Новый метод синтеза добавок для снижения содержания оксидов серы в газах регенерации процесса каталитического крекинга

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Синтезированы добавки к катализатору крекинга для снижения содержания оксидов серы в газах регенерации при переработке сырья с высоким содержанием серы. Добавки приготовлены на основе смешанных оксидов Mg, Al, Ce, V, выполняющих одновременно окислительную, адсорбционную и восстановительную функции. Синтезы смешанных оксидов на основе гидротальцитов осуществлены с использованием различных осадителей [NaOH+Na2CO3, CO(NH2)2]. Исследованы структурные и каталитические свойства добавок. Показано, что синтезированные добавки проявляют высокую эффективность работы при проведении циклических испытаний «реакция крекинга — регенерация катализатора», которая составила 96.5% при содержании добавки в каталитической системе 5 мас.%.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Татьяна Викторовна Бобкова

Институт катализа СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sprini@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-6542-2082

к. х. н.; Центр новых химических технологий ИК СО РАН

Россия, Омск, 644040

Константин Игоревич Дмитриев

Институт катализа СО РАН

Email: sprini@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-0704-2468

к. т. н.; Центр новых химических технологий ИК СО РАН

Россия, Омск, 644040

Олег Валерьевич Потапенко

Институт катализа СО РАН

Email: sprini@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-2755-7998

к. х. н.; Центр новых химических технологий ИК СО РАН

Россия, Омск, 644040

Список литературы

  1. Maholland M.K. Reducing gasoline Sulphur with additives // Petrol. Technology Quarterly. 2004. V. 9, № 3. P. 71–75.
  2. Каминский Э.Ф. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты. М.: Техника. 2001. 384 с.
  3. Letzsch W. Fluid catalytic cracking (FCC) in petroleum refining // Handbook of Petroleum Processing. 2015. V. 1. Р. 261–316. https://doi.org/10.1007/978-3-319-14529-7_2
  4. Jiang R., Yu S., Zhou Y., Zhu T. Study on the Relation between the Mn/Al mixed oxides composition and performance of FCC sulfur transfer agent // Catalysts. 2016. V. 6, № 2. ID20. https://doi.org/10.3390/catal6020020
  5. Corma A., Palomares A.E., Rey F., Márquez F. Simultaneous catalytic removal of SOx and NOx with hydrotalcite-derived mixed oxides containing copper, and their possibilities to be used in FCC units // J. Catal. 1997. V. 170, № 1. Р. 140–149. https://doi.org/10.1006/jcat.1997.1750
  6. Pi Z., Shen B., Zhao J., Liu J. CuO, CeO2 modified Mg–Al spinel for removal of SO2 from fluid catalytic cracking flue gas // Ind. Eng. Chem. Res. 2015. V. 54, № 43. P. 10622–10628. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5b02329
  7. Jae L.S., Jun H.K., Jung S.Y., Lee T.J., Ryu C.K., Kim J.C. Regenerable MgO-based SOx removal sorbents promoted with cerium and iron oxide in RFCC // Ind. Eng. Chem. Res. 2005. V. 44, № 26. Р. 9973–9978. https://doi.org/10.1021/ie050607u
  8. Jiang L., Wei M., Xu X., Lin Y., Lü Z., Song J., Duan X. SOx Oxidation and adsorption by CeO2/MgO: synergistic effect between CeO2 and MgO in the fluid catalytic cracking process // Ind. Eng. Chem. Res. 2011. V. 50, № 8. Р. 4398–4404. https://doi.org/10.1021/ie102243y
  9. Pereira H.B., Polato C.M., Monteiro J.L.F., Henriques C.A. Mn/Mg/Al-spinels as catalysts for SOx abatement: Influence of CeO2 incorporation and catalytic stability // Catal. Today. 2010. V. 149, № 3‒4. Р. 309–315. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2009.06.006
  10. Li B., Yuan S. Synthesis, characterization, and evaluation of TiMgAlCu mixed oxides as novel SOx removal catalysts // Ceram. Int. 2014. V. 21, № 5. Р. 805–824. https://doi.org/10.1081/LFT-120017451
  11. Kang H.T., Lv K., Yuan S.L. Synthesis, characterization, and SO2 removal capacity of MnMgAlFe mixed oxides derived from hydrotalcite-like compounds // Appl. Clay Sci. 2013. V. 72. Р. 184–190. https://doi.org/10.1016/j.clay.2013.01.015
  12. Cantú M., López-Salinas E., Valente J.S., Montiel R. SOx removal by calcined MgAlFe hydrotalcite-like materials: Effect of the chemical composition and the cerium incorporation method // Environ. Sci. Technol. 2005. V. 39, № 24. Р. 9715–9720. https://doi.org/10.1021/es051305m
  13. Cheng W.P., Yu X.Y., Wang W.J., Liu L., Yang J.G., He M.Y. Synthesis, characterization and evaluation of Cu/MgAlFe as novel transfer catalyst for SOx removal // Catal. Commun. 2008. V. 9, № 6. Р. 1505–1509. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2007.12.020
