Способ приготовления катализатора гидроочистки дизельного топлива Российский патент 2019 года по МПК B01J37/02 B01J23/882 B01J21/04 B01J27/18 B01J31/18 B01J31/22 C10G45/08 

Изобретение относится к способам приготовления катализаторов гидроочистки, предназначенных для получения нефтепродуктов с низким содержанием серы.

В настоящее время в России производится дизельное топливо, содержащее не более 10 ppm серы в соответствии с ГОСТ Р 52368-2005. (ЕН 590-2004). Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия. В последние годы в сырье установок гидроочистки постоянно возрастает доля вторичных фракций, содержащих труднопревращаемые соединения серы и соединения азота, которые ингибируют превращение серосодержащих соединений. Для гидроочистки смесевых дизельных фракций на известных катализаторах, имеющих невысокую активность, приходится повышать стартовую температуру процесса гидроочистки, что приводит к быстрой дезактивации катализаторов. В связи с этим чрезвычайно актуальной задачей является создание новых способов приготовления высокоактивных катализаторов, позволяющих получать моторные топлива с низким остаточным содержанием серы из сырья с высоким содержанием вторичных фракций при как можно меньшей стартовой температуре процесса гидроочистки.

Известны различные способы приготовления нанесенных катализаторов гидроочистки углеводородного сырья, однако общим недостатком для них является низкая активность в превращении серосодержащих соединений.

Чаще всего для проведения гидрообессеривания нефтяного сырья используют катализаторы, содержащие оксиды кобальта и молибдена, нанесенные на оксид алюминия. Так известен катализатор гидрообессеривания [Заявка РФ №2002124681, C10G 45/08, B01J 23/887, 16.09.2002], содержащий в своем составе оксид кобальта, оксид молибдена и оксид алюминия, отличающийся тем, что он имеет соотношение компонентов, мас. %: оксид кобальта 3,0-9,0, оксид молибдена 10,0-24,0 мас. %, оксид алюминия остальное, удельную поверхность 160-250 м²/г, механическую прочность на раздавливание 0,6-0,8 кг/мм². При этом процесс гидроочистки ведут при температуре 310-340°С, давлении 3,0-5,0 МПа, при соотношении водород/сырье 300-500 нм³/м³ и объемной скорости подачи сырья 1,0-4,0 ч^-1. Основным недостатком такого катализатора гидроочистки является высокое содержание серы в получаемых продуктах.

В последние годы для приготовления катализаторов гидроочистки используют метод нанесения активных металлов на уже сформованный носитель. В качестве носителя чаще всего используют оксид алюминия с определенным размером и формой гранул и определенными текстурными характеристиками. Носитель часто модифицируют различными добавками, в том числе и соединениями бора. При этом модифицирующие добавки вводят в носитель либо до стадии его формования, путем соосаждения модификаторов и алюминия из совместных растворов [Journal of Catalysis 115 (1989) 441-451], либо путем смешения гидроксида алюминия с модифицирующим соединением на стадии приготовления пасты для формовки [US №6147432], либо вводят добавку методом пропитки в сформованный носитель, с последующей сушкой и прокалкой [Catalysis Today 107-108 (2005) 551-558].

Введение активных металлов, чаще всего Со, Ni, Mo и W в состав катализатора осуществляют путем пропитки сформованного носителя водными растворами их солей. При этом, могут использовать как раздельное нанесение активных металлов путем пропитки в несколько стадий [РФ №№2242501, 2246987], так и их нанесение из совместных растворов, стабилизированных различными агентами [РФ №№2073567, 2216404, 2306978].

С целью повышения гидрообессеривающей активности катализаторов при их приготовлении используют носитель с улучшенными текстурными характеристиками, при этом удельная поверхность катализатора достигает 300 м²/г, а средний диаметр пор лежит в интервале 8-11 нм, что обеспечивает хороший доступ серосодержащих молекул к активным центрам катализатора. Так, известен катализатор [РФ №2192923, C10G 45/08, B01J 27/188, B01J 35/10, 20.11.2002] на основе оксида алюминия, который содержит в пересчете на весовое содержание оксида: 2-10 мас. % оксида кобальта СоО, 10-30 мас. % оксида молибдена МоО₃ и 4-10 мас. % оксида фосфора Р₂О₅, с площадью поверхности по методу БЭТ в интервале 100-300 м²/г и средним диаметром пор в интервале 8-11 нм.

