Введение к работе
Актуальность проблемы. В современных условиях одним из перспективных направлений развития нефтехимии является вовлечение в каталитическую переработку высокомолекулярного нефтяного сырья (ВМНС) с целью получения нефтехимических и нефтяных продуктов.
ВШС характеризуется высоким содержанием асфальто-смолистых веществ и наличием примесей металлов, что приводит к повышенному коксоооразованию и отравлению катализатора. В связи с этш стадия регенерации катализаторов становится ключевым фактором, определяющим технологическое оформление и эффективность каталитических процессов переработки ВМНС.
Одним из перспективных вариантов получения нефтехимических и нефтяных продуктов является термокаталитическая переработка (ТКП) остаточного нефтяного сырья на железоокисном катализаторе. Поскольку железоокисные катализаторы характеризуются участием в окислительно-восстановительных реакциях и являются неинертными по отношению к сернистым соединениям перерабатываемого сырья, исследование состава и закономерностей выгорания коксоеых отложений же-лезоокисного катализатора процесса ТКП ВМНС, является актуальной и практически важной задачей.
Работа выполнена в рамках ГНТП АН РБ "Нефтехимия. Химия новых веществ и материалов" на 1990...1995 гг., федеральной инновационной программы "Глубокая переработка нефти, газа, торфа, угля" на 1990..,1995 гг.
Цель работы. Исследование состава и закономерностей выгорания коксовых отложений на келезоокисном катализаторе процесса ТКП различных' видов ЕШС для получения нефтехимических и нефтяных продуктов.
Основные задачи исследования:
- исследование состава и количества коксовых отложений на
зэкокеозанком и регенерированном железоокисном катализаторе, оп
ределение влияния технологических параметров (температура процес
са ТКП, время работы и дисяерсность катализатора, вид перерабаты
ваемого сырья) на закономерности образования и окисления коксовых
отложений;
исследование саморегенерации железоокисного катализатора в процессе ТКП различных видов ВМНС;
исследование кинетических закономерностей выгорания основных элементов коксовых отложений на железоокисном каталізаторе;
математическая обработка экспериментальных данных по зависимости выгорания серы от выгорания углерода и закономерностей выгорания основных элементов коксових отложений;
разработка на основе полученных экспериментальных и расчетных данных вариантов технологического оформления стадии окислительной регенерации железоокисного катализатора процесса ТКП.
Научная новизна. В результате проведенных экспериментальных исследований определены состав и количество коксовых отлокеккй железоокисного катализатора в зависимости от технологических параметров процесса ТКП различных видов ВМНС. Установлены селективная саморегенерацдя железоокисного катализатора и селективное выгорание основных элементов коксовых отложений в следующем порядке: водород - углерод - сера, обуславливающие практическое отсутствие водорода и высокое отношение S/C в коксовых отложениях.
Получены экспериментальные и аналитические зависимости выгорания сэры от выгорания углерода и закономерности выгорания основных элементов коксовых отложений на железоокисном катализаторе, а также показано влияние топохимических превращений на процесс выгорания.
5~
На основании полученных экспериментальных и аналитических данных дополнен механизм образования и окисления коксовых отложении на келезоокисном катализаторе при переработке различных видов нефтяного сырья.
Практическая ценность. Комплекс полученных экспериментальных данных по количеству, составу и кинетическим параметрам выгорания основных элементов коксовых отложений, влияний на них технологических параметров процесса ТКП, аналитических зависимостей выгорания серы от выгорания углерода представляет собой исходные данные для расчета и проектирования стадии регенерации железоокисно-го катализатора в процессе ТКП БМНС.
На основе экспериментальных и аналитических данных, полученных в результате проведенных исследований в масштабе лабораторной и опытной установки ТКП разработаны принципиальные схемы технологий окислительной регенерации железоокисного катализатора в зависимости от направления его дальнейшего использования, требований самого процесса ТКП, ограничений по выбросам вредных Ееществ при регенерации.
Испытания железоокисного катализатора процесса ТКП различных еидов ВШС показали возможность снижения количества выбросов диоксида серы с газами регенерации за счет селективного выгорания углеродной составляющей коксовых отложений и, тем самым, снижения экологического ущерба, наносимого окружающей среде при переработке сернистого сырья.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на республиканских научно-технических конференциях студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов "Химия, нефтехимия и нефтепереработка" (Уфа, 1987, 1989, 1991, 1993, 1995), областном се-минаре "Совершенствование технологии и оборудования процессов пе-'
рераОотки и транспорта нефти" (Новополоцк, 1989), 3-ем Всесоюзном совещании по химическим реактивам "Состояние и перспективы развития ассортимента химических реактивов для вакнейших отраслей народного хозяйства и научных исследований" (Ашхабад, 1989), Всероссийской студенческой конференции "Роль студенческой молодежи в ускорении научно-технического прогресса в нефтяной и газовой промышленности" (Уфа, 1990), I отраслевом совещании "Проблемы и перспективы развития Акционерного общества "Уфимский нефтеперерабатывающий завод" (Уфа, 1995), Всероссийской научно-технической конференции "Проблемы нефтегазового комплекса России" (Уфа, 1995).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 41 печатных работ , в том числе 12 статей, I тематический обзор, I монография. По результатам исследований получены А.с. СССР J6 1824422, 1993, патент СССР № 1785524, 1992.
Объем работы, диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы, изложена на 186 страницах с 23 таблицами и 53 рисунками. Список литературы содержит 148 наименований.
