catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2018-2-33-38catal-506Research ArticleКАТАЛИЗ В НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИСATALYSIS IN PETROLEUM REFINING INDUSTRYКрекинг тяжелого углеводородного сырья в присутствии кобальтаCracking of Heavy Hydrocarbon Feedstock in the Presence of CobaltМорозовМ. А.MorozovM. A.ctls@kalvis.ruАкимовА. С.AkimovA. S.ctls@kalvis.ruФедущакТ. А.FedushchakT. A.ctls@kalvis.ruЖуравковС. П.ZhuravkovS. P.ctls@kalvis.ruВласовВ. А.VlasovV. A.ctls@kalvis.ruСударевЕ. А.SudarevE. A.ctls@kalvis.ruВосмериковА. В.VosmerikovA. V.ctls@kalvis.ruИнститут химии нефти СО РАН (ИХН СО РАН), ТомскРоссияInstitute of Oil Chemistry, TomskRussian FederationНациональный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)РоссияTomsk Polytechnic UniversityRussian Federation2018190320181823338Copyright © LLC "KALVIS", 20182018LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/506

В структуре разведанных мировых запасов углеводородов свыше 70 % приходится на тяжелое нефтяное сырье. Увеличение эффективности и глубины переработки такого сырья является актуальной проблемой современной нефтепереработки. В процессе крекинга гудрона Новокуйбышевского НПЗ впервые испытаны порошки кобальта, а также приготовленные в одну стадию катализаторы на их основе. Состав и свойства полученных образцов исследованы методами рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии, температурно-программируемого восстановления. Показано, что поверхность кобальта содержит кислород в виде послойно расположенных Co3O4 и CoO, а механоактивация приводит к перераспределению количества этих оксидов и изменению состава продуктов крекинга гудрона. Кобальт после механоактивации обладает большей каталитической активностью в процессе крекинга гудрона, чем исходный порошок. В присутствии механоактивированного кобальта выход светлых фракций составляет 70 %, что на 10 мас.% выше, чем без механоактивации и на 25 % выше, чем без порошков кобальта.

Heavy oils are more than 70 % of the world proven oil reserves that makes it an urgent problem of modern refinery to improve the efficiency and oil conversion ratio. Cobalt powders and one-stage prepared cobalt-based catalysts were first tested for tar cracking at the Novokuibyshevsk Refinery Plant. XRD, SEM and TPR techniques were used for studying the compositions and properties of the prepared samples. It was shown that the cobalt surface contained oxygen in the form of layer-by-layer stacked Co3O4 and CoO; the mechanical activation of the catalysts resulted in redistribution of the oxide quantities and in changes in the composition of tar cracking products. The mechanoactivated cobalt was more active to tar cracking than the initial powder. The yield of light fractions was 70 % in the presence of the mechanoactivated cobalt that was 10 wt % higher than with non-activated cobalt and 25 % higher than in the absence of cobalt.

