RU2794336C1 - Method for passivation of heavy metals on cracking catalysts with boron-containing compounds - Google Patents
Method for passivation of heavy metals on cracking catalysts with boron-containing compounds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2794336C1 RU2794336C1 RU2022109789A RU2022109789A RU2794336C1 RU 2794336 C1 RU2794336 C1 RU 2794336C1 RU 2022109789 A RU2022109789 A RU 2022109789A RU 2022109789 A RU2022109789 A RU 2022109789A RU 2794336 C1 RU2794336 C1 RU 2794336C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- boron
- cracking
- passivation
- hours
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области нефтепереработки и касается процесса каталитического крекинга, в частности способа пассивации тяжелых металлов на катализаторах крекинга. Изобретение может быть использовано в нефтехимической промышленности для увеличения глубины переработки нефти.The invention relates to the field of oil refining and relates to the process of catalytic cracking, in particular the method of passivation of heavy metals on cracking catalysts. The invention can be used in the petrochemical industry to increase the depth of oil refining.
Уровень техникиState of the art
Одним из первых по мощности процессов вторичной переработки нефти в мире является каталитический крекинг (КК). Основное сырье КК - гидроочищенный вакуумный газойль. Для увеличения глубины переработки нефти ряд нефтеперерабатывающих компании используют в качестве сырья смеси газойля и остатков вакуумной и атмосферной перегонки нефти и вторичной переработки нефти. Вовлечение остаточного тяжелого сырья в КК осложнено рядом научно-технических проблем, в частности, при переходе к мазутам, гудронам, тяжелым газойлям существенно увеличивается содержание металлов в сырье. Металлы в процессе крекинга тяжелого нефтяного сырья накапливаются на катализаторах и являются причиной множества нежелательных побочных реакций. Никель, являющийся главным отравляющим агентом катализаторов крекинга, катализирует реакции дегидрирования, что приводит к повышенному коксообразованию, снижению выхода светлых фракций и увеличению образования водорода в системе. Catalytic cracking (CC) is one of the first in terms of capacity processes of secondary oil refining in the world. The main raw material of KK is hydrotreated vacuum gas oil. To increase the depth of oil refining, a number of oil refineries use mixtures of gas oil and residues from vacuum and atmospheric distillation of oil and secondary oil refining as raw materials. The involvement of residual heavy feedstock in CC is complicated by a number of scientific and technical problems, in particular, when switching to fuel oils, tars, heavy gas oils, the content of metals in the feedstock increases significantly. Metals accumulate on the catalysts during the cracking of heavy petroleum feedstocks and are the cause of many undesirable side reactions. Nickel, which is the main poisoning agent in cracking catalysts, catalyzes dehydrogenation reactions, which leads to increased coke formation, a decrease in the yield of light fractions, and an increase in the formation of hydrogen in the system.
Возможным решением проблемы может быть пассивация отложившихся металлов на катализаторах. Из уровня техники известны способы пассивации тяжелых металлов соединениями на основе олова (US4321129A, опубл. 23.03.1982), сурьмы (US4255287A, опубл. 10.03.1981), висмута (EP0316431B1, опубл. 28.12.1998). Применение данных пассиваторов позволяет значительно уменьшить отравляющие действие отложившихся на катализаторах металлов. Однако, как известно (US4235704A, опубл. 25.11.1980), олово, сурьма, висмут дезактивируют промоторы дожига CO, что приводит к тому, что в регенераторе при сжигании кокса увеличивается количество СО, выброс в атмосферу которого строго контролируется. Возможной альтернативой могут являться пассиваторы на основе бора, которые являются более экологичными ввиду того, что не оказывают отрицательного эффекта на промоторы дожига CO (EP0151888A2, опубл. 21.08.1985). Известен способ использования борсодержащего пассиватора - оксида бора, который не наносят на катализатор крекинга, а его добавляют в систему в виде отдельных борсодержащих композитов (US10683458B2, опубл. 16.06.2020, US9895680B2, опубл. 20.02.2018, US9441167B2, опубл. 13.09.2016). Такой способ пассивации обладает следующими недостатками: во-первых, необходимость вводить в установку крекинга дополнительные частицы с пассиватором помимо катализатора, во-вторых, пассиватор не нанесен на катализатор, что значительно затрудняет контакт пассиватор-дезактивирующий металл, тем самым ухудшая пассивацию.A possible solution to the problem may be the passivation of the deposited metals on the catalysts. In the prior art, methods are known for the passivation of heavy metals with compounds based on tin (US4321129A, publ. 03.23.1982), antimony (US4255287A, publ. 03.10.1981), bismuth (EP0316431B1, publ. 12.28.1998). The use of these passivators can significantly reduce the poisoning effect of metals deposited on the catalysts. However, as is known (US4235704A, publ. 11/25/1980), tin, antimony, bismuth deactivate CO afterburning promoters, which leads to the increase in the amount of CO in the regenerator during coke combustion, the emission of which into the atmosphere is strictly controlled. A possible alternative would be boron-based passivators, which are more environmentally friendly due to the fact that they do not have a negative effect on CO afterburning promoters (EP0151888A2, published 08/21/1985). There is a known method of using a boron-containing passivator - boron oxide, which is not applied to the cracking catalyst, but is added to the system in the form of separate boron-containing composites (US10683458B2, publ. 06/16/2020, US9895680B2, publ. ). This passivation method has the following disadvantages: firstly, the need to introduce additional particles with a passivator in addition to the catalyst into the cracking unit, and secondly, the passivator is not applied to the catalyst, which greatly complicates the passivator-deactivating metal contact, thereby worsening passivation.