  14. Kong J., Jiang L., Huo Z., Xu X., Evans D.G., Song J., He M., Li Z., Wang Q., Yan L. Influence of the preparation process on the performance of three hydrotalcite-based De-SOx catalysts // Catal. Commun. 2013. V. 40. P. 59–62. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2013.05.026
  15. Sanchez-Cantu M., Perez-Diaz L.M., Maubert A M., Valente J.S. Dependence of chemical composition of calcined hydrotalcite-like compounds for SOx reduction // Catal. Today. 2010. V. 150, № 3‒4. Р. 332–339. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2009.09.010
  16. Polato C.M.S., Henriques C.A., Neto A.A., Monteiro J.L.F. Synthesis, characterization and evaluation of CeO2/Mg, Al-mixed oxides as catalysts for SOx removal // J. Mol. Catal. A: Chem. 2005. V. 241, № 1‒2. P. 184–193. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2005.07.006
  17. Bhattacharyya A., Yoo J.S. Additives for the catalytic removal of fluid catalytic cracking unit flue gas pollutants // Stud. Surf. Sci. Catal. 1993. V. 76. P. 531–562. https://doi.org/10.1016/S0167-2991(08)63837-9
  18. Hirschberg E.H., Bertolacini R.J. Catalytic control of SOx emissions from fluid catalytic cracking units // Fluid Catalytic Cracking. 1988. P. 114–145. https://doi.org/10.1021/bk-1988-0375.ch008
  19. Scherzer J. Designing FCC catalysts with high-silica Y zeolites // Appl. Catal. 1991. V. 75, № 1. Р. 1–32. https://doi.org/10.1016/S0166-9834(00)83119-X
  20. Magnabosco L.M. Principles of the SOx reduction technology in fluid catalytic cracking units (FCCUs) // Stud. Surf. Sci. Catal. 2007. V. 166. Р. 254–303. https://doi.org/10.1016/S0167-2991(07)80199-6
  21. Evans D.G., Duan X. Preparation of layered double hydroxides and their applications as additives in polymers, as precursors to magnetic materials and in biology and medicine // Chem. Commun. 2006. V. 37, № 5. Р. 485–496. https://doi.org/10.1039/b510313b
  22. Oh J., Hwang S., Choy J. The effect of synthetic conditions on tailoring the size of hydrotalcite particles // Solid State Ionics. 2002. V. 151, № 1–4. Р. 285–291. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(02)00725-7
  23. Saber O., Hatano B., Tagaya H. Preparation of new layered double hydroxide, Co-TiLDH // J. Ind. Phenom. Macrocycl. Chem. 2005. V. 51. Р. 17‒25. https://doi.org/10.1007/s10847-004-4819-5
  24. Costantino U., Marmottini F., Nocchetti M., Vivani R. New synthetic routes to hydrotalcite-like compounds — characterisation and properties of the obtained materials // Eur. J. Inorg. Chem. 1998. V. 1998, № .10. Р. 1439–1446. https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-0682(199810) 1998:10<1439::AID-EJIC1439>3.0.CO;2-1
  25. Zeng H., Deng X., Wang Y., Liao K. Preparation of Mg-Al hydrotalcite by urea method and its catalytic activity for transesterification // AIChE J. 2009. V. 55, № 5. Р. 1229–1235. https://doi.org/10.1002/aic.11722
  26. Rao M.M., Reddy B.R., Jayalakshmi M., Jaya V.S., Sridhar B. Hydrothermal synthesis of Mg–Al hydrotalcites by urea hydrolysis // Materials Research Bulletin. 2005. V. 40, № 2. Р. 347–359. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2004.10.007
  27. Абызов А.М. Измерение удельной поверхности дисперсных материалов методом низкотемпературной адсорбции газа: Практикум. СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2016. 37 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Компонентный состав добавки к катализатору крекинга для снижения содержания оксидов серы в газах регенерации.

Скачать (284KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Принципиальная схема установки определения стабильных свойств добавок к катализатору крекинга для снижения выбросов оксидов серы в газах регенерации (РРГ 1 и 2 — регуляторы массового расхода газа, Т1 и Т2 — датчики температуры).

Скачать (142KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Дифрактограммы синтезированных образцов, прокаленных при 700°C, ГТ-1, ГТ-2 и ГТ-4: ● — MgO – оксид магния кубический; □ — СеО2 – церианит кубический.

Скачать (134KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Циклические исследования способности к адсорбции оксида серы(VI) и восстановления сульфатированных образцов при осаждении смесью NaOH + Na2CO3 (a) и мочевиной (б).

Скачать (246KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Исследование регенерации катализатора крекинга (результаты после проведения 5 циклов «реакция крекинга — регенерация катализатора»).

Скачать (109KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025