Гидродециклизация нафтеновых углеводородов на иридиевых цеолитсодержащих катализаторах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследован процесс гидродециклизации декалина на цеолитсодержащих катализаторах. Полученные катализаторы охарактеризованы комплексом физико-химических методов анализа (ПЭМ, РЭМ, низкотемпературная адсорбция-десорбция азота, 27Al ЯМР, РФЭС); установлено, что структура цеолита существенным образом влияет на процесс гидродециклизации углеводородов. Процесс гидродециклизации протекает через изомеризацию одного из колец, после чего происходит раскрытие кольца. Введение иридия в состав катализатора способствует получению разветвленных углеводородов. При исследовании процесса гидродециклизации в диапазоне температур 300-400°С и начальном давлении водорода 50 атм, установлено, что наибольшей активностью обладает катализатор состава Ir/BEA. Для декалина степень дециклизации при 350°С составила более 50%.

Об авторах

Л. Г. Мамян

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

А. А. Садовников

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

О. В. Арапова

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

А. Л. Максимов

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

Е. Р. Наранов

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: naranov@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

Список литературы

  1. Yadav V.G., Yadav G.D., Patankar S.C. The production of fuels and chemicals in the new world: critical analysis of the choice between crude oil and biomass vis-à-vis sustainability and the environment // Clean Technol. Environ. Policy. 2020. V. 22. P. 1757-1774. https://doi.org/10.1007/s10098-020-01945-5
  2. Jampaiah D., Murzin D.Y., Lee A.F., Schaller D., Bhargava S.K., Tabulo B., Wilson K. Catalytic selective ring opening of polyaromatics for cleaner transportation fuels // Energy Environ. Sci. 2022. V. 15. № 5. P. 1760-1804. https://doi.org/10.1039/D1EE02363B
  3. Naranov E.R., Sadovnikov A.A., Arapova O.V., Bugaev A.L., Usoltsev O.A., Gorbunov D.N., Russo V., Murzin D.U., Maximov A.L. Mechanistic insights on Ru nanoparticle in situ formation during hydrodeoxygenation of lignin-derived substances to hydrocarbons // Catal. Sci. Technol. 2023. V. 13. № 5. P. 1571-1583. https://doi.org/10.1039/D2CY01127A
  4. Широкопояс С.И., Баранова С.В., Максимов А.Л., Кардашев С.В., Куликов А.Б., Наранов Е.Р., Винокуров В.А., Лысенко С.В., Караханов Э.А. Гидрирование ароматических углеводородов в присутствии дибензотиофена на платино-паладиевых катализаторах на основе алюмосиликатов // Нефтехимия. 2014. Т. 54. № 2. С. 95-100. https://doi.org/10.7868/S0028242114020105
  5. Shirokopoyas S.I., Baranova S.V., Maksimov A.L., Kardashev S.V., Kulikov A.B., Naranov E.R., Vinokurov V.A., Lysensko S.V., Karakhanov E.A. Hydrogenation of aromatic hydrocarbons in the presence of dibenzothiophene over platinum-palladium catalysts based on Al-SBA-15 aluminosilicates // Petrol. Chemistry. 2014. V. 54. P. 94-99. https://doi.org/10.1134/S0965544114020108.
  6. Naranov E., Sadovnikov A., Arapova O., Kuchinskaya T., Usoltsev O., Bugaev A., Janssens K., De Vos D., Maximov A. The in-situ formation of supported hydrous ruthenium oxide in aqueous phase during HDO of lignin-derived fractions // Appl. Catal. B. 2023. V. 334. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122861
  7. Naranov E.R., Sadovnikov A.A., Bugaev A.L., Shavaleev D.A., Maximov A.L. A stepwise fabrication of MFI nanosheets in accelerated mode // Catal. Today. 2021. V. 378. P. 149-157. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2021.06.011
  8. Наранов Е.Р., Дементьев К.И., Герзелиев И.М., Колесниченко Н.В., Ролдугина Е.А., Максимов А.Л. Роль цеолитного катализа в современной нефтепереработке: вклад отечественных разработок // Современные молекулярные сита. 2019. Т. 1. № 1.
  9. Naranov E.R., Dement'ev K.I., Gerzeliev I.M., Kolesnichenko N.V., Roldugina E.A., Maksimov A.L. The role of zeolite catalysis in modern petroleum refining: contribution from domestic technologies // Petrol. Chemistry. 2019. V. 59. P. 247-261. https://doi.org/10.1134/S0965544119030101
  10. Naranov E.R., Maximov A.L. Selective conversion of aromatics into cis-isomers of naphthenes using Ru catalysts based on the supports of different nature // Catal. Today. 2019. V. 329. P. 94-101. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2018.10.068
  11. Голубев О.В., Егазарьянц С.В., Матевосян Д.В., Наранов Е.Р., Максимов А.Л., Караханов Э.А. Разработка состава катализаторов защитного слоя для удаления соединений хлора из дизельных фракций // Журн. прикл. химии. 2018. Т. 91. № 12. С. 1778-1783. https://doi.org/10.1134/S0044461818120125
