автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Непрерывный процесс переработки тяжелых нефтяных остатков на металлоксидных катализаторах с получением моторных топлив и концентрированного водородсодержащего газа

Академия наук Азербайджана ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ НЕФТЕХШИЧЕСКИХ ПРОЦЕСООВ Ш. АКАД. В.Г.МАМЕДАЛИЕВА

Р Г 6 О А' На правах рукописи

2 2

' АЛИЕВ ЭЛЬЧИН ТЕЛЬМАН ОГЛН

НЕПРЕРЫВНЕЙ ПРОЦЕСС ПЕРЕРАБОТКИ ТЯШШХ НБИШШХ ОСТАТКОВ НА МЕТАЛЛОКСВДНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ С ПОЛУЧЕНИЕМ МОТОРНЫХ ТОШ1ИВ И НОНЦЕШРИРО ВАННОГО С0-ДОРОДСОДЕРЩЕГО ГАЗА

Специальность 05.17.07 - Химическая технология топлива и газа

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

БАКУ - 1995

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени Институте нефтехимических процессов ш.академика Ю.ГД1амед-алиева АН Азербайджана.

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор кандидат технических наук

Гусейнова А.Д, Мирзаева Л.М.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор доктор химических наук,профессор

Султанов С.А. Аднамов K.D.

Ведущее предприятие - ПО "Азернефтянаджаг", г.Баку Защита состоится "30 л/с/Я/ 1995 г. в /0 час.

«I

на заседании Специализированного Совета Д 004.15.02 при Институте нефтехимических процессов им.акад.й.Г.Мамедалкева АН Азербайджана по адресу: 370025, Баку, ул.Телънова.ЗО.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института ■ нефтехимических процессов им.Ю.Г.Мвмедалиева.

Автореферат разослан " алрё^Л- 1995 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета,

к.х.н.

Подписано к печати 26.04.95г. Заказ №29. Объём 1,5 п.л. Тираа 100 ИНХП АН АР, Баку.Тельнова.ЗО

Актуальность. Первоочередной задачей нефтеперерабатывающей прсшаленности является углубление переработки нефти, по-вызенйе эффективности ее использования, что позволит "достичь значительного прироста производства цепных нефтепродуктов, в тоа числе к моторных топлив, при ограниченных возможностях роста добычи нефти. .

Существующие в мировой практике и способствующие решению поставленной задачи процессы термокаталитической переработки тяжелого нефтяного сырья - вакуумная перегонка мазута, каталитический крекинг вакуумного дистиллята, висбрекинг гудрона -позволяют довести глубину переработки нефти до 75-80^ мае. в зависимости от качества сырья и схемы нефтеперерабатывающих заводов. ДальнеЯкее же углубление переработки нефти требует создания высокоэффективных процессов прямой переработки тяжелых нефтяных остатков - мазута и гудрона, что представляет определенные трудности ввиду специфичности химического состава тяжелого нефтяного сырья - высокого содержания в нем асфзльто-смо-листых веществ и тяжелых металлов ( //7, У я др. ) , приводящих к дезактивации катализатора, снижению выходов и квчветва моторного топлива.

Характерной особенностью существующих процессов переработка тяжелого нефтяного сырья является необходимость обеспечения этих процессов большим количеством водорода, который необходим для облагораживания либо исходного сырья, либо получаемого топлива, что делает эти процессы весьма дорогостоящими.

В этой связи разработка новых ыалоэнергоемких высокоэффективных процессов глубокой переработки тяжелых нефтяных остатков 2 с си,'а актуальна и имеет важное народнохозяйственное значение.

Цель работы - разработка малоэнергоемкоЯ технологии непрерывного процесса Переработки тяжелых нефтяных остатков (мазута, гудрона) на металлоксидных катализаторах с одновременным полу-, чениеи моторных топлив и водородсодержащего газа с высоким содержанием водорода, а также разработка эффективных катализаторов для процесса, обеспечивающих увеличение выхода и улучшение качества моторных топлив.

Научная новизна. Впервые разработан анергосберегающий непрерывный процесс териоокислительной переработки тяжелого нефтяного сырья на желеэооксидном катализаторе с получением мотор-

- А -

ного топлива и концентрированного водородсодержащего газа.

Впервые разработаны и применены для процесса переработки тяжелого нефтяного сырья катализаторы на основе алюнокальцяе-вых носителей, содержащие активные компоненты М'Р и СиО , позволяющие получить высокие выхода моторных топлив улучшенного качества.

С помощью комплекса современных физико-химических методов исследований изучены окислительно-восстановительные свойства А<!0(Со0) _ цементсодержащих катализаторов и установлены изменения ^йзового состояния поверхности и объема под влиянием отдельных стадий процесса.

