Влияние промотирования никелем на каталитические свойства синтезированных in situ суспензий наноразмерных частиц дисульфида молибдена

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучена активность синтезированных in situ суспензий частиц промотированного никелем дисульфида молибдена в реакциях гидроконверсии вакуумного остатка дистилляции нефти. Суспензии частиц катализаторов получали из обратных эмульсий водных растворов прекурсоров - парамолибдата аммония и нитрата никеля непосредственно в сырье ( in situ ). Эксперименты выполняли в проточном реакторе при температуре 430°С, объемной скорости сырья 1 ч-1, давлении водорода 7 МПа, при атомном отношении Mo : Ni в частицах катализатора от 1 : 0.022 до 1 : 1.43. Исследования фазового состава нерастворимых в толуоле твердых частиц (НРТ), выделенных из гидрогенизатов, показали наличие в дисперсном катализаторе сульфидых фаз MoS2, Ni3S4, Ni3S2 . С ростом содержания никеля в составе катализатора наблюдается увеличение каталитической активности последнего в реакциях гидрирования, что подтверждается увеличением конверсии сырья, повышением содержания парафино-нафтеновых углеводородов, снижением содержания серы в составе фракций гидрогенизата и НРТ. Наблюдаемое увеличение конверсии высокомолекулярных компонентов сырья - смол, асфальтенов, тяжелых ароматических углеводородов обусловлено эффектом промотирования никелем дисперсного MoS2.

Об авторах

Л. А. Зекель

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

А. Е. Батов

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: batov@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

