Молибденовые катализаторы ДТ-005К: технические характеристики и применение
Молибденовые катализаторы ДТ-005К — это алюмо-молибденовая каталитическая система, предназначенная для процессов гидроочистки и гидрообессеривания нефтяных фракций. Данный тип катализатора относится к классу оксидных молибденовых соединений, нанесённых на активный оксид алюминия, и применяется в промышленных установках переработки углеводородного сырья.
Активным компонентом ДТ-005К является триоксид молибдена (MoO), распределённый по поверхности -AlO. Содержание оксида молибдена в составе катализатора составляет 12–15 % по массе, что обеспечивает высокую плотность активных центров для реакций гидрогенолиза сероорганических соединений. Удельная поверхность катализатора достигает 180–220 м/г, суммарный объём пор — 0,45–0,55 см/г, средний диаметр пор — 8–12 нм.
Катализатор ДТ-005К поставляется в виде экструдированных цилиндрических гранул диаметром 2,5–3,5 мм. Насыпная плотность материала составляет 650–750 кг/м, механическая прочность на раздавливание — не менее 2,0 кг/мм. Такие показатели обеспечивают устойчивость к истиранию и разрушению при загрузке в реакторы гидроочистки с неподвижным слоем катализатора.
Технологические параметры эксплуатации
Рабочий диапазон температур для ДТ-005К составляет 320–420 C, оптимальная температура процесса — 350–380 C. Давление в реакторной зоне поддерживается в пределах 3,0–8,0 МПа, объёмная скорость подачи сырья — 1,0–3,0 ч. Соотношение водородсодержащего газа к сырью — 300–600 нм/м.
Перед началом эксплуатации катализатор подвергается сульфидированию — переводу оксидной формы молибдена в сульфидную (MoS). Процесс активации проводится сероводородом или сернистым сырьём при температуре 250–300 C. Сульфидированная форма катализатора демонстрирует максимальную активность в реакциях гидрообессеривания, гидродеазотирования и гидрирования непредельных углеводородов.
Области промышленного применения
Катализатор ДТ-005К ориентирован на переработку средних и тяжёлых дистиллятных фракций нефти. Основные сферы использования:
- гидроочистка дизельного топлива с содержанием серы до 1,5 % масс. — остаточное содержание серы снижается до 10–50 ppm;
- гидроочистка вакуумного газойля перед установками каталитического крекинга;
- гидрооблагораживание керосиновых фракций для производства реактивных топлив;
- предварительная гидроочистка сырья установок риформинга с ограничением по содержанию серы до 0,5 ppm;
- гидроочистка смесевых фракций, включающих вторичные продукты переработки — лёгкий газойль коксования, масляные дистилляты.
Катализатор совместим с сырьём, содержащим до 200 ppm металлов (ванадий, никель), однако для защиты от дезактивации рекомендуется устанавливать защитный слой из катализаторов деметаллизации. Срок службы ДТ-005К в условиях стабильной эксплуатации составляет 2–4 года, регенерация проводится окислительным способом при контролируемом выжиге коксовых отложений.
Физико-химические показатели
| Показатель | Значение | Метод контроля | Единица измерения | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Содержание MoO | 12–15 | Рентгенофлуоресцентный анализ | % масс. | ТУ 2172-001-… |
| Удельная поверхность | 180–220 | БЭТ (N) | м/г | ASTM D3663 |
| Объём пор | 0,45–0,55 | Ртутная порометрия | см/г | ASTM D4284 |
| Диаметр гранул | 2,5–3,5 | Штангенциркуль | мм | ТУ 2172-001-… |
| Насыпная плотность | 650–750 | ГОСТ 16190 | кг/м | ГОСТ 16190-70 |
| Прочность на раздавливание | 2,0 | Раздавливание гранулы | кг/мм | ГОСТ 21523.3 |
Условия загрузки и эксплуатации
Загрузка катализатора ДТ-005К в реактор осуществляется плотным способом с использованием вакуумных загрузочных устройств для равномерного распределения гранул по сечению аппарата. Высота слоя катализатора определяется гидравлическим расчётом реактора и обычно составляет 4–8 м. Для равномерного распределения газосырьевого потока применяются распределительные тарелки с фильтрующими сетками.
При пуске установки необходимо исключить контакт катализатора с водяным паром при температурах выше 200 C во избежание гидротермального спекания активного компонента. Осушка системы проводится инертным газом или водородсодержащим газом с точкой росы не выше –40 C. После выхода на рабочий режим катализатор обеспечивает остаточное содержание серы в гидроочищенном продукте не более 50 ppm при переработке прямогонного дизельного топлива с содержанием серы 1,0–1,3 % масс.
Вопросы и ответы
Какое сырьё можно перерабатывать на катализаторе ДТ-005К?
Катализатор предназначен для гидроочистки прямогонных и вторичных дистиллятных фракций с температурой выкипания 180–360 C: дизельное топливо, вакуумный газойль, керосиновые фракции. Допустимо содержание серы до 1,5 % масс. и металлов до 200 ppm.
Требуется ли предварительная активация катализатора перед запуском?
Да, обязательна стадия сульфидирования. Оксидная форма MoO переводится в активную сульфидную форму MoS обработкой сероводородом или сернистым сырьём при 250–300 C. Без сульфидирования катализатор не проявляет гидрообессеривающей активности.
Какой срок службы катализатора ДТ-005К?
При соблюдении технологического регламента срок непрерывной эксплуатации составляет 2–4 года. После снижения активности до предельного уровня проводится окислительная регенерация для удаления коксовых отложений, после которой активность восстанавливается на 85–95 % от первоначальной.
Каковы ограничения по температуре эксплуатации?
Рабочий диапазон температур — 320–420 C. Превышение температуры выше 430 C приводит к необратимой дезактивации вследствие спекания носителя и укрупнения кристаллитов MoS. Минимальная температура процесса ограничена скоростью реакций гидрообессеривания.
