Разработка ресурсосберегающих каталитических процессов и высокоэффективных реакторов для производства ценных продуктов и защиты окружающей среды на основе цифровых технологий

В отчете приведены результаты разработки научно-технологических подходов к созданию новых и оптимизации существующих каталитических процессов на основе метода многоуровневой оптимизации с активным применением современных цифровых технологий. В ходе работ этапа 2022 г. решены следующие задачи: • методом гидродинамического моделирования показано существование вихрей с возвратными газовыми течениями во входной части каталитического блока сотовой структуры, которые существенно влияют на характеристики тепло(массо)обменных процессов по длине блока катализатора; • теоретически методом математического моделирования показана возможность реализации устойчивого циклического хемосорбционно-каталитического разложения H2S на основе массивного катализатора-хемосорбента FeS с технологически приемлемой продолжительностью циклов хемосорбции/регенерации (10-15 минут и более); • с применением цифровых технологий, основываясь на экспериментальных результатах и детальных кинетических моделях, разработаны математические модели и выполнено моделирование микроканального и трубчатого реакторов для процессов селективного окисления и дегидратации загрязненных спиртов в олефины; • разработана классификация коксовых отложений, образующихся на цеолитных катализаторах типа MFT при протекании различных химических реакций; • на основе методов вычислительной гидродинамики получены количественные оценки коэффициентов теплообмена в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора при реализации процесса окисления сероводорода до элементарной серы; • установлены закономерности превращения NO и CO на марганцесодержащих катализаторах с различными промоторами (Сu, Pt, Pd) в окислительных и восстановительных условиях.