокрекинг это…

 Гидрокрекингом называют каталитический биохимический процесс, который с недавних пор используют на заводах по переработке нефти. Высококипящие углеводороды преобразовывают сырую нефть в различные виды более ценных продуктов – керосин, бензин, дизельное и реактивное топливо. Сам процесс происходит в обогащенных водородом условиях, в присутствии катализаторов, температуре от 250 до 425 ° С и давлении от 5 до 30 мега Паскаль. Катализаторы подбираются соответствующие, именно они влияют на большой итоговый выход главного базового компонента масел с уже изначально заложенной антиокислительной стойкостью и высоким индексом вязкости. Правильные параметры технологического режима позволяют почти полностью на молекулярном уровне вывести вредные азотные, серные и другие соединения. Они образуют газообразный сероводород с аммиаком, которые легко вывести из смеси. Происходят изменения в формулах органоминеральных композиций: полициклические ароматические соединения гидрируются,  нафтеновые кольца и парафиновые цепные соединения распадаются, происходит изомеризация продуктов. Если проще – это просто модификация минерального сырьевого масла, позволяющая получить базовое масло, по свойствам и качеству аналогичное самому современному базовому синтетическому маслу. Парафиновые углеводороды – главный состав гидрокрекинговых масел.

Синтетика или гидрокрекинг?

Главным преимуществом синтетических масел является термоокислительная стабильность. Это свойство минимизирует создание и накопление нагара и лака. Лак в нашем случае – прозрачная, достаточно крепкая пленочка, растворить которую практически ничем не получится. Они состоят из продуктов окисления и оседают на горячих поверхностях.
Также преимуществами синтетики являются минимальная испаряемость и потери на угар. Эти преимущества снижают механические потери и износ деталей двигателя. Конечно, стоит отметить, что эксплуатационный ресурс синтетического масла превышает минеральное в 5 раз. Но и цена на синтетическое масло в 4-5 раз выше, чем на минеральное. Конечно, средним вариантом раньше была полусинтетика.
Альтернативой теперь может служить минеральное базовое масло глубокой очистки – гидрокрекинговое масло. Последние научные и технологичные разработки позволили получать из нефти базовые масла, вязкость, структура и свойства которых не уступают свойствам полиальфаолефинов (ПАО). Эти фракции альфаолефинов чаще всего применяются в базовых синтетических маслах. Процесс гидрокрекинга по себестоимости намного проще и дешевле чем производство синтетического масла. Именно поэтому гидрокрегинговые масла высочайшего качество стоят сравнительно недорого.

Подводные камни

 Все знают, что масла бывают синтетическими, полусинтетическим и минеральными. Ну, и к какому виду отнести гидрокрекинговые масла? Цена как у «минералки», а качество, по словам производителя, как у синтетики. В чем подвох? Ведь если бы все было именно так – синтетические масла производить стало бы невыгодно.
Синтетические масла – продукт синтеза газов, минеральные – продукт перегонки нефти, полусинтетика – их смесь в разных пропорциях. Способ получения гидрокрекингового масла идентичен минеральной базе на первых этапах производства, потом масла проходят более глубокую и тщательную очистку с помощью гидрокрекинга.

Технология гидрокрекинга

Нефть, а это смесь углеводородов, отправляется на атмосферную перегонку, получается мазут, который проходит вакуумную перегонку для тончайшего деления цепочек и колец углеводорода. Самые тяжелые фракции с вакуумным остатком после этого этапа переработки подходит для производства базовых моторных и трансмиссионных масел с высокой вязкостью. Более легкие – это основа производства легких промышленных и трансформаторных масел. Конечно, в нефти остается немало примесей, вакуумной перегонкой все не заканчивается. Начинается процесс дополнительной очистки. Основными примесями остаются сера, твердые парафины, органические кислоты, смолы, полицикличные соединения, ненасыщенные углеводороды. Эти примеси вызывают коррозию, лаки и нагар, повышают температуру застывания. Поэтому очистка базовых масел так важна в производстве.

Чистота – залог здоровья двигателя

 Физико-химическими методами удаляют примеси из минерального масла, депарафинизация предотвращает застывание жидкости, но полностью избавиться от примесей такими способами почти невозможно. Ненасыщенные углеводороды ускоряют старение масла, но именно гидроочистка помогает от них избавиться. Гидрокрекинг – это еще более совершенный метод очистки – несколько разных реакций происходят одновременно. Молекулярные соединения в виде колец и цепочек разной длины расщепляются на более короткие, междумолекулярные связи насыщаются, а это именно то, что необходимо для масла с идеальной структурой. Вообще, масла – это углеводороды с определенным количеством атомов. Соединяться атомы углерода могут в форме цепочки, длинной или короткой, или разветвляться. Идеальной для масла структурой является именно прямая цепочка. При такой форме соединений масло будет обладать самыми лучшими свойствами и характеристиками. Именно в процессе каталитического гидрокрекинга цепочки выпрямляются и перегруппируются. Этот процесс называется изомеризация. Синтетическое масло получают из газов, поэтому длину цепочки при производстве синтетического масла наращивают.

Подводим итоги

Каталитический гидрокрекинг «отбрасывает» все лишнее и свойства масел регулируются присадками. Конечно. Этот процесс не идеален, некоторые примеси в минимальных количествах могут остаться, ведь отфильтровать абсолютно все примеси очень сложно. Поэтому появление небольшого количества нагара вполне возможно. Но высокий индекс вязкости, антиокислительные свойства, стойкость к деформации сдвигов и, особенно,  защита от износа – в некоторых случаях даже преобладает над синтетическими маслами. С другой стороны – в синтетике более однородные углеводородные соединения, это преимущество особенно важно в зимнее время. Степень совершенства гидрокрекинга и синтеза можно увеличивать постоянно.
Я заметила, что одни компании гидрокрекинговые масла относят к минеральным, а другие – к синтетическим или полусинтетическим.
Все-таки цена-качество – один из главных критериев подбора масла, после рекомендаций и допусков. Радует цена гидрокрекингового масла, но синтетика есть синтетика. Выбор остается за Вами. 

Гидрокрекинговое масло или синтетическое что лучше. Что такое гидрокрекинговое моторное масло характеристики и отзывы

Вопрос выбора

Логичным завершением можно справедливо считать вопрос относительно того, что же лучше, если сравнивать гидрокрекинговое и синтетическое масло. Именно этим вопросом задаются автомобилисты, когда выбирают подходящее смазочное масло для двигателя своего автомобиля. Опираясь на всё сказанное ранее, можно подвести некоторые итоги, что и позволит во многом ответить на поставленный вопрос. Когда вы покупаете масло для мотора своего автомобиля, учитывайте несколько факторов.

Рекомендации от автопроизводителя. Сами автокомпании тщательно тестируют моторы и проверяют, на каких маслах и при каких условиях они будут работать в оптимальном режиме, смогут служить долго и без проблем. В итоге составляется определённый перечень с рекомендуемыми маслами. Некоторые советуют только одну фирменную смазку, другие же приводят целый список. Фирмы указываются лишь те, с которыми сам автопроизводитель тесно сотрудничает. А вот характеристики масла универсальные. И если среди рекомендуемых присутствует масло, изготовленное по технологии гидрокрекинга, можете смело его брать. Крайне редко можно встретить ситуации, когда автопроизводитель настоятельно не рекомендует применять смазки, изготовленные путём специальной переработки гидрокрекинга. В отличие от запретов на применение той же чистой минералки или полусинтетики.

Финансовый вопрос. Вы уже наверняка запомнили, что стоимость синтетического смазочного масла в несколько раз превосходит цены на гидрокрекинговые составы при фактически одинаковых свойствах и характеристиках. И здесь объективно преимущество на стороне гидрокрекинговых составов, поскольку они заметно экономят бюджет. Но не стоит забывать о том, что существует первый пункт правил выбора между синтетикой и гидрокрекингом. Если производитель допускает использование ГК и синтетики, то с целью экономии смело можно брать первый вариант.
Производитель и характеристики. Очень многое зависит от самого изготовителя масла. Даже высококачественная синтетика далеко не всегда является такой, если её производством занимается сомнительная компания. Так же и технология синтеза минералки не у всех доведена до совершенства. Некоторые проводят простейшие манипуляции с нефтепродуктами, но называют свою технологию обработки гидрокрекингом

Потому крайне важно использовать продукцию проверенных и хорошо зарекомендовавших себя компаний. Таких достаточно много, и о каждой из них можно узнать всю интересующую вас информацию.

В результате мы видимо, что популярность гидрокрекинга постепенно увеличивается, эти масла становятся достойной альтернативой дорогой синтетике и способны полноценно заменить её в обозримом будущем. Никто не отрицает, что в некоторых моментах синтетика лучше. И когда производитель не рекомендует заливать ГК масло, нарушать это требование не стоит. В ситуациях, когда двигатель не является невероятно требовательным, что может питаться исключительно высококачественной и дорогостоящей синтетикой, гидрокрекинг прекрасно заменит её и сумеет обеспечить эффективную, беспроблемную и безотказную работу двигателя.

На чём именно остановить свой выбор, каждый автовладелец должен решать сам. Технология гидрокрекинга объективно позволяет добиться прекрасного качества и характеристик при более простой и доступной обработке минеральных компонентов. И когда в двигатель заливается продукт высокого качества от ведущих изготовителей, опасаться, что мотор начнёт работать хуже, чем с чистой синтетикой, точно не стоит. Ведь при нынешней классификации масел автомобилист может и не подозревать, что в моторе его транспортного средства находится переработанная минералка. А он будет уверен, что залил хорошую синтетику.

что это и как его выбрать

На полках отечественных магазинов товаров для автовладельцев все чаще появляются новинки в области смазочных материалов

Одной из них стало гидрокрегинговое масло, сразу привлекшее внимание автомобильного сообщества. Между профессионалами и любителями разгорелось немало жарких споров в попытках ответить на вопрос: что такое гидрокрекинг и гидрокрекинговое моторное масло?

Немного о нефтепереработке

Для улучшения качественных показателей смазок, получаемых из нефтепродуктов, производится их очистка от отдельных элементов, например, серы. В зависимости от глубины обработки выделяют три химических процесса: депарафинизацию, гидроочистку и гидрокрекинг. В каждом из них масло подвергается воздействию высоких температур и давления и приобретает определенные свойства (температуру застывания, стойкость к окислительным процессам), изменяет окраску и очищается.

Под замысловатым химическим термином «гидрокрекинг» специалисты нефтеперерабатывающей промышленности понимают технологический процесс, направленный на преобразование структуры нефтепродуктов с целью получения более высоких качественных характеристик масел при их сравнительно низкой стоимости. Проще говоря, гидрокрекинговое масло — своеобразный симбиоз минерального и синтетического масел.

Их основой является нефть, прошедшая особую обработку под высоким давлением и температурой. В зависимости от интенсивности процесса и глубины обработки различают мягкий или жесткий крекинг. Сущность химического процесса заключается в разделении тяжелых углеводородных цепочек на более короткие и легкие (крекинг) с одновременным преобразованием их структуры за счет насыщения водородом (гидрирования).

В результате этого от минеральной основы практически ничего не остается, а свойства полученного масла становятся близки характеристикам синтетических собратьев. Гидрокрекинговые масла обладают превосходными вязкостными показателями, менее агрессивны (уплотнения прослужат намного дольше), а добавляемые присадки позволяют им превзойти отдельных представителей полусинтетических масел. Благодаря характеристикам и ценовому диапазону они могут стать достойной заменой «синтетики».

Качественные масла: выбор

Разобравшись с тем, что такое гидрокрекинговые смазочные материалы, стоит обратить внимание на их эксплуатационную пригодность. Эти масла, как и все прочие, имеют ряд недостатков, проявляющихся в процессе работы двигателя

Во-первых, это высокий коэффициент испарения, который приводит к значительным потерям масла в повседневной эксплуатации.

Во-вторых, низкая устойчивость к окислительным реакциям и быстрое устаревание, что требует более частой замены по сравнению с синтетическим аналогом. И наконец, в-третьих, более низкий вязкостно-температурный показатель, не позволяющий поставить гидрокрекинговые смазки в один ряд с «синтетикой». Хотя номинально, по классификации, они принадлежат к разряду синтетических.

Следует выбирать проверенную временем смазку для мотора

Что такое хорошее масло? Какие смазки выбрать: синтетические, минеральные или гидрокрекинговые? Многие автолюбители зачастую подолгу ломают голову над сложным выбором. Но ответ довольно прост: применять стоит лишь спецификации, рекомендованные производителем вашего авто для постоянного использования.

При этом ведущие производители автомобильных смазочных материалов не всегда обращают внимание покупателя на то, что в процессе производства используется гидрокрекинг. А потому отличить продукт без дополнительных исследований не представляется возможным

Стоит помнить, что гидрокрекинговое масло дешевле «синтетики». Это и может стать отличительным признаком.

Гидрокрекинг — вакуумный газойль

Относительно неглубокий гидрокрекинг вакуумного газойля с получением целевого продукта дизельной фракции может быть осуществлен в одну ступень даже при давлении 4 — 6 МПа, температуре 420 — 425 С, объемной скорости подачи сырья 1 1 ч и кратности циркуляции водорода 550 — 700 м3 на 1 м3 сырья. При получении в качестве целевых продуктов реактивного топлива и бензина необходимо повышенное давление и двухступенчатая схема процесса.

Для гидрокрекинга вакуумного газойля ВНИИ НП созданы цеолитсодержащие катализаторы ГК-9, ГК-38, ГК-87 и ГК-4. Первые три катализатора предназначаются для одноступенчатого процесса с целью получения в основном средних топливных дистиллятов, таких как реактивное топливо для современной авиации или низкозастывающие сорта дизельного топлива. Бензин в подобном процессе является нежелательным побочным продуктом. Между собой названные катализаторы различаются нюансами в показателях селективности процесса и качества целевого продукта. Катализатор ГК-8 обеспечивает несколько большую конверсию сырья и при этом обладает большими возможностями для повышения качества продуктов ( за счет выхода), катализатор ГК-87 более селективен для достижения высокого выхода средних фракций. Конкурирующий с ним нецеолитный катализатор Д-48 разработан Средаз-НИИ НП. Катализатор ГК-38 занимает промежуточное положение.

Материальный баланс двухступенчатого.

Например, гидрокрекинг вакуумного газойля, содержащего 1 4 % — серы и 0 08 % азота, проводили по одноступенчатой схеме при 3 5 — 3 7 МПа, температуре в реакторе 420 — 425 С, объемной скорости подачи сырья 1 1 ч 1 и кратности циркуляции водородсодержащего газа 550 — 700 м3 на 1 м3 сырья. При этом было получено до 45 % ( масс.) дизельного топлива. Расход водорода равен 0 81 % ( масс.) на сырье.

Выход продуктов гидрокрекинга вакуумного газойля при получении полного ассортимента без рециркуляции тяжелых фракций ( % объемн.

Разработан процесс даухстадийного гидрокрекинга вакуумного газойля при давлении 10 0 Ша с целью получения зимнего дизтошшва с применением нового магнийсиликатного катализатора.

Кажущаяся энергия активации гидрокрекинга вакуумного газойля, крекинг-остатков и мазута в температурном интервале 380 — 460 С составляет 125 — 210 кДж / моль.

Схема превращения углеводородов в условиях процесса гидрокрекинга.

Кажущаяся энергия активации гидрокрекинга вакуумного газойля в температурном интервале 380 — 420 С составляет 140 — 250 кДж / моль.

Основными промышленными катализаторами гидрокрекинга вакуумного газойля среднедистиллятного направления являются никель — ( кобальт) — молибденовые ( вольфрамовые) композиции. При выборе состава и способа синтеза катализаторов гидрокрекинга этого типа исходят из базовых катализаторов гидроочистки тяжелого нефтяного сырья, увеличивая их расщепляющие свойства по отношению к парафиновым и нафтеновым углеводородам и сохраняя их эффективность в реакциях гидроочистки и гидрирования.

При гидроочистке и гидрокрекинге вакуумного газойля полнота удаления ванадия превышает 9Ъ %, полнота удаления натрия в два раза ниже. С этой точки зрения очень большое значение приобретает обессоливание нефти, от которого зависит содержание в ней натрия.

Подсчитать тепловой эффект процесса гидрокрекинга вакуумного газойля 360 — 500 С, если известен выход продуктов ( вес.

Подсчитать тепловой эффект процесса гидрокрекинга вакуумного газойля 360 — 500 С, если известен выход продуктов ( вес.