Известен способ приготовления, позволяющий получить катализатор гидрообессеривания дизельной фракции [РФ №2313392, B01J 37/02, B01J 21/02, C10G 45/08, 13.10.2006], имеющий объем пор 0,3-0,7 мл/г, удельную поверхность 200-350 м²/г и средний диаметр пор 9-13 нм, содержащий следующие компоненты, мас. %: соединения кобальта с концентрацией 2,5-7,5 в пересчете на СоО, соединения молибдена с концентрацией 12-25 в пересчете на MoO₃, лимонную кислоту с концентрацией 15-35, соединения бора 0,5-3,0 в пересчете на В₂О₃, оксид алюминия Al₂O₃ - остальное, при этом кобальт, молибден, лимонная кислота и бор могут входить в состав комплексных соединений различной стехиометрии.

Известен способ приготовления катализатора гидроочистки [Пат. РФ №2472585, B01J 23/882, 20.01.2013], содержащего, мас. %: Мо - 8,0-15,0; Со или Ni - 2,0-5,0; S - 5,0-15,0; В - 0,5-2,0; С - 0,5-7,0; Al₂O₃ - остальное, при этом носитель содержит, мас. %: В - 0,7-3,0; Al₂O₃ - остальное и имеет удельную поверхность 170-300 м²/г, объем пор 0,5-0,95 см³/г и средний диаметр пор 7-22 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде трилистника с диаметром описанной окружности 1,0-1,6 мм и длиной до 20 мм, имеющие механическую прочность 2,0-2,5 кг/мм.

Общим недостатком для вышеперечисленных способов приготовления, является низкая активность получаемых катализаторов в превращении серосодержащих соединений.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является описанный в [Пат. РФ №2626399, B01J 23/882, 09.11.2016] способ приготовления катализатора, заключающийся в пропитке носителя, который содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0-25,0; натрий - не более 0,03; γ-Al₂O₃ - остальное; водным раствором биметаллического комплексного соединения [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] с последующей сушкой. Получаемый катализатор содержит, мас. %: [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] 33,0-43,0; носитель - остальное; имеет удельную поверхность 130-180 м²/г, объем пор 0,35-0,65 см³/г, средний диаметр пор 7-12 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде круга, трилистника или четырехлистника с диаметром описанной окружности 1,0-1,6 мм и длиной до 20 мм. После сульфидирования по известным методикам катализатор содержит, мас. %: Мо - 10,0-14,0; Со - 3,0-4,3; S - 6,7-9,4; носитель - остальное.

Основным недостатком известного способа приготовления является то, что получаемый катализатор имеет неоптимальный химический состав, что обуславливает его низкую активность в гидроочистке дизельного топлива.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания улучшенного способа приготовления катализатора гидроочистки.

Технический результат - получение катализатора, имеющего максимальную активность в целевых реакциях, протекающих при гидроочистке смесевого дизельного топлива, содержащего дистилляты вторичных процессов нефтепереработки.

