Что содержится в катализаторе

Алан-э-Дейл       03.11.2022 г.

Этапы переработки

Начальный этап – гомогенизация. Все нужно превратить в общую массу измельчением, дроблением и смешиванием. После контрольного смешивания отбираются пробы материала для химического анализа. Таким способом определяется концентрация драгметаллов. Это самый сложный этап.

Продать катализаторы

При помощи специального оборудования проводится первичный отбор проб для более точного определения массы драгоценных металлов. Для получения концентрированной массы делается истирание данной пробы. Затем проводится следующий анализ, результаты которого являются более точными. На этом этапе можно получить точную оценку стоимости.

Важно помнить, что все способы и этапы переработки возможно провести только в условиях специально-предназначенного помещения и оборудования. Самостоятельный процесс получения драгметаллов из катализаторов может быть очень опасным для здоровья и при попадании в окружающую среду экологически небезопасен

Рекомендуется воспользоваться услугами скупки. Сдать радиодетали в Москве можно у нас, после предварительного анализа специалисты скажут примерную стоимость. ◄ Назад к новостям

Масштаб проблемы

Для того чтобы оценить масштаб «катализаторной» проблемы, достаточно вернуться на 10 лет назад. В 2006 году Совет безопасности ООН ввел санкции в отношении Ирана, которые затронули в том числе и нефтеперерабатывающую отрасль. Значительно осложнить жизнь иранской нефтепереработке оказалось довольно просто, для этого достаточно было прекратить поставку в страну катализаторов, так как все оборудование и расходные материалы для НПЗ поставлялись с Запада, в основном из США. К счастью, этот пример нельзя целиком проецировать на сегодняшнюю ситуацию в российской нефтепереработке. Хотя бы потому, что производство катализаторов в стране есть, и во времена СССР оно вполне справлялось со своей задачей. Тем не менее вопрос импортозамещения стоит остро и по политическим, и по экономическим причинам.

В 2011 году крупнейшие нефтяные компании подписали с Федеральной антимонопольной службой, Ростехнадзором и Росстандартом соглашение о глобальной реконструкции и модернизации ведущих НПЗ страны. Этот момент послужил официальной отправной точкой в развитии отрасли, отстающей от среднемирового уровня с точки зрения глубины переработки. Основным двигателем процесса модернизации стал сам рынок, а именно — растущий спрос на качественное моторное топливо, соответствующее современным экологическим стандартам. Хорошим стимулом оказался и новый техрегламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту», определивший порядок постепенного перехода на топливо более высокого экологического класса: с 1 июля 2016 года единственным разрешенным к обороту топливом станет бензин и дизель стандарта «Евро-5».

Анатолий Чернер,заместитель генерального директора «Газпром нефти» по логистике, переработке и сбыту

С 2011 по 2015 год на НПЗ страны были введены в действие или реконструированы несколько десятков установок вторичных процессов переработки, позволяющих повысить качество и экологичность бензина и дизельного топлива. Вместе с тем эффективная работа таких установок невозможна без использования современных катализаторов. Которые, как правило, закупаются за границей — в настоящее время доля импорта в общем объеме российского рынка катализаторов составляет 70%. При этом иностранные катализаторы дороги, что вполне объяснимо: в неконкурентной среде производители катализаторов могут себе позволить диктовать свои правила. После возникновения у России разногласий с Западом экономические риски отечественной нефтянки в этой сфере возросли многократно — к ценовому прессу добавилась опасность сбоя поставок со всеми вытекающими для производства последствиями. Поэтому развитие собственного катализаторного производства для страны сегодня — не роскошь, а возможность продолжать начатую несколько лет назад модернизацию нефтеперерабатывающей отрасли с минимальными рисками.