Практическая ценность. Полученные в диссертационной работе данные легли в основу создания непрерывного процесса термо- " окислительной переработки тяжелых нефтяных остатков с целью получения моторных топлив и концентрированного водородсодерка-щего газа. Разработка и использование в процессе катализаторов на основе алюмокальциевых носителей, содержащих активные компоненты и СиО, позволили довести выход моторного топлива до.

<~65% нас. и улучшить его качество. Результаты диссертационной работы могут быть использованы нефтеперерабатывающими заводами отрасли.

Экономический эффект разработанного процесса, по сравнению с классической схемой переработки мазута составляет 1916,7 тыс.ыан/год.

АпроОагщя работы. Материалы диссертационно.? работы были доложены на научно-практической конференции "Экологические проблемы Баку и его окрестностей"" ( гЛЗаку, 1992г.) ,• научной конференции аспирантов АН Азербайджана ( г.Баку,1993 и 1994 гг.), П-и международном симпозиуме "Энергия, экология, экономия" (Баку,1993 г.) , 1-й Бакинской международной конференции по нефтехимии (г.Баку, 1994 г. ) ..

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 9 научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная раоота состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы, включающего 153 наименования. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, содержит 32 таэлиш и 15 рисунков.

Во сведении обоснована актуальность проблемы, сформулировано цель, научная новизна и практическая ценность диссертационной работа.

В первой главе приводится литературный обзор современного состояния переработки тяжелых нефгяднх остатков, в том числе и яембляароганных методов переработки с одновременным получг 'нем водорода.

Во второй главе описаны объекты и метода и следования сырья, полученных продуктов и катализаторов, а также методика обработки экспериментальных *анн: х.

Третья глава посвяшена исследованию процесса термоокислительной переработки тяхелых нефтяных остатков в системе со стационарная слозн ЫЮ(СиО,I цементсодоржэщих катализаторов. В это!} жэ главе приводятся результаты изучения изменения фазового состояния поверхности и объема катализаторов под везде?..¡т-ЕГ.еа отдельных стадий процесса, полученные л помощгю современных методов физико-химических исследований.

. Четвертая глава посвящена исследованию процесса термоокис-лйтельноз переработки тяжелых нефтяных остатков на -цемент-содзрзвади п яелезооксидном катализаторах в системе с "кипяида»" ело см нЕГалязаторо. Проводится, сопоставление полученшсс результатов и оптимальные из нйх берутся за основу последующего расчета аппаратов для непрерывно!! технологической схемы.

В пятой главе приводятся результаты .'ермокаталитической переработка ыаэута по непрерывной технологической схеме, расс-и-тквавтея тепловые баданса аппаратов и системы целом и предлагается технологическая схема для'реалвзации процесса в грошш-леннед гэссгебе. Проводится технико-эконсмическая оценка процесса .по сравнение с суцесгвуктет.'и аналогь-ш.

ЭХаШРШШШШАЯ ЧАиТЬ

Исследование процесса термокаталитячвеко!» перерзбе гки тяжелых нефтяных остатков проведены на лабораторной установке со стадаонартгл слоем катализатора- производительностью 0,068 тг/час ( рнс.1) , укрупненной установке с "кипящим" слоем ката-газатора произЗодательностьп 0,2 кг/час ( рис.2} , а также в систеые реакторов с "кипящим"" слоем катализатора, работающих то непрерывной схеме замкнутого цяклч. В качестве исходного

Рис Л.' Принципиальная гхема лабораторной установки

со стационарным слоем катализатора. 1,9-емкости для сырых и вода;2#10-дозяторы для подачи сырья и воды; 3-печь предварительного нагрева сырья; 4-реактор;5~-холодильник;6-продуктопр1Бмник;?-гаэовый счетчик;6-газометр;11-и сишркте'ъ. 1-сырье;11-вода;Ш-продукты. реакции;1У-каталиэат; У-газк; УГ-азог; УД-зоздух.

Рио, Принципиальная технологическая схеха укрупненной опып зЯ установки с "кчпящ;.и" слоем каталипатора. Т ,5-емчосп: для сирья и лоды;2,.,0-дгматори "нпья л вода;£-печь пгеяъэрителъно'") нлх'рс-р:) сырья;4~ренк--ор, >-хопод':л1 :кл;К-продукто:1р,.емчик;?-газовой

сч в г <;/. к; о - г- ч ом с т р; 11 - г п л рит е л ь.

Т-сырье, П-водало:. паг.И'-лоодукти реа-<:и"г.,П-гя«

зосг'чазгше прслукп:, нродукги;Л-яэот; к

УП-вояд х; Уй-схла«ом г,"».

сырья использованы мазут и гудрон, полученные из нефти мвсто- 1 рокдения "Нефтяные кемнк".

D качестве катализаторов использованы промышленной халоэо-оксидщыЯ катализатор К-22 и синтезированные по промкзшэнной технологии №0(Си0). цементсодержаьдае катализаторы с различным содержанием активных компонентов. Эксперименты проводили: в области стабильной активности катализатора и с целью получения воспроизводимых данных повторялись не менее двух раз.