М. Я. Висалиев

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

Н. А. Кубрин

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

А. У. Дандаев

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

Х. М. Кадиев

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

Список литературы

  1. Хаджиев С.Н. Наногетерогенный катализ: определение, состояние и перспективы исследований (обзор) // Наногетерогенный катализ. 2016. Т. 1. № 1. С. 3-18. https://doi.org/10.1134/S2414215816010056
  2. Khadzhiev S.N. Nanoheterogeneous catalysis: Definition, state, and research prospects (Review) // Petrol. Chemistry. 2016. V. 56. № 6. P. 465-479. https://doi.org/10.1134/S0965544116060050.
  3. Kang K.H., Tae K.G., Park S., Seo P.W., Seo H., Lee C.W. A review on the Mo-precursors for catalytic hydroconversion of heavy oil // J. Ind. Eng. Chem. 2019. V. 76. P. 1-16. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2019.03.022
  4. Kapustin V., Chernysheva E., Khakimov R. Comparison of moving-bed catalytic tar hydrocracking processes // Processes. 2021. V. 9. № 3. P. 500-523. https://doi.org/10.3390/pr9030500
  5. Chianelli R.R., Siadati M.H., De la Rosa M.P., Berhault G., Wilcoxon J.P., Bearden R., Jr., Abrams B.L. Catalytic properties of single layers of transition metal sulfide catalytic materials // Cat. Rev. 2006. V. 48. P. 1-41. https://doi.org/10.1080/01614940500439776
  6. Kim K.-D., Lee Y.-K. Active phase of dispersed MoS2 catalysts for slurry phase hydrocracking of vacuum residue // J. Cat. 2019. V. 369. P. 111-121. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2018.10.013
  7. Qian W., Hachiyaa Y., Wang D., Hirabayashi K., Ishihara A., Kabe T., Okazaki H., Adachi M. Elucidation of promotion effect of nickel on Mo/Al2O3 and Co-Mo/Al2O3 catalysts in hydrodesulfurization using a 35S radioisotope tracer method // Applied Catalysis A: General. 2002. V. 227. P. 19-28. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(01)00919-X
  8. Кадиев Х.М., Гюльмалиев А.М., Кадиева М.Х., Хаджиев С.Н., Батов А.Е. Квантово-химическое и экспериментальное исследование каталитической активности наноразмерных частиц промотированного никелем дисульфида молибдена в процессе гидроконверсии // Нефтехимия. 2018. Т. 58. № 4. C. 422-429. https://doi.org/10.1134/S0028242118040093
  9. Kadiev Kh.M., Gyul'maliev A.M., Kadieva M.Kh., Khadzhiev S.N. Study of the hydrogen activation reaction on nanosized MoS2 Particles under hydroconversion conditions // Petrol. Chemistry. 2018. V. 58. № 8. P. 638-645. https://doi.org/10.1134/S0965544118080091.
  10. Bernard F., Peureux S., Elmouchnino J., Perchec P.L., Vrinat M., Morel F. New developments in deep hydroconversion of heavy oil residues with dispersed catalysts. 1. Effect of metals and experimental conditions // Energy Fuels. 1994. V. 8. № 3. P. 588-592. https://doi.org/10.1021/ef00045a012
  11. Jeon S.G., Na J.-G., Ko C.H., Yi K.B., Rho N.S., Park S.B. Preparation and application of an oil-soluble como bimetallic catalyst for the hydrocracking of oil sands bitumen // Energy Fuels. 2011. V. 25. P. 4256-4260. https://doi.org/10.1021/ef200703t
  12. Nguyen T.S., Tayakout-Fayolle M., Lacroix M., Gotteland D., Aouine M., Bacaud R., Afanasiev P., Geantet Ch. Promotion effects with dispersed catalysts for residue slurry hydroconversion // Fuel. 2015. V. 160. P. 50-56. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.07.012
  13. Vutolkina A., Glotov A., Baygildin I., Akopyan A., Talanova M., Terenina M., Maximov A., Karakhanov E. Ni-Mo sulfide nanosized catalysts from water-soluble precursors for hydrogenation of aromatics under water gas shift conditions // Pure Appl. Chem. 2020. V. 92(6). P. 949-966. https://doi.org/10.1515/pac-2019-1115
  14. Хаджиев С.Н., Кадиев Х.М., Кадиева М.Х. Структурно-морфологические особенности формирования полифункциональных нанокатализаторов в среде обращенных микроэмульсий // Нефтехимия. 2013. T. 53, № 6. С. 403-407. https://doi.org/10.7868/S0028242113060099
  15. Khadzhiev S.N., Kadiev Kh.M., Kadieva M.Kh. Structural and morphological features of the formation of polyfunctional nanocatalysts in a reverse microemulsion medium // Petrol. Chemistry. 2013. V. 53. № 6. P. 374-382. https://doi.org/10.1134/S0965544113060091.
  16. Максимов А.Л., Зекель Л.А., Кадиева М.Х., Гюльмалиев А.М., Дандаев А.У., Батов А.Е., Висалиев М.Я., Кадиев Х.М. Оценка активности дисперсных катализаторов в реакциях гидрокрекинга углеводородного сырья // Нефтехимия. 2019. Т. 59. № 5. С. 516-523. https://doi.org/10.1134/S0028242119050101
  17. Maksimov А.L., Zekel' L.A., Kadieva M.Kh., Gyul'maliev A.M., Dandaev A.U., Batov A.E., Visaliev M.Ya., Kadiev Kh.M. Assessment of the activity of dispersed catalysts in hydrocracking reactions of hydrocarbonaceous feedstock // Petrol. Chemistry. 2019. V. 59. P. 968-974. https://doi.org/10.1134/S096554411909010XА.
  18. Кадиев Х.М., Зекель Л.А., Кадиева М.Х., Гюльмалиев А.М., Батов А.Е. Висалиев М.Я., Дандаев А.У., Магомадов Э.Э., Кубрин Н.А. Влияние условий гидроконверсии на состав и свойства формирующегося in situ ультрадисперсного Мо-содержащего катализатора // Наногетерогенный катализ. 2020. T. 5. № 2. C. 140-149. https://doi.org/10.1134/S2414215820020057
  19. Kadiev Kh.M., Zekel' L.A., Kadieva M.Kh., Gyul'maliev A.M., Batov A.E., Visaliev M.Ya., Dandaev A.U., Magomadov E.E., Kubrin N.A. Effect of hydroconversion conditions on the composition and properties of an ultrafine Мo-containing catalyst formed in situ // Petrol. Chemistry. 2020. V. 60. № 10. P. 1154-1163.https://doi.org/10.1134/S0965544120100059.
  20. Tankov I., Stratiev D., Shishkova I., Dinkov R., Sharafutdinov I., Nikolova R., Veli A., Mitkova M., Yordanov D., Rudnev N., Stanulov K., Toteva V. Reactivity of heavy oils in catalytic and thermal cracking. Part II: SARA fractions and heavy oils // Oxidation Communications. 2017. V. 40. № 3. P. 1191-1208.
  21. Joshi J.B., Pandit A.B., Kataria K.L., Kulkarni R.P., Sawarkar A.N., Tandon D., Ram Y., Kumar M.M. Petroleum residue upgradation via visbreaking: a review // Ind. Eng. Chem. Res. 2008. V. 47. P. 8960-8988. https://doi.org/10.1021/ie0710871
  22. Rahimi P., Dettman H., Nowlan V., DelBianco A. Molecular transformation during heavy oil upgrading // Prep. Div. Petr. Chem., Am. Chem. Soc. National Meeting, San Francisco, CA, 1997. P. 23-26.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023