Пассивация никеля в присутствии ванадия на катализаторах крекинга
- Authors: Шакиров И.И.1, Лысенко С.В.1, Кардашев С.В.1, Синикова Н.А.1, Егазарьянц С.В.1, Максимов А.Л.1,2, Караханов Э.А.1
-
Affiliations:
- Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
- Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН
- Issue: Vol 64, No 3 (2024)
- Pages: 204-218
- Section: Articles
- URL: https://jdigitaldiagnostics.com/0028-2421/article/view/655550
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0028242124030027
- EDN: https://elibrary.ru/LHJZWN
- ID: 655550
Cite item
Abstract
Проведены эксперименты по совместной пассивации никеля и ванадия борсодержащей добавкой на катализаторе крекинга. Исследовано влияние пассивации металлов маслорастворимой добавкой на основе бора на характеристики катализатора и его активность в крекинге углеводородного нефтяного сырья. Оценена активность борсодержащего пассиватора в дезактивации ванадия. Установлено, что применение пассиватора не увеличивает устойчивость катализатора к основному отравляющему действию ванадия, разрушению цеолитной структуры, однако снижает дегидрирующую активность ванадия, значительно улучшая характеристики процесса крекинга углеводородного сырья.
Keywords
Full Text

About the authors
Искандер Ильгизович Шакиров
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Author for correspondence.
Email: sammy-power96@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2029-693X
Russian Federation, Москва
Сергей Васильевич Лысенко
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Email: sammy-power96@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0006-7826-2811
д.х.н.
Russian Federation, МоскваСергей Викторович Кардашев
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Email: sammy-power96@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1818-7697
к.х.н.
Russian Federation, МоскваНаталья Александровна Синикова
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Email: sammy-power96@yandex.ru
к.х.н.
Russian Federation, МоскваСергей Владимирович Егазарьянц
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Email: sammy-power96@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9160-4050
д.х.н.
Russian Federation, МоскваАнтон Львович Максимов
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН
Email: sammy-power96@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9297-4950
д.х.н., чл.-корр. РАН
Russian Federation, Москва; МоскваЭдуард Аветисович Караханов
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Email: sammy-power96@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4727-954X
д.х.н., профессор
Russian Federation, МоскваReferences
- Salahshour P., Yavari M., Güleç F., Karaca H., Tarighi S., Habibzadeh S. Development of heavy metal passivators in residue fluid catalytic cracking process // Journal of Composites and Compounds. 2022. V. 4. № 13. P. 186–194. https://doi.org/10.52547/jcc.4.4.3
- Jeon H.J., Park S.K., Woo S.I. Evaluation of vanadium traps occluded in resid fluidized catalytic cracking (RFCC) catalyst for high gasoline yield // Applied Catalysis A: General. 2006. V. 306. P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2006.02.048
- Караханов Э.А., Ковалева Н.Ф., Лысенко С.В. Влияние пассивации никеля цитратами сурьмы, олова и висмута на состав продуктов крекинга углеводородов различных классов // Вecтн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 1999. Т. 40. № 1. С. 60–63.
- Караханов Э.А., Братков А.А., Лысенко С.В. Реактивация отравленного никелем катализатора крекинга маслорастворимыми пассиваторами // Нефтехимия. 1995. Т. 35. № 5. С. 421–424. [Karakhanov E.A., Bratkov A.A., Lysenko S.V. Reactivation of a nickel-poisoned cracking catalyst with oil-soluble passivators // Petroleum Chemistry. 1995. V. 35. № 5. P. 402–405.]
- Keeley C.V., Shackleford A., Clough M., Srikantharajah S., O’Berry B., Yilmaz B. Catalyst technologies for improved FCC yields // Petroleum technology quarterly. 2017. V. 22. № 5. P. 31–35.
- Yuan C., Ju G., Chen Q., Yan T., Li Z. Preparation of B2O3/SBA-15 and application as matrix component in nickel-tolerant fluid catalytic cracking catalyst // China Petroleum Processing and Petrochemical Technology. 2023. V. 25. № 1. P. 144–150.