  12. Golubev O.V., Egazar'yants S.V., Matevosyan D.V., Naranov E.R., Maksimov A.L., Karakhanov E.A. Development of protective-layer catalysts for removal of chlorine compounds from diesel fractions // Russ. J. Appl. Chem. 2018. V. 91 P. 2040-2045. https://doi.org/10.1134/S1070427218120169.
  13. Pérot G. Hydrotreating catalysts containing zeolites and related materials-mechanistic aspects related to deep desulfurization // Catal. Today. 2003. V. 86. № 1-4. P. 111-128. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(03)00407-3
  14. Shimada H., Yoshitomi S., Sato T., Matsubayashi N., Imamura M., Yoshimura Y., Nishijima A. Dual-functional Ni-Mo sulfide catalysts on zeolite-alumina supports for hydrotreating and hydrocracking of heavy oils // Stud. Surf. Sci. Catal. 1997. V. 106. P. 115-128. https://doi.org/10.1016/S0167-2991(97)80010-9
  15. Sundaramurthy V., Eswaramoorthi I., Dalai A.K., Adjaye J. Hydrotreating of gas oil on SBA-15 supported NiMo catalysts // Microporous Mesoporous Mater. 2008. V. 111. № 1-3. P. 560-568. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2007.08.037
  16. Dufresne P. Hydroprocessing catalysts regeneration and recycling // Appl. Catal. A: Gen. 2007. V. 322. P. 67-75. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2007.01.013
  17. Aho A., Roggan S., Simakova O.A., Salmi T., Murzin D.Y. Structure sensitivity in catalytic hydrogenation of glucose over ruthenium // Catal. Today. 2015. V. 241. P. 195-199. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2013.12.031
  18. Calemma V., Giardino R., Ferrari M. Upgrading of LCO by partial hydrogenation of aromatics and ring opening of naphthenes over bi-functional catalysts // Fuel Process. Technol. 2010. V. 91. № 7. P. 770-776. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2010.02.012
  19. Bjelić A., Grilc M., Huš M., Likozar B. Hydrogenation and hydrodeoxygenation of aromatic lignin monomers over Cu/C, Ni/C, Pd/C, Pt/C, Rh/C and Ru/C catalysts: mechanisms, reaction micro-kinetic modelling and quantitative structure-activity relationships // Chem. Eng. J. 2019. V. 359. P. 305-320. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.11.107
  20. He T., Wang Y., Miao P., Li J., Wu J., Fang Y. Hydrogenation of naphthalene over noble metal supported on mesoporous zeolite in the absence and presence of sulfur // Fuel. 2013. V. 106. P. 365-371. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2012.12.025
  21. Weitkamp J. Catalytic hydrocracking-mechanisms and versatility of the process // ChemCatChem. 2012. V. 4. № 3. P. 292-306. https://doi.org/10.1002/cctc.201100315
  22. Song C. An overview of new approaches to deep desulfurization for ultra-clean gasoline, diesel fuel and jet fuel // Catal. Today. 2003. V. 86. P. 211-263. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(03)00412-7
  23. Topsøe H., Clausen B.S., Massoth F.E. Catalysis: Science and Technology. Springer Berlin, Heidelberg, 1996. P. 1-269. https://doi.org/10.1007/978-3-642-61040-0_1
  24. Du H., Fairbridge C., Yang H., Ring Z. The chemistry of selective ring-opening catalysts // Appl. Catal. A Gen. 2005. V. 294. P. 1-21. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2005.06.033
  25. Zhang H., Meng X., Li Y., Lin Y.S. MCM-41 Overgrown on Y composite zeolite as support of Pd-Pt catalyst for hydrogenation of polyaromatic compounds // Ind. Eng. Chem. Res. 2007. V. 46. P. 4186-4192. https://doi.org/10.1021/ie061138e
  26. Fu D., van der Heijden O., Stanciakova K., Schmidt J.E., Weckhuysen B.M. Disentangling reaction processes of zeolites within single-oriented channels // Angew. Chem. Int. Ed. 2020. V. 59. № 36. P. 15502-15506. https://doi.org/10.1002/anie.201916596
  27. Song C., Ma X. New design approaches to ultra-clean diesel fuels by deep desulfurization and deep dearomatization // Appl. Catal. B. 2003. V. 41. № 1-2. P. 207-238. https://doi.org/10.1016/S0926-3373(02)00212-6
  28. Escalona G., Rai A., Betancourt P., Sinha A.K. Selective poly-aromatics saturation and ring opening during hydroprocessing of light cycle oil over sulfided Ni-Mo/SiO2-Al2O3 catalyst // Fuel. 2018. V. 219. P. 270-278. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.01.134
  29. Santana R., Do P., Santikunaporn M., Alvarez W., Taylor J., Sughrue E., Resasco D. Evaluation of different reaction strategies for the improvement of cetane number in diesel fuels // Fuel. 2006. V. 85. № 5-6. P. 643-656. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2005.08.028
  30. Jacquin M., Jones D.J., Rozière J., López A.J., Rodríguez-Castellón E., J. Trejo Menayo J.M., Lenarda M., Storaro L., Vaccari A., Albertazzi S.J. Cetane improvement of diesel with a novel bimetallic catalyst // J. Catal. 2004. V. 228. № 2. P. 447-459. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2004.09.017

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023