Молибденовые катализаторы ГО-70: технические характеристики и применение
Катализатор ГО-70 — алюмо-молибденовый катализатор гидроочистки, предназначенный для удаления серо-, азот- и кислородсодержащих соединений из средних дистиллятных фракций нефти. Активными компонентами выступают оксиды молибдена (MoO) и кобальта (CoO), нанесённые на -оксид алюминия. Соотношение MoO к CoO в составе ГО-70 составляет примерно 3:1, что обеспечивает сбалансированную гидрообессеривающую и гидродеазотирующую активность в промышленных условиях.
Физико-химические параметры и форма выпуска
Катализатор ГО-70 поставляется в виде экструдатов цилиндрической формы диаметром 2,5–4,0 мм. Удельная поверхность по БЭТ составляет 180–220 м/г, суммарный объём пор — 0,55–0,65 см/г. Насыпная плотность колеблется в пределах 650–750 кг/м. Механическая прочность на раздавливание — не менее 2,0 МПа, что позволяет эксплуатировать слой катализатора в реакторах с аксиальным и радиальным вводом сырья без разрушения гранул.
Содержание MoO в свежем катализаторе — 12–15 % масс., CoO — 4–6 % масс. Остаточное содержание примесей (железо, натрий, кремний) контролируется на уровне не более 0,05 % масс., что предотвращает необратимую дезактивацию активных центров в процессе эксплуатации.
Технологические режимы гидроочистки
Рабочий диапазон температур для ГО-70 составляет 320–420 C. Оптимальная температура на входе в реактор — 340–370 C, при этом обеспечивается остаточное содержание серы в гидрогенизате не более 50 ppm при переработке прямогонных дизельных фракций. Давление в реакционной зоне поддерживается на уровне 3,0–5,0 МПа, объёмная скорость подачи сырья — 1,0–2,0 ч. Соотношение водородсодержащий газ/сырьё — 300–600 нм/м.
Перед пуском катализатор ГО-70 подвергается сульфидированию — переводу оксидных форм молибдена и кобальта в сульфидные (MoS, CoS). Процедура проводится при температуре 230–300 C с использованием сероводорода или сернистого сырья. Сульфидированная форма катализатора демонстрирует максимальную гидрообессеривающую активность.
Промышленное применение
ГО-70 применяется в установках гидроочистки следующих типов:
- гидроочистка прямогонных дизельных фракций с температурой выкипания 180–360 C;
- гидрооблагораживание вакуумного газойля в составе комбинированных схем;
- предварительная гидроочистка сырья каталитического крекинга;
- гидроочистка керосиновых фракций для производства реактивных топлив;
- гидроочистка лёгкого газойля коксования в смеси с прямогонными фракциями.
Катализатор устойчив к отравлению металлами (ванадий, никель) в концентрациях до 50 ppm в сырье. При переработке вторичных фракций с повышенным содержанием смол и асфальтенов рекомендуется устанавливать защитный слой из инертного материала или катализатора с большим диаметром пор.
Регенерация и срок службы
Межрегенерационный цикл ГО-70 составляет 12–24 месяца в зависимости от качества сырья и жёсткости технологического режима. Окислительная регенерация проводится выжигом кокса при температуре 450–520 C в токе азота с постепенным добавлением воздуха. После регенерации активность катализатора восстанавливается на 85–95 % от первоначальной. Суммарный срок службы с учётом 2–3 регенераций достигает 5–6 лет.
| Параметр | ГО-70 (свежий) | ГО-70 (сульфидированный) | ГО-70 (после регенерации) | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Содержание MoO, % масс. | 12–15 | 12–15 | 11–14 | Рентгенофлуоресцентный анализ |
| Содержание CoO, % масс. | 4–6 | 4–6 | 3,5–5,5 | Атомно-абсорбционная спектрометрия |
| Удельная поверхность, м/г | 180–220 | 160–200 | 140–180 | БЭТ (адсорбция азота) |
| Прочность на раздавливание, МПа | 2,0 | 1,8 | 1,5 | Раздавливание единичной гранулы |
| Насыпная плотность, кг/м | 650–750 | 680–780 | 660–760 | ГОСТ 16190 |
Условия хранения и загрузки
Катализатор ГО-70 гигроскопичен, поэтому хранение осуществляется в герметичной таре при относительной влажности воздуха не более 60 %. Допустимый срок хранения в невскрытой упаковке — 24 месяца с даты изготовления. Загрузка в реактор проводится методом плотной набивки (sock-loading) или равномерной засыпки с контролем уровня. При загрузке необходимо исключить контакт катализатора с водой и водяным паром во избежание снижения механической прочности.
Вопросы и ответы
Какое сырьё можно перерабатывать на катализаторе ГО-70?
ГО-70 рассчитан на гидроочистку средних дистиллятных фракций: прямогонные дизельные фракции, вакуумный газойль, керосиновые фракции, лёгкий газойль коксования. Содержание серы в сырье допускается до 2,0 % масс., металлов — до 50 ppm.
Требуется ли предварительное сульфидирование ГО-70 перед пуском?
Да, сульфидирование обязательно. Оксидная форма молибдена и кобальта обладает низкой гидрообессеривающей активностью. Перевод в сульфидную форму проводится при 230–300 C с использованием сероводорода, диметилдисульфида или сернистого сырья.
Какой остаточный уровень серы достигается при использовании ГО-70?
При переработке прямогонной дизельной фракции с содержанием серы до 1,5 % масс. в оптимальном режиме (340–370 C, 3,0–5,0 МПа) остаточное содержание серы в гидрогенизате составляет не более 50 ppm, что соответствует требованиям к топливам класса К5.
Сколько регенераций выдерживает катализатор ГО-70?
Катализатор выдерживает 2–3 цикла окислительной регенерации. После каждой регенерации активность снижается на 5–15 % относительно первоначальной. Суммарный срок службы достигает 5–6 лет.
