д-р хим. наук, (DSc), Бухарский инженерно – технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗОМЕРИЗАЦИИ И ГИДРОИЗОМЕРИЗЦИИ БЕНЗОЛСОДЕРЖАЩЕЙ ФРАКЦИИ БЕНЗИНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАТАЛИЗАТОРА AlNiW-Cl
АННОТАЦИЯ
В настоящем исследовании была проведена гидроизомеризация бензолсодержащей фракции бензина АИ-80 на никельвольфрамсодержащих катализаторах, представляющем собой основной никель и вольфрам, нанесенный на хлорированный оксид алюминия.
ABSTRACT
In the present study, hydroisomerization of the benzene-containing fraction of AI-80 gasoline was carried out on nickel-tungsten-containing catalysts, which are basic nickel and tungsten supported on chlorinated alumina.
Ключевые слова: бензин, изомеризация, катализатор, гидроизомеризация.
Keywords: gasoline, isomerization, catalyst, hydroisomerization.
Увеличение количества автомобилей с двигателями внутреннего сгорания в мире является причиной увеличения спроса на моторные топлива. Большой расход моторных топлив, особенно автомобильных бензинов, является одним из основных факторов серьезности экологической ситуации, в связи с чем ужесточаются экологические требования к этому виду моторного топлива. Поэтому производство автомобильных бензиновых фракций с низким содержанием ароматических углеводородов и высоким октановым числом имеет большое значение в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности [1].
Сегодня в мире происходит переход на высокооктановые автомобильные бензины АИ-95 и АИ-98, содержащие до 35% ароматических углеводородов. Существует множество способов повышения октанового числа автомобильных бензинов, среди них особое внимание уделяется разработке технологий, направленных на получение изомеризата, содержащего до 70 % изоструктурных углеводородов, путем изомеризации низкооктановых легких бензиновых фракций в наличие бифункциональных катализаторов [1].
В настоящем исследовании была проведена гидроизомеризация бензолсодержащей фракции бензина АИ-80 на никельвольфрамсодержащих катализаторах, представляющем собой основной никель и вольфрам, нанесенный на хлорированный оксид алюминия. Для многих процессов изомеризации используют носители, обладающие высокой кислотностью. Для этого во время его приготовления добавляют разные цеолиты или носитель, которые обрабатываются галогенами (Cl или F) [2]. Мы обрабатывали носитель (γ-оксид алюминия) HCl.
Для повышения селективности гидрирующе-дегидрирующих свойств катализатора использовали металлы никель и вольфрам, а в другие образцы катализаторов еще добавляли металлы Cu, Cr, Mo. Была проведена гидроизомеризация бензолсодержащей фракции бензина на полученных катализаторах и дана оценка активности и селективности этих катализаторов в процессе гидроизомеризации.
Катализатор AlNiW-Cl содержит в составе: 4,0% – NiO, 5,0% – WO3 и 91% – хлорированный Al2O3. Результаты проведённой гидроизомеризации бензолсодержащей фракции бензина приведены в табл. 1.
Как видно из таблицы, в катализате содержание ароматических углеводородов и н-парафинов значительно уменьшилось при давлении 5 МПа и при темперутуры 200-220оС.
Таблица 1.
Групповой углеводородный состав сырья и продуктов, полученных с использованием AlNiW-Cl катализатора
Углеводороды |
Состав сырья, % масс. |
Состав продуктов, полученных при различных температурах, % масс. |
|||||
160 |
180 |
200 |
220 |
240 |
260 |
||
Давление, 3 МПа |
|||||||
Ароматические углеводороды |
42,85 |
38,24 |
36,50 |
35,45 |
34,58 |
36,28 |
37,18 |
н-парафиновые углеводороды |
11,90 |
10,54 |
9,85 |
9,45 |
9,30 |
8,95 |
8,48 |
изо-парафиновые и нафтеновые углеводороды |
45,25 |
51,22 |
53,65 |
55,1 |
56,12 |
54,77 |
54,34 |
Выход катализата, % |
100 |
99,4 |
99,3 |
99 |
99 |
98,5 |
96,4 |
Давление, 4 МПа |
|||||||
Ароматические углеводороды |
42,85 |
35,5 |
34,33 |
30,25 |
25,65 |
25,94 |
28,15 |
н-парафиновые углеводороды |
11,90 |
9,54 |
9,1 |
8,45 |
8,25 |
7,84 |
7,45 |
изо-парафиновые и нафтеновые углеводороды |
45,25 |
54,96 |
56,57 |
61,3 |
66,1 |
66,22 |
64,4 |
Выход катализата, % |
100 |
99,8 |
99 |
99 |
98,6 |
96 |
94,5 |
Давление, 5 МПа |
|||||||
Ароматические углеводороды |
42,85 |
28,45 |
22,87 |
18 |
17,05 |
18,54 |
20 |
н-парафиновые углеводороды |
11,90 |
6,45 |
3,02 |
1,2 |
0,9 |
0,7 |
0,5 |
изо-парафиновые и нафтеновые углеводороды |
45,25 |
65,05 |
74,11 |
80,8 |
82,05 |
80,76 |
79,5 |
Выход катализата, % |
100 |
99,8 |
99 |
99 |
93,2 |
92,3 |
89,45 |
Из таблица 1 видно, что с ростом давления процесса гидроизомеризации в катализате содержание ароматических и н-парафиновых углеводородов уменьшается, а количество изо-парафиновых и нафтеновых углеводородов – увеличивается. Исходя из этого можно сказать, что на алюмоникельвольфрамовом катализаторе гидрирование ароматических углеводородов и изомеризация н-парафиновых углеводородов наиболее активно протекает при 5 МПа.
Выход катализата до 200оС незначительно уменьшается, а с ростом температуры процесса выход газов увеличивается значительно. Исходя из этого можно сказать, что с ростом температуры выше 200оС в процессе гидроизомеризации наблюдается увеличение реакции гидрокрекинга. Это может привести к значительной потери ресурса бензина.
Список литературы:
- Махмудов М.Ж., Қаршиев М.Т Механизмы и термодинамика реакций изомеризации бензиновых фракций // Развитие науки и технологий научно – технический журнал – 2022 й. – №2. С. 40-45.
- Махмудов М.Ж., Наубеев Т.Х, Сапашов И.Я., Артықбаева А.Р. Гидроизомеризация бензолсодержащей фракции низкооктанового бензина на катализаторе NiCu/Al2O3 с целью соответствия его до норм Евростандарта-5 // «Инновационные развитие нефтегазовой отрасли, современная энергетика и их актуальные проблемы». Международная конференция, Ташкент-2020. С. 141-142.