Разработка научных основ экологически безопасных процессов получения низших олефинов и высококачественных моторных топлив из углеводородного сырья в присутствии ускорителей химических реакций нового поколения - нано- и композиционных материалов, цеолитоподобных систем с иерархической пористой структурой

Объекты исследования: модифицированные цеолиты; коммерческий порошок MoS2, а также его Крио-образцы; полиоксометаллатные соединения; ионные жидкости; углеводородные газы; фракции нефти. Основные результаты этапа 2021 г.: Разработана методика синтеза высококремнеземных цеолитов с иерархической системой пор с использованием углеродных темплатов. Установлено, что их применение не влияет на фазовую чистоту и кристалличность полученных цеолитов, а приводит к увеличению удельной поверхности и объема мезопор. Установлено, что наибольшее количество бренстедовских кислотных центров содержит цеолит, полученный с добавкой 1.0 % мас. углерода, а наибольшая концентрация льюисовских кислотных центров наблюдается у цеолита, синтезированного с добавкой 5,0 % мас. углерода. Исследовано превращение пропана в олефиновые углеводороды на цеолитных катализаторах, отличающихся величиной силикатного модуля. Показано, что с увеличением мольного отношения SiO2/Al2O3 цеолита наблюдается снижение общей активности ка-тализатора и повышение его селективности в отношении образования низших олефинов. Оптимальным мольным отношением SiO2/Al2O3 цеолита для получения максимального количества этилена и пропилена является 100. Установлено, что процесс превращения пропана в олефины следует проводить при температуре не ниже 550 °С и объемной ско-рости подачи исходного сырья не выше 750 ч–1. Постсинтетические обработки цеолита типа ZSM-5 растворами азотной и соляной кислоты, сохраняя кристаллическую структуру цеолита, способствуют увеличению его удельной поверхности и удельного объема мезопор. После кислотной обработки цеолитов уменьшается сила высокотемпературных кислотных центров, а суммарное количество кислотных центров уменьшается, главным образом, за счет снижения концентрации сла-бых кислотных центров. Повышению изомеризующей способности катализаторов и увеличению выхода жидких продуктов при облагораживании прямогонной бензиновой фракции способствуют более жесткие условия их предварительной обработки. Установ-лено, что для получения бóльшего количества катализата с повышенным содержанием углеводородов изостроения предпочтительнее использовать водный раствор азотной кислоты.