Preview

Катализ в промышленности

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 16, № 5 (2016)
Скачать выпуск PDF

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КАТАЛИЗА

6-13 207
Аннотация

Исследованы алюмооксидные осушители, полученные методом экструзионного формования пластичных паст на основе-  псевдобемит или байеритсодержащих гидроксидов, в том числе модифицированных ионами натрия и калия. Данные гидроксиды были синтезированы путем гидратации в мягких условиях продукта центробежной термической активации гидраргиллита. Изучены физико-химические и структурно-механические свойства осушителей – свежих и после 9 циклов «адсорбция – регенерация». Динамическая емкость определена под давлением 3 МПа в условиях, моделирующих промышленные. Показано, что образец, полученный из байеритсодержащего гидроксида, характеризуется более высокой динамической емкостью по сравнению с образцом, полученным из псевдобемитсодержащего гидроксида, при близких текстурных и прочностных характеристиках осушителей. Модифицирование ионами калия и натрия образцов, полученных из псевдобемитсодержащего гидроксида, приводит к снижению прочности гранул, увеличению объема и среднего размера пор и увеличению динамической емкости. Модифицированный калием образец осушителя не уступает по значению динамической емкости при низкой нагрузке образцу, полученному на основе байеритсодержащего гидроксида. После проведения циклических испытаний фазовый состав, содержание щелочных примесей, удельная площадь поверхности и прочность на раздавливание образцов в пределах погрешности определения не меняются. Установлена высокая стабильность приготовленных осушителей в многократных циклах адсорбции-десорбции и возможность достижения в процессе сушки минимальной температуры точки росы, равной –80 °С.

 

КАТАЛИЗ В НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

14-23 237
Аннотация

Исследованы основные физико-химические и эксплуатационные свойства средних дистиллятных фракций гидрокаталитических и термодеструктивных процессов одного из российских НПЗ с точки зрения их использования в качестве компонентов судовых маловязких топлив (СМТ) с улучшенными экологическими и низкотемпературными свойствами. На лабораторной установке проточного типа с использованием промышленного никель-молибденового катализатора проведен гидрокрекинг вакуумных газойлей, различающихся температурой конца кипения (500–580 °С), в области температур 340–380 °С при давлении 15,0 МПа. Показано, что наибольший выход (57,5 %) легкого газойля гидрокрекинга (ЛГГК) достигается в процессе гидрокрекинга вакуумного газойля (350–500 °С) при температуре 360 °С; полученный при этом ЛГГК характеризуется наибольшим цетановым индексом (53 ед.) и минимальным содержанием серы (7 ppm). При утяжелении вакуумного газойля снижается общий выход целевых дистиллятов и ЛГГК в отдельности. Полученные ЛГГК по своим физико-химическим и эксплуатационным свойствам являются качественными компонентами СМТ. Выполнен сравнительный анализ свойств прямогонной дизельной фракции после гидроочистки и легких газойлей каталитического крекинга, замедленного коксования и перспективного процесса гидрокрекинга. Установлены зависимости физико-химических, экологических и основных эксплуатационных свойств среднедистиллятных фракций вторичных процессов от углеводородного и неуглеводородного состава и содержания в них ключевых компонентов. На основании полученных зависимостей разработан и рекомендован к внедрению оптимальный компонентный состав судового маловязкого топлива с улучшенными экологическими и низкотемпературными свойствами.

24-29 219
Аннотация

Разработана кинетическая модель риформинга, описывающая химические превращения псевдокомпонентов состава С6–С8 на Pt-катализаторе. Состав платформата прогнозируется с учетом активности «металлических» и кислотных центров и температурного профиля по реакторам. В ходе расчетов используются уравнения материального и теплового балансов. Для катализатора серии R-134 определены константы скоростей и энергии активации единичных реакций. Вычислены значения стационарной активности (as = 0,8), а также константы дезактивации кислотного (0,0056±0,0004 мин–1) и «металлического» (0,079±0,003 мин–1) центров при Т = 490 °С. Погрешность моделирования состава платформата по бензолу, толуолу и ксилолам не превышает 5 % (отн.). Показано, что стабильность состава платформата обеспечивается за счет ступенчатого повышения температуры реакторов в межрегенерационный период. Разработанную модель предполагается использовать для подбора температурных режимов работы установки комплексов по производству ароматики, обеспечивающих получение платформата желаемого состава.

