CS211488B1 - Catalyst for the Hydration Demetallization of Heavy Petroleum Distillates and / or Petroleum Distillation Residues and its Production Method - Google Patents
Catalyst for the Hydration Demetallization of Heavy Petroleum Distillates and / or Petroleum Distillation Residues and its Production Method Download PDFInfo
- Publication number
- CS211488B1 CS211488B1 CS737578A CS737578A CS211488B1 CS 211488 B1 CS211488 B1 CS 211488B1 CS 737578 A CS737578 A CS 737578A CS 737578 A CS737578 A CS 737578A CS 211488 B1 CS211488 B1 CS 211488B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- catalyst
- over
- bentonite
- hours
- demetallization
- Prior art date
Links
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Vynález se týká katalyzátoru pro hydrogenační demetalizaci těžkých ropných destilátů nebo/a zbytkových ropných olejů s obsahem těžkých kovů a asfaltánů a způsobu jeho přípravy. Katalyzátor na bázi bentonitu s celkovým objemem pórů nad 2 0,10 ml/g a s měrným povrchem nad 50 m^/g, tvářený do tvaru tablet nebo extrudátů, se připraví bu3 tabletací jemně mletého bentonitu zrnění pod 0,2 mm a následným tepelným zpracováním do 900 °C (od 250 °C), nebo se tvaruje po přídavku 10 až 70 % vody a 2 až 20 % hmot. uhličitanu amonného (NH^)oCOj a peptizaci přídavkem 1 až 10 % kyseliny a tepelně zpracuje při stejných teplotách.The invention relates to a catalyst for the hydrodemetallization of heavy petroleum distillates or/and residual petroleum oils containing heavy metals and asphaltenes and a method for its preparation. A bentonite-based catalyst with a total pore volume of over 20.10 ml/g and a specific surface area of over 50 m^/g, formed into tablets or extrudates, is prepared either by tableting finely ground bentonite with a grain size of less than 0.2 mm and subsequent heat treatment up to 900 °C (from 250 °C), or is shaped after the addition of 10 to 70% water and 2 to 20% by weight ammonium carbonate (NH^)oCOj and peptization by the addition of 1 to 10% acid and heat treatment at the same temperatures.
Description
Vynález ee týká katalyzátoru pro hydrogenační demetalizaci těžkých ropných destilátů a zbytkových ropných olejů připraveného na bázi přírodního bentonitu.The present invention relates to a catalyst for the hydrodemetallization of heavy petroleum distillates and residual petroleum oils prepared on the basis of natural bentonite.
Je známo, že při katalytickém hydrogenačním zpracování ropných destilačních zbytků dochází v porovnání s podobnými procesy zpracování destilátů k podstatně rychlejší dezaktivaci katalyzátoru. Kromě koksotvorných látek způsobují dezaktivaci katalyzátoru zejména stopové kovy jako V, Ni, Fe, Ca a Na, které jsou v surovinách obsaženy a koncentruji se v nejtěžších podílech ropných zbytků - v jejich nedestilující asfaltenické části. Jakmile dosáhne kumulace stopových kovů na katalyzátoru určité výše, dojde k trvalé a hluboké ztrátě aktivity a katalyzátor je třeba vyměnit za čerstvý. Proto se často těžké suroviny zpracovávají dvoustupňové, kde se v prvním stupni odstraní část organokovových sloučenin a asfalténů. Z něm. patentu č. 1 770 996 a USA patentu č. 3 180 820 jsou známy postupy dvoustupňové katalytické hydrogenace ropných zbytků, kde se v prvním stupni používá katalyzátor na bázi Al203-Si02, na kterém dochází ke konverzi asfalténů a me tálo organických sloučenin stopových kovů. Demetalizační kontakt na bázi manganových modulů těžených z mořského dna je předmětem německého patentu č. 2 235 954. Jsou popsány demétalizační kontakty na bázi bauxitu - britský patent č. 736 382, přírodních hlinek - něm» patent č. 2 421 478, širokoporězního A12O3 - britský patent č. 1 438 645, případně kysličníku křemičitého - něm. patent č. 2 447 303·It is known that catalytic hydrogenation treatment of petroleum distillation residues results in significantly faster catalyst deactivation compared to similar distillate processing processes. In addition to coke-forming substances, catalyst deactivation is mainly caused by trace metals such as V, Ni, Fe, Ca and Na, which are contained in the raw materials and are concentrated in the heaviest fractions of petroleum residues - in their non-distillable asphaltene fraction. Once the accumulation of trace metals on the catalyst reaches a certain level, there is a permanent and profound loss of activity and the catalyst must be replaced with a fresh one. Therefore, heavy raw materials are often processed in two stages, where part of the organometallic compounds and asphaltenes are removed in the first stage. From it. Patent No. 1,770,996 and US Patent No. 3,180,820 describe two-stage catalytic hydrogenation of petroleum residues, where in the first stage a catalyst based on Al 2 0 3 -Si0 2 is used, on which asphaltenes and metalloorganic compounds of trace metals are converted. A demetallization contact based on manganese modules mined from the seabed is the subject of German Patent No. 2,235,954. Demetallization contacts based on bauxite are described - British Patent No. 736,382, natural clays - German Patent No. 2,421,478, wide-pored Al 2 O 3 - British Patent No. 1,438,645, or silica - German Patent No. 2,447,303.