Ресурсы благородных металлов для катализаторов

благородные металлы платина, родий и палладий представляют в катализаторе наибольшую ценность. Ежегодная мировая добыча благородных металлов составляет около 300 тонн. Из них на платину приходится 180 тонн, а на родий всего 15 тонн. В настоящее время по дорогам Германии разъезжает «добра» на 500 млн евро в виде платины, родия и палладия. Более трети ежегодно добываемой платины и более половины всего палладия идет в катализаторы. Платина в Германию поступает из России, Канады и Южной Африки. Благородные металлы относятся к редчайшим элементам земной коры. Их содержание в земной коре составляет 0,06-0,4 мкг на килограмм породы. В промышленных месторождениях содержится 3-5 мг на килограмм породы. Металлы добываются из руды или электролизного никелевого и медного шламов с помощью дорогих химических технологий. Чтобы получить один грамм платины, нужно добыть с глубины 2000 м и переработать около 400 кг породы. При неизменном ежегодном потреблении платины хватит на 125 лет, а родия — примерно на 250. Всемирно известные и годные для разработки месторождения родия оцениваются всего в 3700 тонн, а платины — в 30000 тонн. Мировые запасы палладия по последним данным оцениваются в 56000 тонн.

Из-за скудных запасов благородных металлов совершенно необходимо направлять замененные и отработавшие катализаторы на замкнутый цикл переработки. При этом можно повторно использовать 99% платины, более 80% родия и 100% палладия. Утилизированные благородные металлы снова используются в производстве катализаторов. На СТО ложится большая ответственность за возврат старых катализаторов. При последовательно проводимой переработке можно ежегодно экономить благородные металлы на сумму в несколько миллионов евро. Для переработки используется две технологии:

  • жидкостная химическая, при которой металлы выделяются из блока с помощью кислот;
  • пирометаллургическая (более эффективная, но более дорогая), когда металлы выплавляются при температуре около 1800°С.

Каталитические системы на основе катализаторов:

Современные промышленные твердые катализаторы обычно представляют собой сложные смеси, называемые контактными массами. В состав контактных масс входят прежде всего вещества, являющиеся собственно катализаторами, а также носители и активаторы.

Активаторы (промоторы) – это вещества, добавляемые к катализатору в небольших количествах с целью улучшения его свойств, таких, как активность, селективность или стабильность, которые сами по себе могут быть неактивными для данной реакции, но значительно улучшают свойства катализатора. Поэтому деление на сложные и активированные катализаторы носит лишь ориентировочный характер.

Улучшение свойств катализатора при добавлении промотора (активатора) значительно превосходит тот эффект, который можно было бы получить в результате независимого действия самого промотора, т.к. сам промотор может и не обладать каталитической активностью.

В общем случае по своему целевому назначению промоторы могут быть разделены на две группы:

– способствующие протеканию целевой реакции, т. е. увеличивающие активность катализатора;

– подавляющие нежелательные процессы, т. е. увеличивающие селективность катализатора.

Среди промоторов первой группы различают структурообразующие и активирующие. Структурообразующие промоторы, как правило, представляют собой инертные вещества, присутствующие в катализаторе в виде мелких частиц, препятствующих спеканию частиц активной каталитической фазы, что предотвращает уменьшение активной поверхности во время работы катализатора. Активирующие промоторы могут создавать дополнительные активные центры, воздействовать на электронную структуру активной фазы и т.п.

Носители – это прочные пористые термостойкие материалы, на которые осаждением, пропитыванием или другими методами наносят катализатор. При нанесении каталитических веществ на пористый носитель достигается их тонкое диспергирование, создаются большие удельные поверхности при размерах пор, близких к оптимальным, и увеличивается термостойкость катализатора, поскольку затруднено спекание его кристалликов, разобщенных на поверхности носителя. При таком методе нанесения достигается экономия дорогих катализаторов, например платины, палладия, серебра. Носитель, как правило, влияет на активность катализатора, таким образом, нет точной границы между понятием активатор и носитель. Наиболее часто в качестве носителей применяют оксид алюминия, силикагель, синтетические алюмосиликаты, каолин, пемзу, асбест, различные соли, уголь.

Примечание: Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

карта сайта

Коэффициент востребованности
694

Необходимость переработки катализаторов

Каталитический нейтрализатор, иначе называемый конвертером или катализатором, – это автомобильная система по очистке и снижению токсичности выхлопов. Он разработан для уменьшения наносимого автомобильными газами вреда для окружающей среды и озонового слоя.