Задача решается способом приготовления катализатора гидроочистки дизельного топлива, включающего в свой состав соединения кобальта, молибдена, фосфора и носитель, заключающимся в том, что катализатор готовят пропиткой носителя, который содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0-25,0; γ-Al₂O₃ - остальное; водным раствором, одновременно содержащим биметаллические комплексные соединения [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] с последующей сушкой, при этом концентрации компонентов раствора обеспечивают получение катализатора, который содержит, мас. %: [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] 7,7-32,0; Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] - 11,1-29,0; носитель - остальное. Пропитку проводят по влагоемкости при температуре 20-70°С в течение 25-60 мин при периодическом перемешивании. Катализатор сушат на воздухе при температуре 100-200°С в течение 2-4 ч. Получаемый катализатор имеет удельную поверхность 120-190 м²/г, объем пор 0,35-0,65 см³/г, средний диаметр пор 7-12 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде круга, трилистника или четырехлистника с диаметром описанной окружности 1,0-1,6 мм и длиной до 20 мм. После сульфидирования по известным методикам катализатор содержит, мас. %: Мо - 10,0-16,0; Со - 2,7-4,5; Р - 0,8-1,8; S - 6,7-10,8; носитель - остальное, при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0-25,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Отличительным признаком предлагаемого способа приготовления катализатора по сравнению с прототипом является химический состав получаемого катализатора, а именно, то, что получаемый катализатор содержит, мас. %: [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] - 7,7-32,0%; Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] - 11,1-29,0; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0-25,0; γ-Al₂O₃ - остальное. Выход содержания компонентов катализатора за заявляемые границы приводит к снижению активности катализатора.

Вторым отличительным признаком предлагаемого способа приготовления катализатора по сравнению с прототипом является то, что пропитку проводят по влагоемкости при температуре 20-70°С в течение 25-60 мин при периодическом перемешивании. Катализатор сушат на воздухе при температуре 100-200°С в течение 2-4 ч.

Третьим отличительным признаком предлагаемого способа приготовления катализатора по сравнению с прототипом является то, что получаемый катализатор имеет удельную поверхность 120-190 м²/г, объем пор 0,35-0,65 см³/г, средний диаметр пор 7-12 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде круга, трилистника или четырехлистника с диаметром описанной окружности 1,0-1,6 мм и длиной до 20 мм. Технический результат складывается из следующих составляющих: 1. Наличие в составе получаемого катализатора двух биметаллических комплексных соединений [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] препятствует их кристаллизации на стадии сушки и обеспечивает дальнейшее формирование в катализаторе, при его эксплуатации в гидроочистке высокодисперсных частиц наиболее активного компонента - CoMoS фазы типа II.

2. Заявляемый химический состав катализатора обуславливает максимальную активность в целевых реакциях, протекающих при гидроочистке углеводородного сырья. Наличие в составе катализатора соединений фосфора и бора в форме кобальтовой соли дифосфат пентамолибдата Со₂[Н₂Р₂Мо₅О₂₃] и бората алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита с заявляемой концентрацией обеспечивает уровень кислотности, способствующий максимальному превращению соединений азота, ингибирующих превращение серосодержащих соединений.

3. Заявляемые условия приготовления - пропитка по влагоемкости при температуре 20-70°С в течение 25-60 мин при периодическом перемешивании, сушка на воздухе при температуре 100-200°С в течение 2-4 ч в совокупности с используемыми концентрациями компонентов пропиточных растворов и характеристиками используемого носителя обеспечивают получение катализатора, имеющего оптимальный химический состав, мас. %: [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] - 7,7-32,0; Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] - 11,1-29,0; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0-25,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Описание предлагаемого технического решения. Готовят носитель, содержащий борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита и γ-Al₂O₃.

Берут навеску продукта термической активации гидраргиллита (ПТАГ), приготовленного по технологии центробежной термоактивации (ИК СО РАН, ТУ 2175-040-03533913-2007), или любой другой технологии, обеспечивающей получение ПТАГ со следующими характеристиками: массовая доля рентгеноаморфной фазы, %, не менее 80; доля потери массы при прокаливании при (900±20)°С, % - 10-12; удельная поверхность, м²/г, не менее 120; суммарный объем пор (влагоемкость), см³/г, не менее 0,1; массовая доля гиббсита (гидраргиллита), %, не более 5; массовая доля натрия оксида, %, не более 0,5. Навеску измельчают на планетарной мельнице до частиц со средним размером 20 мкм.