Nevýhodou uvedených postupů je poměrně vysoká cena demetalizačního katalyzátoru a dále skutečnost, že demetalizace probíhá jen částečně. Cílem snah v tomto oboru je nalezení levného demetalizačního kontaktu, který by pracoval s přijatelnou aktivitou, měl dostatečnou životnost při nevysokém stupni hydrokrakování surovin a nevelkou spotřebu vodíku.The disadvantage of the above-mentioned processes is the relatively high price of the demetallization catalyst and the fact that demetallization is only partial. The aim of efforts in this field is to find a cheap demetallization contact that would operate with acceptable activity, have sufficient service life at a low degree of hydrocracking of the feedstock and low hydrogen consumption.
Nyní bylo zjištěno, že z řady přírodních materiálů zkoušených jako demetalizačnl kontakty se ukázal z těchto hledisek nejvýhodnější bentonit.It has now been found that, of a number of natural materials tested as demetallization contacts, bentonite has proven to be the most advantageous from these points of view.
Bentonity jsou přírodní jílovlté zeminy, jejichž hlavní podstatou je minerál montmorillonit. Montmorillonit je hydrosilikát s vrstevnatou strukturou, vysokou sorpčni schopností a velkým měrným povrchem. Rozměry krystalů montmorillonitu jsou velmi malé, nebyly přímou metodou změřeny, a proto existuje několik odvozených modelů jeho struktury. Poměr Si:Al se u jednotlivých typů montmorillonitů může měnit od 2:2 do 6:2. Například pro montmorillonit z naleziště Braňany byl výpočtem stanoven následující krystalochemický vzorec:Bentonites are natural clayey soils, the main substance of which is the mineral montmorillonite. Montmorillonite is a hydrosilicate with a layered structure, high sorption capacity and large specific surface area. The dimensions of montmorillonite crystals are very small, they have not been measured by a direct method, and therefore there are several derived models of its structure. The Si:Al ratio for individual types of montmorillonites can vary from 2:2 to 6:2. For example, the following crystallochemical formula was determined by calculation for montmorillonite from the Braňany deposit:
(Si7,10Al0,90 )IV (Alj^QFe, (26Mg0(32)V ^Ca0,48^®20^OH\ (Si 7.10 Al 0.90 ) IV (Alj^QFe, (26 Mg 0(32 ) V ^ Ca 0.48^®20^ OH \
Rozdílnost jednotlivých druhů bentonitů je dána nejen obsahem montmorillonitu, ale také obsahem a druhem dalších doprovodných látek. Nejčastěji se vyskytuje Ca-bentonit, Mg-bentonit, Na-bentonit, přičemž substituovaný ion má značný vliv na vlastnosti bentonitu. Chemické složení bentonitu ovlivňuje aktivitu a selektivitu katalyzátoru. Použitelnost pro přípravu kontaktu se tím však nemění.The difference between individual types of bentonites is determined not only by the content of montmorillonite, but also by the content and type of other accompanying substances. The most common are Ca-bentonite, Mg-bentonite, Na-bentonite, with the substituted ion having a significant influence on the properties of bentonite. The chemical composition of bentonite affects the activity and selectivity of the catalyst. However, its applicability for the preparation of the contact does not change.
Jednoduchým zpracováním a úpravou porézní struktury podle vynálezu se podařilo z bentonitu připravit vhodný kontakt s dobrými demetálizačními vlastnostmi.By simple processing and modification of the porous structure according to the invention, it was possible to prepare a suitable contact with good demetallization properties from bentonite.