ИНЖЕНЕРНЫЕ ПРОБЛЕМЫ. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ПРОИЗВОДСТВО

30-34 384
Аннотация

В работе представлены результаты опытно-промышленных испытаний микросферического алюмохромового катализатора КДИ-М в смеси с ИМ-2201 в промышленном блоке дегидрирования изобутана ПАО «Нижнекамскнефтехим». По сравнению с катализатором КДИ его модифицированный аналог КДИ-М с повышенной активностью и селективностью, оптимизированным гранулометрическим составом и механической прочностью обеспечивает более устойчивый выход изобутилена с увеличением работы реакторного блока без промежуточных остановок на ремонт до 400 сут.

ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ

35-42 210
Аннотация

Представлен новый тип катализатора на основе микроволокнистых носителей, в котором микроволокна носителя скручены в нити, имеющие форму петель (лемнискат), которые в свою очередь образуют структурированный гибкий, устойчивый и хорошо проницаемый для реакционного потока геометрически регулярный объемный слой, не требующий применения дополнительных структурирующих элементов. Как показали эксперименты по глубокому окислению толуола, предложенный платиновый лемнискатный стекловолокнистый катализатор (ЛСВК) существенно (в 8–10 раз и более) превосходит известные геометрические типы катализаторов, в том числе микроволокнистых, как по удельной наблюдаемой активности на единицу массы активного компонента, так и по соотношению наблюдаемой активности и удельного гидравлическоого сопротивления. Причиной их превосходства является уникально высокая эффективность массообмена во внешнедиффузионной области протекания реакций. К перспективным областям применения предложенных систем относятся быстрые каталитические реакции в газовой фазе, жидкофазные каталитические реакции, а также сложные реакционные процессы, в которых селективность и выход целевых продуктов чувствительны к диффузионным торможениям.

43-50 229
Аннотация

Представлены результаты исследования сверхкритического флюидного СО2-экстракционного процесса регенерации промышленного никель-молибденового катализатора гидроочистки DN-3531, реализованного в температурном диапазоне 323,15–383,15 К при давлениях до 30 МПа и предполагающего модификацию основного экстрагента такими полярными соединениями, как хлороформ, метанол, этанол, ацетон и диметилсульфоксид (ДМСО). Приведенная последовательность модификаторов отвечает росту растворяющей способности модифицированного сверхкритического диоксида углерода (СК-СО2) по отношению к дезактивирующим катализатор отложениям. Однако в случае наиболее эффективного ДМСО наблюдается не только удаление дезактивирующих соединений, но и удаление никеля и молибдена, что существенно снижает итоговую активность регенерированного таким способом образца. В процессе экстракционной регенерации снижается содержание кокса в катализаторе в 3 раза, а удельная площадь поверхности и объем пор, наоборот, возрастают. Активность дезактивированного катализатора в гидрообессеривании дибензотиофена и гидрировании нафталина возрастает в несколько раз после однократной обработка катализатора СК-СО2 и в 2,5 раза выше, чем у образца, регенерированного традиционным окислительным способом.

51-59 221
Аннотация

Исследовано влияние температуры прокалки носителя WO3/ZrO2 при 700–1000 °С на фазовый состав, кислотные и каталитические свойства катализаторов Pt/WO3/ZrO2. Методом ТПД аммиака установлено, что в диапазоне температур прокалки 850–950 °С формируются сильные кислотные центры, которые способствуют увеличению выхода целевых продуктов реакции изомеризации н-гептана – высокооктановых ди- и триметилзамещенных изомеров. Методами ИКС-ДО установлена роль прокалки катализатора в токе воздуха в образовании заряженных атомов платины, которые способствуют увеличению активности катализатора.

