«Каталитическая переработка углеродсодержащих материалов в синтетические моторные топлива, изопарафиновые и поли-альфа-олефиновые масла» по теме: «Синтез высокооктанового бензина, изопарафиновых масел и альфа-олефинов»

Объекты исследования – гетерогенно-каталитический синтез углеводородов из синтез-газа (СО и Н2), полифункциональные (гибридные) кобальт-содержащие катализаторы, в том числе модифицированные благородными металлами и их комплексами с N-гетероциклическими карбенами. Цель работы - разработка промышленно приемлемых методов одностадийного синтеза из СО и Н2 экологически чистых высокооктановых бензинов, изопарафиновых и поли-альфа-олефиновых масел. В процессе выполнения работы получены следующие основные результаты: Разработан новый эффективный метод получения олефинов конверсией синтез-газа (СО и Н2) на катализаторе Co-Al2O3/SiO2 при давлении 2 МПа в проточно-циркуляционном режиме. Впервые показано, что увеличение кратности циркуляции газовой смеси до 8–16 приводит к значительному (до 40 раз) увеличению селективности и производительности по олефинам по сравнению с проточной схемой конверсии синтез-газа. Показано, что активация методом последовательного восстановления, окисление и восстановления позволяет увеличить производительность бифункционального катализатора 35Со-Al2O3+30ZSM-5+35Al2O3 на 10 %. Разработан способ получения углеводородов бензиновых фракций конверсией синтез-газа на полифункциональном композитном катализаторе 35Со-Al2O3+30ZSM-5+35Al2O3. Определены оптимальные технологические параметры синтеза высокооктановой бензиновой фракции со значительным содержанием изомерных углеводородов. Разработан новый метод in situ трансформации олефинов в составе топливных фракций синтеза Фишера-Тропша в оксигенаты посредством гидрометоксилирования метанолом на катализаторах кислотного типа HZSM 5 или Pd/NHC/ZSM-5. Содержание оксигенатов после гидрометоксилирования составляет 2,5-5 % масс. Применение стабильного катализатора HZSM-5 позволило повысить октановое число бензиновой фракции до 83,3 единиц. Исследованы закономерности роста углеводородной цепи на новом гибридном катализаторе Pd/NHC/ZSM-5 в условиях послойной загрузки с катализатором Co-Al2O3/SiO2. Показано, что рост конверсии СО и выхода углеводородов С5+ на катализаторе Pd/NHC/ZSM-5 в условиях послойной загрузки происходит, наиболее вероятно, за счет гидрокарбонилирования олефинов и спиртов, образовавшихся в слое Co-Al2O3/SiO2, с последующим деоксигенированием продуктов роста цепи до алканов. Полученные в проекте результаты могут быть использованы для создания новых ресурсосберегающих технологий каталитической переработки углеродсодержащего ископаемого и растительного сырья в высокооктановый бензин, изопарафиновые масла, высококачественные поли-альфа-олефиновые масла и представляют интерес для предприятий нефтегазохимии.