Katalyzátor pro hydrogenační demetalizaci těžkých ropných destilátů nebo/a zbytkových ropných olejů, které jsou charakterizovány obsahem těžkých kovů, zejména vanadu V a niklu Ni nad 100 ppm a asfalténů nad 3,0 % hmot., případně jiných jim podobných surovin, je podle vynálezu tvořen aktivovaným bentonitem s celkovým objemem pórů nad 0,10 ml/g, výhodně 0,20 ml/g a s měrným povrchem nad 50 m2/g, výhodně 100 m2/g, tvářeným do tvaru tablet, dutých nebo plných extrudátů o vnějěím průměru 1 až 10 mm, výhodně 2 až 5 mm.The catalyst for hydrodemetallization of heavy petroleum distillates or/and residual petroleum oils, which are characterized by a content of heavy metals, especially vanadium V and nickel Ni above 100 ppm and asphaltenes above 3.0 wt. %, or other similar raw materials, is, according to the invention, formed of activated bentonite with a total pore volume above 0.10 ml/g, preferably 0.20 ml/gas, a specific surface area above 50 m 2 /g, preferably 100 m 2 /g, formed into the shape of tablets, hollow or solid extrudates with an outer diameter of 1 to 10 mm, preferably 2 to 5 mm.
Uvedený katalyzátor pro hydrogenační demetalizaci těžkých ropných destilátů nebo/a zbytkových ropných olejů se vyrábí, bu3 že se jemně mletý přírodní bentonit, zrnění podThe catalyst for the hydrodemetallization of heavy petroleum distillates and/or residual petroleum oils is produced by either finely ground natural bentonite, granulating under
0,2 mm, s přídavkem 10 až 70 % hmot. vody, výhodně 30 až 50 % hmot. vody a 0 až 20 % hmot. výhodně 5 až 12 $ hmot. uhličitanu amonného (NH^)2COj, peptizuje kyselinou dusičnou nebo jinou minerální nebo jinou organickou kyselinou, která se v průběhu termického zpracováni katalyzátoru beze zbytku rozloží, v množství 1 až 10 %, výhodně 2 až 5 % a tvaruje, nebo že se jemně mletý přírodní bentonit, zrnění pod 0,2 mm, smísí s grafitem - obvykle s 2 % - nebo stearineis a tvaruje se na tablety, načež se tvarované částice tepelně zpracuji při teplotě 250 až 900 °C, výhodně 400 až 600 °C, za přítomnosti vzduchu 2 až 10 hodin, výhodně 3 až 6 hodin.0.2 mm, with the addition of 10 to 70% by weight of water, preferably 30 to 50% by weight of water and 0 to 20% by weight, preferably 5 to 12% by weight of ammonium carbonate (NH^) 2 COj, peptized with nitric acid or another mineral or other organic acid, which is completely decomposed during the thermal treatment of the catalyst, in an amount of 1 to 10%, preferably 2 to 5% and shaped, or that finely ground natural bentonite, grain size below 0.2 mm, is mixed with graphite - usually with 2% - or stearine and shaped into tablets, after which the shaped particles are heat-treated at a temperature of 250 to 900 °C, preferably 400 to 600 °C, in the presence of air for 2 to 10 hours, preferably 3 to 6 hours.
