Глубокая комплексная переработка углеводородного сырья: научные основы создания новых материалов и процессов с использованием нанотехнологий

Объектами исследования являлись ультрадисперсные системы на основе термообработанных в различных условиях систем «соль – полимер», Zn- и Mg- содержащие катализаторы на основе цеолитов ZSM-5 для гидрирования оксидов углерода и превращений диметилового эфира; наночастицы TiO2, модифицированные солями B(III) и In (III), для фотокатализа; наноразмерные цеолитные катализаторы процесса алкилирования в сларри реакторе; молибденсодержащие наноразмерные катализаторы гидроконверсии тяжелого нефтяного сырья, синтезируемые; in situ Pd-, Co-, Ni-, Mo- содержащие наноразмерные катализаторы дегидрирохлорирования, беззольные противоизносные присадки. Выполнение исследования в текущем отчетном году включало следующие задачи: - установление корреляции между методами синтеза композитных материалов, их структурными особенностями и каталитической активностью в гидрировании оксидов углерода; - разработка высокоэффективных наноструктурированных каталитических систем получения жидких углеводородов из ДМЭ на основе цеолитов ZSM-5; - оптимизация процесса получения низших олефинов из ДМ, в условиях сларри реактора путем вовлечения в реакцию метана; выявления причин дезактивации катализатора Mg/ZSM-5; - оптимизация условий синтеза наноразмерных гетерогенных катализаторов алкилирования изобутана бутиленами и проведение процесса алкилирования с диспергированным катализатором в сларри реакторе. Разработка гидродинамической модели; - установление корреляции между глубиной и химическими маршрутом гидроконверсии высокомолекулярных композитов тяжелого нефтяного сырья и степенью сульфидирования наноразмерного Мо-содержащего катализатора; - изучение особенностей фотохимической активности висмут- и индийсодержащих титановых систем в окислительном разложении изопропанола; - исследование гидродехлорирования жидких продуктов переработки ПВХ в присутствии катализаторов различной природы с использованием в качестве модельного субстрата 1,4-дихлорбензола; - разработка оригинального способа синтеза высокоэффективных бензольных органических присадок к смазочным материалам. В результате проведенных исследований получены следующие основные результаты: - методом гидротермальной карбонизации синтезированы металлсодержащие композитные каталитические системы на основе глюкозы, крахмала и ПВС, изучена их структура и физико-химические свойства. Показана активность каталитических систем, полученных разными методами, в процессе гидрирования оксидов углерода; - проведено сравнение каталитических свойств систем на основе нано- и микрокристаллических цеолитов типа ZSM-5 в конверсии ДМЭ в жидкие углеводороды и показаны преимущества нано-структуры; изучен состав кокса; - выявлены причины дезактивации цеолитного катализатора превращения ДМЭ в низшие олефины в сларри реакторе; впервые показана возможность вовлечения метана в этот процесс; изучен состав кокса, предложены условия регенерирования катализатора; - разработана гидродинамическая модель реакции алкилирования изобутана бутиленом с суспендированным катализатором; оптимизирован режим регенерации катализатора; разработана гидродинамическая модель; - установлено, что повышение степени сульфидирования молибдена в каталитической системе гидроконверсии гудрона и тяжелой нефти приводит к снижению образования продуктов уплотнения; - установлено, что наибольшую фотокаталитическую активность в окислительном разложении изопропанола проявляют наночастицы TiO2, модифицированные ионами Bi(III) при облучении светом с длиной волны 450 нм; - установлены оптимальные условия проведения реакции гидродехлорирования модельного соединения 1,4дихлорбензола в присутствии ненанесенных дисперсных NiMo, CoMo, NiW катализаторов; - разработан оригинальный и простой метод синтеза новых полностью беззольных высокоэффективных присадок для смазочных материалов на основе силиконовых масел.