catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2015-4-49-64catal-291Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYГидрокрекинг растительного масла на боратсодержащих катализаторах. Влияние природы и содержания гидрогенизирующего компонентаHydrocracking of Vegetable Oil on Borate-Containing Catalysts. Effect of the Nature and Content of a Hydrogenating ComponentЧумаченкоЮ. А.ChumachenkoY. A.juliana@ihcp.ruЛавреновА. В.LavrenovA. V.lavr@ihcp.ruБулучевскийЕ. А.BuluchevskyE. A.bulu@ihcp.ruАрбузовА. Б.ArbuzovA. B.arbuzov1410@mail.ruГуляеваТ. И.GulyaevaT. I.gulyaeva@ihcp.oscsbras.ruДроздовВ. А.DrozdovV. A.drozdov@ihcp.oscsbras.ruИнститут проблем переработки углеводородов СО РАН, г. ОмскРоссияInstitute of Hydrocarbons Processing SB RAS, OmskRussian FederationИнститут проблем переработки углеводородов СО РАН, г. Омск; Омский государственный университет им. Ф.М. ДостоевскогоРоссияInstitute of Hydrocarbons Processing SB RAS, Omsk; Omsk F. M. Dostoevsky State University, OmskRussian Federation2015260120161544964Copyright © LLC "KALVIS", 20162016LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/291

Проведено сравнение катализаторов на основе металлов (Pt, Pd) и оксидов металлов (NiO, Co3O4, MoO3, WO3), закрепленных на поверхности боратсодержащего оксида алюминия (B2O3-Al2O3), в процессе гидрокрекинга подсолнечного масла при температуре 400 °С, давлении 4,0 МПа и массовой скорости подачи сырья 5,0 ч–1. Методами ТПВ H2, ИК-спектроскопии адсорбированного CO и ЭСДО показано, что гидрогенизирующие компоненты катализаторов представляют собой Pt0 и Pd0, смеси Ni2+ + Ni0, Co2+ + Co0 или смеси высших и частично восстановленных оксидов Mo и W. Установлено, что катализаторы, включающие Pt, Pd, NiO и Co3O4, обеспечивают полную гидродеоксигенацию масла. Основными реакциями удаления кислорода на Pt- и Pd-системах являются декарбоксилирование и гидродекарбонилирование. Для катализаторов с NiO и Co3O4 характерно протекание реакций ≪восстановления≫ и метанирования. Наиболее высокие значения выхода дизельной фракции получены на катализаторах Pt/B2O3-Al2O3 с содержанием металла 0,3–1,0 мас.%. Наряду с н-алканами в состав получаемых на данных катализаторах дизельных фракций входят изоалканы и циклоалканы (примерно до 40 мас.%), а ароматические углеводороды присутствуют в следовых количествах. Проведение процесса гидрокрекинга на Pt-системе при 400 °С в течение 20 ч при массовой скорости подачи сырья 1,0 ч–1 позволяет получать дизельную фракцию с выходом не менее 82,0 мас.% и содержанием изоалканов не менее 76,1 мас.%.

Catalysts based on metals (Pt, Pd) and metal oxides (NiO, Co3O4, MoO3, WO3) supported on the surface of borate-containing alumina (B2O3-Al2O3) were compared in hydrocracking of sunflower oil at temperature 400 °C, pressure 4,0 MPa, and mass hourly space velocity 5,0 h–1. Methods TPR H2, IR spectroscopy of adsorbed CO, and ESDR showed that the hydrogenating components of the catalysts are metals Pt and Pd, ions Ni2+, Co2+, metals Ni, Co, and higher and partially reduced oxides of Mo and W. Catalysts containing Pt, Pd, NiO, and Co3O4 were found to provide complete hydrodeoxygenation of the oil. The main reactions of oxygen removal in Pt- and Pd-systems are decarboxylation and hydrodecarbonylation. For catalysts with NiO and Co3O4, characteristic reactions are ≪reduction≫ and methanation. The highest yields of the diesel fraction were obtained on catalysts Pt/B2O3-Al2O3 with a metal content of 0,3–1,0 wt %. Along with n-alkanes, diesel fractions obtained with these catalysts include cycloalkanes and isoalkanes (up to about 40 wt %), while aromatic hydrocarbons are present in trace amounts. Hydrocracking with the Pt-system for 20 h at a mass hourly space velocity of 1,0 h–1 provides a yield of the diesel fraction of at least 82,0 wt % with the content of isoalkanes at least 76,1 wt %.