В работе применены современные методы физико-химических ..сследований катализаторов рен'.гено-фазовнй анализ, электронная спектроскопия диффузного отражения') , а также тестированные методы исследования нефтепродуктов.

1.Исследование процесса терлокаталитической переработки тяжелых нефтяных остатков в системе со . стационарным слоем ратализат^ров на основе алюмо-кальциевых носителей

Исследование те^мокаталитического превращения мазута проведено в интервале температур 480-650°С и V = I чпс~^ на

-цеыент.с о держащих катализаторах в стабильной области их работы. Материальный баланс процесса приведен в табл.1. . Установлено, что повышение температуры приводит к увелячеьш глубипы превращения : входного сырья, уве. тлению выхода газа, бензина и кокса и снижений выхода дизельной франции. За оптимальный режим принята Т = 500°С, при которой выход светлых нефтепродуктов достигает 38,8$ мае.,и в реакцию вступает 2Я,0% мае. остатка 350-500°С и 85,0£ мае. фр. >500°С от их потенциального содержания в мазуте. Коксуемость полученного катали? та, по сравнению с исходным мазутом, уменьшается при это« в чегырз раза, сол ржание смол - в пять раь, а содержание тяжелых металлов снижается на один порядок (табл.2) , что является результатом протекания процесса облагораживания мазута на цементсодериащих катализаторах. Вследствие этого полученный катализат доводится до нора, предъявляемых к сырью для каталитического крекинга. Содержание олефиновых углеводородов в бензиновых фракциях, выделенных из кьтализата, невысокое и они могут быть использованы в качестве компонентов товарных бензинов; фракции 2Q0-350°C после гидроочистки могут испбльзовоться

Таблица I

Материальный баланс процесса термокаталитическоЯ переработки мазута на ¿¿'С/б^-цементодержаших катализаторах, V- I час"*

Показатели, Обр.2 талш - Обр.4 (СиС-ЗЪ%,1 шм - .

% мае, 65% мае.) 65 % мае.)

480°~500° 550°~600° 65Со~480°500О 550°600° 650°

Внх Д газа" ~ 6,3 IIЛ 15,5 18,2~20,5 ~*5,1 9,8 12,5~14,1 15^2 Выход жидких,8",6 81,7 76,2 72.0 67,6 89,2 83,9 80,4 77,7 75,5 В т.ч.:

ф-\НК-200°С 6,5 9,5 10,2 10,5 11.3 3,8 7,5 8,5 9,6 9,7"

фр.200-350°С 28 29,3 27,4 ¿3,6 19,2 19,1 18,9 17,6.15,8 14.2'

фр.350-500°С 36,1 35,6 30,5 29,6 27,1 43,0 42,5 40,8 38,1 35,0

фр. >50С°С -17 7,3 8,1 8,3 10 23,3 15,0'13,5.14,2 16.6

кокс 6,1 7,2 8,3 9,8 ц,9 5,7 6,3 7,1 8,2 9,3

Выход моторках топлив 34,5 38,8 37,6 34,1 30,5 22,9 26,4 26.1 25,4 23,9'

Глубина

превращения 45,8 57,1 61,4 62,1 62,9 33,7 42,5 45,7 47.7 48,4

Таблицв 2

Качественная характеристик'" катализата (фр.НХ-500°С ) от процесса" крекинга мазута н а № е н т с о д е раа щих

катализаторах Т 500°С, ТЛ= I час-*

" Покячйтрли мя^т ~ "^'т.алйзат каталкзвт- ~

показатели мазут на }Ш „брА

КоксуемостьГпо .'Сонрад-

сону 3,711 0,922 1,037

Вязкость, V мм2/с 260,9 17,6 18,4

Содержание смол, % мае. 20,01 4,29 5,07 Содержание асфгльтеиов,

% тс. 0,76 отсутств. отсутстз.

Содержание кетеллоь, '

63 6,3 7

15 -1,5 2

: компонент дизтоплива, а фракции 350-500°С - в качестве ьл для процесса каталитического крекинга.

С целью получения максимальных выходов моторных Соплив чсенного качества, проведены исследования процесса двухста-ной переработки мазута с использованием на первой стадии ентсодеряащего катализатора, а на второй стадии - цеолитсо-запгего катализатора КМЦУ-Б.,Суммарный материальный баланс хстадийной териокаталитической переработки мазута представ-в табл.З.