Отходы от катализаторов

Катализатор изготавливается из мелкоячеистой керамики, заключенной в оболочку из металла. Керамический блок состоит из множества ячеек, выстроенных в форме пчелиных сот. Конвертер является частью выхлопной системы и устанавливается перед выхлопной трубой, то есть все отработанные газы из выпускной системы машины проходят именно через нейтрализатор, а затем очищаются и через выхлопную трубу выбрасываются на улицу.

Принцип работы автокатализатора заключается в использовании благородных металлов-нейтрализаторов (палладия, платины и родия), которые вступают в реакцию с токсическими веществами выхлопных газов и преобразуют их в неядовитые, очищая тем самым выхлопы. Степень очистки очень высока и достигает 98%.

Конверторы со временем выходят из строя по разным причинам: физические повреждения, слипание ячеек в результате перегрева, заливание маслом и водой или износ со временем.

Важно: эта деталь не подлежит ремонту, её можно только заменить. Причем из-за наличия драгоценных металлов это обойдется владельцу машины в круглую сумму

Но отработанный конвертер можно сдать за деньги, поэтому переработка катализаторов выгодна и автовладельцам.

Причины сдавать катализаторы на вторичную переработку:

1. Выбрасывать на свалку каталитические нейтрализаторы нельзя. Внутри них скапливаются токсичные вещества, которые будут разрушительно действовать на окружающую природу, впитываясь в землю, загрязняя грунтовые воды и воздух.

2. У нейтрализатора длительный период распада, поэтому токсины будут очень долго отравлять окружающую среду.

3. На соты нейтрализатора нанесено напыление драгметаллов, цена которых выше цены золота в несколько раз. Но самостоятельно извлечь их у автовладельца не получится, потому что для этого используется специальное оборудование. Покупать оборудование ради одной отработанной детали попросту нерентабельно, так как на выходе получается примерно 2-4 грамма драгметалла. Гораздо проще и выгоднее обратиться в пункты приема.

4. Около 80% сырья для изготовления новых автонейтрализаторов получают благодаря повторной переработке старых отработанных запчастей и изъятию ценных металлов.

Сечение каталитического нейтрализатора

5. Владельцу компенсируется 75% стоимости извлеченных драгоценных металлов. Существует Международная биржа металлов (LME), которая и устанавливает цену на палладиевые металлы, в зависимости от чего меняется стоимость сданного на переработку катализатора. Это всемирная практика, удобная и для компаний, занимающихся переработкой, и для людей, отдающих и так неисправный и ненужный элемент за деньги.

Сервис решает всe

Того, что качество омских катализаторов как минимум не уступает иностранным аналогам, оказывается недостаточно, чтобы всерьез говорить о завоевании такого консервативного рынка, как нефтепереработка. Сегодня компания-лидер должна предоставлять потребителю не только отличный продукт, но и не уступающий ему по уровню сервис. Долгие годы катализаторы в Омске выпускались для собственных нужд, поэтому их сервисное обслуживание считалось чем-то само собой разумеющимся: использование катализаторов в производстве полностью сопровождали специалисты катфабрики и Института проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской академии наук.


Омские катализаторы каткрекинга ни в чем не уступают зарубежным аналогам

Теперь этот опыт компания выводит на внешний уровень — клиенты нового катализаторного производства будут получать полный пакет сервисного обслуживания, входящий в стандартное предложение западных компаний. Нестандартной будет только скорость и цена обслуживания. «В наш сервис будет входить мониторинг работы катализатора за время действия контракта либо за время действия гарантийных обязательств, выдача рекомендаций по самой технологии — какие можно предложить технические решения, чтобы улучшить показатели работы процесса и полностью использовать потенциал катализатора, — объяснила Ирина Резниченко. — Это обычный сервис для иностранных поставщиков, но наш специалист в случае возникновения проблем сможет прилететь на завод уже на следующий день. К тому же за счет удобной логистики мы сможем позволить себе сделать сервисное обслуживание для отечественных заводов максимально недорогим».

