Молибденовые катализаторы

Молибденовые катализаторы гидроочистки нефти: состав, типы и области применения

Молибденовые катализаторы гидроочистки являются базовым технологическим элементом в процессах очистки нефтяных фракций от серы, азота, кислородсодержащих соединений и металлов. Такие катализаторы применяют в установках гидроочистки («HDS» — Hydrodesulfurization) на нефтеперерабатывающих заводах для повышения качества моторных топлив и снижению содержания загрязнений в исходном сырье.

Состав и конструкция молибденовых катализаторов

Катализатор обычно состоит из двух основных компонентов:

• носитель — высокопористый материал, обеспечивающий большую активную поверхность;
• активный слой — металлы в окисной или сульфидной форме, реализующие каталитические реакции.

Носители для каталитических гранул

В промышленности для носителя обычно используют:

• оксид алюминия (γ-Al₂O₃) — стандартный пористый носитель с хорошей механической прочностью;
• оксид алюминия с добавками цеолитов — для повышения селективности и стойкости.

Носитель формируется в виде гранул (цилиндрические, усечённые, трилистник), обеспечивая оптимальный баланс между давлением падающей среды и удельной площадью поверхности.

Активный слой катализатора

Активный слой содержит:

• оксиды/сульфиды молибдена (MoO₃ / MoS₂);
• металлы-промоторы: кобальт (Co), никель (Ni), реже вольфрам (W), усиливающие активность и селективность.

Комбинации активных компонентов определяют каталитические свойства, стойкость к деградации и способность к гидроочистке специфичных примесей. Сульфидная форма активного вещества используется на стадии эксплуатации после предварительной активации.

Классификация молибденовых катализаторов

Катализаторы классифицируются по составу активного слоя:

• кобальт-молибденовые (Co-Mo) — высокая активность в десульфуризации;
• никель-молибденовые (Ni-Mo) — повышенная устойчивость к деактивации;
• кобальт-никель-молибденовые (Co-Ni-Mo) — сбалансированные свойства;
• никель-молибден-вольфрамовые (Ni-Mo-W) — для тяжёлых условий эксплуатации.

Применение по нефтяным фракциям

Выбор конкретной марки катализатора зависит от типа фракции и требований к конечному продукту.

Гидроочистка бензиновых фракций

Для бензинов применяют каталитические составы с высокой активностью в десульфуризации при умеренных температурах:

• KF-845, KF-645, GO-70, GO-30-7;
• HDS-3, HDS-22;
• GP-534, NK-100, NK-110, NK-130.

Очистка вакуумного газойля

Для лёгкого и тяжёлого вакуумного газойля применяют более стойкие каталитические системы:

• KF-752, KF-747;
• HR-306C, TK-524;
• NK-300.

Гидроочистка дизельных фракций

• KPS-16N, NK-220;
• NK-232, NK-233;
• DT-005K, DT-005N.

Очистка керосина и масел

Катализаторы для керосиновых фракций:

• GK-202, AKMU, ANM, GS-168.

Для масел используют специализированные модификации с более крупным носителем и увеличенной механической стойкостью:

• GRM-24M, NKYu-230, NKYu-430, GO-38a.

Дополнительные каталитические материалы

Помимо основных марок для гидроочистки нефти, в промышленности применяют и другие каталитические составы (например, для предварительной обработки потоков, мягкой гидроочистки, специальных технологических схем). В справочных таблицах приведены примеры.

• APM-99, STP TU 6-01-1-348-86;
• KR-101A, RB-44U, AP-10;
• STP TU 6-05-02-9-78, IP-62M, OPK-2;
• KSM-5, P-5, FPK-1;
• SHPAC-0,5, KR-108U, RB-33U;
• IK-3-12 TU 6-09-32-29-87, KDF-1, RG-492;
• AP-15, NDC-6, IKT-3-20, K-PG, AP-64, PAL-2.

Эти каталитические материалы используются в технологических схемах нефтехимии, например, в десульфуризации тяжёлых остатков, преобразовании тяжёлых ароматиков, а также в предварительных стадиях подготовки сырья.

Формы поставки и условия применения

Катализаторы поставляются в стандартной гранулированной форме, обеспечивающей оптимальный баланс между:

• площадью активной поверхности;
• тепломассопереносом в слое катализатора;
• механической стойкостью при пролёте газожидкостного потока.

Гранулы имеют форму цилиндра или трилистника с размерами, согласуемыми с технологическими условиями установки.

Требования к эксплуатации

Катализатор, как правило, активируется в реакторе до сульфидной формы путём пропуска серосодержащей смеси водорода при повышенной температуре. В процессе эксплуатации важно соблюдать:

• условия температурного режима (обычно 300–400 °C в зависимости от фракции);
• давление и скорость газового потока;
• предварительную подготовку сырья.

Сопутствующие материалы и оборудование

На сайте RusskijMetall.ru представлена также продукция для технологических узлов переработки нефти:

• металлы и сплавы для аппаратурных решений;
• материалы жаропрочные, коррозионностойкие;
• сопутствующие технические материалы.

Технические и коммерческие факторы при выборе катализа

Выбор конкретного каталитического состава определяется:

• характеристиками сырья (содержание серы, тяжёлых компонентов);
• параметрами технологического режима;
• требованиями к продукту (окончательная спецификация).

Для закупщиков важно учитывать, что каталитические составы поставляются под заказ и требуют согласования форм, объёмов и сроков поставки.