Важнейшие фундаментальные и прикладные разработки

Важнейшие фундаментальные и прикладные разработки.

Изучение природы «ловушек» тяжелых металлов (Ni+V) для создания высокоэффективных катализаторов крекинга остаточного сырья

Исследования проводились с целью снижения дезактивирующего действия содержащихся в нефтяном сырье тяжелых металлов (Ni+V), которые приводят к разрушению активного цеолитного компонента катализатора.

Для уменьшения дезактивирующего действия ванадия на катализаторы крекинга в качестве “ловушек” исследованы оксиды II(Mg, Ca), III(Al, Ce, La) и IV(Zr) групп периодической таблицы, способные образовывать с ванадием неплавкие в условиях крекинга соединения типа ванадатов. Установлено, что наиболее перспективными оказались бинарные композиции оксидов магния и алюминия. Синтезированы алюмомагниевые шпинели и гидротальциты как два класса смешанных оксидов магния и алюминия, различающихся строением кристаллической решетки и основностью.

Для алюмомагниевых шпинелей по параметру элементарной ячейки оценена степень дефектности, которая изменялась от 0 до 0,27. Показано, что алюмомагниевые шпинели связывают никель за счет изоморфного замещения атомов магния на атомы никеля в структуре шпинели, в то же время фиксации ванадия в структуре шпинели не происходит вне зависимости от степени ее дефектности. Установлено, что ванадаты локализуются на анионных вакансиях декарбоксилированных гидротальцитов. Разработаны способы получения гидротальцитов Mg6Al2(OН)16СО3*4Н2О с различным соотношением алюминия и магния и различной дисперсностью.

Показано, что катализаторы с вовлечением в состав матрицы дисперсного гидротальцита обладают высокой степенью связывания ванадия, превышающей таковую для оксида магния и обычных катализаторов с матрицей из оксида алюминия.

Лаборатория цеолитсодержащих катализаторов, к. т.н.

Новые композиционные материалы для получения адсорбентов и катализаторов

Разработаны новые композиционные материалы типа оксид алюминия–алюмосиликат с применением бентонитовых глин.

Установленные закономерности процессов мехактивации и избирательной кислотной экстракции бентонитов (монтмориллонитов (ММ) Таганского месторождения Na и Ca форм) послужили научной основой для создания композиционных материалов в системе ММ – Al2O3 как нового типа носителей для адсорбентов и катализаторов.

В отличие от традиционных синтетических носителей (SiO2, Al2O3, цеолитов и др.) композиты обладают:

- ярко выраженной монодисперсной структурой пор с эффективным радиусом 1,8 – 2,0 нм, которые занимают промежуточное положение между микро - (< 0,7 нм) и мезо- (< 3,0 нм) пористыми материалами;

- повышенной концентрацией сильных Льюисовских центров с υСО = 2232 см-1,

- высокой дефектностью (катионные вакансии) октаэдрического слоя оксида алюминия, способной стабилизировать координационно-ненасыщенные состояния металлов (Pd, Pt) – активного компонента катализаторов.

Высокая однородность пористой структуры позволяет отнести композиты к классу наноматериалов с высокой концентрацией катионных вакансий.

Использование композитов для получения адсорбентов-осушителей типа «Гигроскопическая соль в пористой матрице» продемонстрировало их высокую эффективность для глубокой осушки газовых сред, за счет высокой диспергации рабочей соли.

Лаборатория процессов глубокой переработки нефти, д. х.н. .

3.  Стабильный катализатор разложения метана с целью получения водорода для топливных элементов и моноокиси углерода для органического синтеза

Разработан железосодержащий катализатор (Fe/Fe-алюмосиликат), позволяющий в течение не менее 20 циклов проводить процесс в режиме: пиролиз природного газа – регенерация катализатора (газификация углерода) – восстановление катализатора – пиролиз природного газа, с производительностью по образованию водорода 3,8 г /г катализатора в час :

СН4 ↔ С + 2Н2 (для топливных элементов)

С + СО2 ↔ 2СО (для органического синтеза)

Лаборатория каталитического синтеза, чл.-корр. РАН

4.  Новые модификации катализаторов крекинга тяжелого нефтяного сырья для получения высокооктановых компонентов бензина и сырья для нефтехимии

Завершен цикл технологических исследований по созданию серии катализаторов крекинга марки ЛЮКС, предназначенных для превращения тяжелого нефтяного сырья в высокооктановый компонент автобензина и для получения сырья для нефтехимической продукции. По разработанной в ИППУ СО РАН технологии в 2005 году в -ОНПЗ» выпущено около 1200 тонн катализаторов крекинга ЛЮКС-1 и ЛЮКС-2.

Лаборатория цеолитсодержащих катализаторов, к. т.н.

Новый полиметаллический катализатор риформинга для получения высокооктановых компонентов бензинов, ароматических углеводородов и водорода

Завершена разработка нового полиметаллического катализатора риформинга ПР-71, предназначенного для превращения бензиновых фракций в высокооктановые компоненты бензинов, в ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы), в водород. Выпущено 3 промышленных партии катализатора в количестве 120 тонн для 3-х установок риформинга. Основные эксплуатационные характеристики катализатора:

- октановое число риформата 96-98 ИМ;

- выход стабильного риформата 86-88 %мас.;

- межрегенерационный цикл – 2 года.

Лаборатория катализа нанесенными металлами, д. х.н.