Разработка подходов к регулированию структур Co(Ni)MoS на поверхности Al2O3 для создания катализаторов гидроочистки, не требующих реактивации

Гидроочистка - один из ключевых процессов нефтепереработки, направленный на снижение содержания гетероатомных соединений в нефтяных дистиллятах. В качестве катализаторов гидроочистки используются Co(Ni)Mo/Al2O3 системы. Активация катализаторов проводится сульфидированием с переводом нанесенных металлов в Co(Ni)MoS фазу. В результате на поверхности носителя формируются частицы дисульфида молибдена, декорированные атомами промотора (Co или Ni). В процессе эксплуатации на промышленных установках гидроочистки происходит постепенное снижение активности катализатора из-за образования кокса, спекания частиц MoS2 и отравления каталитическими ядами. Для повторного использования катализатор выгружают из реактора гидроочистки и проводят процедуру окислительной регенерации при температурах 450-550°C. Это позволяет удалить кокс из состава катализатора и перевести сульфидный компонент в оксидную фазу. Побочным эффектом окислительной регенерации является образование сложных оксидных соединений (алюминаты Co(Ni)Al2O4 и молибдаты Co(Ni)MoO4) за счет сильного взаимодействия нанесенных металлов с носителем. Такие оксидные соединения при последующей активации намного труднее подвергаются сульфидированию и не образуют Co(Ni)MoS фазу. В связи с этим для полного восстановления активности катализаторов гидроочистки процедуры окислительной регенерации недостаточно и требуется проведение дополнительной стадии – реактивации. Стадия реактивации включает обработку прокаленного катализатора органическими агентами, которые переводят оксидные соединения металлов в легкосульфидируемые предшественники активного компонента. Однако стадия реактивации требует дополнительных затрат, что обуславливает актуальность разработки подходов к синтезу катализаторов гидроочистки, не требующих реактивации. Наличие сложных оксидных предшественников активного компонента в прокаленных катализаторах обуславливает формирование малоактивных соединений в составе сульфидного катализатора. Можно предположить, что отсутствие этих соединений в регенерированном катализаторе позволит избежать формирования малоактивных соединений и обеспечит селективное формирование активной Co(Ni)MoS фазы. В настоящей работе предлагается провести исследование, включающее поиск подходов к синтезу Co(Ni)Mo катализаторов, поверхностная структура которых после стадии регенерации может быть селективно переведена в активную Co(Ni)MoS фазу без дополнительной стадии реактивации. В открытой литературе подобные исследования не приведены. Для решения поставленной задачи в рамках реализации проекта планируется выполнить исследование влияния условий приготовления носителей и Co(Ni)Mo катализаторов гидроочистки на формирование поверхностных сульфидных Co(Ni)Mo фаз после проведения окислительной регенерации. Синтез Al2O3 носителей будет проводиться из гидроксидов алюминия псевдобемитной и/или байеритной структуры методом экструзии с последующей термообработкой. Для приготовления нанесённых Co(Ni)Mo/Al2O3 катализаторов будет использован метод пропитки носителя раствором, содержащим предшественники Mo и Co(Ni), а также хелатирующий агент, с последующей термообработкой пропитанных носителей при различных температурах и в различных средах. С целью уменьшения взаимодействия предшественника активного компонента с носителем для приготовления катализаторов будут использованы композитные носители углерод-оксид алюминия (C@Al2O3). Использование Al2O3 носителей различного фазового состава, композитных C@Al2O3 носителей, а также варьирование условий приготовления катализаторов обеспечит формирование Co(Ni)MoS фаз с различными характеристиками и способностью к восстановлению каталитических свойств после окислительной регенерации. Основным результатом выполнения проекта будет выработка подходов к приготовлению СоMo/Al2O3 и NiMo/Al2O3 катализаторов гидроочистки, не требующих реактивации.