Použití takto připraveného kontaktu je doloženo následujícími příklady. Byl použit bentonit z naleziště Braňany, který měl toto složení:The use of the contact prepared in this way is illustrated by the following examples. Bentonite from the Braňany deposit was used, which had the following composition:
Přiklad 1- srovnávacíExample 1- comparative
Jemně mletý bentonit (zrnění pod 0,2 mm) byl smísen s 2 % grafitu, který je přidáván při tabletaci pro zvýěení pojivosti, a tvarován na tablety velikosti 8x8 mm. Ztabletovaný materiál byl tepelně zpracován za přístupu vzduchu následujícím způsobem:Finely ground bentonite (grain size below 0.2 mm) was mixed with 2% graphite, which is added during tableting to increase binding, and shaped into tablets measuring 8x8 mm. The tableted material was heat-treated in the presence of air as follows:
V průběhu 2 hodin bylo pozvolna dosaženo teploty 400 °C, po níž následovala prodleva 30 minut, během dalších 75 minut byla teplota zvýšena na 800 °C a od tohoto okamžiku byla teplota zvyšována v průběhu 55 minut na 950 °C. Ztráta žíháním při teplotě 950 °C činila 19,5 %. Získaný kontakt označený A, měl tyto vlastnosti:Over a period of 2 hours, a temperature of 400 °C was gradually reached, followed by a 30-minute hold, over a further 75 minutes the temperature was increased to 800 °C and from that point on the temperature was increased over a period of 55 minutes to 950 °C. The loss on annealing at 950 °C was 19.5%. The contact obtained, designated A, had the following properties:
sypná hmotnost g/l 1 012 měrný povrch m2/g 25,8 objem pórů ml/g 0,15 objem mezopórů ml/g 0,09 objem makropórů ml/g 0,05 střední poloměr pórů nm 1,26bulk density g/l 1,012 specific surface area m 2 /g 25.8 pore volume ml/g 0.15 mesopore volume ml/g 0.09 macropore volume ml/g 0.05 mean pore radius nm 1.26
Katalyzátor tedy nevyhovuje definici předmětu vynálezu a uvádí se pro srovnáni na dokreslení vlivu porézní struktury katalyzátoru na jeho aktivitu a selektivitu. Teplota žíhání 950 °C byla zvolena proto, že při ní dochází ke změně krystalografické struktury bentonitu.The catalyst therefore does not meet the definition of the subject matter of the invention and is presented for comparison to illustrate the influence of the porous structure of the catalyst on its activity and selectivity. The annealing temperature of 950 °C was chosen because it changes the crystallographic structure of bentonite.
Kontakt A byl v zrnění 2 až 3 mm podroben testu hydrodemetalizace 45 % destilaěního zbytku z atmosférické destilace ropy o obsahu 3,2 % hmot. asfalténů. Výsledky testování shrnuje tabulka 1.Contact A was subjected to a hydrodemetallization test of 45% distillation residue from atmospheric distillation of crude oil with a content of 3.2% by weight of asphaltenes in a grain size of 2 to 3 mm. The test results are summarized in Table 1.
Tabulka 1Table 1
x) Poměr stupně odsíření/stupeň odbourání vanadu + niklu, charakterizuje demetálizačni aktivitu katalyzátoru. HDMe se vypočte jako (V. + (Nie - Hio> x ) The ratio of the degree of desulfurization/degree of vanadium + nickel degradation characterizes the demetallization activity of the catalyst. HDMe is calculated as (V . + (Ni e - Hi o>
» p 8 p . ioo V. + Kis i“) stanoveno pomocí n-heptanu» p 8 p . ioo V . + Ki si") determined using n-heptane
Příklad 2Example 2
Kontakt B byl připraven stejným postupem jako kontakt A s tím rozdílem, že tepelná zpracování kontaktu B bylo provedeno při teplotě 500 °C. Vyhřívání na uvedenou teplotu se provádělo 2 hodiny, prodleva po dosažení teploty byla 4 hodiny. Získaný kontakt podle vynálezu označený B měl tyto vlastnosti:Contact B was prepared by the same procedure as contact A, with the difference that the heat treatment of contact B was carried out at a temperature of 500 °C. Heating to the specified temperature was carried out for 2 hours, the delay after reaching the temperature was 4 hours. The obtained contact according to the invention, designated B, had the following properties:
sypná hmotnost g/1 980 měrný povrch m^/g 56,8 objem pórů ml/g 0,18 objem mezopórů ml/g 0,13 objem makropórů ml/g 0,04 střední poloměr pórů nm 1,58bulk density g/1 980 specific surface area m^/g 56.8 pore volume ml/g 0.18 mesopore volume ml/g 0.13 macropore volume ml/g 0.04 mean pore radius nm 1.58
Vyžihaný kontakt byl pro zkoušky hydrogenační demetalizace použít ve tvaru úlomků o velikosti 2 až 3 mm. Výsledky testování jsou obsaženy v tabulce 2. Použita stejná surovina.The annealed contact was used for hydrogenation demetallization tests in the form of fragments of 2 to 3 mm in size. The test results are contained in Table 2. The same raw material was used.
211483211483
Tabulka 2Table 2
pokračování tabulky 3continuation of table 3
x) stanoveno při teplotě 420 °C a LHSV = 0,5 hod“' x ) determined at a temperature of 420 °C and LHSV = 0.5 h"'
Z výsledků uvedených v tabulce 4 plyne, že speciálním zpracováním bentonitu oproti prostému tabletování lze významně zvýSit hodnotu měrného povrchu a objemu pórů a tím také hydrodemetálizačni a hydrodesulfurační aktivitu (HDS/HDMe) při zpracování ropných zbytků. Dále lze také měnit selektivitu katalyzátoru.The results shown in Table 4 show that by special treatment of bentonite, compared to simple tableting, the specific surface area and pore volume can be significantly increased, and thus the hydrodemetallization and hydrodesulfurization (HDS/HDMe) activity in the treatment of petroleum residues can be significantly increased. Furthermore, the selectivity of the catalyst can also be changed.