одностадийный гидрокрекинграстительное маслонанесенные катализаторыборатсодержащий оксид алюминиявозобновляемое дизельное топливоone-step hydrocrackingvegetable oilsupported catalystsborated aluminarenewable diesel fuelReferencesЛавренов А.В., Богданец Е.Н., Чумаченко Ю.А., Лихолобов В.А. // Катализ в промышленности. 2011. № 3. С. 41–51.Лавренов А.В., Богданец Е.Н., Чумаченко Ю.А., Лихолобов В.А. // Катализ в промышленности. 2011. № 3. С. 41–51.Huber G.W., O’Connor P., Corma A. // Appl. Catal. A. 2007. Vol. 329. P. 120.Huber G.W., O’Connor P., Corma A. // Appl. Catal. A. 2007. Vol. 329. P. 120.Сноре М., Мяки-Арвела П., Симакова И.Л., Мюллюойа Ю., Мурзин Д.Ю. // Сверхкритические флюиды: Теория и практика. 2009. Т. 4. С. 3.Сноре М., Мяки-Арвела П., Симакова И.Л., Мюллюойа Ю., Мурзин Д.Ю. // Сверхкритические флюиды: Теория и практика. 2009. Т. 4. С. 3.Kubička D., Kaluža L. // Appl. Catal. A. 2010. Vol. 372. P. 199.Kubička D., Kaluža L. // Appl. Catal. A. 2010. Vol. 372. P. 199.Šimáček P., Kubička D., Kubičková I., Homola F., Pospíšil M., Chudoba J. // Fuel. 2011. Vol. 90. P. 2473.Šimáček P., Kubička D., Kubičková I., Homola F., Pospíšil M., Chudoba J. // Fuel. 2011. Vol. 90. P. 2473.Kim S. K., Brand S., Lee H-S., Kim Y., Kim J. // Chemical Engineering Journal. 2013. Vol. 228. P. 114.Kim S. K., Brand S., Lee H-S., Kim Y., Kim J. // Chemical Engineering Journal. 2013. Vol. 228. P. 114.Liu Y., Sotelo-Boyás R., Murata K., Minowa T., Sakanishi K. // Chemistry Letters. 2009. Vol. 38, No. 6. P. 552.Liu Y., Sotelo-Boyás R., Murata K., Minowa T., Sakanishi K. // Chemistry Letters. 2009. Vol. 38, No. 6. P. 552.Liu Y., Sotelo-Boyás R., Murata K., Minowa T., Sakanishi K. // Energy Fuels. 2011. Vol. 25. P. 4675.Liu Y., Sotelo-Boyás R., Murata K., Minowa T., Sakanishi K. // Energy Fuels. 2011. Vol. 25. P. 4675.Sharma R.K., Anand M., Rana B.S., Kumar R., Farooqui S.A., Sibi M.G., Sinha A.K. // Catal. Today. 2012. Vol. 198. P. 314.Sharma R.K., Anand M., Rana B.S., Kumar R., Farooqui S.A., Sibi M.G., Sinha A.K. // Catal. Today. 2012. Vol. 198. P. 314.Sinha A.K., Anand M., Rana B. S., Kumar R., Farooqui S. A., Sibi M. G., Kumar R., Joshi R. K. // Catal. Surv. Asia. 2013. Vol. 17. P. 1.Sinha A.K., Anand M., Rana B. S., Kumar R., Farooqui S. A., Sibi M. G., Kumar R., Joshi R. K. // Catal. Surv. Asia. 2013. Vol. 17. P. 1.Gong S., Shinozaki A., Qian E. W. // Ind. Eng. Chem. Res. 2012. Vol. 51. P. 13953.Gong S., Shinozaki A., Qian E. W. // Ind. Eng. Chem. Res. 2012. Vol. 51. P. 13953.Gong S., Chen N., Nakayama S., Qian E. W. // J. Mol. Catal. A. 2013. Vol. 370. P. 14.Gong S., Chen N., Nakayama S., Qian E. W. // J. Mol. Catal. A. 2013. Vol. 370. P. 14.Hancsók J., Krár M., Magyar Sz., Boda L., Hollo A., Kalló D. // Microporous and Mesoporous Materials. 2007. Vol. 101. P. 148.Hancsók J., Krár M., Magyar Sz., Boda L., Hollo A., Kalló D. // Microporous and Mesoporous Materials. 2007. Vol. 101. P. 148.Hancsók J., Krár M., Magyar Sz., Boda L., Holló A. and Kalló D. // Studies in Surface Science and Catalysis. 