- Zhang C.C., Shi J., Hartlaub S., Palamara J.P., Petrovic I., Yilmaz B. In-situ diffuse reflective infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) study on Ni passivation in FCC catalysts from boron-based technology // Catalysis Communications. 2021. V. 150. 106273. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2020.106273
- Yuan C., Zhou L., Chen Q., Su C., Li Z., Ju G. The research on anti-nickel contamination mechanism and performance for boron-modified FCC catalyst // Materials. 2022. V. 15. № 20. ID 7220. https://doi.org/10.3390/ma15207220
- Charisteidis I.D., Trikalitis P.N., Triantafyllidis K.S., Komvokis V., Yilmaz B. Characterization of Ni-phases and their transformations in fluid catalytic cracking (FCC) catalysts: comparison of conventional versus boron-based Ni-passivation // Catalysts. 2023. V. 13. N 1. ID 3. https://doi.org/10.3390/catal13010003
- Reynolds J.G. Nickel in petroleum refining // Petroleum Science and Technology. 2001. V. 19. № 7–8. P. 979–1007. https://doi.org/10.1081/LFT-100106915
- Escobar A.S., Pereira M.M., Pimenta R.D.M., Lau L.Y., Cerqueira H.S. Interaction between Ni and V with USHY and rare earth HY zeolite during hydrothermal deactivation // Applied Catalysis A: General. 2005. V. 286. № 2. P. 196–201. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2005.03.002
- Yang S.-J., Chen Y.-W., Chiuping L. The interaction of vanadium and nickel in USY zeolite // Zeolites. 1995. V. 15. № 1. P. 77–82. https://doi.org/10.1016/0144-2449(94)00010-P
- Шакиров И.И., Кардашев С.В., Лысенко С.В., Караханов Э.А. Способ пассивации тяжелых металлов на катализаторах крекинга борсодержащими соединениями // Патент РФ № 2794336 C1. Заявка 17.04.2023.
- Etim U.J., Bai P., Liu X., Subhan F., Ullah R., Yan Z. Vanadium and nickel deposition on FCC catalyst: Influence of residual catalyst acidity on catalytic products // Microporous and Mesoporous Materials. 2019. V. 273. P. 276–285. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2018.07.011
- Etim U.J., Xu B., Bai P., Ullah R., Subhan F., Yan Z. Role of nickel on vanadium poisoned FCC catalyst: A study of physiochemical properties // J. of Energy Chemistry. 2016. V. 25. № 4. P. 667–676. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2016.04.001
- Qin Z., Shen B., Yu Z., Deng F., Zhao L., Zhou S., Yuan D., Gao X., Wang B., Zhao H., Liu H. A defect-based strategy for the preparation of mesoporous zeolite Y for high-performance catalytic cracking // J. of Catalysis. 2013. V. 298. P. 102–111. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2012.11.023
- Corma A. From Microporous to Mesoporous Molecular Sieve Materials and Their Use in Catalysis // Chemical Reviews. 1997. V. 97. № 6. P. 2373–2420. https://doi.org/10.1021/cr960406n
- Moreno S., Poncelet G. Dealumination of small- and large-port mordenites: A comparative study // Microporous Materials. 1997. V. 12. № 4. P. 197–222. https://doi.org/10.1016/S0927-6513(97)00067-9
- Bai P., Yang M., Chen X., Liu Y., Yang W., Zhao L., Wu P., Wang C., Mintova S., Yan Z. Modulation of surface chemistry by boron modification to achieve a superior VOх/Al2O3 catalyst in propane dehydrogenation // Catalysis Today. 2022. V. 402. P. 248–258. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2022.04.015
- Gambo Y., Adamu S., Lucky R.A., Ba-Shammakh M.S., Hossain M.M. Decoupling reaction network and designing robust VOx/Al2O3 catalyst with suitable site diversity for promoting CO2-mediated oxidative dehydrogenation of propane // Chemical Engineering Journal. 2024. V. 479. ID 147458. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147458
