Головин Г.Д., Степанчук А.П., Ковалёв И.Ю.
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ ОТРАБОТАННОГО КАТАЛИЗАТОРА ГИДРООЧИСТКИ *
Аннотация:
в работе представлены результаты исследования изменений текстурных характеристик катализатора гидроочистки после проведения пилотных испытаний. Анализ методом порометрии показал снижение удельной поверхности и объема пор катализатора по сравнению со свежим образцом, что обусловлено частичной блокировкой пор углеродными и другими отложениями, образующимися в процессе эксплуатации. Полученные данные свидетельствуют о существенном изменении поровой структуры катализатора.
Ключевые слова:
катализатор гидроочистки, порометрия, текстурные характеристики, удельная поверхность, объем пор, зауглероживание, эксплуатация, пилотные испытания
Одной из основных проблем в химическом производстве является дезактивация катализаторов, поскольку все катализаторы в той или иной мере подвержены снижению активности. Отмечается, что проблема с дезактивацией поглощает более 90% всех вложений в области катализа [1].На потерю активности и селективности гетерогенных катализаторов, используемых в процессе гидроочистки топлив, в большей мере влияет блокировка поверхности и активных центров в результате образования кокса при протекании реакций полимеризации и поликонденсации [2].В данной работе представлены результаты анализа структурных изменений катализаторов, полученные в ходе пилотных испытаний образцов свежего Ni-Mo катализатора на основе алюмооксидного носителя гидроочистки и его же после 300 ч испытаний на пилотной установке.В ходе испытаний катализаторов в проточном реакторе был проведен процесс гидроочистки реактивного топлива фракции 140-250°C с варьированием температуры процесса от 200 до 300°С, при объемной скорости подачи сырья 5 ч-1, давлении 30 бар и кратностью H2/сырье 400 нм3/м3.Исследование изменения структуры каталазитора проводилось метод низкотемпературной адсорбции азота при 77 К на приборе AutoSorb Quantachrome. На рис. 1 представлены изотермы адсорбции азота при 77 К, которые можно отнести к типу IV, а вид петли гистерезиса – к типу H2 (b) по классификации ИЮПАК, что характеризует исследованный Ni,Mo-катализатор как мезопористый материал.Рис. 1. Изотермы адсорбции и десорбции на свежем (1, 2) и отработанном (3, 4) катализаторе. 1, 3 – изотерма адсорбции, 2, 4 – изотерма десорбции.Для расчета удельной поверхности из изотерм адсорбции использован метод БЭТ, для определения объема пор и их размера – метод БДжХ. В таблице 1 приведены численные характеристики текстуры катализаторов.Таблица 1. Параметры текстуры Ni,Mo-катализаторов по данным азотной порометрии.Снижение объёма пор и удельной поверхности связано с зауглероживанием поверхности катализатора в течение его работы. Можно предположить, что кокс полностью заполняет часть пор, поскольку не наблюдается сохранение или увеличение удельной площади поверхности [3].Анализ катализаторов методом порометрии показал значительные изменения текстурных характеристик: удельная поверхность катализатора снизилась с 161,6 м²/г в свежем состоянии до 153,8 м²/г после эксплуатации в течение 300 ч, что свидетельствует о частичной блокировке пор углеродными и другими отложениями. Объем пор уменьшился с 0,71 см³/г до 0,67 см³/г.В целом, данные порометрии свидетельствуют о существенном изменении поровой структуры катализатора в результате эксплуатации, что отражается в снижении удельной поверхности и объема пор. Эти изменения могут негативно влиять на транспортные свойства и доступность активных центров, что важно учитывать при оценке эффективности и долговечности катализаторов гидроочистки.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 2
Ссылка для цитирования:
Головин Г.Д., Степанчук А.П., Ковалёв И.Ю. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ ОТРАБОТАННОГО КАТАЛИЗАТОРА ГИДРООЧИСТКИ // Вестник науки №6 (87) том 2. С. 2078 - 2082. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/24132 (дата обращения: 20.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+