2007. Vol. 170. P. 1605.Hancsók J., Krár M., Magyar Sz., Boda L., Holló A. and Kalló D. // Studies in Surface Science and Catalysis. 2007. Vol. 170. P. 1605.Qin Y., Chen P., Duan J., Han J., Lou H., Zheng X., Hong H. // RSC Advances. 2013. Vol. 3. P. 17485.Qin Y., Chen P., Duan J., Han J., Lou H., Zheng X., Hong H. // RSC Advances. 2013. Vol. 3. P. 17485.Han J., Duan J., Chen P., Lou H., Zheng X., Hong H. // Green Chem. 2011. Vol. 13. P. 2561.Han J., Duan J., Chen P., Lou H., Zheng X., Hong H. // Green Chem. 2011. Vol. 13. P. 2561.Monnier J., Sulimma H., Dalai A., Caravaggio G. // Appl. Catal. A. 2010. Vol. 382. P. 176.Monnier J., Sulimma H., Dalai A., Caravaggio G. // Appl. Catal. A. 2010. Vol. 382. P. 176.Wang H., Yan S., Salley S.O., Ng K.Y. S. // Fuel. 2013. Vol. 111. P. 81.Wang H., Yan S., Salley S.O., Ng K.Y. S. // Fuel. 2013. Vol. 111. P. 81.Herskowitz M., Landau M. V., Reizner Y., Berger D. // Fuel. 2013. Vol. 111. P. 157.Herskowitz M., Landau M. V., Reizner Y., Berger D. // Fuel. 2013. Vol. 111. P. 157.Wang C., Liu Q., Liu X., Yan L., Luo C., Wang L., Wang B., Tian Z. // Chinese Journal of Catalysis. 2013. Vol. 34. P. 1128–1138.Wang C., Liu Q., Liu X., Yan L., Luo C., Wang L., Wang B., Tian Z. // Chinese Journal of Catalysis. 2013. Vol. 34. P. 1128–1138.Chen N., Gong S., Shirai H., Watanabe T., Qian E.W. // Appl. Catal. A. 2013. Vol. 466. P. 105.Chen N., Gong S., Shirai H., Watanabe T., Qian E.W. // Appl. Catal. A. 2013. Vol. 466. P. 105.Liu Q., Zuo H., Zhang Q., Wang T., Ma L. // Chinese Journal of Catalysis. 2014. Vol. 35. P. 748.Liu Q., Zuo H., Zhang Q., Wang T., Ma L. // Chinese Journal of Catalysis. 2014. Vol. 35. P. 748.Duan J., Han J., Sun H., Chen P., Lou H., Zheng X. // Catalysis Communications. 2012. Vol. 17. P. 76.Duan J., Han J., Sun H., Chen P., Lou H., Zheng X. // Catalysis Communications. 2012. Vol. 17. P. 76.Лавренов А.В., Булучевский Е.А., Карпова Т.Р., Моисеенко М.А., Михайлова М.С., Чумаченко Ю.А., Скорплюк А.А., Гуляева Т.И., Арбузов А.Б., Леонтьева Н.Н., Дроздов В.А. // Химия в интересах устойчивого развития. 2011. № 1. С. 87.Лавренов А.В., Булучевский Е.А., Карпова Т.Р., Моисеенко М.А., Михайлова М.С., Чумаченко Ю.А., Скорплюк А.А., Гуляева Т.И., Арбузов А.Б., Леонтьева Н.Н., Дроздов В.А. // Химия в интересах устойчивого развития. 2011. № 1. С. 87.Лавренов А.В., Дуплякин В.К. // Кинетика и катализ. 2009. Т. 50. № 2. С. 249.Лавренов А.В., Дуплякин В.К. // Кинетика и катализ. 2009. Т. 50. № 2. С. 249.Платина // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 568–569.Платина // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 568–569.Палладий // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 440–441.Палладий // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 440–441.Mansour Seham A.A. // Thermochimica Acta. 1993. Vol. 228. P. 173.Mansour Seham A.A. // Thermochimica Acta. 1993. Vol. 228. P. 173.Mansour Seham A.A. // Materials Chemistry and Physics. 