Разработка технологии каталитической конверсии CO2 в синтетические углеводороды и высшие спирты по теме ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИЧИН ДЕЗАКТИВАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ЕГО РЕГЕНЕРАЦИИ, РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ И РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВНЕДРЕНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОЕКТА В РЕАЛЬНОМ СЕКТОРЕ ЭКОНОМИКИ

Объекты исследования: синтез углеводородов из смесей СО и Н2, бифункциональный кобальтовый катализатор, синтетические углеводороды С5+ и их фракции. Методы исследований: проточный метод синтеза углеводородов, фракционирование жидких продуктов синтеза, газо-адсорбционная хроматография, капиллярная газожидкостная хромато-масс-спектрометрия. Цель работы – разработка технологии каталитической конверсии CO2 в синтетические углеводороды и высшие спирты. В работы выполнены исследования по определению причин дезактивации катализатора и разработке способов его регенерации. Изучены методы регенерации катализатора: экстракция углеводородов с поверхности катализатора растворителем (н-гептан, толуол, о-ксилол); циклическая обработка катализатора – «восстановление-окисление-восстановление» (ROR), «окисление-восстановление» (OR), «водяной пар-восстановление» (H2O-R). В процессе выполнения работы получены следующие основные результаты: 1) предположено, что возможными причинами снижения активности бифункционального кобальтового катализатора после непрерывной работы в течение 260 ч при варьировании технологических параметров – давление, объемная скорость газа и температура, могут быть «закупоривание» пор катализатора образующимися углеводородами или же углеродными отложениями, а также спекание кристаллитов активного металла. 2) определено, что наиболее эффективным методом регенерации бифункционального кобальтового катализатора является циклическая обработка «восстановление-окисление-восстановление» (ROR). Выбранный метод регенерации бифункционального кобальтового катализатора позволяет восстановить степень превращения СО более чем на 90 отн. %, а селективность и производительность по углеводородам С5+ более чем 200 отн. % и 170 отн. % соответвенно. При этом установлено, что обработка отработанного катализатора толуолом или о-ксилолом позволяет восстановить более чем на 90 отн. % основные показатели процесса – степень превращения СО, селективность и производительность по углеводородам С5+. 3) произведено планирование и расчет текущих затрат проекта и скалькулирована себестоимость продукции, которая составляет 16028 руб./т. Определено, что срок окупаемости модульной установки по производству синтетических жидких топлив производительностью 10000 тонн/год составляет 7 лет. 4) разработаны предложения и рекомендации по внедрению результатов проекта в реальном секторе экономики, а также по внедрению результатов проекта при подготовке специалистов химического профиля.