Основная функция

В ходе работы двигателя образуются вещества, являющиеся продуктов сгорания топлива. А это уже серьезная опасность для человеческого организма. И окружающей среде это тоже не идет на пользу.

Тем не менее среди большинства автолюбителей гуляет немало споров касательно необходимости этого элемента. Кто-то согласен с тем, что это вынужденная мера, позволяющая снизить количество опасных веществ в выхлопной системе. Другие же считают его необязательным, а то и опасным. Остается только догадываться, что ими движет придерживаться своей точки зрения.

А между тем разработкой нейтрализаторов начали заниматься еще с 60-х годов прошлого столетия, когда мировую общественность стало беспокоить состояние экологической обстановки. И на то время численность веществ выхлопной системы никак не регулировалось. И первые стандарты появились только с 1970 года.

Перед производителями возникла необходимость оснащать свою продукцию устройствами, которые снижают уровень веществ. И уже с 1975 года это уже обязательный элемент, без которого не разрешается использование любого транспортного средства.

Уже становится ясна функция катализатора и что мировая общественность не становится равнодушной к общему состоянию экологии родной планеты.

В дизеле

Катализаторы в дизельном двигателе работают гораздо хуже в сокращении выбросов NOx. Одной из причин этого является то, что дизельные двигатели имеют более низкую рабочую температуру, чем бензиновые двигатели, и катализатор в целом в дизельном двигателе работает хуже, поскольку он меньше нагревается. Некоторые из ведущих экспертов экологических авто придумали новую систему, которая помогает бороться с этим. Они используют мочевину в решении этой проблемы: прежде чем оксиды азота уходят в катализатор, их принудительно испаряют и смешивают с выхлопом и затем создают химическую реакцию, которая приведёт к сокращению выбросов NOx. Мочевина, также известная как карбамид, представляет собой органическое соединение, изготовленное ​​из углерода, азота, кислорода и водорода. Мочевина содержится в моче млекопитающих и земноводных. Мочевина реагирует с NOx, производя в результате реакции азот и водяной пар и утилизируя более 90 процентов оксидов азота в выхлопных газах.

«Вероятность ошибки нулевая»

В другом помещении — но все так же в зоне контроля владельца — ведущий инженер-химик Константин Мельников помещает отобранную пробу в рентген-флуоресцентный спектрометр. Через несколько минут программа выдает результат: автовладелец получает протокол испытаний с информацией о содержании драгоценных металлов.

— На нашем предприятии работают четыре сотрудника с учеными степенями, аналитическая служба аккредитована на соответствие требованиям по определению содержания драгоценных металлов в различных видах отходов. В лаборатории установлено высококлассное оборудование, имеется большой набор стандартных образцов автокатализаторов, поэтому вероятность аналитической ошибки, из-за которой результат может быть искажен, нулевая. Мы участвуем в нескольких программах по проверке квалификации лабораторий. И по результатам тестов недавно вошли в тройку лучших на постсоветском пространстве, — добавляет Мирослав Таразевич.

На предприятии есть свой банк образцов материалов из катализаторов разных типов

А вот измерения между лабораторными показателями и результатами прибора для экспресс-анализа, которым обычно пользуются перекупщики, могут отличаться практически в два раза. Для наглядности Мирослав Таразевич берет протокол проведенного на наших глазах исследования: программа рассчитала, что за килограмм данного катализатора автовладелец получит 524 рубля. При весе порошка в 1030 граммов из кассы человек заберет порядка 540 рублей. «Простреливаем» этот же образец пистолетом: показатели содержания драгоценных металлов почти в два раза ниже. Согласно им, перекупщики заплатили бы человеку около 250 рублей.

— Экспресс-прибор, которым пользуются в таких фирмах, был создан, чтобы диагностировать наличие драгоценных металлов, а не измерять с предельной точностью их количество. К тому же, скупщики нередко играют на незнании людьми конструктивных особенностей катализаторов: некоторые производители в одной части устанавливают соты с большим количеством драгоценных металлов, в другой — с меньшим. Стоит всего лишь приставить экспресс-прибор к «нужной» половине детали — и стоимость катализатора уменьшится в разы. В лабораторных условиях мы проводим спектральный анализ, который позволяет назвать честную цену, — говорит собеседник.