1994. Vol. 36. P. 317.Mansour Seham A.A. // Materials Chemistry and Physics. 1994. Vol. 36. P. 317.Hanafi Z.M., Khilla M.A., Askar M.H. // Thermochimica Acta. 1981. Vol. 45. P. 221.Hanafi Z.M., Khilla M.A., Askar M.H. // Thermochimica Acta. 1981. Vol. 45. P. 221.Плясова Л.М., Молина И.Ю., Кустова Г.Н., Литвак Г.С., Низовский А.И., Гаврилов А.Н. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2009. № 11. С. 27.Плясова Л.М., Молина И.Ю., Кустова Г.Н., Литвак Г.С., Низовский А.И., Гаврилов А.Н. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2009. № 11. С. 27.French G.J., Sale F.R. // Journal of Materials Science. 1981. Vol. 16. P. 3427.French G.J., Sale F.R. // Journal of Materials Science. 1981. Vol. 16. P. 3427.Воробьев В.Н., Агзамходжаева Д.Р., Микита В.П., Абидова М.Ф. // Кинетика и катализ. 1984. Т. 25. № 1. C. 190.Воробьев В.Н., Агзамходжаева Д.Р., Микита В.П., Абидова М.Ф. // Кинетика и катализ. 1984. Т. 25. № 1. C. 190.Ниваров В.А., Агзамходжаева Д.Р., Воробьев В.Н., Абидова М.Ф., Разиков К.Х. // Кинетика и катализ. 1985. Т. 26. № 6. C. 1446.Ниваров В.А., Агзамходжаева Д.Р., Воробьев В.Н., Абидова М.Ф., Разиков К.Х. // Кинетика и катализ. 1985. Т. 26. № 6. C. 1446.Никеля оксиды // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 245.Никеля оксиды // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 245.Кобальта оксиды // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 2. М.: Советская энциклопедия, 1990. С. 417–418.Кобальта оксиды // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 2. М.: Советская энциклопедия, 1990. С. 417–418.Молибдена оксиды // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 128.Молибдена оксиды // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 128.Вольфрама оксиды // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 1. М.: Советская энциклопедия, 1988. С. 421–422.Вольфрама оксиды // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 1. М.: Советская энциклопедия, 1988. С. 421–422.Воробьев В.Н., Ризаева Н.Г., Абидова М.Ф. // Кинетика и катализ. 1990. Т. 31. № 1. C. 163.Воробьев В.Н., Ризаева Н.Г., Абидова М.Ф. // Кинетика и катализ. 1990. Т. 31. № 1. C. 163.Arnoldy P., Moulijn J.A. // Journal of Catalysis. 1985. Vol. 93. I.1. P. 38.Arnoldy P., Moulijn J.A. // Journal of Catalysis. 1985. Vol. 93. I.1. P. 38.Коронцевич А.Ю., Молодоженюк Т.Б., Воробьев В.Н., Абидова М.Ф. // Узбекский химический журнал. 1991. № 4. С. 17.Коронцевич А.Ю., Молодоженюк Т.Б., Воробьев В.Н., Абидова М.Ф. // Узбекский химический журнал. 1991. № 4. С. 17.Curtin T., McMonagle J.B., Hodnett B.K. // Applied Catalysis A: General. 1992. Vol. 93. P. 91.Curtin T., McMonagle J.B., Hodnett B.K. // Applied Catalysis A: General. 1992. Vol. 93. P. 91.Соломенников А.А., Давыдов А.А. // Кинетика и катализ. 1984. Т. 25. № 2. С. 403.Соломенников А.А., Давыдов А.А. // Кинетика и катализ. 1984. Т. 25. № 2. С. 403.Тарасов А.Л., Швец В.А., Казанский В.Б. // Кинетика и катализ. 