Молибденовые катализаторы НК-233: технические характеристики и применение
Катализатор НК-233 — алюмо-молибденовая композиция, предназначенная для процессов гидроочистки и гидрокрекинга нефтяных фракций. В отличие от никель-молибденовых систем, НК-233 не содержит никеля, что определяет его специфику при переработке сырья с повышенным содержанием серы и металлов. Активная фаза — оксид молибдена MoO, нанесённый на -оксид алюминия с развитой удельной поверхностью.
Состав и физико-химические параметры
Носитель катализатора — -AlO с удельной поверхностью 180–220 м/г и объёмом пор 0,55–0,65 см/г. Содержание MoO в прокалённом состоянии составляет 12–15 % масс. Промотирующие добавки — оксиды фосфора и кремния, повышающие термическую стабильность и устойчивость к отравлению металлами (V, Ni, Fe).
Форма поставки — экструдаты трилистного или цилиндрического профиля диаметром 1,6–3,2 мм. Насыпная плотность — 650–750 кг/м. Механическая прочность на раздавливание — не менее 1,5 кг/мм. Катализатор поставляется в оксидной форме и требует предварительного сульфидирования перед пуском реактора.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание MoO | 12–15 | РФА | % масс. | в прокалённом виде |
| Удельная поверхность | 180–220 | БЭТ | м/г | азотная адсорбция |
| Объём пор | 0,55–0,65 | ртутная порометрия | см/г | средний радиус пор 4–8 нм |
| Насыпная плотность | 650–750 | ГОСТ 16190 | кг/м | утряска |
| Прочность на раздавливание | 1,5 | ГОСТ 21523 | кг/мм | среднее по грануле |
Технологические режимы гидроочистки
НК-233 эксплуатируется в реакторах с неподвижным слоем катализатора при температуре 340–400 C и давлении водорода 3,0–8,0 МПа. Объёмная скорость подачи сырья — 1,0–3,0 ч. Соотношение водород/сырьё — 300–600 нм/м. Катализатор обеспечивает удаление серы до остаточного содержания менее 10 ppm при переработке прямогонных дизельных фракций.
Сульфидирование проводят in-situ или ex-situ при температуре 230–320 C с использованием диметилдисульфида или сероводорода. После активации катализатор переходит в сульфидную форму MoS, которая является активной в реакциях гидродесульфуризации (ГДС), гидроденитрогенизации (ГДН) и гидродеароматизации (ГДА).
Области промышленного применения
- Гидроочистка дизельных фракций на установках Л-24/6, Л-24/7 и аналогичных — удаление сернистых соединений до уровня Евро-5
- Гидроочистка вакуумного газойля перед установками каталитического крекинга — снижение содержания серы до 0,2–0,5 % масс.
- Предварительная гидроочистка сырья риформинга — защита платиновых катализаторов от серы и азота
- Гидроочистка керосиновых фракций — улучшение термоокислительной стабильности топлива
- Гидрооблагораживание смесевого сырья с содержанием металлов до 20 ppm — устойчивость к дезактивации
Устойчивость к дезактивации и регенерация
Молибденовая активная фаза обеспечивает повышенную толерантность к азотистым соединениям по сравнению с кобальт-молибденовыми аналогами. Катализатор выдерживает до 3 циклов окислительной регенерации при контролируемом выжигании кокса в среде азота с постепенным повышением концентрации кислорода до 2 % об. при температуре не выше 480 C.
Срок службы НК-233 в условиях гидроочистки дизельного топлива составляет 3–5 лет при соблюдении технологического регламента. Основной фактор дезактивации — отложение кокса и металлов на внешней поверхности гранул, что компенсируется развитой мезопористой структурой носителя.
Вопросы и ответы
Чем НК-233 отличается от никель-молибденовых катализаторов гидроочистки?
НК-233 не содержит никеля, что снижает риск дезактивации при переработке сырья с высоким содержанием металлов. Молибденовая активная фаза обеспечивает лучшую устойчивость к азотистым соединениям и более высокую селективность по гидродесульфуризации при умеренных температурах.
Требуется ли предварительное сульфидирование перед пуском?
Да, катализатор поставляется в оксидной форме. Сульфидирование проводят при 230–320 C с использованием ДМДС или HS до полного перехода MoO в MoS. Пропуск сульфидирования приводит к снижению активности на 30–50 %.
Какие примеси в сырье наиболее критичны для НК-233?
Критичны кремнийорганические соединения (дезактивируют необратимо), асфальтены и металлы (Ni, V) в концентрациях выше 30 ppm. Содержание воды в сырье не должно превышать 200 ppm во избежание гидротермального старения носителя.
Какова максимальная температура эксплуатации без потери активности?
Длительная работа допускается при температуре до 400 C. Превышение 420 C приводит к спеканию -AlO и необратимой потере удельной поверхности, что снижает конверсию сернистых соединений.
