Катализаторы гидрокрекинга

Материальный баланс процесса и качество продуктов в значительной степени зависят от свойств катализатора. В зависимости от целевого назначения процесса применяют катализаторы с преобладанием или гидрирующей, или крекирующей функции.

Катализаторы гидрокрекинга вакуумного газойля, как правило, состоят из следующих основных компонентов:

– Кислотного (аморфного или кристаллического алюмосиликата - цеолита) или оксида алюминия, обеспечивающего расщепляющую и изомеризующую функции катализатора; для усиления кислотности в катализатор могут вводить галогены;

– соединений металла или сочетания металлов в восстановленной, оксидной или сульфидной форме, обеспечивающих гидрирующую и расщепляющую функции;

– связующего, обеспечивающего механическую прочность и оказывающего влияние на формирование пористой структуры катализатора.

Бифункциональность катализаторов гидрокрекинга определяет химизм превращения органических молекул сырья.

Промышленные катализаторы гидрокрекинга вакуумного газойля различных фирм существенно различаются по химическому составу, но, как правило, в качестве гидрирующих металлов содержат Ni(Co) и Mo(W.)

Для активирования катализаторов гидрокрекинга используют также разнообразные промоторы: рений, родий, иридий, редкоземельные элементы и др. Функции связующего часто выполняют кислотный компонент (оксид алюминия, алюмосиликаты), а также оксиды кремния, титана, циркония, магний- и цирконийсиликаты.

Таким образом, бифункциональные катализаторы гидрокрекинга с оптимальной гидрирущей и высокой кислотной активностями обеспечивают:

– небольшой выход легких алканов C₁-C₃;

– высокое содержаНИЕ i-С₄ (до 95 %) во фракциях C₅-C₆, что обеспечивает ИОЧ легкого бензина гидрокрекинга на уровне 86-88;

– содержание во фракции C₇+ до 50 % (мас.) циклоалканов (прекрасное сырье для риформинга);

– высокое содержание изоалканов и низкое - бициклических аренов в керосиновых фракциях, что делает их высококачественным топливом для реактивных двигателей.

Лекция №11 (27 ноя. 2023) Смазочные материалы

К смазочным материалам относят такие материалы, которые обеспечивают снижение трения и интенсивности изнашивания в узлах машин и механизмов.

По происхождению СМ подразделяются на материалы из нефти, из растительного и животного сырья и из синтетических материалов.

По назначению СМ подразделяются: масла, смазки, смазочно-охлаждающие средства.

Нефтяные масла представляют собой смеси высокомолекулярных парафиновых, нафтеновых, и ароматических углеводородов с небольшой примесью смолисто-асфальтеновых веществ. Синтетические масла выполняют те же функции, хотя получают путем органического синтеза. Их основное назначение — уменьшение трения между трущимися поверхностями.

Пластичные смазки – компаудированные нефтепродукты, куда входят нефтяные и синтетические масла, твердые загустители (парафины, церезины, мыла) и различные добавки. Применяют их в открытых механизмах для снижения трения предохранения различных изделий от воздействия внешней среды.

Основные функции СМ:

1 – снижение потерь энергии на трение;

2 – уменьшение интенсивности изнашивания трущихся деталей машин и механизмов;

3 – охлаждение трущихся деталей;

4 – удаление продуктов изнашивания из зоны трения;

Первая и вторая функции достигаются за счет разделения трущихся поверхностей слоем СМ, а там, где это невозможно — формированием на этих поверхностях адсорбционных или хемосорбционных износостойких пленок.

Пленки из СМ удерживаются на поверхности трения за счет межмолекулярных (адсорбционных) и внутримолекулярных (химических) сил. СМ подбирают таким образом, чтобы они одновременно обеспечивали создание адсорбированных и хемосорбированных пленок. Третья и четвертая — за счет постоянной циркуляции СМ внутри узла трения или внутри механизма в целом.

К числу основных требований относятся:

1 – наличие антифрикционных и антизадирных свойств.

2 – физическая стабильность в течение достаточно длительного времени в заданных условиях; наиболее важными являются стабильность вязкости СМ, а также температуры застывания и температуры вспышки.

3 – химическая стабильность, в том числе в контакте с кислородом воздуха и конструкционными материалами; химическая стабильность гарантирует неизменность химического состава СМ, а, следовательно, и сохранения его свойств.

4 – полная и длительная совместимость со всеми видами конструкционных материалов, поскольку коррозионное воздействие на металлы может привести к разрушению деталей машин.

5 – отсутствие вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду.

6 – обеспечение пожаро- и взрывобезопасности в заданных условиях работы.

Масла

Товарные масла получают, как правило, путем добавления к базовым маслам пакета присадок – веществ, усиливающих или придающие им требуемые свойства.

Базовые масла в соответствии с классификацией Американского института нефти (АРТ) подразделяют на шесть групп в зависимости от индекса вязкости, содержания насыщенных соединений, серы и технологии производства.

Группа	Содержание, %		Индекс вязкости	Технология производства
I	< 90	> 0.03	80-120	Традиционная (селективная очистка)
II	≥ 90	≤ 0.03	80-120	Традиционная + гидропереработка
III	≥ 90	≤ 0.03	≥ 120	Жесткая гидропереработка (гидрокрекинг/гидроизомеризация)
IV	Поли-α-олефины			Органический синтез
V	Прочие, не включ. в I-IV
VI	Алкилнафталины

Мировое производство базовых масел составляет 37 млн. т/год, из них 65 % приходится на I группу. В станах ЕС производятся в основном базовые масла 1 группы и качество товарных масел обеспечивается за счет присадок. В США и Канаде 50 % составляют базовые масса II группы и 15 % III группы. В РФ доля базовых масел 1 группы составляет 97%.