Таблица 3

Патериалышй баланс двухстадийного' процесса термоката-лптическоЗ переработки мазута на НЮ -цементсодеряащем катализаторе и катализаторе КМЦУ-Б, Т = 550°С

Показатели, % мае. 1-стадия П - стадия У/О-цементсодер- катализатор жащий катализа- КМЦУ-Б тор

тто:

)УТ 100 • -

гализат. - 84,74

Сечено:

I крекинга •л. юрод 9,06 10,1

0,12 0,05

•ап 0,53 0,75

¡н-этилен 1,74 1.17

; . 1,73 Г,93

пан-пропилен 1,66 2,67

анч5утилены 3,28 3,53

од жидких продуктов » 84,74 71,16

Н.К.-200°С И.7 31,76

200-350°С 28,3 33,23

атак >350°С 44,74 6,17

С 6,2 3,47

аа светлых моторных гоплив 40,0 65,0

-10 - '

Осуществление на 1-й стадии крекинга мазута в мягких режимных условиях I Т = 4В0-500°С, У = 2 час-1 ) позволяет значительно улучшить его качество - снирить содержание олефинов, асфальто-смолистых веществ и металлов. В результате последующего крекирования полученного .катализата на цеолитсодержащем катализаторе КМЦУ-Б выход моторных топлив ( суммарный от двух стадий) достигает 65,0 % мае., качество бензиновых фракций зна чительно улучшается - содержание олефинов уменьшается более,че в два раза, парафино-нафтенов - увеличивается более, чей в три раза, в результате октановое число бензина достигает 80,5 п. по моторному методу.

Исследован процесс газификации тяжелых нефтяных остатков ( мазут, гудрон, битум ) на лЛ'0(&/л)_цементсодержащих катализаторах в интервале температур 600-800°С при соотношении сырье : вода - 1:1 и 2:1. Установлена прямая зависимость выхода водоро содержащего газа от количества активного компонента в составе катализатора.

На рис.3 представлены кинетические кривые пароводяной газификации гудрона при 700°С на различных катализаторах. Характер кривых свидетельствует о максимальной скорости газификации ' на катализаторе, содержащем 50 % мас.Л^ .

Проведено исследование влхякия температуры и соотношения вода : сырье на конверсию гудрона. Как видно из полученных результатов (табл.4 ) при 600°С конверсия гудрона низка, выход газа составляет всего 61,7 % мае. С повышением температуры рас тут и выход газа и содержание водорода в нем. Однако проведени процесса при 800°С и выше иецелесспэбразно, ввиду его высокой теплонапряженности. Поэтому за оптимальную температуру была принята Т = 700-750°С.

Установлено, что добавление воды до 100 % мае. способству ет повышению выхода газа и увеличении содерлания в нем водорода : е выше 100 % мае. водяной пар уке не влияет на показатели процесса.

Таким образом, установлены широкие возможности использова ни я -цемрнтсодержящих катализчторов, как для процесса

термокаталитической переработки тикелого нефтяного сырья, позволяющего получить ьысокие яихг,,ц, ноюрных теплив улучшенного качества, так и для процесса газ и {«чьпии тнхелих не1тяны.{ ос-

10 II Iй 13 tk 15 Tmmil

Рис. Кинетические кривые пароводяной газификации гудрона на различных катализаторах, Т=700 С. _ '

I- Си0-30#:талш-20#:2- НЮ -35&твлш-65£;

3- «¡0 -15%,СиО -20, талш-6Ь^;4-талш-100/?; 5-С«0-355?, талш- Б5 _

' сам»«. ГА». %ti

70

СО 30 20-Ю

480 500

550

£00

Рис.'6- Изменение выхода отдельных компонентов газа на стадии газификации в.зависимости от температур» крекинга мазута. . I -г ¡iZ - С02; 3 - СО. • - стзпяонарный слой; * - "кипя-ций" сло1

катализатора.

татков с получением концентрированного водородсодерхащего газа, который монет быть использован либо для технологических целей, либо для процессов синтезе.

Таблица 4

Влияние температуры на процесс пароводяной газификации гудрона (катализатор /Лй-50, СмО -30, талш-20у£ нас.

Выход и состав газа Температура, °С

___600_ _ 700 _ _ _750_ _ _ всю.

Газ, % мае. 6i7v 80,5 82.6 63,4

Состав газа, % об.:

водород 48,3 50,18 50,4 52,3

метан 2,0 2,3 5,8 • 6,0

СО 19,17 20,46 21,49 23,00

со2 22,23 26,14 21,51 18,5

углеводороды 8,3 0,92 0,8 0,2

В процессе исследования использованных в работе катализаторов было установлено, что активность никельоксидного це-ыентсодержащего катализатора превышает активность ыедьоксид-содеряащего.

Изучены закономерности формирования объемных и поверхностных свойств ¿^-цементеодержацих катализаторов под воздействием процесса термокнталитической переработки мазута. Установлено ( рис.4, 5) , что I стадия" процесса { крекинг сырья приводит к восстановлению ///Û и Си О •до металлических л/Л См\ Газификация( II стадия) не влияет на поверхностные свойства ка тализаторов.а приводит только к окислению коксовых отлояений и раэлояениь фазы CaCOg.

