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; катализаторы, полученные постсинтетической кислотной обработкой цеолита ZSM-5 и модифицированные железо-содержащими соединениями; порошок MoS2, Крио-нанопорошки; полиоксометаллатные соединения; глубокие эвтектические растворители; углеводородные газы; фракции нефти. Основные результаты этапа 2023 г.: Исследовано влияние способа формирования мезопористой структуры гранулированных Мо/ZSM-5 катализаторов с иерархической пористой структурой на их физико-химические и каталитические свойства в процессе неокислительной конверсии метана в ароматические углеводороды. Показано, что наибольшую активность и стабильность проявляет гранулированный катализатор, синтезированный без использования связующего вещества и обработанный лимонной кислотой. Конверсия метана на данном катализаторе составляет 18,3 %, выход бензола – 7 %, селективность по аренам – 80 %. Исследовано влияние предварительных обработок на физико-химические и каталитические свойства цеолитного катализатора в процессе превращения пропана в олефиновые углеводороды. Показано, что проведение термопаровой и щелочной обработок катализатора приводит к снижению конверсии пропана и увеличению селективности образования олефиновых углеводородов. Установлено, что наибольшая селективность образования олефинов С2–С4 достигается на катализаторе после термопаровой обработки (40 %). Предложен способ получения катализатора, содержащего цеолит ZSM-5 после кислотной обработки и модифицирующие железосодержащие добавки различного происхождения, для процесса облагораживания прямогонных бензиновых фракций нефти, позволивший, изменив структурные и кислотные свойства железосодержащих цеолитных катализаторов, увеличить выход высокооктановых бензинов, повысить стабильность работы катализаторов и получить углеродные отложения на них менее конденсированными. С использованием алюмооксидных (алюмосиликатных) носителей, углерод- и полиоксомолибдатсодержащих соединений синтезированы каталитические композиты. Полученные образцы протестированы в термо- и гидропроцессах переработки модельного (нефтяной парафин) и реального (гудрон) сырья. Конверсия гудрона в присутствии композита MoLK/Al2O3-SiO2 составила 82 %, а выход светлых фракций – 64 %.