Молибденовые катализаторы КПС-16Н: технические характеристики и применение
Молибденовые катализаторы КПС-16Н — гранулированный алюмо-молибденовый катализатор гидроочистки, предназначенный для процессов удаления серо-, азот- и кислородсодержащих соединений из средних и тяжелых нефтяных фракций. Катализатор КПС-16Н относится к классу гидрообессеривающих систем на основе оксидов молибдена и кобальта, нанесенных на активный оксид алюминия.
Активная фаза катализатора КПС-16Н представлена оксидом молибдена MoO в количестве 12–16 % масс. и оксидом кобальта CoO в количестве 3–5 % масс. Носитель — -AlO с удельной поверхностью 180–240 м/г. Катализатор поставляется в форме экструдатов цилиндрической формы диаметром 2,5–4,0 мм. Насыпная плотность составляет 650–750 кг/м, что обеспечивает оптимальную загрузку реакторов гидроочистки.
Технологические параметры эксплуатации
Рабочий диапазон температур для КПС-16Н составляет 320–420 C. Давление в реакторе поддерживается в пределах 3,0–8,0 МПа. Объемная скорость подачи сырья варьируется от 1,0 до 3,0 ч. Катализатор обеспечивает остаточное содержание серы в гидроочищенном продукте не более 50 ppm при переработке дизельных фракций с исходным содержанием серы до 1,5 % масс.
Перед началом эксплуатации катализатор КПС-16Н требует обязательной сульфидирования — перевода активных оксидов в сульфидную форму. Процедура проводится при температуре 230–300 C с использованием сероводорода, диметилдисульфида или сернистого сырья. Продолжительность сульфидирования составляет 12–24 часа в зависимости от объема загрузки.
Промышленное применение
Катализатор КПС-16Н применяется в следующих технологических процессах нефтепереработки:
- гидроочистка прямогонных дизельных фракций с температурой выкипания 180–360 C;
- гидроочистка вакуумного газойля в установках предварительной гидрообработки сырья каталитического крекинга;
- гидрообессеривание керосиновых фракций для производства реактивных топлив;
- гидроочистка смесевого сырья, содержащего до 20 % вторичных фракций термического или каталитического происхождения.
Установки гидроочистки, оснащенные катализатором КПС-16Н, работают в составе технологических схем НПЗ, включающих реакторный блок с неподвижным слоем катализатора, систему циркуляции водородсодержащего газа и блок стабилизации гидрогенизата. Межрегенерационный цикл составляет 24–36 месяцев при соблюдении регламентных параметров по качеству сырья и содержанию металлов.
Физико-химические показатели
| Показатель | Значение | Метод контроля | Норма по ТУ | Типичное значение |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля MoO, % | 12–16 | Рентгенофлуоресцентный анализ | 12,0 | 14,5 |
| Массовая доля CoO, % | 3–5 | Атомно-абсорбционная спектрометрия | 3,0 | 4,2 |
| Удельная поверхность, м/г | 180–240 | БЭТ (адсорбция азота) | 180 | 210 |
| Механическая прочность, МПа | 1,8 | Раздавливание на плашках | 1,8 | 2,2 |
| Насыпная плотность, кг/м | 650–750 | Объемный метод | 650–750 | 700 |
Условия загрузки и эксплуатации
Загрузка катализатора КПС-16Н в реактор гидроочистки осуществляется плотным методом с использованием специального оборудования для равномерного распределения гранул по сечению аппарата. Допускается применение метода «sock-loading» для реакторов с внутренним диаметром более 2 метров. Высота слоя катализатора определяется проектными параметрами установки и обычно составляет 6–12 метров.
Катализатор КПС-16Н устойчив к воздействию водяного пара при температурах до 400 C, что позволяет проводить регенерацию выжиганием кокса в паровоздушной смеси. Содержание кокса на отработанном катализаторе перед регенерацией не должно превышать 12 % масс. Регенерация проводится при контролируемом подъеме температуры со скоростью не более 20 C/час до максимального значения 480 C.
При эксплуатации катализатора КПС-16Н необходимо контролировать содержание хлора в сырье — его концентрация не должна превышать 5 ppm, поскольку хлорсодержащие соединения вызывают необратимую дезактивацию активных центров. Также ограничивается содержание металлов (ванадий, никель) в перерабатываемом сырье — суммарно не более 20 ppm для предотвращения отравления катализатора.
Вопросы и ответы
Какие примеси удаляет катализатор КПС-16Н из нефтяных фракций?
Катализатор КПС-16Н обеспечивает гидрообессеривание, гидродеазотирование и частичное гидродеоксигенирование. Степень удаления серы достигает 97–99 %, азота — 85–95 % в зависимости от типа сырья и технологических параметров процесса.
Требуется ли предварительная активация катализатора перед запуском?
Да, перед вводом в эксплуатацию катализатор КПС-16Н подвергается сульфидированию для перевода оксидов молибдена и кобальта в активную сульфидную форму. Процедура проводится в реакторе при температуре 230–300 C с использованием сернистых соединений.
Каков срок службы катализатора КПС-16Н?
Межрегенерационный цикл составляет 24–36 месяцев при соблюдении регламентных параметров. Общий срок службы с учетом 2–3 циклов регенерации достигает 6–8 лет, после чего катализатор подлежит замене.
Для какого сырья оптимально использовать КПС-16Н?
Катализатор оптимизирован для гидроочистки дизельных фракций, керосинов и вакуумного газойля. Допускается переработка смесевого сырья с содержанием вторичных фракций до 20 % при условии контроля содержания металлов и хлора.
