Исследовано влияние содержания РЗЭ на термостабильные и каталитические свойства цеолита HРЗЭY в составе матрицы катализатора, состоящей из бентонитовой глины, аморфного алюмосиликата и гидроксида алюминия. Установлено, что при увеличении содержания РЗЭ от 0 до 6,5 мас.% термостабильность цеолита повышается примерно на 100 °С. Показано, что увеличение содержания РЗЭ в катализаторе от 0 до 2 мас.% приводит к росту конверсии вакуумного газойля на 8 мас.%. Приемлемый уровень конверсии сырья 77–78 % достигается при содержании РЗЭ в катализаторе около 0,5 мас.%. Показана зависимость вклада реакций переноса водорода от содержания РЗЭ в катализаторе крекинга на примере изменения содержания изобутана в сумме образующихся C4-углеводородов. На основе лабораторных данных разработана и внедрена на катализаторном производстве ОАО «Газпромнефть–ОНПЗ» технология производства бицеолитных катализаторов крекинга с пониженным содержанием РЗЭ (марки М, Н).

В 2008 г. на площадке «Ишимбайского специализированного химического завода катализаторов» был осуществлен пуск комплекса по производству микросферических катализаторов крекинга. В 2012 г. предприятием был выигран крупный тендер на поставку катализатора, выпускаемого под торговой маркой «Октифайн», на установку Г-43-107М/1 Уфимского НПЗ. В статье подробно рассмотрены итоги опытно-промышленной эксплуатации катализатора на указанной установке. Показана высокая эффективность катализатора и целесообразность распространения опыта его эксплуатации.

В 2012–2013 гг. на промышленных площадках Стерлитамакского завода катализаторов и Ишимбайского специализированного химического завода катализаторов был осуществлен пуск производства гранулированных катализаторов крекинга. Новые катализаторы решено было выпускать под торговой маркой «Адамант». В статье детально рассмотрены достоинства указанных катализаторов, а также особенности технологии их производства.

Изложены литературные и полученные автором данные, освещающие современное состояние процесса и катализаторов риформинга. Сделаны обобщения по влиянию химического состава сырья и условий осуществления на основные показатели процесса и получаемого риформата. Дана классификация разновидностей технологий риформинга по способу проведения регенерации катализаторов. Показаны особенности технологий с неподвижным и движущимся слоями катализаторов, а также их достоинства и недостатки. На основании литературных данных и собственного опыта автора сделаны обобщения, касающиеся основных направлений развития технологий и модернизации промышленных установок. Особое внимание уделяется вопросам повышения качества высокооктановых бензинов и их соответствия существующим стандартам и техническим требованиям. Дается качественная и количественная оценка технического уровня современных катализаторов риформинга.

Проанализирован опыт промышленной эксплуатации хлорированных, цеолитных и сульфатированных оксидных катализаторов на российских установках изомеризации. Внедрение процесса изомеризации в России началось во второй половине 1990-х гг. Первые установки были введены в эксплуатацию на цеолитных катализаторах. Далее развитие процесса изомеризации происходило в двух направлениях: с использованием хлорированных и сульфатированных оксидных катализаторов. На примерах из промышленной практики показаны преимущества и недостатки хлорированных катализаторов. К последним относятся высокая чувствительность к примесям влаги и соединений серы в сырье, а также протекание побочных реакций, способствующих образованию низкооктанового продукта в схемах с рециклом С6. Использование сульфатированных оксидных систем избавляет от этих недостатков, что подтверждает опыт промышленной эксплуатации сульфатированного катализатора СИ-2 на отечественных и зарубежных установках.

В ОАО «Ангарский завод катализаторов и органического синтеза» разработаны цеолитсодержащие катализаторы изомеризации пентан-гексановых фракций и гидродепарафинизации масляных фракций. Для приготовления катализаторов изомеризации и гидродепарафинизации были использованы соответственно цеолиты типа морденит и ZSM-5. Цеолиты и катализаторы на их основе были исследованы методами сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии. Проведены испытания катализаторов изомеризации и гидродепарафинизации на установках проточно-циркуляционного и проточного типа со стационарным слоем катализатора. Показано, что разработанные катализаторы по активности и селективности превосходят их аналоги, используемые в промышленных процессах изомеризации и гидродепарафинизации.