Навеску измельченного порошка гидратируют при перемешивании в течение двух часов в нагретых до 50°С слабоконцентрированных растворах азотной кислоты (кислотный модуль 0,03). После чего полученную суспензию фильтруют под вакуумом и многократно промывают дистиллированной водой. В результате получают влажный осадок. Гидротермальную обработку отмытого осадка проводят в автоклаве в водных растворах азотной кислоты с добавлением заданного количества борной кислоты при температуре раствора выше 100°С. После завершения гидротермальной обработки раствор охлаждают до комнатной температуры, автоклав разгружают, содержимое сосуда репульпируют дистиллированной водой до получения суспензии пригодной для распылительной сушки. Далее проводят сушку на распылительной сушилке при температуре воздуха на входе в сушилку 280°С и непрерывном перемешивании суспензии. Готовый порошок борсодержащего гидроксида алюминия выгружают из стакана циклонного пылеуловителя распылительной сушилки.

Далее готовят формовочную массу методом смешения и пептизации полученного порошка в лабораторном смесителе с Z-образными лопастями в присутствии водного раствора аммиака. Раствор аммиака готовили таким образом, чтобы количество аммиака водного 25% составляло 1,5 мл на 40 г порошка после распылительной сушки.

Готовую пластичную массу перегружают из смесителя в формовочный цилиндр лабораторного экструдера и продавливают через отверстие фильеры, обеспечивающее получение экструдатов готового носителя с сечением в форме круга, трилистника или четырехлистника с размером от вершины трилистника до середины основания от 1,0 до 1,6 мм.

Затем проводят термообработку экструдатов, включающую в себя сушку и прокалку. Сушку экструдатов проводят в сушильном шкафу при температуре (110±10)°С в течение 2-х ч. Термическую обработку проводят в муфельной печи с подачей сжатого воздуха в печь. Экструдаты в фарфоровой чашке помещали в печь и прокаливают при температуре (550±10)°С в течение 4 ч.

Готовый носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0-25,0; γ-Al₂O₃ - остальное, и имеет удельную поверхность 200-280 м²/г, объем пор 0,6-0,8 см³/г, средний диаметр пор 7-12 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде круга, трилистника или четырехлистника с диаметром описанной окружности 1,0-1,6 мм и длиной до 20 мм.

Входящий в состав носителя борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита представляет собой частицы с размерами от 10 до 200 нм, характеризующиеся межплоскостными расстояниями 3.2 и 2.8 А, с углом между ними 53.8°.

С использованием данного носителя готовят нанесенный катализатор. Сначала готовят пропиточный раствор, содержащий в заданных соотношениях два биметаллических комплексных соединения - кобальтовую соль цитрата молибдена [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и кобальтовую соль дифосфат пентамолибдата Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃]. Для этого отвешивают заданные количества парамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4H₂O, кобальта (II) основного карбоната CoCO₃⋅mCo(OH)₂⋅nH₂O, ортофосфорной кислоты, кислоты лимонной моногидрата. Мерным цилиндром отмеряют заданное количество воды дистиллированной. В колбу наливают отмеренное количество воды и помещают якорь магнитной мешалки. Колбу помещают на нагревательную поверхность магнитной мешалки с подогревом. Устанавливают скорость вращения мешалки 300 об/мин и температуру раствора 60°С. Приливают заданное количество ортофосфорной кислоты, загружают в колбу отмеренное количество кислоты лимонной и перемешивают при визуальном контроле. Затем в колбу к раствору кислоты лимонной добавляют навеску парамолибдата аммония при постоянном перемешивании и поддержании температуры раствора (60±5)°С. Раствор перемешивают до образования однородного прозрачного раствора, содержащего смесь комплексных соединений - цитрата молибдена (VI) (NH₄)₄[Мо₄(C₆H₅O₇)₂O₁₁] и дифосфат пентамолибдата Н₆Р₂Мо₅О₂₃. Навеску кобальта (II) основного карбоната добавляют к ранее полученному водному раствору цитрата молибдена (VI) и дифосфат пентамолибдата. При этом жидкость вспенивается, а ее температура повышается до 70°С. Перемешивание продолжают при (65-70)°С до получения однородного прозрачного раствора темно-вишневого цвета, не содержащего мути, пузырьков и пены. Раствор содержит кобальт и молибден в форме биметаллического комплексного соединения [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂], а также кобальт, молибден и фосфор в форме кобальтовой соли дифосфат пентамолибдата Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃].