Нике приведены выходы продуктов гидрокрекинга утяжеленного вакуумного газойля, осуществляемого в присутствии обычного и цеолитного катализаторов.

Во ВНИИ НП разработан процесс гидрокрекинга вакуумного газойля при давлении 15 МПа. Промышленная установка запроектирована институтом ВНИПИнефть; основной вариант — переработка вакуумного газойля сернистых нефтей с преимущественным получерием зимнего дизельного топлива. Предусмотрена также возможность переработки газойлей вторичного происхождения. Разработаны варианты с преимущественным получением реактивного топлива, арктического и летнего дизельных топлив. Процессы различаются температурным режимом в реакторах и числом ступеней. При варианте с максимальным выходом дизельного топлива процесс проводят в одну ступень, в реактивно-топливном варианте и при получении арктического дизельного топлива предпочтителен двухступенчатнй вариант. В проекте этот вариант разработан как резервный.

Гидрокрекинг

Гидрокрекинг проводят при умеренном давлении ( 3 — 20 МПа), меньших расходах водорода и катализатора, но с более высокой степенью превращения дешевого нефтяного сырья, по сравнению с гидрогенизацией углей.

Гидрокрекинг позволяет получать с высокими выходами ши — рс кий ассортимент высококачественных нефтепродуктов ( ежи — жшных газов С3 — С4, бензина, реактивного и дизельного топлив, компонентов масел) практически из любого нефтяного сырья путем подбора соответствующих катализаторов и технологических уело — ВРИ, является одним из экономически эффективных, гибких и нг иболее углубляющих нефтепереработку процессов.

Гидрокрекинг можно рассматривать как совмещенный процесс, в котором одновременно осуществляются реакции как гидро — генолиза ( то есть разрыв связей С — S, С — N и С — О) и дегидро — гидрирования, так и крекинга ( то есть разрыв связи С — С), но без кок: ообразования, с получением продуктов более низкомолеку — ляр 1ых, по сравнению с исходным сырьем, очищенных от гетеро — атомов, не содержащих олефинов, но менее ароматизированных, чем при каталитическом крекинге.

Ьжазатели процессов легкого гидрокрекинга.

Гидрокрекинг является эффективным и исключительно гиб — ю — м каталитическим процессом, позволяющим комплексно решить проблему глубокой переработки вакуумных дистиллятов ( ГК ВД) с получением широкого ассортимента моторных топлив в соответствии с современными требованиями и потребностями в тех или иных топ — ливах.

Гидрокрекинг — процесс переработки различных нефтяных дистиллятов ( реже — остатков) под давлением водорода при умеренных температурах на бифункциональных катализаторах, обладающих кислотными и гидрирующими свойствами. Последнее позволяет получать без образования кокса продукты, во многом сходные с продуктами каталитического крекинга, но значительно менее ароматизованные, очищенные от гетероатомов и не содержащие олефиновых и диеновых углеводородов.

Гидрокрекинг проводят при умеренном давлении ( 3 — 20 МПа), меньших расходах водорода и катализатора, но с более высокой степенью превращения дешевого нефтяного сырья по сравнению с гидрогенизацией углей.

Гидрокрекинг позволяет получать с высокими выходами широкий ассортимент высококачественных нефтепродуктов ( сжиженных газов С3 — С4, бензина, реактивного и дизельного топлив, компонентов масел) практически из любого нефтяного сырья путем подбора соответствующих катализаторов и технологических условий, является одним из экономически эффективных, гибких и наиболее углубляющих нефтепереработку процессов.

Гидрокрекинг можно рассматривать как совмещенный процесс, в котором одновременно осуществляются реакции как гидрогеноли-за ( то есть разрыв связей С — S, С — N и С — О) и дегидро-гидрирова-ния, так и крекинга ( то есть разрыв связи С — С), но без коксообразо-вания, с получением продуктов более низкомолекулярных по сравнению с исходным сырьем, очищенных от гетероатомов, не содержащих олефинов, но менее ароматизированных, чем при каталитическом крекинге.

Гидрокрекинг является эффективным и исключительно гибким каталитическим процессом, позволяющим комплексно решить проблему глубокой переработки вакуумных дистиллятов ( ГКВД) с получением широкого ассортимента моторных топлив в соответствии с современными требованиями и потребностями в тех или иных топливах.

Гидрокрекинг позволяет получать широкий ассортимент нефтепродуктов практически из любого нефтяного сырья путем подбора соответствующих катализаторов и условий и является одним из наиболее эффективных и гибких процессов нефтепереработки.

Гидрокрекинг ( англ, hydrogen cracking) — термокаталитический процесс переработки углеводородного сырья, целью которого является получение светлых нефтепродуктов из более тяжелого сырья.

Гидрокрекинг — сравнительно молодой процесс, появившийся в начале 1960 — х годов, в отличие от процесса каталитиче-скогр крекинга он осуществляется с вводом водорода извне и практически без вывода избыточного углерода. Если сырье содержит много вредных примесей, оно предварительно гидроочищается.

Гидрокрекинг в процессе риформинга, как правило, играет отрицательную роль, так как образуется значительное количество газообразных продуктов, что снижает выход бензина. Для сниже — ния вклада гидрокрекинга необходимо понижать парциальное1 давление водорода. Значительное понижение парциального давления водорода может привести к быстрому закоксовыванию катализатора. Поэтому необходимо проводить непрерывно регенерацию катализатора.

Гидрокрекинг атмосферного и вакуумного газойлей, газойлей коксования и каталитического крекинга с получением бензинов, реактивного и дизельного тошгав.

что это такое Авто-Мото24.ру

Большое количество владельцев автомобилей утверждает, что этот вид масла относится к полусинтетической группе. Другие же, внимательно посмотрев на описание товара, прочитают, что перед ними минеральное сырье, которое произведено заводом по синтетическим технологиям. При этом на форумах любителей машин попадается информация, мол, такое масло лучше защищает элементы двигателя и стоит гораздо дешевле, чем синтетические масла. Разберемся в этом более подробно.

Понятие про гидрокрекинговое масло

Итак, для того, чтобы разобраться в этом масле, нужно понимать технологию гидрокрекинг. Гидрокрекинг — это особая обработка нефтяного сырья, которая используется для производства базовых масел, обладающих существенным индексом вязкости. В основе метода лежит гидрокаталитическая переработка нефти. За счет этого происходит удаление «плохих» фракций, путем преобразования их в углеводы. Таким образом, получается масло схожее по свойствам с синтетическим, но стоящее гораздо дешевле.

Гидрокрекинговое масло

Соответственно гидрокрекинговое масло — это базовое масло, которое производится особым методом (гидрокрекинг) и обладает высокими эксплуатационными характеристиками при низкой себестоимости производства.

Способ получения такого масла во многом напоминает производство минерального, однако в процессе изготовления у него абсолютно меняется молекулярная структура. Нефть подвергается существенной обработке и удалению нежелательных компонентов, а все мы знаем, что в «черном золоте» имеется большое количество различных примесей, которые негативно сказываются на качестве конечного продукта.

Производство гидрокрекинговых масел

Итак, при изготовлении такого масла за базовую технологию берется технология выработки минерального масла. Нефть подвергается специальной атмосферной перегонке. Тяжелые фракции, которые остаются, служат сырьем для гидрокрекингового масла.

После того, как получено минеральное масло, оно подвергается трем стадиям очистки:

1. Депарафинизация — процесс химического удаления вредных парафинов. Их негативное действие заключается в повышении температуры застывания моторного масла.

2. Гидроочистка — влияние на масло водородом при высокой температуре и большом давлении. Вследствие этой процедуры повышается стойкость масла к окислительным процессам.

3. Непосредственно гидрокрекинг — удаляется серу и азот из сырья и служит для создания базового масла с высокими характеристиками.

Пройдя все эти фазы на выходе производства получается отличное масло с хорошими эксплуатационными характеристиками.

Лёгкий гидрокрекинг

Лёгкий гидрокрекинг — процесс, проходящий при давлении 5 МПа и температуре 380—400 °С и избытке водорода в одном реакторе (стадии), который направлен на получение и сырья .

Типичный материальный баланс лёгкого одностадийного гидрокрекинга

Продукция Выход % на сырье
Взято всего: 101,23
Вакуумный (Фр. 350-500 °С) 100
ВСГ (водородсодержащий газ) 1,23
Получено всего: 101,16
Углеводородные газы 0,58
Сероводород 1,43
Бензиновая фракция 4,21
Дизельная фракция 34,0
Гидроочищенная фракция 350—500 °С 59,29
Потери (в том числе ВСГ на отдувку) 1,65

Качество дизельного топлива:

показатели Дизельное топливо 165—360 °С
Плотность кг/м³, 840
Содержание серы % масс, 0,005
Йодное число г I2/100 г. 2,0
Температура застывания, °С −15
50-52

Как различить масла

Далеко не всегда автомобилист, даже имеющий внушительный опыт эксплуатации транспортных средств, может с лёгкостью отличить гидрокрекинговый состав от синтетического. Если производитель не предусмотрел наличие соответствующих обозначений и маркировок, идентифицировать ГК и отличить его от синтетики можно только путём использования косвенных признаков. Потому можно выделить несколько основных способов, позволяющих различить составы.

  1. Маркировка и надписи. Тут можно рассчитывать только на наличие надписи вроде HC-синтез на этикетке товара. Причём далеко не всегда производитель старается сделать такую надпись хорошо заметной и видимой при бегом взгляде на упаковку. Потому стоит поискать и внимательно посмотреть на ёмкость. Если указана надпись HC, то перед вами точно гидрокрекинговый смазочный состав для двигателя.
  2. Цена. Это уже косвенный признак, позволяющий различить синтетику и гидрокрекинг. Поскольку технология производства ГК масел значительно дешевле синтетических, это непосредственно отражается на стоимости. Если по сравнению с минералкой ГК может стоит в несколько раз дороже, но при сравнении с синтетической смазкой цена отличается также в несколько раз, но уже в сторону уменьшения. Синтетика и гидрокрекинг при равных характеристиках и схожих свойствах будут заметно отличаться по стоимости.
  3. Химический анализ. Удивительно, но порой только так потребитель может реально отличить синтетику от ГК смазки, если производитель решил следовать правилам API и приравнял свою гидрокрекинговую смазку к синтетическим маслам. Но никто в здравом уме не будет тратить время и деньги на проведение химических анализов. В этом нет никакой необходимости.

Некоторые скажут, что гидрокрекинг является аналогом полусинтетики. Но это не совсем справедливое утверждение. Цена у них примерно одинаковая, но технологии, используемые при производстве, отличаются. Отсюда и разница в свойствах и характеристиках готового продукта, дополненного комплексом присадок. Не все двигатели можно эксплуатировать на полусинтетическом масле. Если рекомендуется применять синтетику, здесь уже появляется выбор между более дорогим чисто синтетическим маслом, либо более доступным гидрокрекинговым. Они взаимозаменяемые.

Установка — гидрокрекинг

Установка гидрокрекинга производит компоненты для смешивания высокого качества. Получаемые в процессе гидрокрекинга топливо для реактивных двигателей и дизельное топливо содержат меньше ароматических веществ, чем при непосредственном методе получения, обеспечивают лучшие характеристики двигателей, такие как высота некоптящего пламени топлива для реактивных двигателей и цетановое число дизельного топлива.

Установка гидрокрекинга с псевдоожиженным слоем 10 катализатора ( Ал.

Установка гидрокрекинга была предназначена для переработки вакуумного газойля арланской нефти и смеси вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования с получением дизельного топлива или керосина.

Аппаратуру установки гидрокрекинга со стационарным слоем катализатора рассчитывают по такой же методике, как и для платформинга.

Производительность установок гидрокрекинга различается весьма значительно. Так, существуют установки с производительностью по сырью 1600 — 3200 м / сут. Разработана установка мощностью 10 255 м / сут, или 3 2 млн. т / год. Установка оборудована восемью реакторами массой по 500 т каждый.

Аппаратуру установки гидрокрекинга со стационарным слоем катализатора рассчитывают по такой же методике, как и для плат-форминга.

Внедрение установки гидрокрекинга позволяет увеличить объем производства бензина на НПЗ на 13 % реактивного топлива — в 1 3 раза, при сокращении наполовину производства дизельного топлива.

Оборудование установок гидрокрекинга аналогично оборудованию установок гидроочистки нефтяного сырья. Различия имеются в реакторном блоке и обусловлены необходимостью работы при более высоком давлении.

Схема установки гидрокрекинга Зйч-Ойл: I — реакторы; 2 — печь; 3, 5 — теплообменники; — многоступенчатый компрессор; 6 -холодильники; 7 — блок очистки и концентрации водорода; 8 — газосепаратор низкого давления; 9 — насос высокого давления.

Мощности установок гидрокрекинга дистиллятного сырья составляют свыше 150 млн т / год, гидрогенизационной переработки мазутов и гудронов — около 60 млн т / год.

На установке гидрокрекинга ( рис. 85) реакторный блок — двухпоточный. Каждый из параллельных потоков имеет самостоятельную систему циркуляции водородсодержащего газа, что позволяет поддерживать в каждом реакторе оптимальные температуру и парциальное давление водорода в зависимости от состояния катализатора в данном реакторе, а также перерабатывать раздельно сырье двух видов. Каждый из двух потоков реакционной смеси проходит сверху вниз четыре зоны соответствующего реактора первой ступени, заполненные алюмокобальтмолибденовым катализатором. В реакторах первой ступени происходят обессеривание, деазотирование и значительная деструкция сырья.

На установке гидрокрекинга в результате аварии барабанного питателя произошел отрыв его люка Люк отлетел на 90 м и при этом пробил насквозь находящийся поблизости резервуар с битумом.

Реактор гидрокрекинга.

На установке двухстадийного гидрокрекинга и изокрекинга, работающего при давлении более 10 МПа, используются тяжелые вакуумные газойли первичной перегонки нефти.

На установках гидрокрекинга применяются теплообменные аппараты кожухотрубчатого типа. Поскольку по трубкам идут горячие продукты из реактора, их изготавливают из высоколегированных аустенитных сталей. Корпус теплообменника изготавливается из хромомолибденовой стали с внутренней плакировкой его аустенитными сталями. Для охлаждения и конденсации используются в основном аппараты воздушного охлаждения.

Гидрокрекинговое моторное масло что это такое фото- и видеообзор

В наше время благодаря современным технологиям появилось большое разнообразие смазочных материалов: минеральных, полусинтетических и синтетических. Они отличаются технологией производства и соответственно своими характеристиками. В статье рассматривается гидрокрекинговое моторное масло: что это, его характеристики, отзывы автолюбителей. На основании полученных сведений каждый автолюбитель вправе сам выбирать, какую смазку ему лучше использовать для своей машины.

Характеристики

Каталитический гидрокрекинг – технология очищения и повышения технических свойств базового масла, приближающего его по качеству к синтетическому. Оно имеет высокие показатели вязкости, устойчиво к окислению, а также деформациям на сдвиг.

Основой для изготовления гидрокрекинговых смазок являются базовые минеральные масла. Путем гидрообработки и ряда химических реакций из минеральной основы удаляются различные вредные вещества, в том числе азот, сера. Во время процесса меняется молекулярная структура жидкости. Смесь приобретает устойчивость к высоким температурам, химическим, механическим воздействиям, увеличивается стабильность ее эксплуатационных свойств. Недостатком является высокая испаряемость и быстрое старение.

Преимущества использования

Минеральное моторное масло, полученное путем гидрокрекинга, характеристиками похоже на синтетическое. Американские производители на упаковках указывают, что оно получено с помощью синтетических технологий. Но суть остается прежняя – это минералка, прошедшая специальную обработку.

Главное преимущество гидрокрекингового моторного масла – низкая стоимость. Синтетические имеют высокую цену, так как получаются путем дорогостоящего синтеза масел-основ. Гидрокрекинг – недорогая технология, но дает возможность получить продукт по своим характеристикам аналогичный синтетике.

Гидрокрекинговые масла имеют следующие преимущества:

  • высокие вязкостные характеристики;
  • стойкость к образованию отложений;
  • не агрессивность к эластомерам;
  • более высокие показатели снижения трения по сравнению с синтетическими аналогами;
  • стойкость к окислению;
  • в их основе хорошо растворяются присадки;
  • низкую стоимость.

Отличить синтетическое моторное масло от гидрокрекингового, не проводя химического анализа, практически невозможно. Косвенным показателем является вязкость и цена. Большинство оригинальных ГСМ для японских автомобилей гидрокрекинговые, а также смазки южнокорейской фирмы ZIC.