Предусмотренная по технологической схеме регенерация катализа тора в токе воздуха при 650°С приводит к возобновлению исходного состояния Си О -цементсодеглашего катализатора, е на Л/ù цементсодержащем катализаторе протекает процесс образования химического соединения типа шпинели /Vt Jf^O^n результате взаимодействия rfîÔ и /ttjC^. входящих в состав твердого рьовора

tfrQ* При этом избыточное количество Л/>'0 выделяется в виде отдельной ijasi;.

-I-1 I

10 ¿Ú ■ 30 tiB SO 60 70 2Q

Рис. -4-. Рентгенограммы катализатора »JlO (35 f) ~ талы (65 ji) до (I) и гтсоле термоокиоли-тельноп ne[«работки мззутв (ооотретотзенна 1|-г.йслв перюй стпдни.Ш-после гторо* стадии, 17-госле регенерации).

Фазы: I- M¡0 , ¿- СА2- 3- CaCOj, «»- rii ,5-СЛ.

1

2 2,

? *

п ш

2 А ----Г

»-—1-<-<---I-I лп

10 20 30 10 « 63

Рив. Б.Рентгенограмнн катализатора СиО (35 %") -талии -055 £) г,о Ш и пооле теркбокисли-тельноп перерьсстси мазута (соответственно П-после дирвой стадии,Е-после второй стадии, 17-послс регеиерашш).$взы: 1-Сца ,2-САо, 3-СзС08, с« Г ^

2. Исследование процесса термокаталитическоЯ перс-работки мазута на жалезооксидном и /$0-цементсо-держащем катализаторах с целью получения моторного топлива и концентрированного водородсодержащего газа

Термокаталитическое превращение мазута на железооксидном катализаторе К--22 проведено в системах со стационарным и "кипящим" слоями в интервале температур 480-600°С и массовой скорости подачи сырья 1,5 час""*. Результаты проведенных исследований (табл.5 )показали, что с ростом температуры повышается глубина превращения сырья, увеличивается выход газа и кокса, а зависимость выхода моторных теплив от температуры носит акстре-мальный характер с мяксимумом при 550°с; Ппи этой температура ' выхода моторного-топлива в системах со стационарным и "кипятим" слоями катализатора составляют 16,5 и 20,7 % мае. соответственно.

* Таблица 5 . Материальный баланс тертекаталигической переработка мазута в системах со стационарные и "кипящим" слоями иелезооксидного катализатора К-22

Компоненты, % мае. Температура, °с *

" 483 . .' 500 ~ ~550~

- - ~ Стаццо: !Лрнн$ слой ~ ~ — _ ---

Газ 16,1 17,8 19;4 21,8

фр.НК-200°С 6,8 7,4 . вл 7,1 •

■Ьр. 200-350 7.5 8,2 8,4 7.5-

фр.> Э50°С 52,1 47,8 44,3 43

Кокс 17,5 18,8 19,8 20,6 *

Глубина превращения 47,9 52,2 55,7 57

Выход моторных топлив 14,3 15, С- 1(1,5 14,5

"Кмпяшй" слой '

Газ 13,2 14,3 1в,3 19,2

г;р.ш{-200°а . 8,8 Э,1 9,9 Я, ? .

•1р,200-35С°С 10,3 11,0 10,0 10,2

<Тр.>350°С 51,1 48,7 44,0 42,5

Кокс 16,6 п.г 18,5 19,4

Глуб;ша преврггдаи'я <Ш,9 51,6 ее, о 57,5

Выход магермще тоилпк 39,1 20,1 20,7 18,9

Полученный бензин характеризуется высоким содержанием непредельных углеводородов - 59 % мае., что свидетельствует о дегидрирующая способности келепооксидного катализатора.

Содержание парадно-нафтеновых и ароматических углеводородов составляет 6,0 и 35,0 % мае. соответственно.

. Изучено.влияние условий проведения стадия крекинга мазута на состав водородсодеркажего IV за .га стадии газификЕша:. Установлено ( рис.6 } .что с ростом температура на стадии крекинга увеличивается содержание водорода в составе водородсодеркащеге газа. Это объясняется тем, что повышение температуры на стадии крекинга, с одной стороны, ускоряет восстановление катализатора до и /2 , о с другой - приводит к увеличению кокса на катализаторе. Оба эти фактора способствуют.ускорению реакдаП окисления катализатора и кокса водяным паром в процессе газификации и, тем самым, увеличений выхода водорода. -

Наблюдающееся увеличение содержания водорода в составе зодэродсодерзсащего газа при проведении процесса газификации в системе с "кипящим" слоем, по сравнению с системой со стационарным слоем катализатора, при одинаковых рездажых условиях стадий крекинга, объясняется характерной для систем с "кипяти" слоем интенсификацией протекают:« процессов - пак восстановления катализатора углеводородами и коксом, так к окисления **О в и. водяным паром.

Установлено^ что накопление металлов {"/'и V ) на катализаторе за счет их осаздещш из сырья до 0,5 % мае. существенно влияет на конвереда исходного сырья - увеличивает газо- и кок-сообразованае и уменьшает выход моторных топлив.