Наиболее близким к заявляемому способу пассивации является способ пассивации катализаторов крекинга, загрязненных никелем, ванадием и железом, с использованием борсодержащих соединений (US4192770A, опубл. 11.03.1980). Борсодержащие пассиваторы наносят непосредственно на поверхность катализатора или вводят вместе с сырьем в установку крекинга. Так, после пассивации 0.27 масс.% никеля и 0.63 масс.% ванадия бором (0.43 масс.%) на цеолитсодержащем катализаторе удается увеличить выход бензина на 3.8 масс.% в результате крекинга вакуумного газойля. Однако используемый способ пассивации тяжелых металлов не является долговременным и эффективным решением ввиду того, что пассиватор находится преимущественно на поверхности катализатора, и в процессе крекинга и регенерации за счет постепенного механического износа поверхности катализатора происходит удаление пассиватора с катализатора, и возникает необходимость большей дополнительной дозагрузки пассиватора. Closest to the claimed method of passivation is a method of passivation of cracking catalysts contaminated with nickel, vanadium and iron, using boron compounds (US4192770A, publ. 11.03.1980). Boron-containing passivators are applied directly to the catalyst surface or introduced together with the feedstock into the cracking unit. Thus, after passivation of 0.27 wt.% nickel and 0.63 wt.% vanadium with boron (0.43 wt.%) on a zeolite-containing catalyst, it is possible to increase the yield of gasoline by 3.8 wt.% as a result of vacuum gas oil cracking. However, the used method of passivation of heavy metals is not a long-term and effective solution due to the fact that the passivator is located mainly on the catalyst surface, and in the process of cracking and regeneration, due to the gradual mechanical wear of the catalyst surface, the passivator is removed from the catalyst, and there is a need for more additional additional loading. passivator.
Технической проблемой, решаемой заявляемым изобретением, является разработка способа пассивации тяжелых металлов, в котором будет обеспечиваться более равномерное распределение пассиватора по объему частицы катализатора в сравнении с существующими аналогами, что позволяет увеличить прирост выходов по бензину, фракции 200-300°C, пропан-пропиленовой фракции и снизить выходы кокса и водорода.The technical problem solved by the claimed invention is the development of a method for the passivation of heavy metals, which will provide a more uniform distribution of the passivator over the volume of the catalyst particle in comparison with existing analogues, which makes it possible to increase the increase in yields for gasoline, a fraction of 200-300 ° C, propane-propylene fractions and reduce the yields of coke and hydrogen.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Настоящее изобретение направлено на решение проблемы дезактивации катализаторов тяжелыми металлами в процессе каталитического крекинга. The present invention addresses the problem of heavy metal deactivation of catalysts in a catalytic cracking process.
Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка способа пассивации тяжелых металлов на катализаторах крекинга борсодержащими соединениями, что в свою очередь позволяет увеличить выходы бензина, фракций 200-300°C, пропан-пропиленовой фракции (ППФ), снизить выходы кокса и водорода в результате крекинга тяжелого нефтяного сырья.The technical result of the claimed invention is the development of a method for the passivation of heavy metals on cracking catalysts with boron-containing compounds, which in turn makes it possible to increase the yields of gasoline, fractions of 200-300 ° C, propane-propylene fraction (PPF), reduce the yields of coke and hydrogen as a result of heavy oil cracking. raw materials.
Увеличение выходов бензина, фракций 200-300°C, ППФ и снижение выходов кокса и водорода достигается путем пассивации отложившихся тяжелых металлов на катализаторе и зависит количества и состава этих отложившихся металлов.An increase in the yields of gasoline, fractions of 200-300°C, PPF and a decrease in the yields of coke and hydrogen is achieved by passivation of deposited heavy metals on the catalyst and depends on the amount and composition of these deposited metals.
Технический результат достигается способом пассивации катализатора крекинга углеводородов от осажденных на нем тяжелых металлов путем пропитки катализатора раствором борсодержащего пассивирующего агента в количестве от 0.01 до 2.00 масс.% бора в пересчете на катализатор с ультразвуковым воздействием в течение 0.1-4.0 часов с частотой 20-40 кГц и последующим прокаливанием при 400-800°C в течение 0.5-6.0 часов. При этом растворы борсодержащих пассиваторов представляют собой растворы борных эфиров, водный раствор борной кислоты с содержанием бора от 0.1 до 1.0 масс.%, а именно в качестве растворов борных эфиров используют растворы боратов этиленгликоля в этиленгликоле с содержанием бора от 0.1 до 3.4 масс.%, растворы боратов пропиленгликоля в пропиленгликоле с содержанием бора от 0.1 до 2.7 масс.%, растворы изопропилборатов в изопропаноле с содержанием бора от 0.1 до 3.6 масс.%. В качестве катализаторов используют промышленные цеолитсодержащие катализаторы крекинга с общим содержанием цеолитов от 10 до 90 масс.%.The technical result is achieved by the method of passivation of the hydrocarbon cracking catalyst from heavy metals deposited on it by impregnating the catalyst with a solution of a boron-containing passivating agent in an amount of 0.01 to 2.00 wt.% boron in terms of the catalyst with ultrasonic exposure for 0.1-4.0 hours with a frequency of 20-40 kHz and subsequent calcination at 400-800°C for 0.5-6.0 hours. In this case, solutions of boron-containing passivators are solutions of boron esters, an aqueous solution of boric acid with a boron content of 0.1 to 1.0 wt.%, namely, solutions of ethylene glycol borates in ethylene glycol with a boron content of 0.1 to 3.4 wt.% are used as solutions of boron esters, solutions of propylene glycol borates in propylene glycol with a boron content of 0.1 to 2.7 wt.%, solutions of isopropyl borates in isopropanol with a boron content of 0.1 to 3.6 wt.%. As catalysts, industrial zeolite-containing cracking catalysts with a total content of zeolites from 10 to 90 wt.% are used.