60-65 265
Аннотация

В реакциях превращения модельного сырья (20 % бензола и 80 % н-гептана) исследованы катализаторы Pt/BEA–Al2O3, предназначенные для процесса гидроизомеризации бензолсодержащих бензиновых фракций. Катализаторы приготовлены с варьированием содержания цеолита BEA от 5 до 70 мас.%, содержание Pt во всех образцах 0,3 мас.%. Предшественником Pt служил водный раствор H2PtCl6. Методом ТПД аммиака исследованы кислотные характеристики образцов. Показано влияние соотношения цеолит/связующее в носителе на активность исследуемых катализаторов: при увеличении содержания цеолита увеличивается кислотность каталитической системы и область протекания реакции смещается в сторону более низких температур. Оптимальным соотношением цеолит/связующее является 30 % BEA/70 % Al2O3. Показано, что изменение кислотного модуля SiO2/Al2O3 цеолита от 25 до 40 не оказывает заметного влияния на активность катализатора. Катализаторы на носителе, содержащем 30 % BEA и 70 % Al2O3, могут быть рекомендованы для улучшения экологических характеристик бензинов путем их применения в процессе гидроизомеризации бензолсодержащих бензиновых фракций.

БИОКАТАЛИЗ

66-74 192
Аннотация

В работе исследованы свойства биокатализатора на основе липазы бактерии Geobacillus stearothermophilus G3, иммобилизированной на мезопористом силикагеле. Установлено, что для проведения реакции переэтерификации смеси подсолнечного масла и гидрированного соевого масла (саломаса) в статическом режиме достаточным является время 2 ч, концентрация биокатализатора 10 % по массе, температура 70 °С, состав сырьевой смеси – соотношение саломаса и подсолнечного масла – 1 : 3. Исследованы физико-химические свойства продуктов реакции переэтерификации методом ВЭЖХ-МС (триацилглицеридный состав) и путем измерения температуры плавления масел. Показана высокая стабильность биокатализатора: расчетное время его эксплуатации в сырьевой смеси составило 243 ч, что делает его перспективным для применения в процессах получения модифицированных жиров, в том числе на основе масел с высокими температурами плавления.

75-82 229
Аннотация

Показана возможность использования пшеничных отрубей в качестве сырья для биокаталитической конверсии с целью получения сахаров. Относительная низкая реакционная способность этого сырья может быть увеличена в 2–4 раза путем сухого размола на планетарной мельнице-активаторе АГО-2С. С помощью комплексного ферментного препарата (ФП) Penicillium verruculosum gaBG, обладающего целлюлолитической, гемицеллюлолитической и амилолитической активностью, максимальный выход восстанавливающих сахаров, достигнутый при биокаталитической конверсии измельченных в течение 7–10 мин пшеничных отрубей при дозировке ФП gaBG 60 мг/г (и дополнительном использовании ФП β-глюкозидазы F10, 40 ед./г) составил 68,6 г/л при исходной концентрации субстрата в реакционной смеси 100 г/л (в состав получаемых сахаров входила преимущественно глюкоза – 93–95 %). Содержание полисахаридных компонентов в пшеничных отрубях составляло 62,4 % от их сухого вещества, поэтому (с учетом присоединенной в процессе ферментативного гидролиза воды) достигнут близкий к теоретическому (68,6 г/л) выход сахаров и осуществлена практически полная конверсия углеводной составляющей измельченных пшеничных отрубей. Увеличение времени измельчения до 7–10 мин приводило к существенному уменьшению размера частиц отрубей, уменьшению (на 28 %) их способности связывать воду, к почти двукратному увеличению содержания в них растворимых сахаров и увеличению на 12,6 % общего содержания растворимых веществ по сравнению с исходным сырьем.

83-88 181
Аннотация

Растительная биомасса является основным видом органической материи на Земле. Эффективность биокаталитической конверсии растительного сырья определяет стоимость его биотехнологической переработки в коммерчески значимые продукты (органические спирты и кислоты, углеводы и углеводороды). Нами получены новые рекомбинантные штаммы Penicillium canescens, продуцирующие кроме собственного ферментного комплекса гетерологичные целлюлазы (мутантные и немутантные целлобиогидролазу I (ЦБГI) и эндоглюканазу II (ЭГII) P. verruculosum). Ферментные смеси (ФС), полученные на основе рекомбинантных штаммов P. canescens, оказались более активными при гидролизе измельченной древесины осины. Выход глюкозы и восстанавливающих сахаров через 24–72 ч гидролиза под действием ФС, полученных на основе рекомбинантных штаммов, оказался соответственно на 48–52 и 60–64 % выше по сравнению с ФС, полученной на основе исходного штамма-реципиента. Таким образом, введение сайт-специфических мутаций N45A и N194A, направленных на частичное снятие поверхностного гликозилирования, привело к существенному росту целевой ЦБГI и ЭГII соответственно.



ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)