С целью получения сопоставимых результатов, исследования термокатвлитической переработки мазута на Л>0 -цементсодергш-щем катализаторе в системе .с "кипятим" слоем проведены в реид*-ных условиях, оптимальных для катализатора К-22: Т = 550°С и V = 1,5 час-*, с последующей газификацией при 750°С. Полученные результаты представлены в таблице 6.

Как видно из. приведенных данных, нелезооксидный катализатор К-22 обладает болыиэй крекирующей способностью - выход газа в кокса на нем больвй, а моторных топлив меньсе, чем нп N¡0 _ цементсодеряашем катализаторе. На стадии газификации катализатор К-22 обеспечивает как более высокий выход Еодородсодерза-

ь.его газа, так и большую концентрацию водорода ц нон.,

Таблаца 61

.Материальный баланс процвсса термокаталктической-' переработки мазута на /^-цементсодержащем и , ' гелззооксидном катализаторах Т = 550°С У =1,5 час"*'.

Статьи баланса, % мое.

талш-65^ мае.

»«а

Крекинг

Взято: *

иазут » 100 юо ,

Получено: 1

газ 10,7 16,8 ;//

$р. ЕК-200°С 11,2 9,9

фр, 200-350°С 28,3 10,8' :

$р.>350°С 41,9 V • 44,0 ■

Нокс 7.8 13.5...

Итого: Газификация 100,0 100,0

Выход газа, % мдс. 17,2 30,5 :

Состав газа , % об.:

водород 34,2 74,3

■ СО 2.1 6,2

С02 62,5 ■ 17,8

нетан 1.2 1,7 ■

3. Термоокислитэльная переработка мазут по

непрерывной твхнолоическоЧ схеме - ,,

С целью создания «.епрерывной технологии процесса были.проведены технологические расчеты отдельных аппаратов - реактора, газификатора и регенератора, рассчитана замкнутая технолога-„: веская схема и собрана непрерывнодействуодаь лзбороторнйя уСг тажгка, включающая три реакторных аппарата - реактор, .г-зи^йг катор и регенератор, о единенных в цикл ггараударуш "гмо к-чталиэаюрог {рис,7 ). . '- 'У'

Тер. .я«. .-алитическая переработка мазута в этой систые ,1рб1'

"•едена при

55С°С. V. 1,5

час"* на дыозосгсскдниМ кат стаза-

-1В-

Рис.7 Технологическая СХ1 1а непрерывной переоа-

ботки тно. -

1-доз£гор снрья;2-печь для предварительного нагре ва сырья и язота;3-емкость для гл?сга;4-реактор; Б-холодкльник;6,11-газосчетч1;ги;;?-Енекоз!1е устрой ства;8-дозатор водц;9-пароперегр5взтель;10-грч2$И' катор;12-реге;1ерлтор;13-компра^сор ввз;уха;К-газ лифт для транспорта катализатср-з;15-дв::гптслй;-16-бункер;17-етклоп.

I-сырье,И- 23от,Ы-продукты крекинга,ГУ-каталгз .'г, У-газы креюшгвДХ-Еодш^ пар,Л!-БСГ,УИ-воздух, П-каталкзатор.Х-дшовне газы ,Х1-охла;у\аи'~,я вода. .

эрз' К-22;

Из сравнения ползяег¡них результатов (таблица 7 }с.аяало--. :гшвш ^аяянмя, получении«! з системе с "кипящим" слоей натв.^ ¿затора периодического деЕсгаия, явно видно преимущество ¿аик-утой технологической схемы по выходу моторные топлпв пришлом-'».' и одинаковом выходе водорода в газе.

Таблица-7л';

' '.'атернальннй баланс термскаталит-ческой перерао^тки ! : ¡'^ шзута по непрерывной, схеме-па яелезооклиднэм ката- и; ; •'

лазаторе К-22, Т = 550°С, 1.5 час"1

Статьи баланса

Вы^од, % нас,

Взято: мазут Получено: газ

$р.НК-200°С f?.200-350°C фр.>350°С кокс

Крекинг

Гази^икеция

Взято:

кояс " •'■■ ''

вода >

П лучено: . водородсодеряаний газ остэточный кокс скснденсиров. вода Состав газа, % об.: водород СО

С01 метан

ICO

22,9 15,6 20,8 25,2 15,5

13,4 86,6

26,0 3,4 70,6

77,3 9,3 If\9 0,5

Ocho, je ясь на результатах проведенных исследоышк?, я гсхьолслдоседх ре четов предлскеяа raxRo..ora4<5CK9jr лена про-

Г 20 -

цэссо для реализации в промышленности.

Экономический эффект от реализации разработанной техполо-хш процесса в сравнении с классической схемой переработки мазута составляет 1916,7 л'Нс.мац/год. (

Г-',/:.- . ■ ' ' ВЫВОДИ

.Д. Впервыь установлена воз^ояность применения цемемссдержащих катализаторов в процессе термокатвдыгвческо',! переработки гдлсзлых нефтяных остатков с целы» полутени каторжных тошшв и водородсодеркещзгс газа.