Заявляемый способ применим вне зависимости от технологического варианта осуществления крекинга (крекинг в движущемся, стационарном, кипящем слое катализатора, крекинг в лифт-реакторе и т.д.). В качестве катализаторов могут быть использованы промышленные цеолитсодержащие катализаторы крекинга (например, DA-200, DA-250, Reduxion LS-60P, Омские бицеолитные и моноцеолитные катализаторы и др.).The inventive method is applicable regardless of the technological option for cracking (cracking in a moving, stationary, fluidized catalyst bed, cracking in a riser reactor, etc.). Industrial zeolite-containing cracking catalysts can be used as catalysts (for example, DA-200, DA-250, Reduxion LS-60P, Omsk biceolite and monozeolite catalysts, etc.).
Более равномерное распределение пассиватора по объему частицы катализатора подтверждается устойчивостью модифицированного катализатора при многократном использовании. Пассиватор наносили на катализаторы с использованием (образец 1) и без использования (образец 2) ультразвукового воздействия в количестве 2 масс.% в пересчете на B, и полученные пассивированные катализаторы многократно использовали в каталитическом крекинге с регенерацией для деградации поверхности. После 10 циклов крекинг-регенерация снижение количества бора, определенное методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, на образце 1 составило 0.3 масс.%, в то время как на образце 2 - 1.4 масс.%.A more uniform distribution of the passivator over the volume of the catalyst particle is confirmed by the stability of the modified catalyst during repeated use. The passivator was applied to the catalysts with (sample 1) and without (sample 2) sonication in an amount of 2 wt.% in terms of B, and the resulting passivated catalysts were repeatedly used in catalytic cracking with regeneration for surface degradation. After 10 cycles of cracking-regeneration, the decrease in the amount of boron, determined by inductively coupled plasma mass spectrometry, on sample 1 was 0.3 wt.%, while on sample 2 - 1.4 wt.%.
Нанесение пассиваторов на катализаторы крекинга с применением ультразвукового воздействия позволило иммобилизовать пассиватор по всему объему катализатора, что значительно увеличило эффект пассивации тяжелых металлов и уменьшило расход пассиватора за счет меньшей потери пассиватора на катализаторе в процессе регенерации и крекинга.The application of passivators to cracking catalysts using ultrasonic treatment made it possible to immobilize the passivator throughout the catalyst volume, which significantly increased the effect of passivation of heavy metals and reduced passivator consumption due to less loss of passivator on the catalyst during regeneration and cracking.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Ниже представлено более детальное описание заявляемого способа, которое не ограничивает объем притязаний заявляемого изобретения, а демонстрирует возможность осуществления изобретения с достижением заявляемого технического результата. Используемые реагенты коммерчески доступны. Все процедуры осуществляют в температурном диапазоне от 18 до 30°C.Below is a more detailed description of the claimed method, which does not limit the scope of the claims of the claimed invention, but demonstrates the possibility of carrying out the invention with the achievement of the claimed technical result. The reagents used are commercially available. All procedures are carried out in the temperature range from 18 to 30°C.
Изобретение осуществляется поэтапно и включает следующие стадии: The invention is carried out in stages and includes the following stages:
1. Приготовление борсодержащих пассиваторов. В качестве борсодержащих пассиваторов могут быть использованы органические борные эфиры, (например, бораты этиленгликоля, пропиленгликоля, диэтиленгликоля, метилбораты, этилбораты, изопропилбораты, циклогексилбораты и др.) борная кислота и оксид бора.1. Preparation of boron-containing passivators. Organic boron esters (for example, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol borates, methyl borates, ethyl borates, isopropyl borates, cyclohexyl borates, etc.) boric acid and boron oxide can be used as boron-containing passivators.
2. Нанесение пассиватора на свежие, равновесные и отравленные катализаторы. Пассиваторы наносятся на катализаторы диффузионной (влажной) пропиткой в количестве от 0.01 до 2.00 масс.% в пересчете на бор. Для равномерной иммобилизации пассиваторов по всему объему катализатора используется ультразвуковое воздействие (частота 20-40 кГц, время воздействия 0.1-4.0 часа) во время нанесения. После нанесение пассиваторов катализаторы прокаливают при 400-800°C в муфельной печи в течение 0.5-6.0 часов. Также прокаливание катализаторов можно осуществить в зоне регенерации на установке крекинга. Для пассивации тяжелых металлов в изменяющихся условиях крекинга предполагают подпитку установки свежим катализатором с нанесенным пассиватором. Количество добавляемого пассиватора с катализатором будет зависеть от степени отравления тяжелыми металлами катализатора в установке.2. Applying a passivator to fresh, equilibrium, and poisoned catalysts. Passivators are applied to the catalysts by diffusion (wet) impregnation in an amount from 0.01 to 2.00 wt.% in terms of boron. For uniform immobilization of passivators throughout the volume of the catalyst, ultrasonic treatment (frequency 20-40 kHz, exposure time 0.1-4.0 hours) is used during application. After deposition of passivators, the catalysts are calcined at 400-800°C in a muffle furnace for 0.5-6.0 hours. Also, the calcination of the catalysts can be carried out in the regeneration zone of the cracking unit. For the passivation of heavy metals under varying cracking conditions, the installation is supposed to be fed with a fresh catalyst with a deposited passivator. The amount of catalyzed passivator added will depend on the degree of heavy metal poisoning of the catalyst in the plant.
