Наноразмерные катализаторы гидропереработки углеродсодержащего сырья на основе фосфидов металлов: синтез и каталитические свойства

В рамках проекта разработаны способы получения катализаторов на основе фосфидов переходных металлов (Ni, W, Mo), включающие образование активной фазы катализаторов in situ непосредственно в реакторе гидропроцессов в полярных и неполярных средах, а также в обратных эмульсиях. Катализаторы испытаны в различных гидрогенизационных процессах – гидрировании, гидродеароматизации, гидрообессеривании, гидродеоксигенации, гидродеазотировании. Показано, что среда, а также условия реакции влияют на тип формирующейся активной фазы катализатора. Фосфиды никеля формируются in situ при температурах до 400°С как из маслорастворимых, так и из водорастворимых предшественников. Фосфиды молибдена и вольфрама при температурах до 400°С формируются in situ только из маслорастворимых предшественников. При использовании водорастворимых предшественников вольфрам и молибден образуют оксиды, которые полностью восстанавливаются при более высоких температурах. Исследование получаемых катализаторов физико-химическими методами анализа показало, что в объеме катализатора находится кристаллический фосфид металла, а на поверхности катализатора – смесь кристаллического фосфида металла и аморфного фосфата металла. Вследствие этого в катализаторе присутствуют не только металлические, но и кислотные активные центры, и получаемый катализатор является бифункциональным. Полученные закономерности гидропревращений модельных субстратов на сформированных in situ фосфидных катализаторах были применены к гидрооблагораживанию реального сырья (легкого газойля каталитического крекинга (ЛГКК) и фракций бионефти). Наиболее высокую активность в гидрообессеривании ЛГКК проявлял W-P, сформированный in situ из маслорастворимых предшественников, а в гидродеароматизации – Ni-P, сформированный in situ из водорастворимых предшественников в обратных эмульсиях. Для фракций бионефти был исследован их качественный состав до и после реакции. Показано, что основными продуктами превращения фурановых производных бионефти на Ni-P, сформированном in situ из водорастворимых предшественников, являлись лактоны, валерьяновая кислота, 2-метилтетрагидрофуран, кетоны и спирты. Основными продуктами превращения фенольных производных являлись фенол, циклогексанон и метилциклопентанон