životnost katalyzátoru je dána obsahem těžkých kovů a asfalténů ve zpracovávané surovině. Spotřeba katalyzátoru je dále závislá na reakčních podmínkách a pohybuje se v rozmezí 0,2 až 0,5 kg deraetálizačniho katalyzátoru na t vstupní suroviny.The catalyst lifetime is determined by the content of heavy metals and asphaltenes in the processed raw material. The catalyst consumption also depends on the reaction conditions and ranges from 0.2 to 0.5 kg of de-aetalization catalyst per t of input raw material.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS737578A CS211488B1 (en) | 1978-11-13 | 1978-11-13 | Catalyst for the Hydration Demetallization of Heavy Petroleum Distillates and / or Petroleum Distillation Residues and its Production Method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS737578A CS211488B1 (en) | 1978-11-13 | 1978-11-13 | Catalyst for the Hydration Demetallization of Heavy Petroleum Distillates and / or Petroleum Distillation Residues and its Production Method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS211488B1 true CS211488B1 (en) | 1982-02-26 |
Family
ID=5422774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS737578A CS211488B1 (en) | 1978-11-13 | 1978-11-13 | Catalyst for the Hydration Demetallization of Heavy Petroleum Distillates and / or Petroleum Distillation Residues and its Production Method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS211488B1 (en) |
-
1978
- 1978-11-13 CS CS737578A patent/CS211488B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100747359B1 (en) | Catalysts for Hydrogenation and Their Uses | |
| US4051021A (en) | Hydrodesulfurization of hydrocarbon feed utilizing a silica stabilized alumina composite catalyst | |
| KR101911123B1 (en) | Catalyst support and catalysts prepared therefrom | |
| US5616530A (en) | Hydroconversion process employing catalyst with specified pore size distribution | |
| KR102025447B1 (en) | A low cost and high activity hydroprocessing catalyst | |
| JPS63119852A (en) | Classified catalyst system and hydrogenating demetalizing method from hydrocarbon supply raw material using said catalyst system | |
| EP1567617B1 (en) | Hydroprocessing of hydrocarbon using a mixture of catalysts | |
| JP2003299960A (en) | Hydrogenation treatment catalyst and method for light oil, and manufacturing method therefor | |
| GB2191957A (en) | Demetallization of heavy crudes | |
| JP4369871B2 (en) | Heavy material HPC process using a mixture of catalysts | |
| EP1392798B1 (en) | Two-stage hydroprocessing process | |
| JP4612229B2 (en) | Catalyst for hydrotreating heavy hydrocarbon oil and hydrotreating method | |
| RU2313389C1 (en) | Catalyst, method for preparation thereof, method for preparing carrier for this catalyst, and diesel fraction desulfurization process | |
| US4579649A (en) | Process for demetallization of heavy crudes using a catalyst having high metal retention capacity and good stability | |
| CN103059983A (en) | Hydrofining catalyst combined filling method | |
| RU2311959C1 (en) | Catalyst, carrier preparation method, catalyst preparation method, and diesel fraction hydrodesulfurization process | |
| WO2006022419A1 (en) | Process for hydrorefining heavy hydrocarbon oil | |
| US3976561A (en) | Desulphurization catalysts and their use | |
| US5164078A (en) | Process for removal of calcium from a hydrocarbon feedstock | |
| CA2306947A1 (en) | Hydrotreating catalyst for heavy oil, carrier for the catalyst, and process for the preparation of the catalyst | |
| Qabazard et al. | Comparison between the performance of conventional and high-metal Co-Mo and Ni-Mo catalysts in deep desulfurization of Kuwait atmospheric gas oil | |
| CS211488B1 (en) | Catalyst for the Hydration Demetallization of Heavy Petroleum Distillates and / or Petroleum Distillation Residues and its Production Method | |
| Ho | Hydrodesulfurization with RuS2 at low hydrogen pressures | |
| EP3746219A1 (en) | Hydroprocessing catalyst for the reduction of metals and sulfur in heavy feeds | |
| CN114602485B (en) | Preparation method of hydrotreating catalyst |