тяжелое углеводородное сырьекрекингмеханоактивациякобальтheavy hydrocarbon feedstockcrackingmechanoactivationcobaltReferencesАналитический центр при правительстве РФ // Энергетический бюллетень. 2016. № 33.Аналитический центр при правительстве РФ // Энергетический бюллетень. 2016. № 33.Ахметов А.Ф. // Башкирский химический журнал. 2011. Т. 18. № 2. С. 93.Ахметов А.Ф. // Башкирский химический журнал. 2011. Т. 18. № 2. С. 93.Fan H., Zhang Y., Lin Y. // Fuel. 2004. V. 83. P. 2035.Fan H., Zhang Y., Lin Y. // Fuel. 2004. V. 83. P. 2035.Hart A., Greaves M., Wood J. // Chem. Eng. J. 2015. V. 282. P. 213.Hart A., Greaves M., Wood J. // Chem. Eng. J. 2015. V. 282. P. 213.Rana S., Samano V., Ancheyta J., Diaz J.A.I. // Fuel. 2007.V. 86. P. 1216.Rana S., Samano V., Ancheyta J., Diaz J.A.I. // Fuel. 2007.V. 86. P. 1216.Nguyen T., Tayakout-Fayolle M., Lacroix M., Gotteland D., Aouine M., Bacaud R., Afanasiev P., Geanted C. // Fuel. 2015. V. 160. P. 50.Nguyen T., Tayakout-Fayolle M., Lacroix M., Gotteland D., Aouine M., Bacaud R., Afanasiev P., Geanted C. // Fuel. 2015. V. 160. P. 50.Gao H., Wang G., Wang H., Chen J., Xu C., Gao J. // Energy Fuels. 2012. V. 26. P. 1870.Gao H., Wang G., Wang H., Chen J., Xu C., Gao J. // Energy Fuels. 2012. V. 26. P. 1870.Castaneda L., Munoz J., Ancheyta J. // Fuel. 2012. V.100. P.110.Castaneda L., Munoz J., Ancheyta J. // Fuel. 2012. V.100. P.110.Menoufy M., Ahmed H., Betiha M., Sayed M. // Fuel. 2014. V. 119. P. 106.Menoufy M., Ahmed H., Betiha M., Sayed M. // Fuel. 2014. V. 119. P. 106.Fumoto E., Matsumura A., Sato S., Takanohashi T. // Energy Fuels. 2009. V. 23. P. 1338.Fumoto E., Matsumura A., Sato S., Takanohashi T. // Energy Fuels. 2009. V. 23. P. 1338.Головко А.К., Копытов М.А., Шаронова О.М., Кирик Н.П., Аншиц А.Г. // Катализ в промышленности. Т. 15. № 4. С. 65—72 [Golovko A.K., Kopytov M.A., Sharonova O.M., Kiric N.P., Anshits A.G. // Catal. Ind. 2015. V. 7. P. 293].Головко А.К., Копытов М.А., Шаронова О.М., Кирик Н.П., Аншиц А.Г. // Катализ в промышленности. Т. 15. № 4. С. 65—72 [Golovko A.K., Kopytov M.A., Sharonova O.M., Kiric N.P., Anshits A.G. // Catal. Ind. 2015. V. 7. P. 293].Герзелиев И.М., Арсланов Р.М., Капустин В.М. // Технологии нефти и газа. 2015. № 4. С. 8.Герзелиев И.М., Арсланов Р.М., Капустин В.М. // Технологии нефти и газа. 2015. № 4. С. 8.Gerzeliev I.M., Arslanov R.M., Bondarenko G.N., Khadzhiev S.N., Kapustin V.M. // Petroleum Chemistry. 2016. V. 56. P. 51.Gerzeliev I.M., Arslanov R.M., Bondarenko G.N., Khadzhiev S.N., Kapustin V.M. // Petroleum Chemistry. 2016. V. 56. P. 51.Мурзагалиев Т.М., Восмериков А.В., Головко А.В., Федущак Т.А., Огородников В.Д. // Журнал сибирского федерального университета. Серия Химия. 2012. № 2. С. 224.Мурзагалиев Т.М., Восмериков А.В., Головко А.В., Федущак Т.А., Огородников В.Д. // Журнал сибирского федерального университета. Серия Химия. 2012. № 2. С. 224.Пат. РФ 2445344, 2012.Пат. РФ 2445344, 2012.Kogan V.M., Parvenova N.M. // Stud. Surf. Sci. Catal. 1997. V. 176. P. 449.Kogan V.M., Parvenova N.M. // Stud. Surf. Sci. Catal. 1997. V. 176. P. 449.Lapidus A., Krylova A., Rathousky J., Zukal A., Jancakova M. // Appl. Catal. A: General. 1992. V. 80. P. 1.Lapidus A., Krylova A., Rathousky J., Zukal A., Jancakova M. // Appl. Catal. A: General. 1992. V. 80. P. 1.Fierro G., Jacono M., Inversi M., Dragone R., Porta P. // Top. Catal. 2000. V. 10. P. 39.Fierro G., Jacono M., Inversi M., Dragone R., Porta P. // Top. Catal. 2000. V. 10. P. 39.Jacobs G., Das T., Zhang Y., Li J., Racoillet G., Davis B. // Appl. Catal. A: General. 2002. V. 223. P. 263.Jacobs G., Das T., Zhang Y., Li J., Racoillet G., Davis B. // Appl. Catal. A: General. 2002. V. 223. P. 263.Ji Y., Zhao Z., Duan A., Jiang G., Liu J. // J. Phys. Chem. C. 2009. V. 113. P. 7186.Ji Y., Zhao Z., Duan A., Jiang G., Liu J. // J. Phys. Chem. C. 2009. V. 113. P. 7186.Елецкий П.М., Мироненко О.О., Селищева С.А., Яковлев В.А. // Катализ в промышленности. 2016. № 1. С. 50 [P.M. Eletskii, O.O. Mironenko, S.A. Selishcheva, V.A. Yakovlev. Catal. Ind. 2016. V. 8. N. 3. P. 217].Елецкий П.М., Мироненко О.О., Селищева С.А., Яковлев В.А. // Катализ в промышленности. 2016. № 1. С. 50 [P.M. Eletskii, O.O. Mironenko, S.A. Selishcheva, V.A. Yakovlev. Catal. Ind. 2016. V. 8. N. 3. P. 217].Petrukhina N.N., Tumanyan B.P., Kayukova G.P., Romanov G.V., Foss L.E., Kosachev I.P., Musin R.Z., Ramazanova A.I., Vakhin A.V. // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2014. V. 50. P. 315.Petrukhina N.N., Tumanyan B.P., Kayukova G.P., Romanov G.V., Foss L.E., Kosachev I.P., Musin R.Z., Ramazanova A.I., Vakhin A.V. // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2014. V. 50. P. 315.Зурначян А.Р., Манукян Х.В., Харатян С.Л., Матышак В.А., Мнацаканян Р.А. // Кинетика и катализ. 2011. № 6. С. 873.Зурначян А.Р., Манукян Х.В., Харатян С.Л., Матышак В.А., Мнацаканян Р.А. // Кинетика и катализ. 2011. № 6. С. 873.

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