- Król M., Mozgawa W., Jastrzębski W., Barczyk K. Application of IR spectra in the studies of zeolites from D4R and D6R structural groups // Microporous and Mesoporous Materials. 2012. V. 156. P. 181–188. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2012.02.040
- Buurmans I.L.C., Soulimani F., Ruiz-Martínez J., van der Bij H.E., Weckhuysen B.M. Structure and acidity of individual Fluid Catalytic Cracking catalyst particles studied by synchrotron-based infrared micro-spectroscopy // Microporous and Mesoporous Materials. 2013. V. 166. P. 86–92. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2012.08.007
- Busca G. Infrared (IR) Spectroscopy. Springer Handbook of Advanced Catalyst. Cham: Springer International Publishing, 2023. P. 3–32. https://doi.org/10.1007/978-3-031-07125-6_1
- Dumeignil F., Guelton M., Rigole M., Amoureux J.P., Fernandez C., Grimblot J. Synthesis of high surface area boria–alumina mixed oxides characterization by 11B- and 27Al-NMR // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 1999. V. 158. № 1–2. P. 75–81. https://doi.org/10.1016/S0927-7757(99)00133-8
- Sen S., Xu Z., Stebbins J.F. Temperature dependent structural changes in borate, borosilicate and boroaluminate liquids: high-resolution 11B, 29Si and 27Al NMR studies // Journal of Non-Crystalline Solids. 1998. V. 226. № 1. P. 29–40. https://doi.org/10.1016/S0022-3093(97)00491-2
- Шакиров И.И., Лысенко С.В., Бороноев М.П., Максимов А.Л., Караханов Э.А. Пассивация никеля на катализаторах крекинга // Журнал прикладной химии. 2023. Т. 96. № 6. С. 632–640. https://doi.org/10.31857/S0044461823060105 [Shakirov I.I., Kardashev S.V., Lysenko S.V., Boronoev M.P., Maximov A.L., Karakhanov E.A. Nickel passivation on cracking catalysts // Russ. J. Appl Chem. 2023. V. 96. P. 702–709. https://doi.org/10.1134/S1070427223060101].
- Jun Li, Guohua Luo, Fei Wei. A multistage NOx reduction process for a FCC regenerator // Chemical Engineering Journal. 2011. V. 173. № 2. P. 296–302. https://doi.org/10.1016/j.cej.2011.06.070
- Shi J., Guan J., Guo D., Zhang J., France L.J., Wang L., Li X. Nitrogen chemistry and coke transformation of FCC Coked Catalyst during the Regeneration Process // Scientific Reports. 2016. V. 6. № 1. ID 27309. https://doi.org/10.1038/srep27309
- Babich I.V., Seshan K., Lefferts L. Nature of nitrogen specie in coke and their role in NOx formation during FCC catalyst regeneration // Applied Catalysis B: Environmental. 2005. V. 59. № 3–4. P. 205–211. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2005.02.008
- Prado G.H.C., Rao Y., de Klerk A. Nitrogen removal from oil: a review // Energy & Fuels. 2017. V. 31. № 1. P. 14–36. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.6b02779
- Adanenche D.E., Aliyu A., Atta A.Y., El-Yakubu B. J. Residue fluid catalytic cracking: А review on the mitigation strategies of metal poisoning of RFCC catalyst using metal passivators/traps // Fuel. 2023. V. 343. ID 127894. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.127894
- Mehlberg R., Rosser F., Fei Z., Stevens C. Low NOx FCC catalyst regeneration process / Patent US № 7914666 B1. Appl. atd. 29.09.2006.
- Pan S., Shackleford A., McGuire Jr R., Smith G., Yilmaz B. Creative catalysis // Hydrocarb. Eng. 2015. V. 20. P. 46–52.
- Dishman K.L., Doolin P.K., Tullock L.D. NOx emissions in fluid catalytic cracking catalyst regeneration // Industrial and Engineering Chemistry Research. 1998. V. 37. № 12. P. 4631–4636. https://doi.org/10.1021/ie980208h
Supplementary files