Для оценки эффективности пассивации полученные материалы были испытаны в крекинге углеводородного сырья. Каталитический крекинг осуществлялся на установке, соответствующей стандарту ASTM D3907-13, c применением неподвижного слоя катализатора при температуре 500°C и массовой скорости подачи сырья 14 ч-1. Термопаровая стабилизация катализаторов проводилась на установке, соответствующей стандарту ASTM D4463/D4463M - 96 (2013). В качестве сырья применяли гидроочищенный вакуумный газойль с характеристиками, представленными в таблице 1. В качестве катализаторов применяли промышленные катализаторы крекинга с характеристиками, представленными в таблице 2.To evaluate the effectiveness of passivation, the obtained materials were tested in the cracking of hydrocarbon feedstock. Catalytic cracking was carried out in an ASTM D3907-13 unit using a fixed bed of catalyst at a temperature of 500° C. and a mass feed rate of 14 h -1 . The thermocouple stabilization of the catalysts was carried out on a unit that complies with ASTM D4463/D4463M - 96 (2013). Hydrotreated vacuum gas oil with the characteristics shown in Table 1 was used as a feedstock. Industrial cracking catalysts with the characteristics shown in Table 2 were used as catalysts.
Пример 1.Example 1
Для приготовления раствора борных эфиров этиленгликоля 30 мг борной кислоты растворили в 5 мл этиленгликоля при 50°C и разбавили 85 мл изопропанола. Полученный раствор пассиватора добавили к 50 г равновесного катализатора 3 с общим содержанием Ni, V в количестве 0.07 масс.% и подвергли ультразвуковому воздействию в течение 4 часов с частотой 20 кГц. После нанесение пассиватора катализатор 3 сушили при 200°C в течение 3 часов с последующим прокаливанием в муфельной печи при 500°C в течение 3 часов. Далее пассивированный катализатор 3 и равновесный катализатор 3 были испытаны в каталитическом крекинге гидроочищенного вакуумного газойля при 500°C и массовой скорости подачи 14 ч-1. Результаты крекинга приведены в таблице 3.To prepare a solution of ethylene glycol boric esters, 30 mg of boric acid was dissolved in 5 ml of ethylene glycol at 50°C and diluted with 85 ml of isopropanol. The resulting passivator solution was added to 50 g of equilibrium catalyst 3 with a total content of Ni, V in the amount of 0.07 wt.% and subjected to ultrasonic treatment for 4 hours at a frequency of 20 kHz. After applying the passivator, the catalyst 3 was dried at 200°C for 3 hours, followed by calcination in a muffle furnace at 500°C for 3 hours. Further, passivated catalyst 3 and equilibrium catalyst 3 were tested in catalytic cracking of hydrotreated vacuum gas oil at 500°C and a mass feed rate of 14 h.-1. The cracking results are shown in Table 3.
После пассивации наблюдалось улучшение каталитических свойств, выраженных в увеличении выходов бензина на 0.67 масс.%, фракции 200-300°C на 0.56 масс.%, ППФ на 0.52 масс.%, уменьшении выходов кокса и водорода на 0.18 масс.% и 0.02 масс.%, соответственно. After passivation, an improvement in the catalytic properties was observed, expressed in an increase in the yields of gasoline by 0.67 wt.%, a fraction of 200-300°C by 0.56 wt.%, PPF by 0.52 wt.%, a decrease in the yields of coke and hydrogen by 0.18 wt.% and 0.02 wt. .%, respectively.
Пример 2.Example 2
Для отравления катализатора 1.35 г. нафтената никеля с 7.4%-ным содержанием никеля и 3.33 г. нафтената ванадия с 3%-ным содержанием ванадия растворили в 70 мл толуола, полученный раствор добавили к 50 г. свежего катализатора 1 и прокалили при 600°C в муфельной печи. Полученный отравленный катализатор 1 подвергли термопаровой обработки в атмосфере 100%-ного водяного пара при 760°C.To poison the catalyst, 1.35 g of nickel naphthenate with 7.4% nickel content and 3.33 g of vanadium naphthenate with 3% vanadium content were dissolved in 70 ml of toluene, the resulting solution was added to 50 g of fresh catalyst 1 and calcined at 600°C in a muffle furnace. The resulting poisoned catalyst 1 was subjected to a thermocouple treatment in an atmosphere of 100% steam at 760°C.
