Синтез наноразмерных и иерархических гранулированных молекулярных сит MeAPSO-11 и MeAPSO-41 (Me: Zn; Mg и Sn) с заданной силой кислотных центров - путь к ресурсосберегающим технологиям получения синтетических масел III и III+ группы

Технологии получения масел III и III+ групп стали возможны в результате разработки бифункциональных катализаторов на основе микропористых кислотных молекулярных сит с одномерной канальной пористой структурой и средним размером пор ~5 Å, таких как алюмосиликатные (ZSM-23) или силикоалюмофосфатные (SAPO-11) молекулярные сита. Из-за уникальной пористой структуры новых каталитических систем стало возможным изомеризовать н-парафины преимущественно в моно- и диметилзамещенные изомеры, и значительно снизить вклад крекинга, который характерен для три- и более метилзамещенных молекул. В то же время каталитические системы, обеспечивающие селективность по изопарафинам выше 80% при полной конверсии сырья, до настоящего времени не созданы. Поэтому целью данного проекта является разработка способов приготовления наноразмерных и иерархических гранулированных молекулярных сит MeAPSO-11 и MeAPSO-41 (Me: Zn; Mg и Sn) с регулируемой силой и концентрацией кислотных центров, а также создание на основе полученных материалов перспективных бифункциональных каталитических систем гидроизомеризации н-парафинов С20+, содержащихся в масляных фракциях или полученных синтезом Фишера-Тропша (GTL) из продуктов парового риформинга природного газа, в изопарафины с селективностью более 80% при полной конверсии сырья. Для достижения сформулированной цели предполагается решение следующих проблем: - первая проблема связана с микропористой структурой молекулярных сит, в которой наблюдается низкая скорость диффузии реагирующих молекул, увеличивается продолжительность пребывания промежуточных продуктов изомеризации в каналах пористой структуры, и повышается вероятность вторичных реакций крекинга изопарафинов; - вторая проблема обусловлена необходимостью формирования Бренстедовских кислотных центров заданной силы в зависимости от молекулярно-массового состава н-парафинов C20+. В GTL восках содержатся более высокомолекулярные н-парафины, чем в масляных фракциях, полученных гидрокрекингом, поэтому в первом случае необходимы кислотные центры меньшей силы, чем во втором случае; - третья проблема – это создание гранулированных молекулярных сит, не содержащих связующих веществ. Так связующий материал на основе y-Al2O3, который используется в гранулированных катализаторах изодепарафинизации, из-за отсутствия молекулярно-ситового эффекта может приводить к усилению вклада побочных реакций гидрокрекинга триметил-парафинов. Кроме того связующий материал может частично блокировать доступ к каналам молекулярного сита, снижая активность каталитической системы. Для решения указанных проблем планируется разработка: - способов синтеза наноразмерных или иерархических молекулярных сит с низким аспектным соотношением (менее 3), в которых существенно снижены диффузионные ограничения, благодаря меньшей длине каналов и наличием дополнительных транспортных пор; - способов формирования Бренстедовских кислотных центров заданной силы в зависимости от молекулярно-массового состава н-парафинов C20+. В GTL восках содержатся более высокомолекулярные н-парафины, чем в масляных фракциях, полученных гидрокрекингом, поэтому в первом случае необходимы кислотные центры меньшей силы, чем во втором случае; - способов приготовления гранулированных молекулярных сит степени кристалличности не менее 90% с иерархической пористой структурой; - бифункциональных катализаторов на основе промотированных 0,5% масс. Pt образцов молекулярных сит MeAPSO-11 и MeAPSO-41 (Me: Zn; Mg и Sn) с различным кислотными свойствами и характеристиками вторичной пористой структуры обеспечивающих в гидроизомеризации н-парафинов С20+, содержащихся в масляных фракциях или полученных синтезом Фишера-Тропша (GTL) из продуктов парового риформинга природного газа, в изопарафины селективность образования изопарафинов более 80% при полной конверсии сырья.