Кстати, анализируют здесь не только катализаторы (их сбор и последующая переработка дают только около десяти процентов от объема производимых предприятием драгоценных металлов), но и проводят другие химические и инструментальные исследования. Например, определяют состав твердых объектов и растворов. По словам Мирослава Таразевича, к ним нередко приходят то с блестящим камнем, то с куском серебристого металла, то с серьгами, оставшимися от прабабушки в наследство. Аналитики быстро и недорого подтверждают или опровергают ценность материала.

Виды принимаемых отходов катализаторов

Очерчивая круг каталитических реагентов и устройств на их основе, можно выделить основные разновидности их лома, который достаточно несложно сдать как вторичное сырье:

Автомобильные каталитические нейтрализаторы – катализаторы. Представляют собой своеобразный фильтр на базе сотовой конструкции из металла или керамики. Ее поверхность покрывается платиноиридиевым сплавом, что и вызывает интерес к отработанному катализатору. Состав покрытия включает не только платину, а и прочие дорогостоящие элементы: палладий и родий;

Автомобильные катализаторы отработанные

Промышленные. Это вещества комплексного состава, исполненные в разнообразных формах: шариковые, стержневые, кольцеобразные, гранулированные и прочие. Изготавливаются на металлической или керамической основе и классифицируются по содержанию каталитического реагента. Это может быть как монометалл: платина, родий или палладий, так и биметаллическая структура (Pt-Rh, Pd-Rh), а также вещество включающее все три компонента;

Промышленные катализаторы

Содержащие серебро. Этот драгоценный металл также оказывается каталитическим реагентом. Он – составной компонент катализаторов, применяемых в синтезе этиленоксида, а также содержится внутри фильтров противогазов. В частности модели дополнительных патронов к противогазам: ДП-2, ДП-4 содержать порошковую угольную смесь с кристаллическим серебром;

Фильтры противогазов. Не каждый такой фильтр содержит ценные материалы. Нужно изначально знать состав.

Катализаторы нефтеперерабатывающей промышленности. Сюда относятся реагенты, используемые в риформинге (кристаллы платины на оксиде алюминия) и гидрокрекинга (содержат никель, молибден);

Катализаторы нефтеперерабатывающей промышленности применяются для термического крекинга

Прочие. Любые виды катализаторов содержащие драгоценные или редкие металлы.

Катализатор алюмопалладиевый АПК-2

Следует отметить, что содержание дорогостоящих элементов в катализаторах невысокое. Более того, эта величина падает в процессе эксплуатации. Это связанно непосредственно, с действием реагентов, вступая в реакцию, они теряют часть собственных атомов, а соответственно и массы. Поэтому отработанные катализаторы характеризуются значительно меньшим содержанием палладия, родия, платины и прочих дорогостоящих металлов, чем их новые аналоги – об этом мы подробно писали в статье – Рассуждаем на тему – бизнес на автомобильных катализаторах.

Интересное видео: Как устроен автомобильный катализатор?

Кислые гудроны

Одним из основных твердых отходов нефтехимии являются кислые гудроны. Это смолообразные высоковязкие массы, имеющие в своем составе серную кислоту, воду и от 10 до 93% разнообразных органических веществ.

Традиционно их накапливали в заводских прудах-накопителях. Между тем, кислые гудроны можно переработать в сульфат аммония, использовать как топливо (непосредственно или после извлечения содержащейся в них кислоты) или как реагенты для очистки нефтепродуктов.

Замечание 1

Наиболее перспективна технология переработки кислых гудронов для получения диоксида серы, высокосернистых коксов, битумов и некоторых других веществ.

Одним из современных методов переработки кислых гудронов является изготовление из них битумов, широко используемые для дорожного строительства. При этом их перерабатывают в смеси с прямогонными гудронами (смолистыми массами, получающимися после отгона из нефтей топливных и масляных фракций).

«Роснефть» ввела в эксплуатацию первый в России опытно-промышленный комплекс для производства катализаторов

28 Январь 2020

Дмитрий Коротаев. Известия.