Для приготовления раствора борных эфиров пропиленгликоля 280 мг борной кислоты растворили в 10 мл пропиленгликоля при 50°C и разбавили 80 мл изопропанола. Полученный раствор пассиватора добавили к 50 г отравленного термостабилизированного катализатора 1 и подвергли ультразвуковому воздействию в течение 3 часов с частотой 25 кГц. После нанесение пассиватора катализатор 1 сушили при 200°C в течение 3 часов с последующим прокаливанием в муфельной печи при 600°C в течение 2 часов. Далее пассивированный катализатор 1 и отравленный термостабилизированный катализатор 1 были испытаны в каталитическом крекинге гидроочищенного вакуумного газойля при 500°C и массовой скорости подачи 14 ч-1. Результаты крекинга приведены в таблице 4.To prepare a solution of propylene glycol boric esters, 280 mg of boric acid were dissolved in 10 ml of propylene glycol at 50°C and diluted with 80 ml of isopropanol. The resulting passivator solution was added to 50 g of poisoned heat stabilized catalyst 1 and subjected to ultrasonic treatment for 3 hours at a frequency of 25 kHz . After applying the passivator, the catalyst 1 was dried at 200°C for 3 hours, followed by calcination in a muffle furnace at 600°C for 2 hours. Further, the passivated catalyst 1 and the poisoned thermally stabilized catalyst 1 were tested in the catalytic cracking of hydrotreated vacuum gas oil at 500° C. and a mass feed rate of 14 h -1 . The cracking results are shown in Table 4.
После пассивации наблюдалось улучшение каталитических свойств, выраженных в увеличении выходов бензина на 1.15 масс.%, фракции 200-300°C на 0.89 масс.%, ППФ на 0.83 масс.%, уменьшении выходов кокса и водорода на 0.22 масс.% и 0.05 масс.%, соответственно. After passivation, an improvement in the catalytic properties was observed, expressed in an increase in the yields of gasoline by 1.15 wt.%, a fraction of 200-300°C by 0.89 wt.%, PPF by 0.83 wt.%, a decrease in the yields of coke and hydrogen by 0.22 wt.% and 0.05 wt. .%, respectively.
Пример 3.Example 3
Для отравления катализатора 1.35 г. нафтената никеля с 7.4%-ным содержанием никеля и 3.33 г. нафтената ванадия с 3%-ным содержанием ванадия растворили в 70 мл толуола, полученный раствор добавили к 50 г свежего катализатора 2 и прокалили при 600°C в муфельной печи. Полученный отравленный катализатор 2 подвергли термопаровой обработки в атмосфере 100%-ного водяного пара при 760°C. To poison the catalyst, 1.35 g of nickel naphthenate with 7.4% nickel and 3.33 g of vanadium naphthenate with 3% vanadium were dissolved in 70 ml of toluene, the resulting solution was added to 50 g of fresh catalyst 2 and calcined at 600°C in muffle furnace. The resulting poisoned catalyst 2 was subjected to a thermocouple treatment in an atmosphere of 100% steam at 760°C.
640 мг оксида бора растворили в 90 мл воды, полученный раствор добавили к 50 г отравленного термостабилизированного катализатора 2 и подвергли ультразвуковому воздействию в течение 0.1 часа с частотой 40 кГц. После нанесение пассиватора катализатор 2 сушили при 100°C в течение 3 часов с последующим прокаливанием в муфельной печи при 800°C в течение 0.5 часов. Далее пассивированный катализатор 2 и отравленный термостабилизированный катализатор 2 были испытаны в каталитическом крекинге гидроочищенного вакуумного газойля при 500°C и массовой скорости подачи 14 ч-1. Результаты крекинга приведены в таблице 5.640 mg of boron oxide was dissolved in 90 ml of water, the resulting solution was added to 50 g of poisoned thermally stabilized catalyst 2 and subjected to ultrasonic treatment for 0.1 hour at a frequency of 40 kHz . After applying the passivator, catalyst 2 was dried at 100°C for 3 hours, followed by calcination in a muffle furnace at 800°C for 0.5 hours. Further, the passivated catalyst 2 and the poisoned thermally stabilized catalyst 2 were tested in the catalytic cracking of hydrotreated vacuum gas oil at 500° C. and a mass feed rate of 14 h −1 . Cracking results are shown in Table 5.
После пассивации наблюдалось улучшение каталитических свойств, выраженных в увеличении выходов бензина на 4.11 масс.%, фракции 200-300°C на 1.95 масс.%, ППФ на 1,38 масс.%, уменьшении выходов кокса и водорода на 0.76 масс.% и 0.13 масс.%, соответственно. After passivation, an improvement in the catalytic properties was observed, expressed in an increase in the yields of gasoline by 4.11 wt.%, a fraction of 200-300°C by 1.95 wt.%, PPF by 1.38 wt.%, a decrease in the yields of coke and hydrogen by 0.76 wt.% and 0.13 wt.%, respectively.
Пример 4.Example 4
Для отравления катализатора 2.70 г нафтената никеля с 7.4%-ным содержанием никеля и 6.66 г. нафтената ванадия с 3%-ным содержанием ванадия растворили в 140 мл толуола, полученный раствор добавили к 100 г свежего катализатора 1 и прокалили при 600°C в муфельной печи. Полученный отравленный катализатор 1 подвергли термопаровой обработки в атмосфере 100%-ного водяного пара при 760°C.To poison the catalyst, 2.70 g of nickel naphthenate with 7.4% nickel content and 6.66 g of vanadium naphthenate with 3% vanadium content were dissolved in 140 ml of toluene, the resulting solution was added to 100 g of fresh catalyst 1 and calcined at 600°C in a muffle ovens. The resulting poisoned catalyst 1 was subjected to a thermocouple treatment in an atmosphere of 100% steam at 760°C.
