Изучен процесс каталитического парового крекинга (КПК) тяжелой нефти с высоким содержанием серы (4,3 мас.%) и высококипящих фракций (>500 °С) в присутствии Mo- и Ni-содержащих нанодисперсных катализаторов в статических условиях (автоклав) при темпе- ратуре 425 °C. Для сравнения и выявления особенностей КПК проведены эксперименты по термическому и паровому крекингу, а также каталитическому крекингу без воды. Исследована зависимость состава и свойств жидких и газообразных продуктов от условий проведения процесса, природы катализатора и присутствия воды. Установлено, что применение Ni-катализатора в КПК приводит к увеличению соотношения Н : С (1,69) в жидких продуктах по сравнению с другими видами крекинга, но способствует повышению выхода кокса и газообразных продуктов, вследствие чего выход жидких продуктов снижается. При использовании Мо-катализатора в КПК получается маловязкая полусинтетическая нефть с более высоким соотношением Н : С (1,70) и самым низким содержанием серы в жидких продуктах (2,8 мас.%). Исследование твердого остатка (кокса), содержащего катализатор, методами РФА и ПЭМВР показало, что в условиях КПК никель присутствует в виде хорошо окристаллизованных наночастиц Ni9S8 размером 15–40 нм, а молибден – в виде двух фаз – MoO2 и MoS2, соотношение между которыми зависит от условий превращения тяжелой нефти. Из полученных результатов следует, что КПК является перспективным процессом для облагораживания тяжелой нефти.
The process of catalytic steam cracking (CSC) of heavy oil with high contents of sulfur (4.3 wt %) and high-boiling fractions (>500 °C) was studied in the presence of Mo- and Ni-containing nanodisperse catalysts under static conditions (autoclave) at 425 °C. Experimental studies of thermal and steam cracking, as well as of water-free catalytic cracking were carried out for comparison and identification of specific features of CSC. Dependencies of the composition and properties of the liquid and gaseous products on the process conditions, catalyst nature and the presence of water were determined. It was established that the application of Ni-catalysts for CSC causes an increase in the H : C ratio (1.69) in the liquid products against that of the other cracking processes, while the yields of coke and gaseous products increase that results in a decrease in the liquid product yield. With the Mo-catalyst, the produced low-viscous semisynthetic oil is characterized by a higher H : C ratio (1.70 wt %) and the lowest sulfur content (2.8 wt %) in the liquid products. XPS and HRTEM studies of the catalyst-containing solid residue (coke) revealed that in CSC nickel is as well-crystallized nanoparticles Ni9S8 of 15–40 nm in size, and molybdenum as two phases MoO2 and MoS2 at the ratio depending on the conditions of heavy oil transformation. The data obtained demonstrate that CSC is a promising process of upgrading heavy oil.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.