Примеры смазок, полученные гидрокрекингом:

  • Castrol TXT;
  • Castle 0W20;
  • Softec Plus 5w-40;
  • Ravenol LLO 10w-40;
  • BP Visco 5000 5w-40;
  • ОптималЭлитМото 2Т;
  • Total Quartz 9000 5w-40.

Видео «Гидрокрекинговое моторное масло»

В этом видео представлены гидрокрекинговые смазки некоторых известных брендов.

Гидрокрекинговые базовые масла / GT OIL автомобильные масла из Кореи

Гидрообработка и каталитический гидрокрекинг — реакция с водородом при повышенной температуре и давлении, в присутствии различных катализаторов.

Для получения масел применяются следующие процессы обработки водородом:

Гидрообработка (hydrogen processing) — проводится отдельно или одновременно с обработкой растворителями. Гидрообработка базовых масел может быть проведе­на до разной глубины — от гидроочистки (hydrogen treating, hydrotreating) до гид­рокрекинга (hydrogen cracking). Как гидроочищенное базовое масло (hydrotreatedbase stocks), так и базовое масло гидрокрекинга (hydrocracked base stock)имеют больше предельных связей (saturates) и меньше серы (reduced sulfur content)no сравнению с базовым маслом, экстрагированным растворителем.

Гидроочистка(hydrotreating) — осуществляется действием водорода на нефтяные фракции в присутствии катализатора. Ненасыщенные и ароматические молекулы базового масла превращаются в предельные. Одновременно протекает процесс обессеривания (desulfurization) и удаления азотсодержащих соединений(denitrogenation). Умеренная гидроочистка (mild hydrotreating, hydrofinishing, hydrofining), обычно используется и для снижения окраски и запаха масла.

Гидроизомеризация (hydroisomerisation) — изомеризация парафинов или высоко­парафиновых фракций. Линейные молекулы парафинов превращаются в разветв­ленные изопарафины, одновременно может иметь место и гидрокрекинг молекул. Сырьем для этого процесса служат продукты депарафинизации масел или производства парафинов. После гидроизомеризации проводится депарафинизация раство­рителем для понижения температуры застывания.

Гидродепарафинизация — каталитическая депарафинизация {catalytic hydrodewaxing) является альтернативным процессом депарафинизации растворителем. Молекулы парафинов каталитически разрываются и изомеризуются до изопарафинов. Эта стадия обработки непосредственно следует либо после гидрокрекинга, либо после экстракции растворителем.

Каталитический гидрокрекинг (hydrocracking) — получение базовых масел с высоким индексом вязкости, противоокислительной стойкостью и стойкостью к де­формациям сдвига. Масла гидрокрекинга защищают от износа, иногда лучше, чем синтетические. Гидрокрекинг является одним из самых перспективных методов улучшения свойств масла. В ходе гидрообработки одновременно или последова­тельно протекает ряд химических реакций, в результате которых удаляются соеди­нения серы, азота, другие гетероатомные соединения, одновременно протекает гид­рирование полициклических ароматических соединений, расщепление нафтеновых колец, деструкция длинных парафиновых цепей и изомеризация продуктов. Эти процессы обеспечивают улучшение молекулярной структуры масла, усиливают стойкость к механическим, термическим и химическим воздействиям и стабильность свойств в интервале периода эксплуатации. Скорость и направление отдельных химических реакций, а тем самым и возможность получения желаемых продуктов, может регулироваться изменением параметров обработки (температу­ры, давления, соотношения реагентов, применением различных катализаторов и др.). Поэтому разные компании при выполнении процесса глубокой переработки масла, могут получить отличающиеся по свойствам продукты. Производители, как правило, охраняют свои оригинальные процессы переработки и продукты.

Чаще всего эти аббревиатуры присутствуют и в названиях товарных масел. Базовые масла, полученные методом гидрообработки, высоко ценятся, так как имеют высокие ха­рактеристики и свойства, не изменяющиеся при продолжительной эксплуатации.

Вязкость (viscosity) базовых масел — определяющий и классификационный показа­тель качества и выражается разными единицами. Раньше вязкость базовых масел измеря­лась универсальными секундами Сейболта (Saybolt universal seconds — SUS). В настоя­щее время вязкость измеряется в сантистоксах (1 сСт=1 мм7с) (centistokes — cSt), и, стандар­тно, определяется при 40 °С или 100 °С. Ряд, состоящий из базовых масел разной вязкости, называется общей номенклатурой базовых масел (common base oil nomenclature) или рядом базовых масел (base stock slate).

Индекс вязкости, VI, базовых масел (viscosity index) определяет зависимость вяз­кости масла от температуры. Базовые масла по индексу вязкости делятся на группы и мар­кируются:

  • с низким индексом вязкости — LVI (low viscosity index), VI< 50;
  • со средним индексом вязкости — МVI (medium viscosity index), VI = 50 — 93;
  • с высоким индексом вязкости — HVI (high viscosity index), VI = 93 — 115;
  • с очень высоким индексом вязкости — VHVI (very high viscosity index),VI > 115. 

Масла LVI и MVI получают при переработке нафтеновой нефти. Они обладают хорошими моющими свойствами, достаточным индексом вязкости и низкой температурой застывания. Базовые масла MVI получают путем умеренной экстракции растворителем (до достижения VI = 70 — 90), их называют «solventpale» и обозначают SP, например:100SP, 500SP  

Они применяются в качестве технологических масел и масел, работающих при низ­кой температуре.

Масла HVI составляют основную часть базовых масел. Они обладают более высо­ким индексом вязкости и лучшей антиокислительной стойкостью, по сравнению с LVI и MVI маслами. HVI масла получают путем более глубокой экстракции растворителем, они называются «solvent neutral» и обозначаются буквой N, например:  100N, 500N

Знаком HVI обозначает свои базовые масла фирма «Shell», рядом ставятся цифры, соответствующие численному значению кинематической вязкости при температуре 40°С, например: НVI 60, HVI 95, HVI 160, HVI 650

Базовые масла VHVI применяются для производства высококачественных мотор­ных и трансмиссионных масел, отличающиеся продолжительной стойкостью к высокой температуре.

Гидрокрекинговое моторное масло. Свойства и преимущества

С самого начала необходимо пояснить, что такое гидрокрекинг?

Это такой процесс переработки нефти, при котором получают продукты улучшенных характеристик и повышенной вязкости. Под действием водорода, нагретого до 300-400 градусов С и повышенного давления происходит изменение и разрыв химических цепочек, удаляются ненужные соединения, а необходимые качества получают преобразованием сырья в углеводороды требуемой структуры. Как видно, гидрокрекинговое моторное масло можно отнести к минеральному типу масел, поскольку вырабатывается оно из нефти. Но после сложных химических процессов от минерального у такого масла не остается ничего похожего. Данный продукт в продаже http://www.moly-shop.ru/collection/HC-sinteticheskoe-maslo

Свойства и преимущества

По свойствам гидрокрекинговое моторное масло можно отнести к синтетике, но оно значительно дешевле. Это объясняется тем, что процесс гидрокрекинга дешевле, нежели молекулярный синтез. Производители моторных масел охотно используют тот факт, что Американский институт нефти официально считает гидрокрекинговое масло синтетическим. В этой связи компании, производящие моторное масло по технологии гидрокрекинга, могут использовать формулировку типа « синтетические технологии» или что-то подобное. Некоторые производители на этикетках своей продукции указывают явно, что продукт изготовлен по технологии гидрокрекинга.

Но они могут и вообще ничего не сообщать о технологии производства, так как это является коммерческой тайной.

Правильное масло для автомобиля

На самом деле, не столь важно, по какой технологии произведено моторное масло. Гораздо важнее, подходит ли именно Вашему автомобилю конкретный смазочный материал. Производитель автомобиля этот вопрос продумал и указал факт допуска в сервисной книжке. И если параметры вязкости и другие качественные характеристики удовлетворяют требованиям производителя, смело заливайте гидрокрекинговое масло в свой автомобиль. На сегодняшний день гидрокрекинговое моторное масло является самым оптимальным в соотношении цена-свойства. Но необходимо напомнить, что реально существуют лишь два типа моторных масел – подходящее и неподходящее Вашему автомобилю.

Что такое гидрокрекинговое масло и чем оно отличается от синтетического — Auto-Self.ru

Эффективность работы и надежность автомобиля в значительной степени зависят от того, какие расходные материалы, прежде всего, масла, в нем используются. Причем речь здесь не только о конкретных брендах и марках смазочных материалов, но и об их типах. Традиционно рынок масел делится на минеральные смазки, полусинтетику и синтетику. Однако сегодня все чаще можно встретить на прилавках автомобильных магазинов гидрокрекинговые (HC или HydroCracking) масла. И большое количество автомобилистов и знатоков авторынка утверждают, что его использование положительно сказывается и на динамике автомобиля, и на расходе топлива, и на рабочем ресурсе двигателя.

Однако многие автовладельцы практически ничего не знают о маслах этого типа или же вовсе никогда с ними не сталкивались. Поэтому, чтобы разобраться в преимуществах, которые несет использование таких смазочных материалов, нужно изначально выяснить, что они из себя представляют и чем отличаются от привычных типов масел. В этой статье мы расскажем, что такое что такое гидрокрекинговое масло, чем оно отличается от синтетического и масел других типов.

Что такое гидрокрекинговое моторное масло

Надпись «HC Synthese» указывает, что это гидрокрекинговое моторное масло.

Термин «крекинг» можно перевести с английского как «расщепление». Применительно к нефтепродуктам этот процесс означает переработку исходной нефти в условиях высоких температур, в результате чего получается продукт с меньшей молекулярной массой.

Технология гидрокрекингового синтеза (или HC Synthese) была разработана в Америке в 70-х годах прошлого века. Сущность метода заключается в преобразовании под действием химических реакций сторонних нефтяных фракций в углеводы. В результате получается продукт двойственного характера. С одной стороны, гидрокрекинговое масло изготавливается из нефти, что роднит его с минеральными смазками. С другой стороны, в результате гидрокаталитического преобразования молекулярная структура нефтяной основы основательно преобразуется, благодаря чему свойства итогового масла не имеют ничего общего с минеральным маслом.

Ключевой характеристикой любого масла является вязкость – и она напрямую зависит от того, какая основа использована в той или иной смазке. Минеральные сорта – наиболее густые, синтетика же – наиболее жидкая. Что касается гидрокрекинговых масел, то они вместе с полусинтетикой занимают срединное положение. Таким образом, такие смазки по технологии родственны минеральным, а по характеристикам они ближе к синтетике. И, что немаловажно, стоимость HC-масел тоже ближе к минералке.

Как производят гидрокрекинговое масло

Ключевым отличием таких смазок от всех других типов является именно способ производства его основы. Здесь важно напомнить, что именно основа определяет то, насколько долговечным будет произведенное из нее масло.

В общем смысле гидрокрекингом называется метод очистки базовых масел минерального происхождения, по сути нефти, от ненужных компонентов, благодаря чему минералка по своим свойствам максимально приближается к синтетике.

Процедура такой очистки включает в себя 3 последовательных этапа:

  • Удаление парафинов. Благодаря депарафинизации существенно улучшается устойчивость основы к замерзанию.
  • Водородная очистка. В освобожденную от парафина нефть подается большое количество водорода, что позволяет модифицировать структуру основы будущего масла. В результате повышается устойчивость состава к окислительным воздействиям.
  • Гидрокрекинг. На данной стадии происходит расщепление нефтяной основы, разрыв оставшихся парафиновых цепочек, а также насыщение структурных связей. Главная же задача этого этапа – удаление из состава основы азота и серы.

В результате прохождения всех 3 этапов очистки нефть освобождается от посторонних примесей. Получаемый состав существенно отличается и от минеральных масел, и от синтетических смазок. Поэтому правильнее всего будет выделять гидрокрекинговое масло в отдельную категорию.

Чем гидрокрекинговое масло отличается от синтетического

Ситуация с позиционированием таких масел на рынке достаточно спорная. Несмотря на то, что способ их производства существенно отличается от процесса изготовления других видов автомобильных смазок, гидрокрекинговые масла в большинстве случаев отождествляются с синтетическими. Причем грешат этим не только маркетологи и продавцы – Американский Институт Нефти в официальном порядке приравнял их к синтетике.

Однако на практике отличий у HC-масел от синтетики немало, причем как позитивных, так и негативных:

  • Способ производства – для гидрокрекинга используется минеральная основа.
  • Стоимость – HC-синтез гораздо дешевле, чем производство полноценной синтетики, что положительно сказывается и на цене масел.
  • Стойкость к перегрузкам – по стабильности работы в тяжелых условиях синтетика все-таки на голову превосходит гидрокрекинговые масла. Поэтому последние придется чаще менять.
  • Устойчивость к перепадам температур – здесь HC-смазки показывают себя с гораздо более выгодной стороны, поскольку способны сохранять свою изначальную вязкость как при экстремально низких, так и при критически высоких температурах.
  • Смазывающие свойства – у гидрокрекинговых продуктов они лучше, поэтому снижаются нагрузки на двигатель в момент запуска и увеличивается его мощность. Однако стареет HC-масло существенно быстрее, чем синтетика.

Что лучше гидрокрекинговое или синтетическое масло

Однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя – в противном случае тот или иной вид смазки полностью вытеснил бы конкурента с рынка. Поэтому здесь нужно учитывать индивидуальные особенности автомобиля и режима его эксплуатации.

Для дорогих автомобилей лучше все-таки использовать высококачественную синтетику. Она обеспечит более эффективную защиту, а его более высокая цена на фоне общей дороговизны обслуживания авто премиум-класса будет на столь заметной.

Для более бюджетных моделей, производители которых допускают использование полусинтетики, вполне допустимо применение гидрокрекинговых смазок. По своим свойствам они не уступают полусинтетическому типу, однако их цена будет существенно привлекательнее.

В целом же, при выборе моторного масла нужно ориентироваться в первую очередь не на марку или тип масла, а на допуски и рекомендации автопроизводителя. В частности, гораздо важнее правильно выбрать вязкость масла, нежели его тип или марку. Однако это не касается минеральных масел – для большинства современных двигателей они не рекомендованы.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Facebook

Twitter

Google+

Telegram

Vkontakte

Синтетическое гидрокрекинговое моторное масло, давайте вместе разберемся в этом вопросе.

В последнее время из-за недостаточной информации, среди автолюбителей возникает много споров по поводу гидрокрекингового моторного масла.

Одни считают, что гидрокрекинговое моторное масло — это «минералка», другие, что — это «полусинтетика», а третьи вообще думают, что — это суррогат «синтетики». В этой статье мы постараемся вам доступно объяснить о том, чем отличаются гидрокрекинговые масла от остальных масел.

Сам термин «Гидрокрекинг» образовался от слияния слов «Hydro», что в переводе значит «водород» и «crack», что дословно в переводе означает «разламывать, расщеплять». Гидрокрекинг — это специальная технология очистки нефти, c помощью которой улучшается качество минеральной основы до свойств синтетической.

Гидрокрекинговое моторное масло получают из натурального сырья (нефти), путем многоступенчатого процесса:

  • Гидрокрекинг.
  • Гидрогенизация.
  • Каталитическая депарафинизация.

Это факт, что гидрокрекинговое моторное масло вырабатывается из нефти, как и базовое минеральное масло, но на молекулярном уровне структура гидрокрекингового масла сильно отличается от минерального. Поэтому в процессе изменения гидрокрекинговое моторное масло не имеет ничего общего с минеральным маслом.

Во время переработки исходное сырье подвергается глубокой очистке и в итоге остаются только небольшое количество различных примесей и цепочек углеводорода. Эти цепочки изменяют так, чтобы их длина стала оптимальной. То есть происходит синтез.

Именно в связи с этим по классификации API (Американский Институт Нефти) гидрокрекинговое моторное масло относят к синтетическим маслам. Поэтому многие его называют синтетическое гидрокрекинговое моторное масло.

Свойства гидрокрекингового масла

По своим свойствам гидрокрекинговые масла близки к моторным маслам на основе полиальфаолефинов (ПАО). У масел на основе гидрокрекинга прекрасные антиокислительные свойства, высокий индекс вязкости, отличная совместимость с различного рода присадками и хорошие смазывающие способности.