Для приготовления раствора борных эфиров этиленгликоля 2.8 г борной кислоты растворили в 90 мл этиленгликоля при 50°C. Полученный раствор пассиватора добавили к 50 г. свежего катализатора 1 и подвергли ультразвуковому воздействию в течение 2 часов с частотой 30 кГц. После нанесение пассиватора катализатор 1 сушили при 200°C в течение 3 часов с последующим прокаливанием в муфельной печи при 400°C в течение 6 часов. Далее 10 г пассивированного катализатора 1 смешивали с 50 г отравленного катализатора 1, также параллельно смешивали 10 г свежего катализатора 1 с 50 г отравленного катализатора 1. Полученные смеси отравленного и пассивированного катализатора 1, свежего и отравленного катализатора 1, и отдельно отравленный катализатор 1 были испытаны в каталитическом крекинге гидроочищенного вакуумного газойля при 500°C и массовой скорости подачи 14 ч-1. Результаты крекинга приведены в таблице 6.To prepare a solution of ethylene glycol boric esters, 2.8 g of boric acid was dissolved in 90 ml of ethylene glycol at 50°C. The resulting passivator solution was added to 50 g of fresh catalyst 1 and subjected to ultrasonic treatment for 2 hours at a frequency of 30 kHz. After applying the passivator, the catalyst 1 was dried at 200°C for 3 hours, followed by calcination in a muffle furnace at 400°C for 6 hours. Next, 10 g of passivated catalyst 1 was mixed with 50 g of poisoned catalyst 1, and 10 g of fresh catalyst 1 was also mixed in parallel with 50 g of poisoned catalyst 1. The resulting mixtures of poisoned and passivated catalyst 1, fresh and poisoned catalyst 1, and separately poisoned catalyst 1 were tested in catalytic cracking of hydrotreated vacuum gas oil at 500°C and a mass feed rate of 14 h-1. Cracking results are shown in Table 6.
После добавления свежего катализатора с пассиватором наблюдалось улучшение каталитических свойств, выраженных в увеличении выходов бензина на 1.64 масс.%, фракции 200-300°C на 0.81 масс.%, ППФ на 0,66 масс.%, уменьшении выходов кокса и водорода на 0.29 масс.% и 0.07 масс.%, соответственно. After adding a fresh catalyst with a passivator, an improvement in the catalytic properties was observed, expressed in an increase in the yields of gasoline by 1.64 wt.%, a fraction of 200-300°C by 0.81 wt.%, PPF by 0.66 wt.%, a decrease in the yields of coke and hydrogen by 0.29 wt.% and 0.07 wt.%, respectively.
Пример 5.Example 5
Для отравления катализатора 2.70 г нафтената никеля с 7.4%-ным содержанием никеля и 6.66 г нафтената ванадия с 3%-ным содержанием ванадия растворили в 140 мл толуола, полученный раствор добавили к 100 г свежего катализатора 3 и прокалили при 600°C в муфельной печи. Полученный отравленный катализатор 3 подвергли термопаровой обработки в атмосфере 100%-ного водяного пара при 760°C.To poison the catalyst, 2.70 g of nickel naphthenate with 7.4% nickel content and 6.66 g of vanadium naphthenate with 3% vanadium content were dissolved in 140 ml of toluene, the resulting solution was added to 100 g of fresh catalyst 3 and calcined at 600°C in a muffle furnace . The resulting poisoned catalyst 3 was subjected to a thermocouple treatment in an atmosphere of 100% steam at 760°C.
Для приготовления раствора борных эфиров этиленгликоля 5.6 г борной кислоты растворили в 90 мл этиленгликоля при 50°C. Полученный раствор пассиватора добавили к 50 г свежего катализатора 3 и подвергли ультразвуковому воздействию в течение 1 часов с частотой 35 кГц. После нанесение пассиватора катализатор 3 сушили при 200°C в течение 3 часов с последующим прокаливанием в муфельной печи при 700°C в течение 1 часа. Далее 10 г пассивированного катализатора 3 смешивали с 50 г отравленного катализатора 3, и также параллельно смешивали 10 г свежего катализатора 3 с 50 г отравленного катализатора 3. Полученные смеси отравленного и пассивированного катализатора 3, свежего и отравленного катализатора 3, и отдельно отравленный катализатор 3 были испытаны в каталитическом крекинге гидроочищенного вакуумного газойля при 500°C и массовой скорости подачи 14 ч-1. Результаты крекинга приведены в таблице 7.To prepare a solution of ethylene glycol boric esters, 5.6 g of boric acid was dissolved in 90 ml of ethylene glycol at 50°C. The resulting passivator solution was added to 50 g of fresh catalyst 3 and subjected to ultrasonic treatment for 1 hour at a frequency of 35 kHz. After applying the passivator, the catalyst 3 was dried at 200°C for 3 hours, followed by calcination in a muffle furnace at 700°C for 1 hour. Next, 10 g of passivated catalyst 3 was mixed with 50 g of poisoned catalyst 3, and 10 g of fresh catalyst 3 was also mixed in parallel with 50 g of poisoned catalyst 3. The resulting mixtures of poisoned and passivated catalyst 3, fresh and poisoned catalyst 3, and separately poisoned catalyst 3 were tested in catalytic cracking of hydrotreated vacuum gas oil at 500°C and 14 h mass feed rate-1. Cracking results are shown in Table 7.