Приготовленный раствор переливают в тарированный мерный цилиндр, после чего объем раствора доводят до заданного количества добавлением дистиллированной воды.

Полученным раствором пропитывают борсодержащий носитель, при этом используют пропитку носителя по влагоемкости. Пропитку проводят при температуре 15-70°С в течение 25-60 мин при периодическом перемешивании. После пропитки катализатор сушат на воздухе при температуре 100-200°°С.

В результате, получают катализатор, содержащий, мас. % [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] - 7,7-32,0; Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] - 11,1-29,0; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0-25,0; γ-Al₂O₃ - остальное. Катализатор имеет удельную поверхность 120-190 м²/г, объем пор 0,35-0,65 см³/г, средний диаметр пор 7-12 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде круга, трилистника или четырехлистника с диаметром описанной окружности 1,0-1,6 мм и длиной до 20 мм. После сульфидирования по известным методикам катализатор содержит, мас. %: Мо - 10,0-16,0; Со - 2,7-4,5; Р - 0,8-1,8; S - 6,7-10,8; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0-25,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Согласно известному решению [Пат. РФ №2626398].

Сначала готовят носитель, для чего 150 г продукта термической активации гидраргиллита измельчают на планетарной мельнице до частиц размером в пределах 20-50 мкм. Далее порошок гидратируют при перемешивании и нагревании в растворе азотной кислоты с концентрацией 0,5%. Затем суспензию на воронке с бумажным фильтром промывают дистиллированной водой до остаточного содержания натрия в порошке не более 0,03%. Отмытую и отжатую лепешку переносят в автоклав, в который добавляют раствор 2,3 г борной кислоты в 1 л 1,5% раствора азотной кислоты, имеющий рН 1,4. Автоклав нагревают до 150°С и выдерживают 12 ч. Далее автоклав охлаждают до комнатной температуры и проводят сушку полученной суспензии на распылительной сушилке при температуре воздуха на входе в сушилку 155°С и непрерывном перемешивании суспензии, высушенный порошок собирают в приемной емкости сушилки. Навеску 150 г порошка помещают в корыто смесителя с Z-образными лопастями, пептизируют 2,5% водным раствором аммиака, после чего экструдируют при давлении 60,0 МПа, через фильеру, обеспечивающую получение частиц с сечением в виде трилистника с диаметром описанной окружности 1,6 мм. Сформованные гранулы сушат при температуре 120°С и прокаливают при температуре 550°С. В результате получают носитель, содержащий, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Далее готовят раствор биметаллического комплексного соединения [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂], для чего в 100 мл дистиллированной воды при перемешивании последовательно растворяют 73,3 г лимонной кислоты C₆H₈O₇; 89,87 г парамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄×4H₂O и 30,1 г кобальта (II) углекислого основного водного СоСО₃⋅mCo(ОН)₂⋅nH₂O. После полного растворения всех компонентов, добавлением дистиллированной воды объем раствора доводят до 200 мл. 100 г полученного носителя пропитывают по влагоемкости 67 мл раствора биметаллического комплексного соединения [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] при 20°С в течение 60 минут. Затем катализатор сушат на воздухе при 100°С.

Катализатор содержит, мас. %: [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] - 38,4; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Катализатор имеет удельную поверхность 150 м²/г, объем пор 0,55 см³/г, средний диаметр пор 13 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде трилистника с диаметром описанной окружности 1,6 мм и длиной до 20 мм. Входящий в состав катализатор борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита представляет собой частицы с размерами от 10 до 200 нм, характеризующиеся межплоскостными расстояниями 3.2 и 2.8 А, с углом между ними 53.8°.

