Введение к работе
Актуальность темы
Основная тенденция в отечественной нефтепереработке сегодня -увеличение доли вторичных процессов в структуре заводов, что связано с необходимостью углубления переработки нефти. Так, с каждым годом растет выработка бензинов каталитического крекинга (БКК) - вторичных фракций, характеризующихся одновременно высоким содержанием серы и большим количеством олефиновых углеводородов (ОУВ), благодаря которым БКК обладает высоким октановым числом (ОЧ). Использовать такую фракцию напрямую для производства товарного топлива нельзя, так как полученный продукт не будет удовлетворять экологическим требованиям, поэтому БКК необходимо подвергнуть предварительной очистке.
Гидрооблагораживание подобных олефинсодержащих фракций на обычных сульфидных Co(Ni)Mo/Al203 катализаторах протекает не селективно, наряду с реакциями гидродесульфуризации (ГДС) происходит глубокое гидрирование (ГИД) непредельных углеводородов, что значительно уменьшает ОЧ гидрогенизата. Наряду с практической значимостью создание методов регулирования избирательности катализаторов в отношении параллельно протекающих реакций представляет серьезный научный интерес. Таким образом, разработка катализаторов, обладающих высокой ГДС и низкой ГИД активностями, является актуальной задачей.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (2009 - 2013 г.г.), а также поддержана грантом компании "Haldor Tops0e A/S" (стипендиальная программа 2012 г.).
Цель работы
Исследование каталитических превращений сернистых и непредельных соединений в присутствии наноразмерных сульфидов переходных металлов и изучение роли состава гетерополисоединений (ГПС) и модификаторов в создании селективных катализаторов гидроочистки олефинсодержащего углеводородного сырья.
Научная новизна
Впервые исследованы закономерности реакций гидрогенолиза тиофена и гидрирования н-гексена-1 как модельных соединений БКК в присутствии сульфидных катализаторов, полученных на основе ГПС структуры Андерсона, и изучено влияние состава катализатора на его активность и избирательность в отношении указанных превращений.
Впервые изучено влияние типа органического комплексона (Chel) и соотношения Со/Mo на каталитические свойства катализаторов, синтезированных при совместном использовании Со2Мою-гетерополикислоты (Со2МоюГПК) и комплексов кобальта в реакциях гидрогенолиза тиофена и гидрирования н-гексена-1. Установлен характер взаимосвязи между степенью промотирования и геометрическими характеристиками активной фазы сульфидных катализаторов, с одной стороны, и их каталитическими свойствами, с другой стороны.
Впервые определена роль калия в подавлении гидрирующей функции нанесенных наноразмерных сульфидов переходных металлов, синтезированных из 12-молибдофосфорной гетерополикислоты (РМоі2ГПК) и цитрата кобальта.
Практическая значимость
Предложены состав и способ синтеза катализатора селективной гидроочистки БКК и блок-схема процесса для получения компонента бензина класса 5 Технического регламента РФ. Разработанная схема и исходные данные могут стать основой для проектирования установки селективной гидроочистки бензиновых фракций деструктивных процессов нефтепереработки. Установленные в работе зависимости каталитических свойств от состава и морфологии активной фазы могут быть использованы при дальнейшем усовершенствовании технологии производства катализаторов селективной гидроочистки олефинсодержащего сырья.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы были представлены на 18-ом Менделеевском конкурсе студентов-химиков (Белгород, 2008 г.); 7-ой городской молодежной научно-технической конференции, секция «Ресурсосберегающие технологии топливно-энергетического комплекса» (СНПЗ, Сызрань, 2009 г.); молодежном инновационном форуме (Ульяновск, 2009 г.); всероссийской научной конференции «Переработка углеводородного сырья. Комплексные решения (Левинтерские чтения)» (Самара, 2009 г.); 5-ом международном симпозиуме по молекулярным аспектам катализа сульфидами «MACS-5» (Дания, Копенгаген, 2010 г.); 18-ой международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых им. М.В. Ломоносова, (Москва, 2011 г.); конференции молодых ученых по нефтехимии им. К.В. Топчиевой (Звенигород, 2011 г.); российском конгрессе по катализу (Москва, 2011 г.); 5-ой молодежной конференции ИОХ РАН (Москва, 2012 г.); всероссийской научной конференции «Переработка углеводородного сырья. Комплексные решения (Левинтерские чтения)» (Самара, 2012 г.); 6-ом международном симпозиуме по молекулярным аспектам катализа сульфидами «MACS-6» (Франция, Сатилье, 2013 г.); международном конгрессе по катализу «EuropaCat-XI» (Франция, Лион, 2013 г.).
Публикации
По теме диссертации опубликованы 4 статьи (в журналах из перечня ВАК) и 24 тезиса и материалов докладов, подана заявка на патент.
Объем и структура работы