После добавления свежего катализатора с пассиватором наблюдалось улучшение каталитических свойств, выраженных в увеличении выходов бензина на 2.35 масс.%, фракции 200-300°C на 1.05 масс.%, ППФ на 0,75 масс.%, уменьшении выходов кокса и водорода на 0.42 масс.% и 0.09 масс.%, соответственно. After adding a fresh catalyst with a passivator, an improvement in the catalytic properties was observed, expressed in an increase in the yields of gasoline by 2.35 wt.%, a fraction of 200-300°C by 1.05 wt.%, PPF by 0.75 wt.%, a decrease in the yields of coke and hydrogen by 0.42 wt.% and 0.09 wt.%, respectively.
Сравнительный пример 1.Comparative example 1.
Для отравления катализатора 2.70 г нафтената никеля с 7.4%-ным содержанием никеля и 6.66 г нафтената ванадия с 3%-ным содержанием ванадия растворили в 140 мл толуола, полученный раствор добавили к 100 г свежего катализатора 3 и прокалили при 600°C в муфельной печи. Полученный отравленный катализатор 3 подвергли термопаровой обработки в атмосфере 100%-ного водяного пара при 760°C.To poison the catalyst, 2.70 g of nickel naphthenate with 7.4% nickel content and 6.66 g of vanadium naphthenate with 3% vanadium content were dissolved in 140 ml of toluene, the resulting solution was added to 100 g of fresh catalyst 3 and calcined at 600°C in a muffle furnace . The resulting poisoned catalyst 3 was subjected to a thermocouple treatment in an atmosphere of 100% steam at 760°C.
Для приготовления раствора борных эфиров этиленгликоля 7.0 г борной кислоты растворили в 90 мл этиленгликоля при 50°C. Полученный раствор пассиватора добавили к 50 г свежего катализатора 3 и подвергли ультразвуковому воздействию в течение 6 часов с частотой 15 кГц. После нанесение пассиватора катализатор 3 сушили при 200°C в течение 3 часов с последующим прокаливанием в муфельной печи при 900°C в течение 0.25 часа. Далее 10 г пассивированного катализатора 3 смешивали с 50 г отравленного катализатора 3, и также параллельно смешивали 10 г свежего катализатора 3 с 50 г отравленного катализатора 3. Полученные смеси отравленного и пассивированного катализатора 3, свежего и отравленного катализатора 3, и отдельно отравленный катализатор 3 были испытаны в каталитическом крекинге гидроочищенного вакуумного газойля при 500°C и массовой скорости подачи 14 ч-1. Результаты крекинга приведены в таблице 8.To prepare a solution of ethylene glycol boric esters, 7.0 g of boric acid was dissolved in 90 ml of ethylene glycol at 50°C. The resulting passivator solution was added to 50 g of fresh catalyst 3 and subjected to ultrasonic treatment for 6 hours at a frequency of 15 kHz. After applying the passivator, catalyst 3 was dried at 200°C for 3 hours, followed by calcination in a muffle furnace at 900°C for 0.25 hours. Next, 10 g of passivated catalyst 3 was mixed with 50 g of poisoned catalyst 3, and 10 g of fresh catalyst 3 was also mixed in parallel with 50 g of poisoned catalyst 3. The resulting mixtures of poisoned and passivated catalyst 3, fresh and poisoned catalyst 3, and separately poisoned catalyst 3 were tested in catalytic cracking of hydrotreated vacuum gas oil at 500°C and 14 h mass feed rate-1. Cracking results are shown in Table 8.
После добавления свежего катализатора с пассиватором наблюдалось ухудшение каталитических свойств, выраженных в уменьшении выходов бензина на 9.83 масс.%, фракции 200-300°C на 2.52 масс.%, ППФ на 1,54 масс.%, увеличении выходов кокса и водорода на 2.33 масс.% и 0.23 масс.%, соответственно. After the addition of a fresh catalyst with a passivator, a deterioration in the catalytic properties was observed, expressed in a decrease in the yields of gasoline by 9.83 wt.%, a fraction of 200-300°C by 2.52 wt.%, PPF by 1.54 wt.%, an increase in the yields of coke and hydrogen by 2.33 wt.% and 0.23 wt.%, respectively.
Сравнительный пример 2.Comparative example 2.
Для приготовления раствора борных эфиров этиленгликоля 15 мг борной кислоты растворили в 5 мл этиленгликоля при 50°C и разбавили 90 мл изопропанола. Полученный раствор пассиватора добавили к 50 г равновесного катализатора 3 с общим содержанием Ni, V, Fe в количестве 0.07 масс.% и подвергли ультразвуковому воздействию в течение 0.05 часов с частотой 50 кГц. После нанесение пассиватора катализатор 3 сушили при 200°C в течение 3 часов с последующим прокаливанием в муфельной печи при 300°C в течение 7 часов. Далее пассивированный катализатор 3 и равновесный катализатор 3 были испытаны в каталитическом крекинге гидроочищенного вакуумного газойля при 500°C и массовой скорости подачи 14 ч-1. Результаты крекинга приведены в таблице 9.To prepare a solution of ethylene glycol boric esters, 15 mg of boric acid was dissolved in 5 ml of ethylene glycol at 50°C and diluted with 90 ml of isopropanol. The resulting passivator solution was added to 50 g of equilibrium catalyst 3 with a total content of Ni, V, Fe in an amount of 0.07 wt.% and subjected to ultrasonic treatment for 0.05 hours at a frequency of 50 kHz. After applying the passivator, the catalyst 3 was dried at 200°C for 3 hours, followed by calcination in a muffle furnace at 300°C for 7 hours. Further, passivated catalyst 3 and equilibrium catalyst 3 were tested in catalytic cracking of hydrotreated vacuum gas oil at 500°C and a mass feed rate of 14 h-1. Cracking results are shown in Table 9.
