Зависимость физико-химических и каталитических свойств Ni–Mo/Al2O3-катализатора защитного слоя от сорбции кремния в процессе гидроочистки дизельной фракции

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изучено влияние сорбции кремния в процессе гидроочистки дизельной фракции на физико-химические и каталитические свойства NiMo/Al2O3-катализатора защитного слоя. Физико-химические характеристики катализаторов исследовали методами низкотемпературной адсорбции азота, термогравиметрическим анализом (ТГА), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией (РФЭС) и атомно-эмиссионной спектроскопией с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП). Установлено, что содержание кремния на поверхности катализатора выше, чем в его объеме. Выявлена линейная зависимость снижения объема пор и удельной поверхности катализатора от количества сорбированного кремния (до 5 мас.%). Получены количественные оценки температуры, необходимой для компенсации активности катализатора от содержания кремния в образце. Показана возрастающая нелинейная зависимость потери активности катализатора от содержания кремния.

Об авторах

И. С Голубев

Институт катализа им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: golubev@catalysis.ru
ORCID iD: 0000-0002-6069-4150
Новосибирск, Россия

П. П Дик

Институт катализа им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН)

Email: golubev@catalysis.ru
ORCID iD: 0000-0002-9100-5135
Новосибирск, Россия

А. А Почтарь

Институт катализа им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН)

Email: golubev@catalysis.ru
ORCID iD: 0000-0001-7607-2025
Новосибирск, Россия

И. А Мик

Институт катализа им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН)

Email: golubev@catalysis.ru
ORCID iD: 0000-0002-8336-1797
Новосибирск, Россия

Р. В Петров

Институт катализа им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН)

Email: golubev@catalysis.ru
ORCID iD: 0000-0002-2335-7032
Новосибирск, Россия

С. И Решетников

Институт катализа им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН)

Email: golubev@catalysis.ru
ORCID iD: 0000-0002-1616-6801
Новосибирск, Россия

А. С Носков

Институт катализа им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН)