2. Выявлена деасфйльтизл;>ующая и деметоллизирувщая способ-

■ н о от ь■ '£>{-ч м е нт с о д е р я -ус*?. катализаторов, позболелдкх -снизать содержание с :ол в голу;айщемся кагалязате, по сравнению с. исходным счрьем - в 6 раз, коксутайхс вещес*в - в ;рвза', металлов - в 10 раз.

¡?: 3. Установлено, что осуществление двухстадиЕной гехиока- ■ талятяческой переработки мазута с вспсгазованием на первой стадии //¿О -цементсодерзшщего катализатора, а не второй - цеолит-соде рсаще го катализатора ШЦУ-Е позволяет получить да 65$ мае. моторных топлив, в т.ч. 31,8 % мае. бензина с октановым числил ,-80»5 п. по моторног.ту методу. 1 (

4.Исследозана активность Л/Р^РАцеыгятсодергззап: катализаторов в процессе пароводяной конверсии гудрона. Установлена прямая зависимость скорости газификации ст содержания в етогове катализатора. Установлен оптимальный состав катализатор

• ра, содержащий БС % мае. М'О , на котором выход вод-.родсодер-явщего газа пра 'I = 700°С составляет ВС,5 $ мае. при содержала в нем 50 % сб. водорода.

5. С помощью современных физико-химических методов установлены закономерности формирования фазового состава сбге&аз л поверхности ^О^О/^-цементсодернащих катализаторов под воздействием отдельных стадий тсрлокаталитвчестсой переработка тяжело-'

■ го нефтяного сырья.

6. Иоследован процесс термокагалитической переработки мазута на келезооксидком катализаторе К-22. Установлена его 'высокая крекируюшля, дегидрирующая и газифицирующая способность,

7. Проведены технологические расчеты, на основании кото-1»-.; собрана лабораторная установка производительностью 0,2кг/час

непрерывного действия, включающая три реакторных аппарата -реактор, газификатор и регенератор, объединенные в замкнутый цикл циряулирующгм в системе катализатором.

8. Проведены исследования терлоиаталитической переработки мазута на згелезоолсиддом катализаторе по непрерывной технологии и предложена технологическая схема процесса для реализации в промышленности.

Э.Эконсыкческий эффект от реализации разработанной технологии процесса в сравнении с классической схемой переработки мазута составляет 1916,7 ткс.ман/год.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих . работах: .

1. М.И.Рустамов; А.Д.Гусейнова, Л.И.Мирзаева, Р.И.Гвмба-ров, А.ХЛамедова, Э.Т.Алиев. Рациональной использование тя-нелых нефтяных остатков. Материалы Научно-практической конференции "Экологические проблемы Баку в его окрестностей", Бпку, 1992 г.

2. Э.Т.Алиев. Каталитическая переработка тяжелых нефтяных остатков ( ТНО ). Материалы научной конференции аспирантов АН Азербайджана, Баку, 1993 г.

3. М.И.Рустамов, А.Д.Гус&Янова, Л.:'.?.!ируаева, Э.Т.Алгев., Термсокислмтйльная переработка тяяолых нефтяных остатков. П-й Бакинский международный симпозиум "Энергия, экология, экономия", Баку, 1993 г.

4. Р.Б.Ахвердвев, В.11.Якерсон, Е.ЗЛ'олосман, Л.М.Мирзпэве; Э.Т.Алиев. Новые никельмедьасментные к.чта чипаторы те[г.юокис-лительной переработки тяжелых неттякнх остатков. Материалы Г-й Бакинской международной конференции по нефтехимии, Баку,1994г.'

5. Э.Т.Алиев. Непрерывный процесс переработки тлиелнх нефтяных остатков на железсоксндных катализе горах. Мятермлы тучной кон1еречцгк аспиранта- АН Азербайджана. Баку, 1994 Г.

£. Р.Б.Дхкзрдие.", Л.М.Мирэаева, Э.Т.Алиев, В.'/.Лхерсон, Е.З.Голосуан. Ьовне никелъмедьцементиые катализаторы герио-ониелителъноа переработки мазута. Азербайджанское нефтяное хозяйство, 1295 г3.

7. С-.а.Сенд-Гзчепп, Г.Т.5ярх.ч;№Я, Гяхги Смвр, Э.Т.Алиев и др. Б;:.:яние- с одер^нкя '."¡путя в составе вькуумного от к на нп

•процесс каталитического крекинга. Известия ВУЗов, "Нефть и газ1 й I, 1995 г.

