Исследование фундаментальных основ процесса гидропереработки пиролизного масла - метода получения синтетического топлива

Проведены синтез каталитических систем на основе металлов VIII группы, поисковые каталитические эксперименты и каталитическое тестирование синтезированных катализаторов в реакции каталитического гидрирования пиролизного масла и его компонентов. Выявлен качественный состава катализата, и выполнено исследование влияния концентраций реагентов, температуры, pH, кислот, оснований, солей и ионной силы раствора на селективность процесса. Проведены характеризация нанокатализаторов, а также изучение изменения состава поверхности катализатора в процессе реакции для оптимизации синтеза каталитических систем. Проанализированы протяженная тонкая структура в спектрах рентгеновского поглощения и ближняя тонкая структура рентгеновского поглощения. Получены значения коэффициентов массопередачи для систем водород - креозотное масло, водород - Ni-сверхсшитый полистирол (СПС). Коэффициент массопередачи для систем водород - креозотное масло увеличивается при уменьшении температуры с 523 до 423 К и увеличении давления с 10132 до 202265 Па. Разработан алгоритм трехмерной модели, описывающей процессы массо- и теплопереноса для трубчатого каталитического реактора и реактора с закрепленным слоем катализатора. Получены данные о коэффициентах массо- и теплообмена для трубчатого каталитического реактора и реактора с закрепленным слоем катализатора. На основе модели распределения коэффициентов массопередачи в зависимости от скорости осуществления реакции и начального количества реагентов установлено повышение коэффициентов массоотдачи с увеличением высоты реактора и теплоотдачи - по высоте реакционного аппарата для системы водород - креозотное масло - Ni-СПС. Выдвинута гипотеза о дезактивации катализатора в результате сорбции как продуктов реакции, так и исходных компонентов. При этом ультразвуковая обработка катализатора может быть успешно использована для его регенерации. Максимальный срок службы наиболее активного катализатора Zn/Cu-СПС в соответствии с используемой моделью составляет более 500 ч, что сравнимо с промышленными аналогами.