Разработка высокоэффективных металлсодержащих катализаторов на основе y-Al2O3 для процесса неокислительного дегидрирования пропана

Пропилен является важным сырьем для производства пластмасс, полимеров и других химических соединений. Основными источниками для получения пропилена являются паровой крекинг отходящих нефтезаводских газов и каталитический крекинг тяжелых масляных фракций нефти. Причём выход пропилена в этих процессах существенно ограничен. За последние несколько лет во всем мире было предложено несколько технологий для повышения выхода пропилена, таких как дегидрирование пропана, диспропорционирование углерод-тетраолефинов в пропилен, превращение метанола в пропилен и каталитический крекинг алканов. Среди этих технологий наибольший интерес вызывает дегидрирование пропана, т.к. потенциал развития этого процесса огромен. В ходе протекания реакции пропан подвергаются дегидрированию на поверхности катализатора с образованием пропилена. В то же время существующие катализаторы имеют недостаточную активность и стабильность, что приводит к низкой эффективности процесса и высоким затратам производства. Для решения этой проблемы предлагается разработать новые металлсодержащие катализаторы на основе γ-Al2O3. Поэтому основной целью данного исследования является создание катализаторов дегидрирования пропана с повышенной активностью и селективностью по низшим олефином. Также очень важным является снижение содержания или полная замена в составе катализаторов токсичного оксида хрома и дорогостоящих благородных металлов. В рамках проекта будет проведено исследование влияния природы и концентрации добавок различных металлов, включая фосфор и бор, на каталитические свойства получаемых систем в процессе дегидрирования пропана. Будет исследовано влияние методов нанесения металлических компонентов на поверхность γ-Al2O3, таких как пропитка, ионный обмен и твердофазное смешения. Будут оптимизированы основные характеристики катализаторов, включая концентрацию активных центров, морфологию, размер и структуру частиц. Будут использованы различные методы исследования физико-химических свойств катализаторов, включая рентгенофазовый анализ, сканирующую и просвечивающую электронную микроскопию, термический анализ, термопрограммированная десорбция аммиака, низкотемпературная адсорбция-десорбция азота и др. Эффективность действия катализаторов будет оцениваться по показателям конверсии пропана, селективности образования низших олефинов и стабильности их работы. Предполагается, что разработанные катализаторы на основе γ-Al2O3 будут обладать высокой активностью, селективностью и стабильностью, что приведет к повышению эффективности процесса дегидрирования пропана. Результаты исследований могут иметь практическое применение в промышленности, особенно в области получения низших мономеров для производства пластмасс и полимеров. Создание эффективного катализатора для процесса дегидрирования пропана позволит снизить затраты производства и улучшить экологическую устойчивость процесса. Таким образом, проект по разработке высокоэффективных металлсодержащих катализаторов на основе γ-Al2O3 для процесса дегидрирования пропана имеет высокий потенциал для улучшения эффективности процесса и развития новых технологий в области газопереработки и газохимии.