«Полусинтетика» — это не гидрокрекинг

Будет не правдой называть гидрокрекинговое моторное масло «полусинтетикой». Так как полусинтетические масла получают путем смешивания в разных пропорциях синтетического базового масла и минерального базового масла. А как было описано выше, гидрокрекинговое масло получают совершенно другим путем.

Минеральным маслом его называть вообще не стоит — это неверное утверждение. Можно ли назвать гидрокрекинг «синтетикой»? Это близко к тому, но не совсем так. Часто для обозначения гидрокрекинговых масел используют следующие названия:

  • HC-синтез.
  • High-Tech-Synthese-Technology.
  • ExSyn.
  • XHVI.
  • НС-синтетика.
  • VHVI.

На сегодняшний день многие производители не указывают информацию о том, что масло является гидрокрекинговым. Так как в этих маслах может содержаться порядка 80% синтетических компонентов, потому их и называют синтетическими. Поверьте, это делается не для того, чтобы обмануть или запутать Клиента.

Какое масло нужно заливать в двигатель своего автомобиля?

На основании допусков и стандартов, которые указаны в тех.паспорте для вашего автомобиля стоит подбирать моторное масло, независимо по какой технологии оно было изготовлено.

Подбор масла от специалистов из Oiler

Если вы сомневаетесь в правильном выборе масла, наши специалисты с удовольствием помогут вам. Просто оставьте запрос на сайте, чтобы вам перезвонили. Oiler является сертифицированной точкой продажи всей своей продукции, поэтому о подделке не может идти даже и речи. Весь наш ассортимент моторных масел вы сможете посмотреть здесь

Звоните нам прямо сейчас и получите бесплатную консультацию от наших специалистов.

P.S. Мы являемся экспертами в области технических жидкостей для автомобиля.

применений гидрокрекинга | FSC 432: Переработка нефти

Использование гидрокрекинга

На нефтеперерабатывающем заводе гидрокрекинг дополняет каталитический крекинг за счет более ароматического сырья, которое сопротивляется крекингу, включая побочные продукты FCC, такие как легкое рецикловое масло (LCO). Гидрокрекинг также можно использовать для обогащения остаточных фракций с использованием различных конфигураций реакторов и катализаторов в зависимости от сложности задач по обогащению, как показано на рис. 7.12.Как показано на рис. 7.13, для гидрокрекинга относительно легкого сырья (например, атмосферного остатка) можно использовать конфигурацию с неподвижным слоем и частицы катализатора относительно большого размера. В экстремальных случаях с очень тяжелым вакуумным остатком используется конфигурация с расширенным слоем, в которой очень мелкие частицы катализатора увлекаются сырьем при высоком давлении водорода (высокое соотношение водород/нефть). Эти экстремальные условия реакции необходимы для предотвращения сильного закоксовывания катализаторов, которое может остановить процесс.В промежуточных случаях можно использовать конфигурацию с кипящим (кипящим) слоем, как показано на рис. 7.13.

В Соединенных Штатах гидрокрекинг LCO (из FCC) обеспечивает большую часть производства дизельного топлива, поскольку прямогонный LGO является предпочтительным сырьем для FCC для производства бензина в качестве основного продукта. Основными лицензиарами процессов гидрокрекинга являются Chevron, UOP, ExxonMobil Research and Engineering, BP, Shell и BASF-IFP.

Рисунок 7.12. Конфигурация процесса гидрокрекинга по свойствам сырья.

Нажмите здесь, чтобы увидеть текст, альтернативный рисунку выше

Процесс гидрокрекинга

— Одноступенчатый

— Только гидрокрекинг

— один катализатор

-низкая подача S, N

— Гидроочистка, гидрокрекинг

-двойной катализатор

-высокий серийный номер

— можно сделать с переработкой или без нее

— двухступенчатые (разделение продуктов между стадиями 1 и 2)

-HT и УВ

-двойной катализатор

— очень высокое значение S + N

-HT и УВ

-тройной катализатор

— чрезвычайно высокое содержание S, N, металлическая подача

Источник: Др.Семих Эсер

Рисунок 7.13. Гидрокрекинг тяжелых остатков.

Нажмите здесь, чтобы увидеть текст, альтернативный рисунку выше

Остаток гидрокрекинга

— увеличение H/C для улучшения

— атмосферная или вакуумная перегонка остатков

Гидрокрекинг тяжелых остатков
Тип кровати Кат. Размер Частиц/см 3
Фиксированный 1.5 — 3 мм 120
Кипящий 0,8–3 мм 250
Расширенный 0,002 мм 2,4×10 9

Источник: д-р Семих Эсер

Гидрокрекинг против каталитического крекинга

Гидрокрекинг Против. Каталитический крекинг
Каталитический крекинг — FCC Гидрокрекинг

— отбраковка углерода

— эндотермический

-кислотный катализатор

-больше газа

-больше кокса

— добавление водорода

-экзотермические

-металлический катализатор на кислотном носителе

-без газа

— без кокса

— затратный процесс ($$$)

  • Гидрокрекинг включает расщепление связи С-С для получения более легких углеводородов
  • Больше жидкости с HYDRCRC
  • Больше гидрогенизированных продуктов
    • Растрескивание менее сильное
    • Вторичные реакции крекинга сведены к минимуму за счет стабилизации активных частиц водородом
  • Гидрокрекинг более гибкий w.р.т. сырье
    • Огнеупорное сырье (например, ароматические соединения) может быть переработано
    • Разрыв связи С-С после насыщения водородом

Выше мы сравниваем каталитический крекинг (FCC — процесс удаления углерода) с гидрокрекингом (HYDRCRC) по основным характеристикам обоих проектов. Очевидно, что на гибком нефтеперерабатывающем заводе с широким спектром сырой нефти оба процесса необходимы для оптимального преобразования сырой нефти в желаемые продукты нефтепереработки.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Процесс гидрокрекинга мазута с использованием галлуазита, модифицированного различными способами

Одним из важных вопросов является увеличение глубины переработки нефти за счет разработки качественных, экологически чистых процессов и технологий, необходимых для современного уровня развития нефтехимической промышленности. Процесс гидрокрекинга является одним из эффективных процессов получения моторных топлив высокого качества из тяжелых нефтяных остатков (мазута, гудрона). Несмотря на многочисленные работы ведущих зарубежных компаний в этой области, до настоящего времени не создана простая и эффективная технология, позволяющая напрямую и эффективно перерабатывать остаточные нефтепродукты с получением топливных фракций [1,2,3].С учетом этого ведутся интенсивные работы по совершенствованию технологии гидрокрекинга, в частности, по использованию реакторов с кипящим слоем или суспендированным одноразовым слоем катализатора. В промышленности освоен ряд процессов глубокой переработки тяжелого углеводородного сырья в дистиллятные продукты под давлением водорода (15–27 МПа) [4].

Так, процессы H-Oil и LC-Fining были разработаны фирмами Hydrocarbon Research (США) и Lummus (США) соответственно, и эти процессы проводились на кипящем слое катализатора, для переработки тяжелого сырья в дистиллятные продукты при давлении водорода 16–25 МПа [5, 6].

Восходящий поток подачи газа обеспечивает поддержание «кипящего» слоя катализатора. В такой системе достигается равномерное распределение газа, жидкости и катализатора по сечению реактора и изотермический характер процесса. Процесс может осуществляться при умеренной (65%) или высокой (85% и выше) степени конверсии гудрона (свыше 524 °С). В последнем случае применяется циркуляция гудрона.

Промышленные установки для этого и других подобных методов используются в Японии, Германии, Кувейте и других странах [5, 6].

В Японии был разработан процесс термического крекинга при относительно низкой температуре в кипящем слое инертного пористого материала. При переработке тяжелого сырья (с высоким содержанием металлов) достигается большой выход средних дистиллятов и относительно низкий выход газа и кокса. Тяжелые металлы собирались в порах инертного материала. Процесс разработан в двух вариантах: с водородом и без водорода [7].

Из-за большого количества гетероатомных соединений, тяжелых органических соединений металлов и асфальтенов во фракциях, получаемых из нефти, кокс и металлоорганические соединения осаждаются на поверхности катализатора, что создает серьезные проблемы при переработке.В то же время размер подвергаемых гидрокрекингу высокомолекулярных соединений может превышать размеры микро- и макропор стационарных катализаторов в виде таблеток и гранул. Кроме того, процесс всегда сопровождается необратимым осаждением кокса и соединений металлов на поверхности катализатора. Поэтому весьма актуальной является разработка новой прогрессивной технологии с использованием стерически доступных и постоянно обновляемых поверхностных катализаторов для глубокой переработки остаточных продуктов переработки нефти.

Выбор катализаторов для процесса гидрокрекинга является одной из основных проблем. В литературе для катализаторов процесса гидрокрекинга чаще всего используют следующие кислотные компоненты: аморфные алюмосиликаты, цеолит Y-типа или их комбинацию [8].

В ряде исследований [9] бета-цеолитные катализаторы применялись при гидрокрекинге тяжелых нефтяных остатков. В катализаторах, применяемых для процесса гидрокрекинга, в качестве гидрирующего компонента использовали платину или палладий, так как водород растворяется в платине и палладии и ускоряет процесс гидрирования, переходя в атомарное состояние.Обычно также используют никель, кобальт, молибден, вольфрам или их комбинации. Причина в том, что эти металлы относительно дешевле, чем платина и палладий. Также при применении перечисленных выше металлов катализаторы не загрязняются загрязняющими веществами. Эти металлы добавляют к носителям методами пропитки, ионного обмена, осаждения и соосаждения. В зависимости от используемого металла количество пропитываемого металла ограничивается следующим образом: Pt (Pd) 0,1–3 % масс.; Ni (Co) 2,5–5 % масс.; Mo (W) 5–15% масс. в виде сульфидов.

Катализаторы, предложенные авторами [10], были исследованы в гидрокрекинге тяжелых нефтяных остатков (содержащих внутри 3,39% серы). Высказано предположение, что природа гидрирующего компонента (NiMo или NiW) слабо влияет на конверсию тяжелого нефтяного остатка и выход дизельной фракции, но влияет на свойства получаемой дизельной фракции. По сравнению с NiW/Al 2 O 3 -аморфными алюмосиликатами катализатор NiMo/Al 2 O 3 -аморфных алюмосиликатов обеспечивает более низкое содержание серы в получаемой дизельной фракции.

В литературе [11] в качестве катализатора использовали сульфиды переходных металлов на носителе. Крекинговую функцию катализатора обычно объясняют наличием кислотных центров в носителях из оксида алюминия или алюмосиликата. Свойства катализатора процесса гидрокрекинга определяются соотношением центров гидрирования на сульфиде металла и концентрацией кислот в носителе. При относительно небольших количествах центров гидрирования могут протекать вторичные процессы, приводящие к образованию легких углеводородов, а также к олигомеризации и коксообразованию в кислотных центрах.Дефицит гидрирующей функции катализатора гидрокрекинга приводит к быстрому снижению его активности. В то же время высокая активность гидрирования предотвращает процесс крекинга и преобладает процесс изомеризации.

На основании вышеизложенного настоящее исследование было посвящено изучению процесса гидрокрекинга мазута, полученного из бакинской нефти, в присутствии наноструктурированного галлуазита.

Гидрокрекинг масла ятрофы на несульфидированном катализаторе PTA-NiMo/ZSM-5

Характеристика катализатора

Рентгенограммы всех свежеприготовленных катализаторов ZSM-5 показаны на рис.2. Картины демонстрируют характерные дифракционные пики при 2θ = 7,89°, 8,73°, 14,82°, 23,04°, 23,86° и 24,26°, которые относятся к цеолитной структуре MFI (JCPDS № 42-0024). Рентгенограммы исходных цеолитов ZSM-5 показали, что новые фазы не образовывались, а внутренняя структура решетки ZSM-5 не изменилась. Таким образом, тонкая структура цеолитов в катализаторе после процесса обескремнивания и пропитки сохранялась, но относительная кристалличность уменьшалась.Этот результат был аналогичен тому, о котором сообщалось ранее 9,29,30 . После пропитки соединениями NiMo для соединений Ni или Mo пиков не наблюдалось. Отсутствие каких-либо пиков оксидов металлов на рентгенограммах указывает на хорошую дисперсию металла с малым размером частиц на поверхности цеолита 31,32 . После пропитки PTA пики, наблюдаемые при 2θ = 10,52°, 25,54° и 34,02°, были отнесены к PTA (JCPDS No. 50-0657) и были только в образце катализатора PTA45-NiMo/HZ0,5.Это указывало на то, что на катализаторах PTA5-NiMo/HZ0,5 и PTA20-NiMo/HZ0,5 ФТА была высокодисперсной, но на образце PTA45-NiMo/HZ0,5 ФТА агрегировалась из-за избыточной пропитки. Кроме того, отсутствовали другие дифракционные пики для образцов пропитанного катализатора PTA, что указывает на то, что структуры Кеггина остались нетронутыми 33 .

Рисунок 2

Рентгенограммы катализаторов ZSM-5.

Спектры FTIR образцов HZ и PTA20-NiMo/HZ0.5, собранных при комнатной температуре, представлены на рис.3. Характерные полосы при ν = 455, 545 и 795 см –1 связаны с валентным колебанием групп [AlO 4 ] или [SiO 4 ] в каркасе HZ. Одна полоса при ν = 1080 см −1 с плечом при ν = 1240 см −1 была приписана характерной асимметричной полосе растяжения мостика Si–O–Si 34 . В целом, для катализатора PTA20-NiMo/HZ0,5 не было обнаружено явных изменений каркаса, что согласуется с результатами XRD.Полосы ν = 1637 и 3440 см −1 отнесены к деформационным колебаниям адсорбированных молекул воды, а полосы ν = 3440 см −1 – к водородно-связанным силанольным группам и молекулам воды, адсорбированным в цеолит 34 . После пропитки ПТА катализатор ПТА20-NiMo/HZ0,5 показал новые пики при ν = 984, 892 и 811 см –1 , которые соответствовали краю ν(W = O), ν(W–O–W), угол ν(W–O–W) соответственно 35 . Расстояние между полосами ν = 811 и 795 см −1 было слишком близким, поэтому они плавно объединились в более крупный пик.Таким образом, структура Кеггина ПТА сохранилась в катализаторе без повреждений 36 .

Рисунок 3

FTIR-спектры ( a ) катализатора HZ и ( b ) катализатора PTA20-NiMo/HZ0,5. (▲W = O; ●W–O–W край; ◆W–O–W угол).

Изотермы адсорбции-десорбции азота иерархических образцов ZSM-5 показаны на рис. 4. Исходный цеолит HZ представлял собой изотерму типа I с плато, начинающимся при очень низком относительном давлении, что означало, что исходный цеолит преобладал по микропористой структуре.После пропитки частицами NiMo образец NiMo/HZ также имел изотерму типа I, что означало, что NiMo/HZ сохранил ту же микропористую структуру. Эти результаты согласуются с рассчитанными диаметрами микропор, показанными в таблице 1. По сравнению с исходным цеолитом образцы, обработанные щелочью и промытые кислотой, демонстрируют изотермы типа IV, типичные для микро- и мезопористых материалов. Изотерма с петлей гистерезиса типа h5 является известным отпечатком иерархической пористой системы с однородными по размеру одномерными щелевыми каналами 37,38,39 .Основным отличием изотерм иерархических образцов по сравнению с исходным цеолитом было увеличение адсорбции N 2 для области 0,4 < P/P 0  < 0,9, что интерпретировалось как наличие капиллярной конденсации во -кристаллические мезопористые пространства и наружная поверхность 40 . Эти изменения должны положительно сказаться на каталитической активности цеолита. Изотерма образца NiMo/HZ1.0 показала быстрое увеличение поглощения с P/P 0  > 0.8, что свидетельствовало о значительном повреждении внутренних пор.

Рис. 4

Изотермы адсорбции-десорбции азота иерархических образцов ZSM-5.

Таблица 1 Текстурные свойства приготовленных образцов ZSM-5.