Далее катализатор сульфидируют по одной из известных методик. В данном случае катализатор сульфидирован прямогонной дизельной фракцией, содержащей дополнительно 1,5 мас. % сульфидирующего агента - диметилдисульфида (ДМДС), при объемной скорости подачи сульфидирующей смеси 2 ч^-1 и соотношении водород/сырье = 300 при температуре не более 340°С. В результате получают катализатор, который содержит, мас. %: Мо - 12,5; Со - 3,85; S - 8,3; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Далее катализатор тестируют в гидроочистке смесевого дизельного топлива, приготовленного путем смешения, об. % - 87 - прямогонная дизельная фракция; 11 - легкий газойль каталитического крекинга, 2 - легкий газойль замедленного коксования. Сырье содержит 0,374% серы, 200 ppm азота, имеет плотность 0,866 г/см³, интервал кипения 186-360°С, Т₉₅ - 350°С. Условия гидроочистки: объемная скорость подачи сырья - 2,5 ч^-1, соотношении Н₂/сырье = 500 нм³ Н₂/м³ сырья, давление 3,8 МПа, стартовая температура 350°С. Далее температура скачками по 10°С в сутки поднималась до 370°С. В случае недостижения остаточного содержания серы в получаемом дизельном топливе 10 ррм при 370°С, температура скачками по 1°С поднималась до значения, при котором остаточное содержание серы в продукте гидроочистки становилось равным 10 ppm.

Результаты тестирования катализатора в гидроочистке приведены в таблице.

Примеры 2-5 иллюстрируют предлагаемое техническое решение

Пример 2.

Носитель готовят аналогично примеру 1. В результате получают носитель, содержащий, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Далее готовят раствор, содержащий кобальтовую соль цитрата молибдена [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и кобальтовую соль дифосфат пентамолибдата Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃]. Для этого в 30 мл дистиллированной воды при перемешивании последовательно растворяют 2,23 мл 85%-ного раствора ортофосфорной кислоты, 9,6 г лимонной кислоты C₆H₈O₇; 23,17 г парамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄×4H₂O и 6,8 г кобальта (II) углекислого основного водного CoCO₃⋅mCo(ОН)₂⋅nH₂O. После полного растворения всех компонентов, добавлением дистиллированной воды объем раствора доводят до 67 мл. Полученный раствор содержит 18,83 г [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и 16,75 г Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃]. 100 г носителя пропитывают по влагоемкости 67 мл раствора биметаллических комплексных соединений [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и Co₂[Н₂Р₂Мо₅О₂₃] при 20°С в течение 60 минут. Затем катализатор сушат на воздухе при 100°С 4 ч.

Катализатор содержит, мас. %: [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] - 13,9; Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] - 12,4; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0; γ-Al₂O₃ - остальное. Катализатор имеет удельную поверхность 180 м²/г, объем пор 0,65 см³/г, средний диаметр пор 12 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде трилистника с диаметром описанной окружности 1,6 мм и длиной до 20 мм.

После сульфидирования аналогично примеру 1 получен катализатор, который содержит мас. %: Мо - 10,0; Со - 2,7; Р - 0,8; S - 6,7; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Результаты тестирования катализатора в гидроочистке приведены в таблице.

Пример 3.

Готовят носитель по методике, близкой к примеру 2, с той разницей, что отмытую и отжатую лепешку переносят в автоклав, в который добавляют раствор 5,98 г борной кислоты в 1 л 1,5%-ного раствора азотной кислоты. Грануляцию проводят через фильеру, обеспечивающую получение частиц с сечением в виде трилистника с диаметром описанной окружности 1,3 мм. Остальные операции и загрузки компонентов при приготовлении носителя аналогичны примерам 1 и 2.

В результате получают носитель, содержащий мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 12,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Далее готовят раствор, содержащий кобальтовую соль цитрата молибдена [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и кобальтовую соль дифосфат пентамолибдата Co₂[H₂P₂Mo₅O₂₃]. Для этого в 30 мл дистиллированной воды при перемешивании последовательно растворяют 2,92 мл 85% раствора ортофосфорной кислоты, 11,3 г лимонной кислоты C₆H₈O₇; 29,35 г парамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄×4H₂O и 8,54 г кобальта (II) углекислого основного водного СоСО₃⋅mCo(ОН)2⋅nH₂O. После полного растворения всех компонентов, добавлением дистиллированной воды объем раствора доводят до 67 мл.