После пассивации улучшений каталитических свойств не наблюдалось.After passivation, no improvement in catalytic properties was observed.
Таким образом, пассивация дезактивирующих металлов на катализаторах крекинга в вышеописанных условиях позволяет снизить загрузку катализатора, увеличить выходы бензина на 1-4 масс.%, фракции 200-300°C на 1-2 масс.%, ППФ на 1-2%, уменьшить выходы кокса на 1 масс.% и водорода 0.1 масс.%.Thus, the passivation of deactivating metals on cracking catalysts under the above conditions makes it possible to reduce the catalyst loading, increase the yields of gasoline by 1–4 wt.%, 200–300°C fractions by 1–2 wt.%, PPF by 1–2%, and yields of coke per 1 wt.% and hydrogen 0.1 wt.%.
Claims (4)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2794336C1 true RU2794336C1 (en) | 2023-04-17 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4192770A (en) * | 1978-05-24 | 1980-03-11 | Shell Oil Company | Cracking catalyst restoration with boron compounds |
SU1719053A1 (en) * | 1989-09-25 | 1992-03-15 | Грозненский нефтяной научно-исследовательский институт | Method of passivation of cracking catalyst |
RU2033256C1 (en) * | 1986-09-15 | 1995-04-20 | Филлипс Петролеум Компани | Process of passivating hydrocarbon-cracking catalyst |
RU2540859C2 (en) * | 2009-10-02 | 2015-02-10 | Басф Корпорейшн | Improved cocatalyst for catchment of heavy metals in fluid-catalytic cracking process |
WO2017218879A1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | Basf Corporation | Fcc catalyst having alumina derived from crystalline boehmite |
WO2022040303A1 (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | Basf Corporation | Fluid catalytic cracking catalyst composition for enhanced butylenes yields with metal passivation functionality |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4192770A (en) * | 1978-05-24 | 1980-03-11 | Shell Oil Company | Cracking catalyst restoration with boron compounds |
RU2033256C1 (en) * | 1986-09-15 | 1995-04-20 | Филлипс Петролеум Компани | Process of passivating hydrocarbon-cracking catalyst |
SU1719053A1 (en) * | 1989-09-25 | 1992-03-15 | Грозненский нефтяной научно-исследовательский институт | Method of passivation of cracking catalyst |
RU2540859C2 (en) * | 2009-10-02 | 2015-02-10 | Басф Корпорейшн | Improved cocatalyst for catchment of heavy metals in fluid-catalytic cracking process |
WO2017218879A1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | Basf Corporation | Fcc catalyst having alumina derived from crystalline boehmite |
WO2022040303A1 (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | Basf Corporation | Fluid catalytic cracking catalyst composition for enhanced butylenes yields with metal passivation functionality |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2334554C2 (en) | Mesoporous materials with active metals | |
CN1319647C (en) | Crystalline microporous oxide catalysts having increased lewis acidity and methods for the preparation thereof | |
US3437587A (en) | Molecular sieve catalyst | |
KR102474323B1 (en) | Systems and methods for processing heavy oil | |
EA024491B1 (en) | Process for the conversion of ethane to aromatic hydrocarbons | |
AU2001285090A1 (en) | Crystalline microporous oxide catalysts having increased lewis acidity and methods for the preparation thereof | |
US4954244A (en) | Treatment of spent cracking catalysts | |
RU2794336C1 (en) | Method for passivation of heavy metals on cracking catalysts with boron-containing compounds | |
CN1253514A (en) | Improved catalyst composition useful for conversion of non-aromatic hydrocarbons to aromatics and light olefins | |
JPH01213240A (en) | Production of hydrocarbon | |
US2692224A (en) | Hydrogenative cracking of heavy hydrocarbons in the presence of hydrogen fluoride and a platinumcharcoal catalyst composite | |
US2267767A (en) | Manufacture of catalysts | |
RU2534986C1 (en) | Processing of heavy hydrocarbon stock | |
US6110357A (en) | Passivated catalysts for cracking process | |
US3553106A (en) | Catalytic removal of vanadium and nickel from oils | |
US2365895A (en) | Treatment of hydrocarbons | |
CA1132122A (en) | Process for the catalytic cracking of hydrocarbon oils and catalyst for this process | |
US6482313B1 (en) | FCC process incorporating crystalline microporous oxide catalysts having increased Lewis acidity | |
US2249613A (en) | Treatment of hydrocarbon oils | |
US2777881A (en) | Catalytic conversion of methyl phenols | |
US2865838A (en) | Conditioning hydrocarbon stocks for catalytic reaction | |
RU2112013C1 (en) | Method of high-octane gasoline producing | |
RU2828568C1 (en) | Method of processing heavy oil in presence of iron-containing catalysts in situ | |
RU2827414C1 (en) | Additive to catalytic cracking catalysts to improve cracking of heavy residue "quantum" and method of its production | |
RU2688662C1 (en) | Method of catalytic cracking of butane-butylene fraction and catalyst for its implementation |