Текстурные свойства различных образцов ZSM-5 перечислены в таблице 1. Анализ размера пор, проведенный Барреттом Джойнером-Халендой (BJH), выявил наличие мезопор в диапазоне размеров 2–20 нм. Результаты показали увеличенную площадь поверхности BET и мезопор для иерархических цеолитов, за исключением NiMo/HZ1.0 цеолит. Ожидалось, что это усиление, демонстрируемое иерархическими цеолитами, окажет положительное влияние на каталитическую активность. Увеличенная площадь поверхности мезопор и уменьшенная площадь поверхности микропор указывали на то, что потеря микропористости и развитие мезопористости произошли в результате процесса щелочной обработки и промывки кислотой. Однако развитие мезопористости происходило с повреждением микропор, когда цеолиты обрабатывались при более высокой концентрации NaOH 1,0 M, и площадь поверхности и объем пор резко уменьшались.Ожидалось, что это уменьшение площади поверхности и объема пор окажет негативное влияние на каталитическую активность. Площадь поверхности и объем пор цеолитных катализаторов NiMo/HZ уменьшились по сравнению с исходным цеолитом HZ, что объясняется действием частиц NiO и MO 3 на внешней поверхности, препятствующих доступу молекул N 2 и блокируют микропоры цеолита. После пропитки PTA было видно, что площадь поверхности и объем пор уменьшились. Потеря удельной площади поверхности может быть результатом сильной адсорбции ПТА с малой площадью поверхности.Тем не менее, уменьшение площади поверхности при низком содержании ПТК (5–20% масс.) было небольшим, что указывает на то, что большая часть ПТК располагалась вне мезопор. Однако, когда содержание PTA было дополнительно увеличено до 45% масс., площадь поверхности и общий объем значительно уменьшились, что позволяет предположить, что при таком более высоком уровне многие микропоры или мезопоры цеолита были заблокированы. Эти результаты соответствовали результатам XRD.

Спектры РФЭС для NiMo/HZ0.5 и PTA20-NiMo/HZ0.5 представлены на рис. 5. Энергия связи Ni 2p показана на рис. 5а. Металлический Ni в двух катализаторах составлял 852,09 эВ и 852,25 эВ соответственно, а два других пика каждого образца были отнесены к Ni 2+ 41 . Энергия связи Mo 3d показана на рис. 5б. Низкая энергия связи (около 233 эВ) была приписана Mo 4+ в MoO 2 , а высокая энергия связи (около 236 эВ) была приписана Mo 6+ в MoO 3 42 .Сдвиг пиков в сторону более высоких значений энергии связи в Ni 2p, но в сторону более низких значений в Mo 3d для катализатора PTA20-NiMo/HZ0,5 можно объяснить сильным взаимодействием между различными элементами в образце.

Рис. 5

XPS-спектры уровней ( a ) Ni 2p и ( b ) Mo 3 d для катализаторов NiMo/HZ0,5 и PTA20-NiMo/HZ0,5.

Таблица 2 показывает, что после добавления PTA соотношение площадей пиков Ni 0 /Ni 2+ в NiMo/HZ0.5 и PTA20-NiMo/HZ0,5 увеличилось с 30,5% до 43,3%, а соотношение Mo 6+ /Mo 4+ увеличилось с 60,0% до 71,5%. Эти изменения позволяют предположить, что катализатор, содержащий PTA, способен способствовать восстановлению Ni 2+ и окислению Mo 4+ . Частицы Mo могут отдавать частичные электроны частицам оксида Ni и удерживать частицы оксида металла в восстановительном состоянии. Перенос электронов между металлами был обусловлен структурой Кеггина PTA, которая позволяет заменить предварительное сульфурирование и поддерживать катализаторы в активной форме во время реакции гидрокрекинга 4,5 .Об аналогичном явлении сообщалось и в нашей предыдущей работе 5,6 .

Таблица 2 Относительные площади пиков и соотношения Ni и Mo в анализе XPS (%).

Кислотность образцов ZSM-5 изучалась с помощью NH 3 -TPD. Кислотные свойства различных образцов суммированы в таблице 3. Наблюдались два пика десорбции при 220 °C и 380 °C, примерно соответствующие десорбции NH 3 . Адсорбированные молекулы NH 3 десорбируются со слабокислотных центров при низких температурах и с сильнокислотных центров при высоких температурах.Слабокислотные центры отнесены к кислотному каркасу группы Si–OH–Si, а сильнокислотные центры – к кислотному каркасу группы Si–OH–Al 34 . Потеря слабых и сильных кислотных центров в образцах HZ0.5 и NiMo/HZ0.5 может быть связана с тем, что обескремнивание и деалюминирование уменьшили количество каркасных кислотных центров после обработки щелочью и последующей промывки кислотой 15 . Другим возможным объяснением снижения кислотности является то, что кислотные центры, расположенные на внешней поверхности/поверхности мезопор, имеют более низкую кислотную силу, чем внутри системы микропор 43 .В целом, по сравнению с исходным катализатором HZ, иерархические образцы HZ0,5 и NiMo/HZ0,5 показали пониженную общую кислотность, вероятно, из-за частичной потери каркасных кислотных центров и образования мезопористой структуры. Включение NiMo, по-видимому, влияет на количество слабых кислотных центров. Увеличение числа слабокислотных центров может быть связано с образованием новых центров соединениями NiMo со слабокислотными свойствами. Для иерархического образца NiMo/HZ0.5 высокотемпературный пик стал шире и сместился в сторону более высоких температур (от 370 °C до 383 °C) по сравнению с иерархическим HZ0 без NiMo.5. Эти результаты могут свидетельствовать о лучшем диспергировании и контакте частиц NiMo с цеолитовой подложкой для образцов иерархического цеолита, что должно положительно сказаться на каталитической активности. Соотношение слабокислотных и сильнокислотных центров в катализаторах постепенно увеличивалось. При добавлении ПТА количество сильнокислотных центров образца ПТА20-NiMo/HZ0.5 увеличилось. Этот результат свидетельствует о том, что PTA был нанесен на поверхность цеолита, и сдвиг был вызван сильными кислыми протонами PTA.По сравнению с температурным пиком десорбции NiMo/HZ0,5, пик, относящийся к сильнокислотным центрам, был смещен в сторону более низкой температуры, а слабые кислотные центры были сдвинуты в сторону более высокой температуры, показывая умеренную силу кислотных центров, что ослабляло отложение кокса и сдерживание дезактивации катализатора. Природа твердокислотного катализатора в основном определяется сильными кислотными центрами на поверхности 44 .

Таблица 3 Кислотность катализаторов (ммоль/г -1 ).

Анализ жидких продуктов

Спектры ИК-Фурье стандартного толуола и жидких продуктов реакции с использованием катализатора HZ показаны на рис. 6. Графики ГХ-анализа жидких продуктов над катализатором показаны на рис. 7. распределение углеводородов в продуктах показано на рис. 8. ; BD: растяжение C=C; C: колебания C=C; E: колебания ароматических колец).

Рисунок 7

Графики ГХ анализа жидких продуктов.

Рисунок 8

Распределение углеводородов в жидких продуктах, проанализированных с помощью ГХ (мас.%).

Структура подтверждена спектрами FTIR. Пики при 2920 см -1 и 2850 см -1 отнесены к метиленовым группам 45 . Эти результаты согласуются с ГХ-анализом жидких продуктов, полученных с использованием катализатора HZ (рис. 7 и 8). Пик при 3050 см -1 обусловлен ароматическим растяжением CH x , пик при 1600 см -1 и 1421 см -1 приписан симметричному растяжению ароматического кольца C=C 45,46,47 , а пик при 1500 см −1 обусловлен ароматическими колебаниями C=C 48,49 .Пик при 752 см -1 был отнесен к колебаниям ароматических колец с низкой степенью замещения 45 . Характерные пики жидких продуктов соответствовали толуольному стандарту, что свидетельствовало о том, что ароматические соединения были получены в результате каталитической конверсии масла ятрофы.

Исследован гидрокрекинг масла ятрофы в биоароматические соединения с использованием катализаторов ZSM-5. Графики ГХ анализа жидких продуктов над катализатором представлены на рис. 7.Распределение углеводородов в продуктах показано на рис. 8. Количество каждой группы продуктов рассчитывали на основе произведения относительной площади (%) каждого компонента, как определено с помощью ГХ-анализа. Продукция состояла из трех фракций, газообразных продуктов, жидких продуктов и кокса. Жидкие продукты составляли около 70  мас.% нефти ятрофы, и большую часть жидких продуктов составляли БТК и легкая нефть. Остальные 30  вес.% были газообразным продуктом, который в основном состоял из CO, CO 2 , CH 4 , C 2 H 4 и C 3 H 8 .Фракция C15–C18 от реакций деоксигенации триглицерида практически не обнаруживалась в образцах, за исключением фракции, приготовленной с использованием образца катализатора HZ0,5, которая показала небольшое количество. Кислотность катализаторов могла быть достаточной для реакций деоксигенации и крекинга, но кислотность катализатора HZ0,5 была несколько ниже, согласно значениям, представленным в таблице 3  24 . В реакции крекинга фракция С15–С18 была отрезана и разбита на фракции (С2–С10), которые обеспечили обильные материалы для ароматизации 50 .Углеводороды в жидких продуктах представлены преимущественно углеводородными фракциями С6–С9 (рис. 8). Анализ ароматической фракции показал, что она состоит в основном из наиболее ценных ароматических соединений С6–С8 БТХ (рис. 9).

Рисунок 9

Выход ароматических соединений БТК в жидких продуктах.

Легкие углеводородные фракции 2 , могут быть прямыми материалами для ароматизации на основании корреляции между отношением слабокислотных центров к сильнокислотным центрам и выходами фракций BTX или Рисунок 10

Корреляция между отношением слабых кислотных центров к сильнокислотным и выходом фракций BTX или

Конверсия масла ятрофы и выход БТХ с использованием катализаторов (HZ, PTA20-NiMo/HZ0,5) показаны на рис. 11. Конверсия масла ятрофы составила более 96,5% за 15 часов для двух катализаторов. . Конверсия постепенно снижалась с 98,3% до 84,7% между 15 ч и 40 ч для катализатора PTA20-NiMo/HZ0.5.Для катализатора HZ конверсия быстро снижалась с 96,5% до 68,1% между 15 и 55 часами. Конверсии двух катализаторов мало изменились через 55 часов. Выход BTX постепенно снижался с 64,7% до 47,2% к 35 часам и впоследствии оставался стабильным для катализатора PTA20-NiMo/HZ0,5. Выход BTX снизился с 41,6% до 26,5% к 30 ч для катализатора HZ. Результаты показали, что стабильность или каталитическая активность приготовленного катализатора PTA20-NiMo/HZ0,5 были лучше, чем у катализатора HZ.

Рисунок 11

Конверсия выхода масла ятрофы и БТХ в получаемое масло в зависимости от времени реакции с использованием катализаторов HZ и PTA20-NiMo/HZ0.5.

Стабильность и возможность повторного использования наиболее эффективного катализатора (PTA20-NiMo/HZ0,5) оценивали путем выполнения четырех последовательных циклов. Конверсия и выход БТК на катализаторе (8 часов) при последовательном использовании показаны на рис. 12. Катализатор подвергали термической обработке на воздухе для имитации типичной процедуры регенерации между каждым циклом.Конверсия постепенно снижалась с 99,5% до 93,2%, а выход БТК с 59,5% до 50,1%. Такое незначительное изменение как раз и свидетельствовало о стабильности активности катализатора.

Рисунок 12

Конверсия и выход БТК при последовательном использовании катализатора PTA20-NiMo/HZ0,5.

Сравнение производительности BTX ZSM-5 выявило различную ароматизирующую активность для различных каталитических цеолитов. Для катализаторов HZ и NiMo/HZ последний образец показал более высокое образование ароматических продуктов BTX.Введение металлического NiMo способствовало образованию газообразных углеводородов, вероятно, связанных с протеканием реакций переноса водорода, которые увеличивали образование легких фракций и давали больше материалов для ароматизации (рис. 10). Несмотря на уменьшение кислотных центров на катализаторе NiMo/HZ0.5, соотношение слабокислотных и сильнокислотных центров увеличилось, а также увеличилось количество ароматических продуктов BTX по сравнению с образцом NiMo/HZ. Разница в производительности была связана только с иерархической обработкой.Это может быть связано с тем, что иерархический катализатор NiMo/HZ0,5 продемонстрировал более высокие площади внешней поверхности и поверхности мезопор, больший объем пор и больший диаметр пор (таблица 1), что расширило зону реакции и улучшило ограничение диффузии. Кроме того, активный центр, расположенный на стенках мезопор иерархических цеолитов, мог катализировать реакции с участием объемных молекул, которые не могли проникнуть в микропоры цеолита, и увеличивал реакционную доступность 51 . Анализ NH 3 -TPD показал лучшую дисперсию и контакт с NiMo в NiMo/HZ0.5 катализатор, который может действовать синергетически, повышая активность. Как показано на рис. 13, все образцы, содержащие PTA, проявляли очень высокие каталитические свойства в отношении реакции ароматизации. Более того, катализатор PTA20-NiMo/HZ0,5 продемонстрировал самый высокий выход БТХ (59% масс.) по сравнению с катализатором NiMo/HZ0,5. Это может быть связано с тем, что на катализаторе PTA20-NiMo/HZ0,5 было больше кислотных центров, чем на катализаторе NiMo/HZ0,5. Кроме того, согласно анализу XPS, частицы Mo могут отдавать часть электронов частицам оксида Ni, что приводит к переносу электронов между Mo и Ni, что может увеличить образование ионов карбения и повысить каталитическую активность.

Рис. 13

Выход ароматических соединений БТХ для катализаторов NiMo/HZ0,5 (мас. %) с различным содержанием ПТА.

Возможный путь реакции

Большинство продуктов, преобразованных из масла ятрофы, представляли собой CO, CO 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 3 H и углеводороды в диапазоне от 7 H от С4 до С18. На начальной стадии реакции гидрокрекинга каждая молекула триглицерида расщепляется на три молекулы углеводорода посредством трех типов реакций деоксигенации (экв.3), которые представляли собой гидродекарбоксилирование (HDCO), гидродекарбонилирование (HDC) и гидродеоксигенирование (HDO) 52 . Углеводороды С15 и С17 были продуктами меньшего потребления водорода, прямого декарбоксилирования и декарбонилирования (путь удаления углерода), а углеводороды С16 и С18 были продуктами процесса гидродеоксигенации с большим потреблением водорода (путь присоединения водорода).

Реакция гидрокрекинга:

При этом содержание кислорода в триглицеридах было удалено как CO 2 , CO и H 2 O.CO, CO 2 , CH 4 , C 2 H 4 и C 3 H 8 были основными газообразными продуктами, обнаруженными в выходящей газовой смеси. Реакции метанирования (уравнения 4 и 5) и конверсия водяного газа (уравнение 7) были вероятными побочными реакциями, и эти реакции также могут увеличивать потребление водорода или состав метана. Метан может частично превращаться в этилен (уравнение 6) и может способствовать реакции дегидроароматизации метана (MDA), которая способствует выходу БТХ 53,54 .В газообразных продуктах также происходили два типа реакций, в которых в основном использовался СО. Один из них заключался в реакции Фишера-Тропша (уравнение 8) с образованием иона алкилкарбения. Другой был связан с реакцией Будуара (уравнение 9), что привело к отложению углерода на поверхности катализатора 54 .

Реакция метанирования:

Конверсия водяного газа:

Реакция Фишера-Тропша (FT):

Реакция Будуара:

Последующая реакция крекинга может происходить следующим образом 55 .Крошечная часть алканов C15-C18 может быть подвергнута прямому крекингу (уравнение 10) с образованием иона алкилкарбения. Большинство алканов C15-C18 были дегидрированы на металлических участках с образованием соответствующих алкенов (уравнение 12), затем алкены переместились на участки сильной кислоты и образовали ион алкилкарбения (уравнение 13), а затем алкены были перегруппированы. и расщеплен посредством β-расщепления (уравнения 11 и 13). Затем образовавшийся легкий ион алкилкарбения подвергали олигомеризации и получали алкены C2-C10 (экв.13) в качестве основных промежуточных продуктов реакции ароматизации 50,56 . Наконец, алкены перемещались в центры металла и гидрировались с образованием алканов C2-C10 (уравнение 12), а затем алканы объединялись в циркуляцию крекинга с образованием более легких алкенов.

Последующая реакция крекинга:

Реакция дегидрирования и перегруппировки:

Предполагалось, что ароматические соединения образуются в результате реакций Дильса-Альдера из легких алкенов, что является лимитирующей, ключевой реакцией ароматизации 56 .Образовавшиеся алкены попали в слабокислотный центр, чтобы пройти реакции циклизации Дильса-Альдера и произвести циклоалканы, а затем циклоалканы превратились в ароматические соединения в сильнокислотных центрах путем дегидрирования-ароматизации (уравнения 14, 15, 16, 17, 18). Затем только небольшая часть ароматических соединений полимеризуется на поверхности катализатора с образованием кокса.

