Каталитический паровой крекинг тяжелой нефти в присутствии молибден- и никельсодержащих нанодисперсных катализаторов

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.

1. Суханов А.А., Петрова Ю.Э. // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2008. № 3. С. 1.

2. Елецкий П.М., Мироненко О.О., Соснин Г.А., Булавченко О.А., Стонкус О.А., Яковлев В.А. // Катализ в промышленности. 2016. T. 16. № 4. С. 42.

3. Туманян Б.П., Петрухина Н.Н., Каюкова Г.П., Нургалиев Д.К., Фосс Л.Е., Романов Г.В. // Успехи химии. 2015. Т. 84. № 11. С. 1145.

4. Olvera J.N.R., Gutiérrez G.J., Serrano J.A.R., Ovando A.M., Febles V.G., Arceo L.D.B. // Catalysis Communications. 2014. V. 43. P. 131.

5. Петрухина, Н.Н. Каюкова Г.П., Романов Г.В., Туманян Б.П., Фосс Л.Е., Косачев И.П., Мусин Р.З., Рамазанова А.И., Вахин А.В. // Химия и технология топлив и масел. 2014. № 4. С. 30.

6. Shokrlu, Y.H., Babadagli, T. // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2014. V. 119. P. 210.

7. Desouky S., A. Al sabagh, M. Betiha, A. Badawi, A. Ghanem and S. Khalil // International Journal of Chemical, Molecular, Nuclear, Materials and Metallurgical Engineering. 2013. V. 7. № 8. P. 638.

8. Любименко В.А., Петрухина Н.Н., Туманян Б.П., Колесников И.М. // Химия и технология топлив и масел. 2012. № 4. С. 27.

9. Oki Muraza, Ahmad Galadima // Fuel. 2015. V. 157. P. 219.

10. Антипенко В.Р., Голубина О.А. // Известия томского политехнического университета. 2006. Т. 309. № 2. C. 174.

11. Clark, P.D., Clarke, R.A., Hyne, J.B., Lesage, K.L. // AOSTRAJ Res. 1990. V. 6. № 1. P. 53.

12. Fumoto E., Tago T., Masuda T. // Energy & Fuels. 2006. V. 20. № 1. P. 1.

13. Елецкий П.М., Мироненко О.О., Селищева С.А., Яковлев В.А. // Катализ в промышленности. 2016. T. 16. № 1. С. 50.

14. Dutta R.P., McCaffrey W.C., Gray M.R., Muehlenbachs K. // Thermal cracking of athabasca bitumen: Influence of steam on

15. reaction chemistry. Energy & Fuels. 2000. V. 14. P. 671.

16. Angeles M.J., Leyva C., Ancheyta J., Ramírez S. // Catalysis Today. 2014. V. 220—222. P. 274.

17. Pat. Appl. US. 20130015100. Опуб. 17.01.2013.

18. Machin I., Jesus J.C., Rivas G., Higuerey I., Cordova J., Pereira P., Ruette F., Sierraalta A. // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2005. V. 227. P. 22.

19. Pat. US. 5688395. Опубл. 18.11.1997.

20. Rohallah H., Nassar N.N., Pereira P. // Energy & Fuels. 2013. V. 27. №. 4. P. 2194.

21. Clark Peter D., Kirk Martin J. // Studies on the Upgrading of Bituminous Oils with Water and Transition metal Catalysts. Energy & Fuels. 1994. V. 8. P. 380.

22. Хаджиев С.Н., Кадиев Х.М., Кадиева М.Х. // Нефтехимия. 2014. Т. 54. №5. С. 327.

23. Lv G., Wang F., Cai W., Zhang X. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2014. V. 447. №. 5. P. 8.

24. Висалиев М.Я., Шпирт М.Я., Кадиев Х.М., Дворкин В.И., Магомадов E.E., Хаджиев С.Н. // Химия твердого топлива. 2012. № 2. С. 32.

25. Scherrer, P. Nachr. Ges. Wiss. Goettingen // Math.-Phys. Kl. 1918. P. 98.

26. Анчита Х., Спейт Дж. Переработка тяжелых нефтей и нефтяных остатков. Гидрогенизационные процессы / Под ред. О.Ф. Глаголевой. СПб: ЦОП «Профессия», 2012. C. 384.

27. Okunev A.G., Parkhomchuk E.V., Lysikov A.I., Parunin P.D., Semeikina V.S., Parmon V.N. // Russian Chemical Reviews. 2015. V. 84. №. 9. P. 981.

28. Климов О.В., Корякина Г.И., Герасимов Е.Ю., Дик П.П., Леонова К.А., Будуква С.В., Перейма В.Ю., Уваркина Д.Д., Казаков М.О., Носков А.С. // Катализ в промышленности. 2014. № 5. С. 56.

29. Кадиев Х.М., Хаджиев С.Н., Кадиева М.Х. // Нефтехимия. 2013. № 5. C. 337.