«Роснефть» запустила в эксплуатацию первый в России опытно-промышленный комплекс для производства катализаторов гидропроцессов. Современный объект общей площадью 720 м2 расположен на территории ООО «Новокуйбышевский завод катализаторов» (входит в периметр НК «Роснефть»).

Новый комплекс позволит отрабатывать технологии производства катализаторов процессов нефтепереработки и нефтехимии с учетом перехода на крупнотоннажное производство.

Дмитрий Коротаев. Известия.

До настоящего момента в России такие технологические возможности отсутствовали.

«Роснефть» уделяет большое внимание развитию производства катализаторов нефтепереработки и по всем основным процессам переходит на отечественные катализаторы, в том числе собственного производства. Надежность поставок качественных катализаторов является стратегическим вопросом обеспечения технологической устойчивости работы не только Компании, но и всей страны в целом

Дмитрий Коротаев. Известия.

Благодаря вводу в эксплуатацию нового комплекса будет получен значительный экономический эффект за счет сокращения затрат на закупку катализаторов сторонних производителей, а также логистической составляющей. Например, потребности НПЗ Компании в катализаторах гидроочистки составляют около 2000 т/год. Стоимость такого количества катализаторов гидроочистки ~ 2,5  млрд рублей/год.

Новые технологические возможности в перспективе позволят заметно снизить зависимость России от импортной продукции в области катализаторов для процессов нефтепереработки.

Дмитрий Коротаев. Известия.

На базе опытно-промышленного комплекса в Новокуйбышевске Компания планирует создание технологий для промышленного выпуска новых поколений конкурентоспособных катализаторов гидроочистки дизельного топлива и вакуумного газойля, а также других процессов нефтепереработки. 

В настоящее время доля импорта в катализаторах гидроочистки составляет около 90-95%. За счет развития высокотехнологичного производства «Роснефть» планирует снизить этот показатель до 50% к 2024 году.

Дмитрий Коротаев. Известия.

В состав нового опытно-промышленного комплекса входят 9 основных технологических линий, а также 5 вспомогательных блоков, которые включают в себя оборудование для производства катализаторов процессов нефтепереработки, а также различные средства контроля, измерения и управления процессами приготовления катализаторов. Комплекс способен производить около 200 кг различных катализаторов в сутки (6 тонн ежемесячно).

Современная технологичная площадка позволит  ускорить процесс внедрения и коммерциализации разработок лабораторий научно-проектных Институтов «Роснефти», работающих в области катализа и катализаторов процессов нефтепереработки и нефтехимии.

Справка:

Одна из главных задач инновационного развития нефтепереработки — исключение зависимости от импортных поставок катализаторов.

«Роснефть» уже на протяжении нескольких лет производит поэтапную замену импортных катализаторов на катализаторы собственного производства на установках риформинга бензина. Эти же катализаторы не менее успешно эксплуатируются российскими предприятиями других нефтяных компаний. Доля катализаторов риформинга бензина ангарского производства на НПЗ «Роснефти» превышает 60%, а по России составляет 30%.

В общей сложности Компания производит более 450 т катализаторов в год. «Роснефть» также располагает современными мощностями по регенерации катализаторов гидроочистки и гидрокрекинга на Новокуйбышевском заводе катализаторов — до 4 тыс. т. в год. Эти мощности полностью покрывают потребности Компании в регенерации катализаторов даже с учетом проектов по углублению переработки.

«Роснефть» является единственной компанией в стране, кто выпускает платиносодержащие катализаторы риформинга бензина, катализаторы для производства водорода, а теперь — и гидроочистки дизельного топлива.

В периметре «Роснефти» работают два катализаторных предприятия — Ангарский и Новокуйбышевский заводы. Создано совместное предприятие ООО «РН-Кат» на базе Стерлитамакского завода катализаторов по выпуску катализаторов гидроочистки и гидрокрекинга.  В трех научно-исследовательских институтах Компании ведутся работы, связанные с катализом и катализаторами.

Управлениеинформационной политикиПАО «НК «Роснефть»28 января 2020 г.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.