1989. Т. 30. № 2. С. 396.Тарасов А.Л., Швец В.А., Казанский В.Б. // Кинетика и катализ. 1989. Т. 30. № 2. С. 396.Давыдов А.А. ИК-спектроскопия в химии поверхности окислов. Новосибирск: Наука, 1984. 246 с.Давыдов А.А. ИК-спектроскопия в химии поверхности окислов. Новосибирск: Наука, 1984. 246 с.Орлова Л.Б., Лохов Ю.А., Ионе К.Г., Давыдов А.А. // Известия АН СССР, серия химическая. 1979. № 9. С. 1937.Орлова Л.Б., Лохов Ю.А., Ионе К.Г., Давыдов А.А. // Известия АН СССР, серия химическая. 1979. № 9. С. 1937.Чыонг Т.Т., Давыдов А.А. // Журнал физической химии. 1989. № 1. С. 271.Чыонг Т.Т., Давыдов А.А. // Журнал физической химии. 1989. № 1. С. 271.Hadjiivanov K.I., Vayssilov G.N. // Advances in Catalysis. 2002. Vol. 47. P. 307.Hadjiivanov K.I., Vayssilov G.N. // Advances in Catalysis. 2002. Vol. 47. P. 307.Lieske H., Lietz G., Spindler H., Volter Y. // Journal of Catalysis. 1983. Vol. 81. № 1. P. 16.Lieske H., Lietz G., Spindler H., Volter Y. // Journal of Catalysis. 1983. Vol. 81. № 1. P. 16.Воробьев В.Н., Агзамходжаева Д.Р., Микита В.П., Абидова М.Ф. // Журнал прикладной химии. 1984. № 11. С. 2477.Воробьев В.Н., Агзамходжаева Д.Р., Микита В.П., Абидова М.Ф. // Журнал прикладной химии. 1984. № 11. С. 2477.Torres-Mancera P., Ramírez J., Cuevas R., Gutiérrez-Alejandre A., Murrieta F., Luna R. // Catalysis Today. 2005. Vol. 107–108. P. 551.Torres-Mancera P., Ramírez J., Cuevas R., Gutiérrez-Alejandre A., Murrieta F., Luna R. // Catalysis Today. 2005. Vol. 107–108. P. 551.Ниваров В.А., Агзамходжаева Д.Р., Воробьев В.Н., Абидова М.Ф., Разиков К.Х. // Журнал неорганической химии. 1985. Т. 30. № 10. C. 2483.Ниваров В.А., Агзамходжаева Д.Р., Воробьев В.Н., Абидова М.Ф., Разиков К.Х. // Журнал неорганической химии. 1985. Т. 30. № 10. C. 2483.Воробьев Л.Н., Калиневич А.Ю., Талипов Г.Ш. // Кинетика и катализ. 1978. Т. 19. № 3. С. 737.Воробьев Л.Н., Калиневич А.Ю., Талипов Г.Ш. // Кинетика и катализ. 1978. Т. 19. № 3. С. 737.Субботина И.Р., Шелимов Б.Н., Казанский В.Б. // Кинетика и катализ. 1998. Т. 39. № 1. С. 192.Субботина И.Р., Шелимов Б.Н., Казанский В.Б. // Кинетика и катализ. 1998. Т. 39. № 1. С. 192.Ермаков Ю.И. Закрепленные комплексы на окисных носителях в катализе / Ермаков Ю.И., Захаров В.А., Кузнецов Б.Н. Новосибирск: Наука, 1980. 248 c.Ермаков Ю.И. Закрепленные комплексы на окисных носителях в катализе / Ермаков Ю.И., Захаров В.А., Кузнецов Б.Н. Новосибирск: Наука, 1980. 248 c.Мелкумян Ф.Ш., Молодоженюк Т.Б., Воробьев В.Н., Разиков К.Х. // Журнал прикладной химии. 1988. № 10. С. 2185.Мелкумян Ф.Ш., Молодоженюк Т.Б., Воробьев В.Н., Разиков К.Х. // Журнал прикладной химии. 1988. № 10. С. 2185.Навалихина М.Д., Крылов О.В. // Успехи химии. 1998. Т. 67. № 7. С. 656.Навалихина М.Д., Крылов О.В. // Успехи химии. 1998. Т. 67. № 7. С. 656.Da Rocha Filho G. N., Brodzki D. and Djéga-Mariadassou G. // Fuel.Da Rocha Filho G. N., Brodzki D. and Djéga-Mariadassou G. // Fuel.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.