Email: golubev@catalysis.ru
ORCID iD: 0000-0002-7038-2070
Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. Kokayeff P., Zink S., Roxas P. Hydrotreating in Petro­leum Processing // Handbook of Petroleum Processing (Еds. S.A. Treese, P.R. Pujado, D.S.J. Jones). Cham: Springer. 2015. P. 361–434.https://doi.org/10.1007/978-3-319-14529-7_4
  2. Rome C., Hueston T. Silicone in the oil and gas indust­ry // Compos. Int. 2002. № 53. P. 1–14.
  3. Pohl P., Vorapalawut N., Bouyssiere B., Lobinski R. Trace-level determination and insight in speciation of silicon in petrochemical samples by flow-injection high resolution ICP MS and HPLC-high resolution ICP MS // J. Anal. At. Spectrom. 2010. V. 25. № 9. P. 1461–1466.https://doi.org/10.1039/c005010e
  4. Kellberg L., Zeuthen P., Jakobsen H.J. Deactivation of HDT catalysts by formation of silica gels from silicone oil. characterization of spent catalysts from HDT of coker naphtha using 29Si and 13C CP/MAS NMR // J. Catal. 1993. V. 143. № 1. P. 45–51. https://doi.org/10.1006/jcat.1993.1252
  5. Vaiss V.S., Fonseca C.G., Antunes F.P.N., Chinelatto L.S., Chiaro S.S.X., Souza W.F., Leitão A.A. Experimental and theoretical study of deactivated HDT catalysts by Si species deposited on their surfaces: Models pro­position, structural and thermodynamic analysis // J. Catal. 2020. V. 389. P. 578–591.https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.06.007
  6. Schmidt M., Rasmussen H. Guarding against conta­mi­nants // Digital Refining. 2016. P. 1–7.
  7. Marafi A., Albazzaz H., Rana M.S. Hydroprocessing of heavy residual oil: Opportunities and challenges // Catal. Today. 2019. V. 329. P. 125–134. https://doi.org/10.1016/J.CATTOD.2018.10.067
  8. Chen X., Liu L., Yang C., Zheng B., Yin X., Sun J., Yao Y., Duan W. Influence of the silicon deposition on the industrial silicon trapping catalyst // Russ. J. Appl. Chem. 2024. V. 97. № 3. P. 313–321.https://doi.org/10.1134/S1070427224020071
  9. Pérez-Romo P., Navarrete-Bolaños J., Aguilar-Barre­ra C., Angeles-Chavez C., Laredo G.C. Morpho­logical and structural study of the Si deposition on the sulfided NiMo/γ-Al2O3 catalyst: Effect on the support // Appl. Catal. A: Gen. 2014. V. 485. P. 84–90. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2014.07.038
  10. Danilevich V.V., Klimov O.V., Nadeina K.A., Gerasi­mov E.Y., Cherepanova S.V., Vatutina Y.V., Nos­kov A.S. Novel eco-friendly method for preparation of mesoporous alumina from the product of rapid thermal treatment of gibbsite // Superlattices Microstruct. 2018. V. 120. № May. P. 148–160.https://doi.org/10.1016/j.spmi.2018.05.025
  11. Петров Р.В., Решетников С.И., Дик П.П., Голу­бев И.С., Носков А.С. Влияние скорости подачи ди­зельной фракции на удаление кремния катализатором защитного слоя // Теоретические основы химической технологии. 2025. Т. 59. № 1. С. 77–85. https://doi.org/10.31857/S0040357125010094
  12. Дик П.П., Голубев И.С., Решетников С.И., Пет­ров Р.В., Носков А.С. Зависимость защитных свойств катализатора гидроочистки дизельного топ­лива от содержания в сырье декаметилциклопентасилоксана // Нефтехимия. 2024. Т. 64. № 5. С. 464–470. https://doi.org/10.31857/S0028242124050047
  13. Голубев И.С., Решетников С.И., Дик П.П., Пет­ров Р.В., Мик И.А., Носков А.С. Влияние температуры процесса гидроочистки дизельного топлива на сорбцию кремния на NiMo/Al2O3-катализато­ре // Катализ в промышленности. 2025. Т. 25. № 3. С. 90–97.https://doi.org/10.18412/1816-0387-2025-3-90-97
  14. Reséndiz E., Ancheyta J., Rosales-Quintero A., Marroquín G. Estimation of activation energies during hydrodesulfurization of middle distillates // Fuel. 2007. V. 86. № 9. P. 1247–1253.https://doi.org/10.1016/J.FUEL.2006.09.023
  15. Moulder J.F., Stickle W.F., Sobol W.M., Bomben K.D. Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy / Еds. J. Chastain, R.C. King. ULVAC-PHI, Inc., Japan; Physical Electronisc USA, Inc., Minnesota, 1995.
  16. Scofield J.H. Hartree-Slater subshell photoionization cross-sections at 1254 and 1487 eV // J. Electron Spectrosc. Related Phenomena. 1976. V. 8. № 2. P. 129–137. https://doi.org/10.1016/0368-2048(76)80015-1
  17. Perez-Romo P., Otal L.M.R. Recovering silicon poiso­ned catalyst // Digital Refining. 2021. November. P. 73–80.
  18. Nadeina K.A., Kazakov M.O., Kovalskaya A.A., Dani­le­vich V.V., Klimov O.V., Danilova I.G., Khabibu­lin D.F., Gerasimov E.Y., Prosvirin I.P., Ushakov V.A., Fedotov K.V., Kondrashev D.O., Kleimenov A.V., Nos­kov A.S. Guard bed catalysts for silicon removal du­ring hydrotreating of middle distillates // Catal. Today. 2019. V. 329. P. 53–62. https://doi.org/10.1016/J.CATTOD.2018.11.075
  19. Golubev I.S., Dik P.P., Petrov R.V., Mik I.A., Bessono­va N.V., Reshetnikov S.I., Noskov A.S. Dynamics of silicon sorption on the NiMo/Al2O3 guard bed cata­lyst during hydrotreating of diesel // Petrol. Chemistry. 2023. V. 63. № 10. P. 1203–1209. https://doi.org/10.1134/S0965544123090037
  20. Cychosz K.A., Guillet-Nicolas R., García-Martínez J., Thommes M. Recent advances in the textural charac­terization of hierarchically structured nanoporous materials // Chem. Soc. Rev. 2017. V. 46. № 2. P. 389–414.https://doi.org/10.1039/c6cs00391e
  21. Ancheyta J., Rana M.S., Furimsky E. Hydroprocessing of heavy petroleum feeds: Tutorial // Catal. Today. 2005. V. 109. № 1–4. P. 3–15. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2005.08.025
  22. Soethoudt J., Crahaij S., Conard T., Delabie A. Impact of SiO2 surface composition on trimethylsilane pas­sivation for area-selective deposition // J. Mater. Chem. C. 2019. V. 7. № 38. P. 11911–11918.https://doi.org/10.1039/c9tc04091a
  23. Kaur A., Chahal P., Hogan T. Selective fabrication of SiC/Si diodes by excimer laser Under ambient con­ditions // IEEE Electron Device Lett. 2016. V. 37. № 2. P. 142–145. https://doi.org/10.1109/LED.2015.2508479
  24. Xia J., Qin Y., Wei X., Li L., Li M., Kong X., Xiong S., Cai T., Dai W., Lin C.-T., Jiang N., Fang S., Yi J., Yu J. Enhanced thermal conductivity of polymer com­­posite by adding fishbone-like silicon carbide // Nano­materials. 2021. V. 11. № 11. ID 2891. https://doi.org/10.3390/nano11112891
  25. Vatutina Y.V., Kazakov M.O., Nadeina K.A., Buduk­va S.V., Danilova I.G., Gerasimov E.Y., Suprun E.A., Prosvirin I.P., Nikolaeva O.A., Gabrienko A.A., Kli­mov O.V., Noskov A.S. Is it possible to reactivate hyd­rotreating catalyst poisoned by silicon? // Catal. Today. 2021. V. 378. P. 43–56.https://doi.org/10.1016/J.CATTOD.2021.03.005
  26. Morales-Leal F., Ancheyta J., Torres-Mancera P., Alonso F., Rayo P. Characterization of spent catalysts from hydrotreating of different feedstocks in batch reactor // Fuel. 2024. V. 371. ID 131938.https://doi.org/10.1016/J.FUEL.2024.131938
  27. Dukanović Z., Glišić S.B., Čobanin V.J., Nićiforović M., Georgiou C.A., Orlović A.M. Hydrotreating of straight-run gas oil blended with FCC naphtha and light cycle oil // Fuel Process. Technol. 2013. V. 106. P. 160–165.https://doi.org/10.1016/J.FUPROC.2012.07.018

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).