Молибденовые катализаторы НК-300: технические характеристики и применение
Молибденовые катализаторы НК-300 — это алюмо-молибденовая каталитическая система, предназначенная для процессов гидроочистки нефтяных фракций. Данная марка относится к классу гидрообессеривающих катализаторов и применяется в установках переработки прямогонных и вторичных дистиллятов. Основу НК-300 составляет активный оксид молибдена MoO, нанесенный на модифицированный -оксид алюминия, что обеспечивает высокую дисперсность активного компонента и термическую стабильность носителя.
Состав и физико-химические параметры
Катализатор НК-300 характеризуется содержанием оксида молибдена в пределах 12–15 % масс., что определяет его гидрирующую активность в реакциях удаления серы, азота и металлоорганических соединений. Удельная поверхность носителя достигает 180–220 м/г, суммарный объем пор — 0,55–0,65 см/г. Распределение пор по размерам оптимизировано для диффузии высокомолекулярных сернистых соединений вглубь гранулы, что снижает диффузионное торможение при переработке тяжелых фракций.
Форма выпуска — экструдированные гранулы цилиндрической формы диаметром 1,6–3,2 мм. Механическая прочность гранул на раздавливание составляет не менее 2,0 кг/мм, что обеспечивает устойчивость к истиранию и разрушению при загрузке в реакторы гидроочистки с неподвижным слоем катализатора. Насыпная плотность НК-300 находится в диапазоне 0,65–0,75 кг/дм.
Эксплуатационные характеристики в процессе гидроочистки
Катализатор НК-300 демонстрирует активность в удалении серы из дизельных фракций до остаточного содержания менее 10 ppm при температуре процесса 340–380 C, объемной скорости подачи сырья 1,5–3,0 ч и давлении водорода 3,0–5,0 МПа. В условиях переработки вакуумного газойля степень обессеривания достигает 92–96 % при сохранении стабильности показателей на протяжении межрегенерационного цикла продолжительностью 24–36 месяцев.
Устойчивость к каталитическим ядам — ключевое преимущество НК-300. Катализатор сохраняет активность при содержании никеля и ванадия в сырье до 20 ppm, что позволяет использовать его на установках, перерабатывающих смеси прямогонных и вторичных фракций, включая легкий газойль коксования и каталитического крекинга. Регенерация катализатора проводится окислительным способом при контролируемом подъеме температуры до 480–520 C без существенной потери исходной активности.
Промышленное применение
Молибденовые катализаторы НК-300 применяются в следующих технологических процессах:
- гидроочистка дизельных фракций на установках Л-24/6, Л-24/7 и аналогичных агрегатах комбинированных установок;
- гидрооблагораживание керосиновых фракций для производства реактивных топлив;
- предварительная гидроочистка сырья установок каталитического риформинга с защитой платиносодержащих катализаторов от отравления серой;
- гидроочистка вакуумного газойля перед процессом каталитического крекинга;
- гидродеазотирование масляных дистиллятов в производстве базовых масел.
Катализатор НК-300 совместим с водородсодержащим газом концентрацией не менее 75 % об. и не требует предварительного осернения перед пуском. Активация проводится в токе гидроочищенного сырья при температуре 280–320 C, что сокращает время выхода установки на технологический режим.
Сравнительные показатели активности
| Показатель | НК-300 | Типичный Al-Co-Mo катализатор | Метод испытания | Условия оценки |
|---|---|---|---|---|
| Содержание MoO, % масс. | 12–15 | 10–14 | Рентгенофлуоресцентный анализ | Прокаленный образец |
| Удельная поверхность, м/г | 180–220 | 150–200 | БЭТ (N) | Дегазация при 300 C |
| Остаточная сера в дизтопливе, ppm | 8–10 | 15–25 | Рентгенофлуоресцентный анализ | 360 C, 4,0 МПа, LHSV 2,0 ч |
| Межрегенерационный цикл, мес. | 24–36 | 18–30 | Промышленная эксплуатация | Сырье с содержанием металлов до 20 ppm |
Условия загрузки и пусконаладочные работы
Загрузка НК-300 в реактор гидроочистки выполняется плотным способом с использованием вакуумных загрузочных устройств для исключения сегрегации гранул по фракционному составу. Высота свободного падения гранул не должна превышать 0,6 м во избежание механического разрушения. После загрузки проводится продувка реактора азотом с последующей сушкой катализатора при температуре 120–150 C для удаления адсорбированной влаги.
Сульфидирование катализатора НК-300 может проводиться как жидким сырьем с добавлением диметилдисульфида, так и сероводородсодержащим газом. Оптимальная температура сульфидирования — 230–250 C, продолжительность стадии — 8–12 часов. Перевод молибдена из оксидной формы в сульфидную обеспечивает формирование активных центров MoS, ответственных за гидрогенолиз сероорганических соединений.
Вопросы и ответы
Какие фракции можно перерабатывать на катализаторе НК-300?
Катализатор НК-300 предназначен для гидроочистки прямогонных дизельных фракций с пределами выкипания 180–360 C, керосиновых фракций, вакуумного газойля, а также смесей прямогонных и вторичных дистиллятов — легкого газойля коксования и каталитического крекинга.
Какова максимальная температура регенерации НК-300?
Окислительная регенерация проводится при контролируемом подъеме температуры до 480–520 C. Превышение указанного диапазона приводит к спеканию носителя, снижению удельной поверхности и необратимой потере каталитической активности.
Требуется ли предварительное осернение катализатора перед пуском?
НК-300 не требует предварительного осернения. Активация проводится непосредственно в процессе гидроочистки при подаче сырья с содержанием серы не менее 0,5 % масс. при температуре 280–320 C.
Какое давление водорода оптимально для работы НК-300?
Рабочий диапазон парциального давления водорода составляет 3,0–5,0 МПа. При переработке вакуумного газойля рекомендуется поддерживать давление на верхней границе диапазона для компенсации повышенного коксообразования.