100 г носителя пропитывают по влагоемкости 67 мл раствора биметаллических комплексных соединений [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и Co₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] при 50°С в течение 25 минут. Затем катализатор сушат на воздухе при 150°С 2 часа.

Катализатор содержит, мас. %: [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] - 15,4; Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] - 15,3; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 12,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Катализатор имеет удельную поверхность 150 м²/г, объем пор 0,55 см³/г, средний диаметр пор 11 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде трилистника с диаметром описанной окружности 1,3 мм и длиной до 20 мм.

После сульфидирования аналогично примеру 1 получен катализатор, который содержит мас. %: Мо - 12,0; Со - 3,2; Р - 1,0; S - 8,1; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 12,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Результаты тестирования катализатора в гидроочистке приведены в таблице.

Пример 4.

Готовят носитель по методике, близкой к примеру 2, с той разницей, что отмытую и отжатую лепешку переносят в автоклав, в который добавляют раствор 14,63 г борной кислоты в 1 литре 1,5%-ного раствора азотной кислоты. Грануляцию проводят через фильеру, обеспечивающую получение частиц с сечением в виде круга диаметром 1,0 мм. Остальные операции и загрузки компонентов при приготовлении носителя аналогичны примерам 1 и 2.

В результате получают носитель, содержащий мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 25,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Далее готовят раствор, содержащий кобальтовую соль цитрата молибдена [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и кобальтовую соль дифосфат пентамолибдата Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃]. Для этого в 30 мл дистиллированной воды при перемешивании и нагревании до 70°С последовательно растворяют 6,05 мл 85%-ного раствора ортофосфорной кислоты, 6,22 г лимонной кислоты C₆H₈O₇; 44,9 г парамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄×4H₂O и 10,46 г кобальта (II) углекислого основного водного СоСО₃⋅mCo(ОН)₂⋅nH₂O. После полного растворения всех компонентов, добавлением дистиллированной воды объем раствора доводят до 65 мл.

100 г носителя пропитывают по влагоемкости 65 мл раствора биметаллических комплексных соединений [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] при 70°С в течение 45 минут. Затем катализатор сушат на воздухе при 200°С 2 часа.

Катализатор содержит, мас. %: [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] - 7,7; Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] - 29,0; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 25,0; γ-Al₂O₃ - остальное. Катализатор имеет удельную поверхность 140 м²/г, объем пор 0,45 см³/г, средний диаметр пор 9 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде круга диаметром 1,0 мм и длиной до 20 мм.

После сульфидирования аналогично примеру 1 получен катализатор, который содержит мас. %: Мо - 16,0; Со - 4,1; Р - 1,8; S - 10,7; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 25,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Результаты тестирования катализатора в гидроочистке приведены в таблице.

Пример 5.

Готовят носитель по методике, аналогичной примеру 3, с той разницей, что грануляцию проводят через фильеру, обеспечивающую получение частиц с сечением в виде четырехлистника с диаметром описанной окружности 1,6 мм. Остальные операции и загрузки компонентов при приготовлении носителя аналогичны примеру 3.

Далее готовят раствор, содержащий кобальтовую соль цитрата молибдена [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и кобальтовую соль дифосфат пентамолибдата Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃]. Для этого в 30 мл дистиллированной воды при перемешивании и нагревании до 70°С последовательно растворяют 2,59 мл 85% раствора ортофосфорной кислоты, 28,8 г лимонной кислоты С₆Н₈О₇; 43,3 г парамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄×4H₂O и 13,33 г кобальта (II) углекислого основного водного СоСО₃⋅mCo(ОН)₂⋅nH₂O. После полного растворения всех компонентов, добавлением дистиллированной воды объем раствора доводят до 67 мл.

100 г носителя пропитывают по влагоемкости 67 мл раствора биметаллических комплексных соединений [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] при 70°С в течение 30 минут. Затем катализатор сушат на воздухе при 120°С 4 часа.