Реакции Дильса-Альдера и дегидрирование-ароматизация с образованием БТХ:

Производство углеводородов реактивного топлива путем каталитического крекинга и гидрокрекинга соевого масла

Название: Производство углеводородов реактивного топлива каталитическим крекингом и гидрокрекингом соевого масла

Объем: 1 Выпуск: 2

Автор(ы): Хуали Ван, Шули Ян, Манхве Ким, Стивен О.Салли и К.Ю. Саймон Ng

Принадлежность:

Ключевые слова: Углеводороды реактивного топлива, каталитический крекинг, гидрокрекинг, возобновляемые виды топлива, переэтерификация, ХМЭ, ММЭ, биомасса, гидроизомеризация, гидрокрекинг, изотермы, детекторы теплопроводности, пламенно-ионизационные, ОЛП, хроматограмма

Реферат: Углеводороды, представляющие реактивное топливо, были получены как каталитическим крекингом, так и одностадийным каталитическим гидрокрекинг соевого масла в лабораторном проточном реакторе.Выход углеводородов керосина/реактивного топлива при каталитическом крекинге по сравнению с коммерческим ZSM-5 достигал 21%. И температура, и объемная скорость оказывали неравномерное влияние на распространение продукта. Стабильное состояние не было достигнуто, и во время процесса образовалось значительное количество смолы и кокса. реакция. Бифункциональный катализатор гидрокрекинга с 1,1 % рутения, нанесенный на ZSM-5, приготовленный пропиткой метод дал 16% выхода реактивного топлива, что сравнимо с выходами коммерческих сульфидированных NiMo катализаторов. в то время как при гораздо более низком давлении 650 фунтов на квадратный дюйм.По сравнению с процессом каталитического крекинга на ZSM-5 стационарный поток реакция была получена с меньшим количеством смолы и полимеризованных продуктов.

Выбор катализатора гидрокрекинга | World Petroleum Congress (WPC)

Abstract:

Установка гидрокрекинга предназначена для преобразования вакуумного газойля и деметаллизированного масла (DMO) в нафту и дизельное топливо. У Saudi Aramco есть две установки гидрокрекинга полной конверсии, которые работают при очень высоком давлении.Катализатор гидрокрекинга играет важную роль в установке гидрокрекинга, и его выбор очень важен для успешной работы установки гидрокрекинга. Преждевременный выход из строя предыдущего катализатора гидрокрекинга на одной из установок гидрокрекинга Saudi Aramco повышает важность выбора катализатора гидрокрекинга. Таким образом, Saudi Aramco разрабатывает интенсивную программу выбора катализатора, чтобы гарантировать выбор катализатора для каталитических процессов нефтепереработки.

В этом документе кратко описан процесс выбора катализатора гидрокрекинга, который включает оценку предложения, программу испытаний пилотной установки и экономическую оценку.Подробные результаты оценки, включая результаты испытаний пилотной установки и экономическую оценку, будут представлены в презентации.

ВВЕДЕНИЕ

Технология гидрокрекинга играет важную роль в мировой экономике нефтепереработки путем преобразования более тяжелого и менее ценного вакуумного газойля (ВГО), деметаллизированного масла (ДМО) или мазута в более легкую и более ценную нафту и дизельное топливо. Выбор катализатора гидрокрекинга очень важен для успешной работы установки гидрокрекинга. Следовательно, нефтеперерабатывающий завод должен внедрить надлежащую процедуру, чтобы гарантировать выбор катализатора для достижения большинства операционных целей.Преждевременный выход из строя предыдущего катализатора гидрокрекинга на одном из нефтеперерабатывающих заводов компании Saudi Aramco (SA) стал убедительной отправной точкой для разработки хорошо структурированной процедуры выбора катализаторов процесса нефтепереработки.

Стандарт Saudi Aramco по выбору катализатора процесса нефтепереработки

Компания Saudi Aramco разработала стандарт, устанавливающий требования к выбору и обеспечению/контролю качества (ОК/КК) катализаторов процесса нефтепереработки. Процедура выбора катализатора начинается с разработки технического пакета и гарантии производительности, которые мы отправляем поставщикам для получения предложений по катализаторам, и начальной проверки всех технических предложений путем их сравнения с требуемыми критериями нефтеперерабатывающего завода.Первоначальная оценка исключает некоторые неуместные предложения. При необходимости процесс отбора включает испытания потенциальных катализаторов на пилотных установках (P/P). Тестирование P/P проводится в тех же рабочих условиях, чтобы имитировать коммерческие операции. Кроме того, процесс выбора включает в себя опрос пользователей, чтобы получить их отзывы о характеристиках предлагаемых каталитических систем. Наконец, экономическая оценка технически приемлемых каталитических систем вместе с гарантией производительности и комментариями пользователей определит победившую каталитическую систему.В стандарте также указывается, что перед отправкой катализатора на нефтеперерабатывающий завод необходимо провести тесты ОК/КК на образце перед поставкой. При необходимости испытания производительности могут быть проведены во время цикла катализатора для подтверждения гарантий производительности. Любое отклонение от стандарта потребует отказа от соответствующего органа.

Выбор катализатора установки гидрокрекинга

Установка гидрокрекинга Описание процесса

Установка гидрокрекинга (HCU) представляет собой одноступенчатую последовательную установку с двумя параллельными линиями.Каждая линия включает в себя два реактора обработки и два реактора крекинга с парогенератором между ними для рекуперации отработанного тепла и регулирования температуры на входе в первый реактор крекинга. Нижняя часть ректификационной колонны направляется в вакуумную башню установки сырой нефти для удаления тяжелых многоядерных ароматических соединений (HPNA) и возвращается обратно в первый реактор.

Катализаторы для гидропереработки тяжелых нефтей и нефтяных остатков

1. Введение

Увеличение населения мира и экономический рост вызывают значительное увеличение спроса на нефть.Ожидается, что при ограниченных запасах традиционного ископаемого топлива производство на основе альтернативных возобновляемых источников и нетрадиционных видов нефти, таких как тяжелая сырая нефть и битум битуминозного песка, будет увеличиваться. Тяжелая нефть, как общий термин для нетрадиционного тяжелого сырья, рассматривается как альтернативный подходящий источник транспортного топлива, энергии и нефтехимии для удовлетворения потребностей современной цивилизации [1]. Это свидетельствует о том, что переработка тяжелых нефтей в нефтеперерабатывающих производствах растет.

В общем, под тяжелой нефтью понимается любая жидкая нефть с плотностью в градусах API менее 20°. Плотность в градусах API — это расширенная шкала плотности, широко используемая в нефтяной промышленности. Тяжелая нефть с плотностью в градусах API ниже 10,0°API опускается под воду, поскольку она тяжелее воды (10,0°API), и ее называют сверхтяжелой нефтью [2]. По сравнению с обычной легкой нефтью, тяжелая нефть имеет более высокую вязкость, более высокую плотность и более низкую плотность в градусах API. Свойства тяжелых масел различаются в зависимости от их происхождения и пути синтеза.

Основная проблема с тяжелой сырой нефтью заключается в том, что она дает более низкий процент бензина и дизельного топлива и более высокий процент остаточной фракции при перегонке на нефтеперерабатывающем заводе. Кроме того, тяжелая нефть оказывает более негативное воздействие на окружающую среду, чем ее легкий аналог, а ее переработка требует применения более совершенных технологий. Нефтяные остатки представляют собой тяжелую фракцию, остающуюся после перегонки нефтяного сырья при атмосферном давлении (атмосферный остаток) или при пониженном давлении 25–100 мм рт.ст. (вакуумный остаток; температура кипения >525°C).Нефтяной остаток имеет высокую среднюю молекулярную массу (> 1000 Да в среднем для вакуумного остатка) и более высокое содержание асфальтенов [3]. Асфальтены нерастворимы в н-алканах, таких как н-пентан и н-гептан, но растворимы в бензоле или толуоле [4]. Кроме того, остатки имеют высокое содержание гетероатомов, таких как сера (∼ 5 мас.%), азот и тяжелые металлы (т. е. ванадий и никель > 100 ч/млн). Эти гетероатомы имеют тенденцию отравлять катализаторы и вызывать проблемы во время обработки и, следовательно, требуют специальной обработки на нефтеперерабатывающем заводе для их удаления.

Нефтяные остатки могут быть преобразованы в более легкую нефть или продукты с более высокой добавленной стоимостью с использованием процессов глубокой переработки или процессов повышения качества остатка [1]. Независимо от того, какой тип процесса используется, значительная часть остаточных молекул может быть расщеплена на фрагменты, чтобы стать жидкостями в диапазонах кипения транспортного топлива и вакуумного газойля. Однако из-за высокого содержания асфальтенов переработанные остатки могут повышать селективность в сторону термодинамически предпочтительных, но менее ценных продуктов, а именно кокса и углеводородных газов.

Добавление водорода и удаление углерода являются двумя основными подходами к переработке нефтяных остатков в более легкие масла в нефтяной промышленности. Отказ от углерода, такой как процесс коксования, приводит к образованию большого количества кокса во время процессов повышения качества тяжелой нефти, которые имеют низкую рыночную стоимость или не имеют ее вообще. В последние несколько десятилетий подход с добавлением водорода, особенно гидрообработка, приобрел известность в процессах обогащения тяжелой нефти или гудрона [1]. Этот подход переводит тяжелое сырье в дистиллятные фракции и дает меньше кокса.

Различные технологии реакторов гидрообработки, такие как реакторы с неподвижным, кипящим или шламовым слоем, используются для обогащения тяжелых остатков [5]. Принципы работы этих реакторов практически одинаковы, но различаются некоторыми техническими тонкостями и устойчивостью к примесям [1, 6]. Обычно гидропереработка тяжелых нефтей представляет собой процесс облагораживания, проводимый при температуре около 380–480°С и давлении водорода 80–270 бар в присутствии катализатора [7]. H-Oil™ и LC-Fining — это процессы, предназначенные для преобразования тяжелых остатков в более легкие фракции путем гидрообработки с использованием реактора с кипящим слоем.Суспензионные технологии Eni (EST) и CanMet от Energy Research Laboratories, Канада, являются примерами использования шламовых реакторов.

Как правило, гидрообработка включает гидрокрекинг и гидроочистку. Основной целью обогащения тяжелого сырья является преобразование более тяжелых остатков в более легкие дистилляты таким образом, чтобы увеличить отношение водорода к углероду (H/C) в продукте. Таким образом, реакция гидрокрекинга является основной проблемой. Поэтому гидрокрекингом тяжелых нефтей иногда называют гидрокрекинг тяжелых нефтей.Во время процесса более крупные молекулы, такие как асфальтены и смолы, расщепляются и превращаются в более легкие жидкие углеводороды, такие как бензин, дизельное топливо и газойль. Между тем, различные реакции гидроочистки, такие как гидрообессеривание (ГДС), гидродеазотирование (ГДН) и гидродеметаллирование (ГДМ), также происходят во время процесса в рабочих условиях. Это приводит к улучшению качества получаемого масла и способствует процессу гидроочистки на более поздних стадиях.

Гидропереработка является наиболее универсальным из современных процессов конверсии тяжелого сырья.Гибкость рабочих условий в отношении как сырья, так и разделения продуктов обеспечила наиболее экономичный баланс НПЗ по отношению к спросу и предложению [1]. Катализатор играет важную роль благодаря такой гибкости в гидропереработке, при которой модернизация наиболее проблематичного сырья, такого как вакуумный остаток, получается из тяжелой нефти, а также прямая модернизация последней. Во время реакций катализатор помогает снизить энергию активации, что приводит к более высокому выходу и селективности в пользу продуктов.Различные факторы влияют на селективность продукта; к ним относятся рабочие условия реакции и свойства катализатора, такие как активные центры, форма, размер, химический состав и т. д.

Рабочие условия реакции напрямую связаны с производительностью. Гидрокрекинг тяжелой нефти обычно проводят при относительно более высокой температуре. Поскольку условия протекания реакции для разных технологий различны, для обеспечения желаемого выхода и селективности важно учитывать характеристики сырья, соответствующей реакторной системы и катализаторов гидрокрекинга гудрона [1].

Для различных типов работы реактора свойства катализатора, особенно размеры частиц катализатора, также различаются. Типичные свойства катализаторов, используемых в различных типах реакторов, приведены в табл. 1.

3 250 3 ~ 0.002
Тип реактора Размер катализатора, мм [8, 9] Катализатор в реакторе, частиц/см 1 3 [ 9].8 250
SULURRY SYSTEM 2,4 × 10 9

Таблица 1.

Типичные свойства катализатора для остатков гидрокрекинга.

Как правило, нанесенные сульфидные катализаторы, содержащие металлы групп VIB и VIII, особенно кобальт, молибден, вольфрам или никель, используются в процессах обогащения тяжелой нефти. Однако присутствующие в остатках примеси, такие как тяжелые металлы, снижают каталитическую активность [1, 10].

Установление понимания ключевых свойств катализатора, влияющих на характеристики катализатора в гидрокрекинге тяжелого остатка, имеет важное значение. Это создает основу для разработки более эффективного катализатора гидрокрекинга тяжелой нефти.

Объявление

2. Разработка катализатора гидропереработки остатков

Реакции гидрокрекинга требуют бифункционального катализатора с высокой активностью крекинга и гидрирования. Высокая крекинговая активность обеспечивается кислотным носителем, тогда как гидрирующая активность обеспечивается металлами на носителе.Кислотный носитель катализатора, такой как обработанная кислотой глина, оксид алюминия или алюмосиликат, используется для стимулирования крекинга и поддержки металлов, таких как никель, вольфрам, платина и палладий, которые обеспечивают функцию гидрирования. Эти высококислотные катализаторы чувствительны к подаче с высоким содержанием азота, который легко нейтрализует кислотные центры. Следовательно, катализатор, используемый в процессе гидрокрекинга тяжелой нефти, отличается от обычного процесса гидрокрекинга дистиллята. Кроме того, тяжелая нефть, добываемая из разных географических районов, обладает разными свойствами.Поэтому важно иметь специально разработанный катализатор, подходящий для целевого гидрокрекинга тяжелой нефти. Здесь ключевой задачей является разработка и синтез катализаторов, обладающих высокой активностью для гидропроцессов. Основные компоненты конструкции катализатора для гидропереработки тяжелых нефтей обсуждаются в следующих разделах.

2.1 Переходные металлы для катализатора гидрокрекинга

Крекинг связей C▬C требует большого количества энергии; поэтому реакции гидрокрекинга в значительной степени протекают только при высокой температуре (∼400°С и выше).Основная функция катализаторов заключается в обеспечении реакций гидрирования-дегидрирования, которые приводят к более высокому выходу жидких углеводородов и подавляют коксообразование. Драгоценные металлы платиновой группы, такие как платина и палладий, являются типичными катализаторами с превосходной способностью к гидрированию, и они также широко используются во многих других реакциях. Однако эти драгоценные металлы платиновой группы показали слабую стойкость, особенно к сере [11]. Сера улетучивается и реагирует с катализатором в процессе облагораживания как сверхтяжелая нефть, содержащая высокую концентрацию серы [12].Поэтому, чтобы справиться с тяжелыми остатками с высоким содержанием серы и другими примесями, такими как азот, и тяжелыми металлами, которые могут легко дезактивировать или отравить катализатор, драгоценные металлы платиновой группы не использовались в качестве катализаторов для облагораживания сверхтяжелое масло.

Mo, Ni, Co и W являются общепринятыми переходными металлами, используемыми в качестве активного ингредиента в катализаторе гидрокрекинга тяжелого остатка. Обычно используются сульфиды Mo и W, а Ni и Co – для промотирования компонентных компонентов в нефтяной промышленности.Эти сульфиды металлов не только способствуют относительно высокой степени гидрирования, но также хорошо подходят для операций гидроочистки, таких как ГДН, ГДС и ГДМ, в процессе обогащения тяжелых остатков. Вышеупомянутые сульфиды металлов также предпочтительнее с точки зрения их доступности и стоимости по сравнению с благородными металлами, такими как платина и палладий. Есть также исследования по использованию других промоторов, таких как фосфор (P), фтор (F) и бор (B) на катализаторах [1].

Реакционноспособные металлы обычно наносят на носитель катализатора методами влажной пропитки или пропитки по начальной влажности.Затем пропитанные катализаторы прокаливают, восстанавливают и используют для реакций гидрокрекинга.

