Этап 1. Промежуточный отчет "Выбор направления исследований, теоретические исследования поставленных перед ПНИ задач, разработка программ и методик исследовательских испытаний"

Объект исследования - каталитические технологии переработки продуктов превращения непищевого растительного сырья в высокооктановые добавки фуранового ряда для моторного топлива и другие высокоценные продукты. Проведен анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов в области получения высокооктановых добавок и ценных химических продуктов фуранового ряда. Дано обоснование выбора направления исследования по разработке методов переработки фурфурола и глицерина - продуктов превращения непищевого растительного сырья. Проведение теоретических исследований методов и средств технологии получения из фурфурола высокооктановой добавки - 2-метилфурана и фурфурилового спирта показало, что высокая активность может быть достигнута при использовании NiCu-, NiMo-, NiCuMo-содержащих катализаторов, тогда как высокая селективность образования 2-метилфурана может быть достигнута путем использования Cu-катализаторов, допированных различными добавками (Zn, Fe, Mn и др.). Теоретические исследования методов и средств технологии получения высокооктановых добавок (диоксоланов и диоксанов фуранового ряда) из фурфурола и глицерина показали, что наиболее перспективными системами являются кислотные катализаторы на основе цеолитов, оксидов переходных металлов и гетерополикислот. Проведены патентные исследования с целью определения технического уровня разработки, анализа тенденций развития исследований в данной области и выбора направления собственных исследований. Разработана методика приготовления экспериментальных образцов катализаторов селективного гидрирования фурфурола до фурфурилового спирта, представляющих собой высокопроцентные карбидные и оксидные Ni-, Cu- и Mo-содержащие катализаторы.Разработана методика приготовления экспериментальных образцов Cu-катализаторов, модифицированных различными добавками для проведения селективного гидрирования фурфурола до 2-метилфурана в мягких условиях. Разработана методика приготовления экспериментальных образцов катализаторов для проведения селективного ацеталирования глицерина фурфуролом в мягких условиях с образованием диоксоланов и диоксанов фуранового ряда. Наработаны экспериментальные образцы высокоактивных катализаторов селективного гидрирования фурфурола с получением фурфурилового спирта с выходом до 99 мол.%. Разработаны программа и методики исследовательских испытаний физико-химических свойств экспериментальных образцов катализаторов селективного гидрирования фурфурола до фурфурилового спирта и 2-метилфурана и экспериментальных образцов катализаторов ацеталирования глицерина фурфуролом до диоксоланов и диоксанов фуранового ряда (РФА РФЭС, ТПВ, хемосорбцию СО и др.) для определения текстурных и морфологических характеристик полученных катализаторов. Разработаны программа и методика исследовательских испытаний экспериментальных образцов катализаторов селективного гидрирования фурфурола до фурфурилового спирта и 2-метилфурана и экспериментальных образцов катализаторов селективного ацеталирования глицерина фурфуролом до диоксоланов и диоксанов фуранового ряда для определения их каталитических свойств. Проведение исследовательских испытаний предусматривает измерение активности полученных катализаторов и выявление корреляции между конверсией и селективностью образования продуктов реакции от времени проведения процесса. Разработана эскизная конструкторская документация на изготовление испытательного стенда для проведения исследовательских испытаний катализаторов селективного гидрирования фурфурола и наработок фурфурилового спирта и 2-метилфурана и испытательного стенда для проведения исследовательских испытаний катализаторов селективного ацеталирования глицерина фурфуролом и наработок высокооктановых добавок - диоксоланов и диоксанов фуранового ряда. Изготовлен испытательный стенд для проведения исследовательских испытаний по оптимизации параметров процессов с использованием экспериментальных образцов и проведения ресурсных испытаний опытных образцов катализаторов селективного гидрирования фурфурола и наработок фурфурилового спирта и 2-метилфурана. Проведены исследовательские испытания экспериментальных образцов катализаторов селективного гидрирования фурфурола до фурфурилового спирта в мягких условиях (давление водорода не более 6 МПа; температура процесса 100 - 200°С) в установке периодического действия с выходом фурфурилового спирта и конверсией фурфурола, близкой к 100%.Разработанные на данном этапе катализаторы, обладающие высокой активностью и высоким выходом конечного продукта, станут основой для получения высокоселективного катализатора по получению фурфурилового спирта из фурфурола, что позволит повысить объемы производимого спирта на российском рынке и снизить объемы импортированного сырья.