Катализатор содержит, мас. %: [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] - 32,0; Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] - 11,1; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 12,0; γ-Al₂O₃ - остальное. Катализатор имеет удельную поверхность 120 м²/г, объем пор 0,35 см³/г, средний диаметр пор 7 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде четырехлистника с диаметром описанной окружности 1,6 мм длиной до 20 мм.

После сульфидирования аналогично примеру 1 получен катализатор, который содержит мас. %: Мо - 16,0; Со - 4,5; Р - 0,8; S - 10,8; носитель - остальное; при этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 25,0; γ-Al₂O₃ - остальное.

Результаты тестирования катализатора в гидроочистке приведены в таблице.

Таким образом, как видно из приведенных примеров, катализатор, приготовленный заявляемым способом за счет своего химического состава, имеет высокую обессеривающую и деазотирующую активность, значительно превосходящую активность катализатора, приготовленного по способу-прототипу в гидроочистке дизельного топлива.

Изобретение относится к способам приготовления катализаторов, предназначенных для получения дизельного топлива с низким содержанием серы. Описан способ приготовления катализатора, заключающийся в пропитке носителя водным раствором, одновременно содержащим биметаллические комплексные соединения [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] с последующей сушкой и сульфидированием катализатора. Концентрации компонентов раствора обеспечивают получение катализатора, который содержит, мас. %: [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)2] 7,7-32,0; Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] - 11,1-29,0 носитель – остальное. При этом носитель содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0-25,0; γ-Al₂O₃ - остальное. Получаемый катализатор имеет удельную поверхность 120-190 м²/г, объем пор 0,35-0,65 см³/г, средний диаметр пор 7-12 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде круга, трилистника или четырехлистника с диаметром описанной окружности 1,0-1,6 мм и длиной до 20 мм. После сульфидирования по известным методикам катализатор содержит, мас. %: Мо - 10,0-16,0; Со - 2,7-4,5; Р - 0,8-1,8; S - 6,7-10,8; носитель - остальное. Технический результат - получение катализатора, имеющего максимальную активность в целевых реакциях, протекающих при гидроочистке дизельного топлива. 4 з.п. ф-лы, 5 пр., 1 табл.

1. Способ приготовления катализатора гидроочистки дизельного топлива, включающего в свой состав соединения кобальта, молибдена, фосфора и носитель, отличающийся тем, что катализатор готовят пропиткой носителя, который содержит, мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0-25,0; γ-Al₂O₃ - остальное; водным раствором, одновременно содержащим биметаллические комплексные соединения [Со(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] с последующей сушкой, при этом концентрации компонентов раствора обеспечивают получение катализатора, который содержит, мас. %: [Co(H₂O)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] 7,7-32,0; Со₂[H₂P₂Mo₅O₂₃] - 11,1-29,0; носитель - остальное, с последующим сульфидированием катализатора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что получаемый катализатор имеет поверхность 120-190 м²/г, объем пор 0,35-0,65 см³/г, средний диаметр пор 7-12 нм, и представляет собой частицы с сечением в виде круга, трилистника или четырехлистника с диаметром описанной окружности 1,0-1,6 мм и длиной до 20 мм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют пропитку носителя по влагоемкости водным раствором, одновременно содержащим биметаллические комплексные соединения [Со(Н₂О)₂(C₆H₅O₇)]₂[Mo₄O₁₁(C₆H₅O₇)₂] и Со₂[Н₂Р₂Мо₅О₂₃], при этом пропитку проводят при температуре 20-70°С в течение 25-60 мин при периодическом перемешивании.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после пропитки катализатор сушат на воздухе при температуре 100-200°С в течение 2-4 ч.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после сульфидирования по известным методикам получаемый катализатор содержит, мас. %: Мо - 10,0-16,0; Со - 2,7-4,5; Р - 0,8-1,8; S - 6,7-10,8; при этом носитель содержит мас. %: борат алюминия Al₃BO₆ со структурой норбергита - 5,0-25,0; γ-Al₂O₃ - остальное.