ОТЧЕТО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕРАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИРОДНОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ В ВЫСОКОВОСТРЕБОВАННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ И ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ МОТОРНЫЕ ТОПЛИВА(промежуточный, этап 3)(0370-2019-0005)Приоритетное направление Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013 - 2020 годы46. Физико-химические основы рационального природопользования и охраны окружающей среды на базе принципов «зеленой химии» и высокоэффективных каталитических систем, создание новых ресурсо- и энергосберегающих металлургических и химико-технологических процессов, включая углубленную переработку углеводородного и минерального сырья различных классов и техногенных отходов, а также новые технологии переработки облученного ядерного топлива и обращения с радиоактивными отходами

Цель работы - исследование процессов превращения природного и попутного нефтяного газов в ароматические углеводороды и облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти на металлсодержащих цеолитных катализаторах; исследование гидродесульфирующей способности криокатализаторов в модельной реакции и в процессе очистки дизельной фракции нефти; исследование активности диоксида титана в процессе очистки дизельной фракции нефти от серосодержащих органических соединений. Установлены закономерности превращения реального газообразного углеводородного сырья на оптимизированных по составу каталитических системах. Полученные катализаторы проявляют высокую активность в процессе ароматизации попутного нефтяного (смеси алканов С2 - С4) и природного газов. Показано, что при превращении попутного газа на цеолитных катализаторах выход целевого продукта существенно выше, чем в случае использования природного газа, что связано с высокой термодинамической устойчивостью его основного компонента - метана. Предложены способы получения Re-содержащих цеолитных катализаторов для облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти. Введение Re в цеолит позволяет увеличить выход жидких продуктов - высокооктановых бензинов, характеризующихся пониженным содержанием ароматических углеводородов и высоким показателем октанового числа, а также снизить коксообразование. Впервые выполнено измельчение молибденита в криогенных условиях в среде аргона (77 К), исследованы физико-химические свойства образцов, их каталитическая активность в модельной реакции гидродесульфирования дибензотиофена, компонентов дизельной фракции, а также инициирующая способность в реакции окисления изопропилбензола. Установлена высокая гидродесульфирующая способность криокатализаторов. Для повышения степени очистки дизельных фракций нефти от серосодержащих соединений использовался фотокатализ на образцах диоксида титана различных структур. Установлено, что оптимальными условиями процесса фотокаталитического обессеривания дизельной фракции являются температура 25 - 30°С; концентрации катализатора 1%, длина волны облучения 380 нм. При этих параметрах процесса фотокатализа наибольшую активность проявляют наноразмерный диоксид титана и нанотрубки TiO₂.