Изучены нанесенные Pt/SZ/Al2O3 катализаторы, приготовленные методом термолиза сульфата циркония в порах носителя. Содержание активного компонента (сульфатированного диоксида циркония) в катализаторах составляет 25–30 мас.%, что в 2–2,5 раза меньше, чем в массивных катализаторах, эквивалентных по каталитическим характеристикам. Проведены испытания в реакции изомеризации н-гексана. Показано, что при температурах 140–160 °С нанесенные катализаторы обеспечивают выход суммы 2,2- и 2,3-диметилбутанов 34–36 мас.% при выходе стабильного катализата С5+ на уровне 96–98 мас.%, что сопоставимо с результатами, получаемыми при использовании промышленных катализаторов изомеризации на основе сульфатированного диоксида циркония. Полученные результаты свидетельствуют о том, что нанесенные Pt/SZ/Al2O3 катализаторы могут быть использованы для изомеризации С5–С6 фракций с целью получения компонентов высокооктановых экологически чистых бензинов.

Предложен способ гидрокрекинга вакуумного газойля с использованием трехслойных пакетов катализаторов, в которых верхний слой – NiMo/Al2O3 катализатор, средний – NiM/ААС-Al2O3 и нижний - NiM/Y-Al2O3, где M – молибден либо вольфрам, ААС-Al2O3 – носитель, содержащий 70 % аморфного алюмосиликата (ААС) и 30 % оксида алюминия, Y-Al2O3 – носитель, содержащий 30 % цеолита Y и 70 % оксида алюминия. Кислотные свойства катализаторов изучены методом ИК-спектроскопии адсорбированного CO. С применением просвечивающей электронной микроскопии исследована морфология сульфидных частиц на поверхности катализаторов. Текстурные характеристики носителей и катализаторов изучены методом азотной порометрии. Проведено тестирование в гидрокрекинге вакуумного газойля пакетов катализаторов, содержащих NiMo и NiW катализаторы в различных комбинациях. Показано, что замена NiMo/ААС-Al2O3 катализатора в пакете катализаторов, содержащем только NiMo катализаторы, на NiW/ААС-Al2O3 катализатор приводит к значительному увеличению выхода дизельной фракции.

В последние годы интенсифицированы исследования в области синтеза и применения наноразмерных частиц катализаторов в процессе гидроконверсии. В работе изучены закономерности формирования дисперсной фазы оксидов Мо, Al, Fe, Co, Ni с размером частиц 100–1000 нм методом терморазложения при 200–250 °С обращенных микроэмульсий (МЭ) на основе синтетических ПАВ и пентадекана при содержании металла не более 0,05 мас.%. Нативные нефтяные стабилизаторы углеводородной фазы МЭ (асфальтены, компоненты легкого газойля и гудрона) способствует снижению размеров синтезируемых частиц до 127–200 нм и позволяют повысить содержание металла в стабильной суспензии до 2 мас.%. В условиях гидроконверсии гудрона по методу обращенных эмульсий in situ синтезированы наноразмерные катализаторы (MoS2 с размером частиц 10–50 нм, а также комбинированные Al-, Mo-, Co (Ni)-содержащие системы), проявляющие высокую активность в подавлении реакций полимеризации высокомолекулярных компонентов сырья.

В статье обсуждаются проблемы, возникающие при тестировании гранулированных катализаторов гидроочистки нефтяных фракций в лабораторных условиях. Сформулированы требования к установкам, обеспечивающие высокую надежность прогнозирования показателей процесса гидроочистки дизельных фракций в промышленных реакторах. Показано, что использование метода разбавления гранул катализатора мелкими частицами инертного непористого материала (SiC) позволяет получать воспроизводимые результаты в трехфазных реакторах малого размера, минимизируя неполное смачивание катализатора, пристеночный эффект и обратное перемешивание жидкости. Проведено сравнение результатов, получаемых на разных лабораторных установках при исследовании катализаторов глубокой гидроочистки дизельных фракций.