2.2 Состояние активной фазы

Сульфиды металлов, например, MoS 2 и WS 2 , использовались в качестве активной фазы в катализаторе гидрокрекинга. Было установлено, что сульфиды NiMo и CoMo проявляют превосходную ГДС-активность [13, 14].

Сульфидирование катализаторов окисления металлов на носителе обычно проводят путем термической реакции с соединением серы перед гидрообработкой, чтобы получить наилучшие характеристики катализатора.Для диспергированного катализатора сульфидирование катализатора можно проводить либо на месте, либо на месте. Большинство маслорастворимых предшественников каталитических металлов, которые доступны в виде оксида, могут быть сульфидированы на месте путем термического разложения соединения серы в тяжелом остатке при жесткости реакции и превращены из неактивных оксидов в сульфиды в процессе очистки [15]. Однако полное сульфидирование активных компонентов может быть затруднено [16], а неполное сульфидирование в определенной степени снижает эффективность катализатора.Дисперсный металлооксидный катализатор также может быть предварительно сульфидирован ex situ с использованием H 2 S в качестве сульфидирующего агента с последующим диспергированием в маслах [14].

Сульфидирование – сложная реакция. Сильное взаимодействие между металлом и носителем может вызвать плохую способность к восстановлению частиц металла, что в конечном итоге затрудняет сульфидирование катализатора и приводит к плохой активности [17]. Несмотря на аналогичную активность в реакции гидрокрекинга, катализаторам на основе W уделяется меньше внимания, чем катализаторам Mo.Это связано с их более низкой способностью к сульфидированию, от которой сильно зависит каталитическая активация [18].

Карбидные катализаторы также проходят испытания при обогащении тяжелых остатков [19, 20]. Исследования показали, что электронное распределение орбиталей d и, как следствие, каталитическая активность WC аналогичны таковым у платины, а устойчивость к сере выше, чем у платины [21]. Исследования теории функционала плотности (DFT) показали, что WC может действовать как катализатор с сильной способностью к гидрированию, не отравляясь серой [22].Однако существуют проблемы с карбидными катализаторами, такие как наноразмерные частицы WC, которые трудно получить из-за высокой температуры в процессе науглероживания, и загрязнение металлом происходит, когда WC в массе получают с помощью процесса шаровой мельницы [20, 23]. .

2.3 Свойства материала носителя – кислотность и пористая структура

Носитель катализатора играет важную роль в катализаторе. Подложка обеспечивает пространство для активного металла, а также кислотные центры для расщепления.Большая площадь поверхности носителя, как правило, благоприятна для катализатора, поскольку ее можно интерпретировать непосредственно как большее количество активных центров, доступных на поверхности катализатора, что обычно приводит к улучшению характеристик катализатора. Подложка с пористой структурой имеет большую площадь поверхности. Следовательно, кроме химического состава катализатора, текстурные свойства носителя, такие как размер, форма, площадь поверхности и пористость, имеют большое влияние, особенно для гетерогенной каталитической системы.

2.3.1 Кислотные свойства носителя

Кислотные центры катализатора способствуют активности крекинга.Такие материалы, как оксид алюминия, кристаллический цеолит, аморфный алюмосиликат и смесь кристаллического цеолита и аморфных оксидов с высокой кислотностью (кислотные центры Льюиса и Бренстеда), используются в качестве каталитической основы или носителя для повышения активности крекинга во время реакций. Эти носители обычно имеют структуру с многочисленными микропорами (диаметр пор < 2 нм), которые обеспечивают большую площадь поверхности и кислотные свойства [24].

С точки зрения химии на молекулярном уровне цеолиты и аморфный алюмосиликат имеют некоторое сходство.Однако цеолиты, имеющие кристаллическую структуру, обладают более высокой активностью и лучше контролируемой селективностью, чем аморфные материалы. Как правило, использование катализаторов на основе цеолита в гидрокрекинге приводит к большей активности крекинга из-за его большей кислотности. Кроме того, использование катализатора на основе цеолита повышает термическую или гидротермическую стабильность и стойкость к соединениям азота/серы.

Однако дезактивация катализатора происходит быстро, когда эти обычные катализаторы на носителе используются в гидрообработке тяжелых остатков.Это происходит из-за блокировки пор, вызванной относительно высокими концентрациями гетероатомов, отравляющих металлов и асфальтенов, обычно присутствующих в тяжелых фракциях. Это значительно снижает наличие и доступность активных центров на поверхности катализатора в порах для молекул реагентов. Следовательно, обычные носители не подходят для повышения качества сверхтяжелых масел и вакуумных остатков. Также считается, что собственные кислотные центры носителя катализатора (например, γ-Al 2 O 3 ) участвуют в образовании осадка или кокса в ходе реакции гидрокрекинга [25].Чтобы избежать проблемы блокировки пор, это приводит к введению мезо (2–50 нм)/макропор и большого объема пор в носитель катализатора для катализатора гидрокрекинга.

Поэтому больше внимания уделяется свойствам катализатора, особенно материалам носителя, таким как размер частиц, объем пор и распределение пор по размерам, а также форма частиц, чтобы максимизировать использование катализатора.

2.3.2 Пористость материала носителя и распределение пор по размерам

Высокое содержание асфальтенов в тяжелых нефтях приводит к более высокой склонности к образованию кокса во время переработки по сравнению с обычными легкими нефтями.Это связано с накоплением предшественников кокса как на внешней, так и на внутренней конфигурациях катализатора. Кроме того, быстрое осаждение металлических ядов сужает размер пор катализатора, ограничивая доступность реагентов и продуктов. Это может привести к полной закупорке пор. В результате активность и производительность катализатора заметно снижаются. Следовательно, типичная хорошая конструкция катализатора для переработки тяжелых нефтей должна обеспечивать (1) доступ к крупным агломератам асфальтенов, чтобы увеличить их диффузию и трансформацию, и (2) каталитические активные центры или поддерживающие центры адсорбции, которые менее благоприятны для образования осадка или кокса. 3].Также ясно, что пористая структура катализатора имеет тесную связь с конверсией, селективностью и стабильностью катализаторов в ходе реакции гидрокрекинга [26].

Чтобы преодолеть трудности диффузии асфальтенов через небольшие поры, рационализирована разработка пористой формованной структуры носителя или катализатора с макропорами (> 100 нм). Однако не следует создавать слишком много макропор (примерно более 30% от общего объема пор), так как сформированные частицы могут стать хрупкими [3].Мезопористый оксид алюминия представляет собой жесткий пористый материал с взаимосвязанной или изолированной сетчатой ​​структурой, обладающий не только характеристиками кристаллической фазы оксида алюминия, но и характеристиками пористого материала [27]. Катализаторы с порами диаметром от 7 до 20 нм показали более высокую активность, чем катализаторы с порами от 3 до 7 нм, о которых сообщалось для гидрокрекинга битума нефтеносного песка Атабаски [28]. Чтобы сохранить механическую прочность, стабильность и доступность крупных асфальтеновых агломератов катализатора в ходе реакции гидрокрекинга тяжелого остатка, в катализаторе гидрокрекинга разрабатывают мультимодальные пористые структуры или иерархическую систему пор.Иерархическая система пор в катализаторе не только объединяет различные функциональные возможности катализатора, но также позволяет реализовать многоступенчатую реакцию в одном единственном катализаторе каскадным способом без каких-либо процессов разделения.

Эффект гидроочистки, особенно ГДС атмосферного осадка, представляет собой хорошо зарекомендовавший себя процесс обогащения осадка, для которого требуются катализаторы, предназначенные для удаления и накопления металлов, а также для десульфурации сырья [8]. Широкопористый NiMo/γ-оксид алюминия был испытан на эффективность при гидрообработке гудрона.Катализатор показал исключительно высокую активность в реакциях ГДМ и конверсии асфальтенов при гидропереработке гудрона [29].

Помимо активного металла и фазы, было обнаружено, что распределение пор по размерам влияет на активность катализатора при гидрообработке гудрона. Исследование гидрообработки с использованием кувейтского гудрона в качестве исходного сырья показало, что влияние размера пор катализатора значительно различалось для различных реакций гидроочистки [30]. Были приготовлены сульфидированные NiMo-катализаторы с одномодальным и бимодальным распределением с различным соотношением мезо- и макропор.Для удаления серы (HDS) унимодальный пористый катализатор с максимальным объемом пор в среднем диапазоне мезопор (диаметр 10–25 нм) показал самую высокую активность. Было обнаружено, что для реакций ГДМ и ГДН более эффективными оказались крупнопористые катализаторы, основная доля объема пор которых приходится на поры диаметром 100–300 нм.

2.4 Методы создания мезо-/макро- и иерархической системы пор

γ-Al 2 O 3 является наиболее часто используемым носителем в катализе гидрообработки.Разработаны способы приготовления мезопористой и иерархической текстурной подложки для катализатора гидрокрекинга. Двумя наиболее важными методами получения материала с желаемой иерархической текстурой являются гидротермический и темплатный методы.

2.4.1 Гидротермальный метод

Гидротермальный метод представляет собой подход, при котором смешанный раствор (прекурсор алюминия, растворитель и т. д.) заливают в герметичный реактор. В реакторе условия относительно высокой температуры и высокого давления способствуют растворению и перекристаллизации плохо растворимого или нерастворимого материала.Затем γ-Al 2 O 3 получают прокаливанием осажденных гидроксидов [27, 31]. В ходе гидротермального процесса в неограниченных условиях кристалл вырастает до максимально возможного размера и развиваются его различные характеристики, такие как форма, высокая степень кристалличности, равномерное распределение и более легкая агломерация частиц [32]. Гидротермические условия, такие как температура воды, давление и вязкость раствора, тесно связаны с развитием морфологии кристаллов.Один и тот же тип кристаллов может быть получен с различной морфологией в различных гидротермических условиях [27, 33].

Станислав и др. В работе [29] изучен механизм расширения пор в γ-глиноземе в гидротермальных условиях в присутствии и в отсутствие таких добавок, как P, F, фенол и уксусная кислота. Было обнаружено, что образование и рост бемита в крупные кристаллиты за счет регидратации γ-оксида алюминия ответственны за расширение пор. Ли и др. [34] синтезировали оксид алюминия из сульфата алюминия-аммония, мочевины и полигликоля 2000 гидротермальным методом.Сообщалось, что мезопористый оксид алюминия различной морфологии можно изготовить, просто регулируя гидротермальную температуру.

2.4.2 Шаблонный метод

Шаблонный метод широко применяется в последние годы. Это синтетический метод управления структурой, размером частиц и морфологией материалов за счет использования шаблона [27].

Мезопористый оксид алюминия обычно получают с использованием шаблонов поверхностно-активного вещества. Су и др. [35] использовали Al 2 (SO 4 ) 3 и NaAlO 2 в качестве прекурсоров алюминия для получения пластинчатого мезопористого оксида алюминия с кристаллическими каркасными стенками в присутствии неионогенного поверхностно-активного вещества ПЭГ6000.Хорошо закристаллизованный мезопористый γ-оксид алюминия образовался после прокаливания образцов при 600°C в течение 3 ч. Мезопористый оксид алюминия, полученный таким образом, имел большую площадь поверхности (279 м 2 /г) и очень богатую пористость с большими мезопорами, а объем пор и размер пор увеличивались с добавлением поверхностно-активного вещества в процессе осаждения [ 35].

Чжоу и др. [36] использовали многообещающую стратегию для получения четко определенной и однородной структуры пор (WDUPS) Al 2 O 3 путем покрытия специально обработанных опалов SiO 2 Al 2 O 3 .Размер пор WDUPS Al 2 O 3 был адаптирован в диапазоне от мезо- до макроразмера с использованием микросфер разных размеров для изготовления опала SiO 2 . Когда опалы SiO 2 были покрыты оптимальным количеством Al 2 O 3 , полученные WDUPS Al 2 O 3 показали равномерную кислотную плотность.

Недавно для приготовления ряда образцов иерархически пористого оксида алюминия был использован другой метод твердых матриц, в котором используются полистирольные (ПС) микросферы.Предшественник оксида алюминия смешивали либо с сухим порошком микросфер ПС (сухой), либо с водной суспензией ПС (влажный) во время приготовления перед гранулированием и прокаливанием. «Мокрый» способ дает гранулы с более узким распределением макропор по размерам и большей механической прочностью материала. Подход позволяет настраивать текстурные параметры образцов иерархически пористого оксида алюминия в различных диапазонах удельной поверхности, объема мезопор и общего объема пор [37].

В недавнем обзоре Галадимы и Муразы [38] по иерархическим цеолитам в катализаторах гидрокрекинга, как правило, генерация мезопористых цеолитных систем может быть достигнута либо в процессе начальной кристаллизации, либо в процессе обработки после синтеза.В любом случае полученные материалы могут иметь иерархическое расположение системы пор или одномодальную систему. Другой принятой стратегией является применение жестких шаблонов для синтеза иерархического цеолита. Для достижения эффективного массопереноса и высокой каталитической активности разработка иерархически пористых каталитических носителей является интересной и наиболее эффективной стратегией.

Объявление

3. Структура катализатора — зависимость активности

Каталитическая активность связана со структурой катализатора.Дааге и Кьянелли [39] предложили модель MoS 2 «обод-край» для гидроочистки, в которой два типа внешних участков отвечают за гидрирование (HYD) и гидрообессеривание (HDS) (рис. 1). MoS 2 образует шестиугольные или треугольные плиты, а участки обода вокруг открытых базисных плоскостей вносят вклад как в HYD, так и в HDS, а открытые краевые участки вокруг внутренних слоев стопок MoS 2 принимаются в качестве активных участков только в HDS.

Рис. 1.

Модель с краем обода [39].

Затем было сообщено, что количество уложенных слоев MoS 2 увеличивает активность гидрирования, способствуя плоской адсорбции ароматических колец на краевых участках [40]. Позже Лауритсен и соавт. [41] предложили модель «участка краев» в качестве активного центра HDS, основываясь на наблюдениях за наночастицами MoS 2 с помощью сканирующей туннельной микроскопии. Участки краев, связанные с ребрами Мо, которые полностью сульфидированы, демонстрируют способность к электронному обмену, как и в типичных металлических катализаторах.

В 2014 г. Chen et al. [42] сравнили структуру гексагональных и треугольных катализаторов MoS 2 с их активностью в гидроочистке. Сообщалось, что гексагональный MoS 2 с большим количеством краевых сайтов Mo обладает более высокой активностью в HYD, но треугольный MoS 2 с большим количеством сайтов S-краев проявляет более высокую активность в HDS.

Аналогичные отношения структуры катализатора к активности также были обнаружены для катализатора на основе W. В 2016 году исследование DFT, целью которого было понять активные центры «W-края» или «S-края» фаз NiWS, показало, что поверхностная концентрация сайтов «W-края» и «S-края» тесно связана с собственная гидрирующая активность катализатора NiWS [43].

Реклама

4. Недавние достижения в области гидропереработки тяжелых остатков

Низкокачественное тяжелое сырье приводит к быстрой дезактивации катализатора, высокому образованию кокса и большому падению давления при работе реактора с неподвижным слоем. В таком случае эффективным выбором могут быть реакторы с кипящим слоем или суспензионные реакторы. Это системы с непрерывной подачей и удалением катализатора, которые позволяют контролировать дезактивацию катализатора за счет коксообразования, а также теплообмен в реакторе.

Катализаторы на носителе обычно используются в реакторных системах с неподвижным или кипящим слоем для гидропереработки тяжелой нефти. С другой стороны, в суспензионном реакторе используются наноразмерные дисперсные катализаторы без носителя. В этом случае катализатор находится в диспергированной форме, такой как частицы металла без носителя, растворимые в масле металлы или предшественники металлов, которые образуют in situ активную фазу во время процесса. Суспензионные процессы гидрокрекинга обладают высокой селективностью и выходом продукта. Для суспензионного процесса гидрокрекинга гудрона используют как гетерогенные, так и гомогенные катализаторы в зависимости от физических свойств катализатора.Разработка катализатора для гидропереработки тяжелых остатков всегда продолжается для получения катализатора с более высокими характеристиками и более длительного срока службы катализатора.