8. Р.Б.-Ахвердкев, Л.М»Мирзаева, А.Д.Гусейнова, Э.Т.Алиев и др. Коксообразованиё при термооквслятельной переработке мазу на алюминиевых сплавах, активированных 1п и С-а . Нефгеххвдия, 1995 г. (в печати \

9. А.Д.Гусейнова, Л.М.Мирзаева, Р.Б.Ахвердиев, Э.Т.Алиев в др. Исследование оксидных никельмедьиементных катализаторов ] процессе термокаталитической переработки мазута. Нефтехимия, 1995 г. <в печати'!.

3JIKJSB ЕЛЧИН ТЕЛМАН СЯ*ЛУ МП»ЭРРНК ЛНАЧАГДАРЛЩ БЭ ЬИДРОКЕН ТЭРККБЛИ ГАЗйН АПЬОШАСй Ш ArUP 1ШГ ГАЛЫГЛАГЫШШ ИЕШ СКСИДИ КАТАЛИЭАТОРЛА ИЩИ ФАСШСИЗ Б»ШЫ ПРОСЕСИ

Диссортаса ja пса кпраа Ьяссэспндзн,5 бэлмэдэп.пэгичэ вэ згстифдз олуши адэбяjjaï свДОшсындап тэшшл олупздвдур, Йт J2<î сэ1а$эдэ пэрй едзлмиядвр вэ 32 чэдаэддэи,15 ишпддэя лба-

рэ^дзр» • ,

Исаи нзгсэцп:

!ДОэррак ^атшчагларынкн га Ьвдрогсвлэ зэнкик олан гааин алшшасы плэ агир нефт галтя-ларикш метал оксадя каталпва?ор-ларцнда фасилзсав о »юлы просеавшш гохнолоки^асниыя зэ hau-чинен tís просес тгчуи'в'Нентли яатадизатордзрш ишдэни^ hasupra ш-лсн. "

Иеян эеас нэгачэлэта; '

- arup HOÏT галнгларшшн 1«а8ут,Ъудрон) дэмар-оясвдя вэ !isHea-îîJ!c-ce!ieus наталязаторлзршшн csaciaoaap вэ "rajiiap" Äaj-ларда горцоокоидлзздярчз в'шлк тэдгпг олуниувдур}

- Lírojjoa илуяыушдур гш.прссао шкел-шс~семеяг нагаяпся-торлари тгзэрандэ апарюдагда Зтгксэн чиххияа го

inrhappasi ^акачаглары алкага ишап аерзр}

- агнр не?? галыгларцикц термоовса.плэщдирачз опалы ;;росвсишш цухкэшф'КэрЬглэлэринин катализаторларип cotha ВЭ bonita лтсусп^эглгрннэ гз 'caja гэдтиг олушуадур;

- технолога Ьссаблагялэр апаршшиа еэ шэутув теркооясяд-лэодиряча а'ил.чи арссасгния фвсилзсяз ивхналоквЗаси авдэниб Ьазырлоншлицыр.

Лросвсг.н техники-лгтисодп всосландарилшсн Ъаса&шишп зэ ковчуд аналоглардап vnsTrRHY;]Y..aaiKap сднлиящдар. . .

Двссвртаси^а веянии натичэлэра эсасанда'9 елка эсэрпап ол5.и:5,1чдур.

t liyov Klciiin Telisaa oglu

Continuous Frocaas for Reiiiving of tha Heavy Oil Resiciuna on L'atal-coidc Catclyats -Kith Production of Motor fuels and Eydrogsn-con-tainirs Ciao.

V;'» * -

it« diasortftlan coasiste c£ tho introduction, li.ro chapters, conclufiican end references. Tho worfe ^qnVjs^fi (ji -122 pages, 32 teolss and 15 figures.

Tha purpose of the wf'»; Ihe derelopzaont of technology of ooatinaoua process for rii latEg of heaver oil rasiduea on the motal-oxl.de cnt£j.jsts with olnjiltoaaoua production of motor fuels and tha gas with high content' of hydrogen and the dovulopaent of the' effective catalysts for this process ma trail.

5ha pain reaulta of tha work;

- the research on the theraosxldative refining of heavy oil residues (roazut, goudron) on tho iron-oxide and nickal--coppsr-ccment catalysts in tho syotMis with stationary and "fluid" bod of catalyst has boon c&rricd out;|

- ihara lias baou datcminud that carrying cut of the process on the doralcpod uickel-co jpar-ccrucnt catalysis allocs

to produce high yield of tho notor fuels with improved «juallty*

- tho Influence of tho different etfigea of theruooxldativa rsfinins ef heavy oil jtssIuusu on ouiiaca una voluiao proportion of. tho cntalysts haa be«a st-udleds

- the technological calculctiona has boon carried out end the continuous technology for tho process of tho tharno-oxidative refining of nasut hss bean dorolopcd»

- Tho technico-oc(morale eubatentiatlisn of tha process has bo an cttrriad out end its advantage ovar tho exciotinr; analogs haa bsen shovm.

Tha roeulto of tho work h&yo ho an published in 9 scientific papers..