4.1 Твердый катализатор на носителе

Углерод или сажа были протестированы в качестве носителя катализатора для гидрообработки. Он дешев и имеет низкую склонность к образованию родственных коксу соединений (из-за очень слабых кислотных центров). Он имеет сродство к порфириноподобным соединениям V и Ni, которые можно предотвратить от отравления катализатора за счет воздействия на активные центры катализатора.Между тем, он также обладает высокой активностью HDS и HDN [44] и не имеет микропор размером менее 3 нм, которые можно было бы легко закупорить, тем самым превращая активные металлы Ni и Mo в неактивные [3]. Однако носители углерода или сажи известны своей низкой механической стойкостью, поскольку структура формованных частиц катализатора легко разрушается, особенно при использовании в качестве катализатора в реакторе с кипящим слоем [3]. Чтобы преодолеть вышеупомянутую проблему механической стойкости, был разработан бимодальный оксид алюминия, модифицированный композитной подложкой (8–18% масс. углеродной сажи), содержащей 11–20% общего объема пор в виде макропор (> 100 нм), и эти предполагаемые подложки были пропитаны никелем и молибденом.Добавление сажи к оксиду алюминия после пиролиза в инертной атмосфере привело к получению прочных формованных частиц, пригодных для истирания при сильном столкновении, что обычно встречается в реакторах с кипящим слоем. HDS и HDN могут быть улучшены при комбинировании технического углерода и макропор. Также отмечается, что катализаторы, содержащие макропоры, оказались более эффективными в ГДМ, чем катализаторы, не содержащие макропор [3].

Ряд мезопористых катализаторов на основе оксида алюминия с различными структурными свойствами был приготовлен с использованием золь-гель метода с различными предшественниками алюминия, длиной цепи поверхностно-активного вещества и температурой прокаливания.Был успешно синтезирован мезопористый оксид алюминия с большой площадью поверхности (270–380 м 2 /г) и размером пор (3–19 нм). Определена активность мезопористых молибденовых катализаторов на алюмооксидном носителе с различными свойствами в гидрокрекинге мазута при 400°С. Более высокая конверсия и более высокий выход жидкости были достигнуты при использовании катализаторов с большим размером мезопор, чем катализаторы с меньшим размером пор и аналогичной кислотностью [45].

Донг и др. [46] синтезировали гнездообразные полые микросферы γ-AlOOH, построенные из множества иерархически организованных нанопроволок с помощью простого гидротермального подхода без использования шаблона, из которых иерархически пористые микросферы γ-Al 2 O 3 со средними макропорами 900 нм, мезопоры 20 нм и объем пор 0.93 см 3 /г были получены легко. Гнездообразные микросферы γ-Al 2 O 3 были испытаны в качестве носителей катализатора. Приготовленный катализатор MoNi/γ-Al 2 O 3 (иерархически пористая текстура) на носителе применяли для катализа ГДМ. Катализаторы продемонстрировали превосходные каталитические характеристики и более длительный срок службы благодаря усиленной диффузии реагентов по сравнению с катализаторами, приготовленными с коммерческим γ-Al 2 O 3 .

Теоретическая оценка эффективности катализатора с использованием геометрических характеристик пористой среды на основе методов Монте-Карло и теории графов была проведена для изучения эволюции текстуры алюмооксидного катализатора в процессе конверсии макромолекул в процессах гидропереработки тяжелой нефти [47].В данном исследовании моделировали одномодальную мезопористую структуру традиционного катализатора и бимодальную мезо-/макропористую структуру катализатора. Дезактивацию моделировали монотонным увеличением радиуса зерен оксида алюминия, что представляло отложение кокса и частиц металла на поверхности зерен. Для иерархической текстурной модели и эксперимента наблюдалась корреляция. Как иерархическая текстура в модели, так и в эксперименте характеризовалась увеличенным сроком службы катализатора.

Был приготовлен ряд катализаторов NiMoS/γ-Al 2 O 3 с различными количествами Мо, добавлением Ni, добавлением P и пористостью носителя γ-Al 2 O 3 , чтобы разработать подходящий катализатор для гидрокрекинга гудрона.Испытания на активность проводились в автоклавном реакторе периодического действия при 420°C и 10 МПа H 2 в присутствии 0,26 % масс. катализатора и 33,0 % масс. тетралина. Величина нагрузки Mo на γ-Al 2 O 3 наблюдалась наиболее благоприятной при 8,0% масс. при конверсии асфальтенов 62,9%. Добавление Ni оказало минимальное влияние на гидрокрекинг гудрона, но значительно повлияло на активность ГДС. Сообщалось, что увеличение пористости носителя γ-Al 2 O 3 играет важную роль в повышении конверсии асфальтенов до 68.5% [48].

Эти катализаторы на металлическом носителе демонстрируют хорошие характеристики в реакциях ГДМ, ГДС и гидрокрекинга. Однако при облагораживании сверхтяжелой нефти с использованием этих катализаторов на металлическом носителе критическая проблема короткого срока службы может возникнуть из-за дезактивации активных центров из-за отложения кокса или серы [14]. Процессы гидрокрекинга, в которых используется гетерогенный катализатор реакторов с неподвижным, кипящим или шламовым слоем, всегда сопряжены с проблемами диффузии сырья, падения давления и массопереноса.Необходимо учитывать внутричастичный массоперенос между жидкой и твердой фазами, размер частиц и смешивающееся вещество [49]. Все эти проблемы налагают ограничения на сырье, используемое для коммерческого применения. Альтернативным вариантом решения этих проблем является применение дисперсного катализатора в суспензионном гидрокрекинге.

4.2 Дисперсный катализатор без носителя

Устойчивость к коксообразованию имеет жизненно важное значение для катализатора гидрокрекинга, поскольку она определяет долговечность и срок службы катализатора.Известно, что коксообразование заметно тормозится при использовании активных частиц в качестве дисперсных наночастиц катализаторов [14]. Применение высокодисперсных катализаторов в суспензионной гидропереработке тяжелых остатков способствует быстрому поглощению водорода и дезактивации промежуточных свободнорадикальных фрагментов в жидкой фазе, тем самым подавляя коксообразование, увеличивая общую конверсию и улучшая качество жидкого продукта [1]. 50].

Дисперсный катализатор можно разделить на водорастворимый или маслорастворимый [50].Маслорастворимый дисперсный катализатор, как правило, предпочтительнее, поскольку он обладает лучшей каталитической активностью, поскольку может равномерно диспергироваться в масле. Для приготовления маслорастворимых дисперсных катализаторов в маслорастворимые прекурсоры обычно вводят металлы с образованием металлоорганического соединения [1]. Затем предшественники металлов гомогенно диспергируют в реакторе, содержащем тяжелую нефть или остаток. Предшественник катализатора будет активирован (сульфидирован) на месте за счет реакции с соединением серы в нефти. Типичными маслорастворимыми дисперсными катализаторами являются нафтенат молибдена и гептамолибдат аммония [51].Для водорастворимого катализатора необходимы предварительные обработки, такие как диспергирование, эмульсия и дегидратация [1].

Катализатор или предшественник катализатора и его диспергируемость в масле во время гидрообработки гудрона напрямую связаны с производительностью системы. Среди переходных металлов дисперсные катализаторы на основе молибдена и вольфрама были в центре внимания исследований в области гидрокрекинга сверхтяжелых масел или вакуумного остатка. Например, вспененный MoS 2 применялся в качестве дисперсного катализатора для облагораживания битумов Cold Lake [52].

В работе [52] эксфолиированный MoS 2 , двумерный материал MoS 2 , был получен химическим расслоением частиц MoS 2 , диспергированных в воде. Результаты сравнивали с MoS 2 , полученным in situ разложением нафтената молибдена. Хотя выход жидкости и подавление кокса были одинаковыми для указанных катализаторов, лучшая гидрогенизирующая активность, особенно ГДН, а также удаление асфальтенов и микроуглеродного остатка (MCR) были получены с расслоенным MoS 2 [52, 53].Улучшение гидрирования, как полагают, является следствием увеличения числа краевых участков [39], связанных с расслоенным MoS 2 .

В случае использования вольфрама, частиц сульфида никеля-вольфрама без носителя (NiWS( x )), где x – фактическое молярное отношение Ni/W ( x  = 0, 0,005, 0,01, 0,02), применяли в качестве дисперсного катализатора гидропереработки гудрона (2,3 °API) при 400°C с начальным давлением H 2 70 бар.Установлено, что увеличение содержания Ni увеличивает степень сульфидирования вольфрама, что способствует образованию фаз Ni-W-S и повышает общую каталитическую активность. Среди дисперсных катализаторов NiWS( x ) катализатор NiWS(0,02) показал самые высокие показатели по общему выходу жидких продуктов (87,0 мас.%), выходу товарной топливной фракции (51,9 мас.%) и удалению серы (86,5% ) с эффективным подавлением коксообразования (4,0 мас.%) [14].

Карбид вольфрама наноразмерный (2.8 нм) синтезировали методом съемного керамического покрытия и затем применяли в качестве дисперсных катализаторов гидрокрекинга гудрона, который проводили при 400°С в течение 4 ч при начальном давлении водорода 70 бар. Результаты температурно-программируемого анализа десорбции показали, что наноразмерные частицы вольфрама способны к превосходной адсорбции водорода (по сравнению с объемным карбидом вольфрама), а также к высокой каталитической эффективности не только при выходе товарной жидкости (нафта, средний дистиллят и газойль; 46). .7 мас.%), но и в коксообразовании (5,9 мас.%) [20].

В работе [54] сообщалось о влиянии прекурсоров Co, Ni или Mo, которые имеют различную растворимость в масле и степень окисления, на суспензионный гидрокрекинг гудрона при 400°C и 9,5 МПа H 2 . Было обнаружено, что прекурсоры металлов образуют наноразмерные дисперсные частицы MoS 2 , Co 9 S 8 и Ni 3 S 2 со следующими характеристиками вакуумного гидрокрекинга в порядке MoS

7 2 > Co 9 S 8 ≫ Ni 3 S 2 , исходя из того же содержания металла, равного 0.113 ммоль. Среди используемых маслорастворимых прекурсоров Мо, Мо-гексакарбонила, Мо-октоата и Мо-нафтената, Мо-октоат имеет промежуточную степень окисления, образует мельчайшие частицы размером 5,8 нм и проявляет наилучшую активность в вакуумном гидрокрекинге.

Шин и др. [55] испытали шесть вновь синтезированных прекурсоров металлов в качестве катализаторов гидрокрекинга гудрона. Новые комплексы переходных металлов группы VI, (LM(CO) 3 ) (M = Mo или W, L1 = 3-фенил-1-пропин, L2 = 4-фенил-1-бутин и L3 = 5-фенил- 1-пентин) получали простым перемешиванием M(CO) 3 (RCN) 3 (R = Me, Et) в растворе тетрагидрофурана.Каталитическую активность сравнивали с коммерчески доступным материалом Mo-октоатом. LMo(CO) 3 показал активность, подобную Mo-октоату. Среди всех L3Mo(CO) 3 , который имел самую длинную алкильную цепь, показал сопоставимый результат низкого выхода для продуктов кокса и газа [55].

Катализаторы MoS 2 различной морфологии были получены методом лигандной стабилизации с использованием Mo(CO) 6 в качестве предшественника Mo и триоктилфосфиноксида в качестве координирующего агента для идентификации активного центра MoS 2 в гидрокрекинг гудрона.Было замечено, что MoS 2 образует наноразмерный монослой размером от 5 до 10 нм. Исследовано влияние маслодисперсных катализаторов MoS 2 различной морфологии на процесс суспензионного гидрокрекинга гудрона при 400°C и 9,5 МПа H 2 . Частота оборота (TOF), активность, основанная на скорости расхода H 2 на число латеральных металлов, дисперсных катализаторов MoS 2 в гидрокрекинге показывает хорошую корреляцию с дисперсией Mo в краевой зоне пластин MoS 2 . на основе той же загрузки металла 0.113 ммоль [56].

Маслорастворимый прекурсор W, W(CO) 6 , был использован для получения WS 2 in situ при гидрокрекинге вакуумного остатка, и его активность сравнивалась с активностью маслодисперсного MoS 2 , полученного с использованием предшественника Мо. Вакуумный остаток обрабатывали в реакторе периодического действия при 419°С и 9,5 МПа H 2 с загрузкой металла 0,113 ммоль. TOF показывает более высокое значение для катализатора WS 2 (0,709 с -1 ), чем MoS 2 (0,573 с -1 ).Была получена более высокая конверсия асфальтенов для WS 2 (39,2%), чем для MoS 2 (35,8%). Эти результаты позволяют предположить, что катализатор WS 2 проявляет более высокую собственную активность, чем катализатор MoS 2 , в процессе гидрокрекинга остатка. Отмечено, что диспергируемость WS 2 (58,0 %) оказалась лучше, чем MoS 2 (3,3 %) [17].

Лю и др. [57] предложили простой метод приготовления предсульфидированных маслорастворимых катализаторов MoS 2 .Предшественник катализатора, гептамолибдат цетилтриметиламмония (CTATTM), был синтезирован путем растворения тетратиомолибдата аммония в водном растворе, содержащем избыток бромида цетилтриметиламмония, который мог быть непосредственно растворен в вакуумном остатке. Полученный катализатор испытывали в суспензионном гидрокрекинге гудрона при 410°С с начальным давлением Н 2 10 МПа в течение 1 ч. Наблюдалась заметная активность гидрокрекинга со снижением содержания смолы с 25.21 до 3,54 мас.%, а содержания С7-асфальтенов от 6,82 мас.% почти до нуля. С использованием катализатора выход жидкости увеличился с 75,03 до 96,43 мас.%, выход кокса и газа составил 0,19 и 3,38 мас.% соответственно, что значительно ниже значений 14,05 и 10,92 мас.% соответственно, полученных без с помощью катализатора. Кроме того, с увеличением содержания Mo конверсия HDM увеличилась с 42,5 до 83,4 % масс., а конверсия HDS увеличилась с 21,6 до 59,2 % масс. Прекурсор CTATTM демонстрирует хорошую растворимость и стабильность в тяжелой нефти, что приводит к легкому образованию мелких частиц MoS 2 с номерами стопки 1 и 2 и длиной пластин 5–11 нм.Этот предварительно сульфидированный маслорастворимый катализатор MoS 2 демонстрирует большой потенциал для дальнейшего промышленного применения [57].

Реклама

5. Дезактивация катализатора

Гидрокрекинг тяжелых нефтей существенно отличается от легкого сырья тем, что используемые для этого процесса катализаторы быстро дезактивируются из-за присутствия асфальтенов и металлосодержащих молекул [58]. Сдерживание дезактивации катализаторов является одной из основных задач при разработке катализаторов гидрокрекинга для облагораживания тяжелой нефти независимо от выбранной реакторной системы.Лучшее понимание дезактивации катализатора является одним из наиболее важных аспектов улучшения каталитических характеристик в процессах переработки тяжелой нефти и нефтяных остатков. Хороший коммерческий катализатор известен своей активностью, селективностью и стабильностью.

Основные причины потери активности катализатора связаны с образованием кокса и отложением нежелательных углеродсодержащих продуктов, соединений металлов и асфальтенов на поверхности катализатора. Кроме того, структурные изменения, в том числе термические или истирание катализатора, также ответственны за дезактивацию [1].

В промышленных каталитических процессах потеря каталитической активности и/или селективности с течением времени является серьезной и постоянной проблемой. На степень дезактивации катализатора большое влияние оказывают свойства сырья и связанные с ним рабочие условия. Как правило, эффективность катализаторов со временем снижается. Для поддержания постоянного выхода и/или качества продукта потерю каталитической активности компенсируют периодическим повышением температуры реакции [7]. Хотя значительные затраты в размере миллиардов долларов в год для промышленности связаны с заменой катализатора и остановкой процесса, снижение активности катализатора со временем неизбежно [59].

Дезактивация катализатора — сложный процесс. Разработаны различные модельные уравнения для моделирования механизмов дезактивации, таких как отложение кокса и накопление металла. В модели необходимо учитывать факторы, влияющие на активность катализатора, включая содержание металлов и предшественников кокса. Для этого необходимо провести подробные характеристики отработанных катализаторов, полученных при различных условиях реакции, времени работы и положении реактора, посредством различных экспериментов.С помощью вышеупомянутой информации можно разработать лучшую модель дезактивации катализатора гидрокрекинга тяжелой нефти и в дальнейшем применять ее при проектировании, моделировании и оптимизации реактора [59].

Реклама

6. Заключение

Ключевые достижения в улучшении понимания катализаторов в связи с размером частиц, распределением размеров пор и градацией активности значительно улучшили уровни конверсии, увеличили продолжительность цикла и улучшили качество продукта при сохранении стабильности остаточного топлива.

Comments |0|

Legend *) Required fields are marked
**) You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>
Category: Разное