Бифункциональные катализаторы для получения дизельных топлив в процессе Фишера-Тропша

Процесс Фишера-Тропша одна из основных стадий технологии “газ в жидкость”, заключающийся в получении углеводородов из синтез-газа. Для увеличения выхода дизельной фракции и совершенствования технологии прямой конверсии синтез-газа в средние дистилляты необходимо разрабатывать бифункциональные катализаторы, активные центры которых сочетают в себе функции полимеризации и селективного гидрогенолиза. В настоящее время кобальтовые катализаторы на основе аморфных оксидов алюминия и кремния, полученные методом пропитки, являются основными промышленными катализаторами процесса Фишера-Тропша. Такие системы не обладают нужной селективностью в отношении топливных фракций. Задачами данного проекта является разработка и исследование бифункциональных катализаторов процесса Фишера-Тропша с повышенной селективностью по дизельной фракции с регулируемой пористостью, кислотностью, составом и структурой активной фазы. Фундаментальная значимость проекта заключается в формировании систематического подхода к созданию бифункциональных катализаторов получения дизельных фракций в процессе Фишера-Тропша. В ходе проекта будут впервые исследованы и разработаны новые подходы к синтезу катализаторов Фишера-Тропша на структурированных мезопористых носителях. Будет проведено сравнение методов получения катализаторов, таких как использование комплексообразующих агентов, микроволнового излучения, инфильтрации расплавов, вакуумной пропитки и пропитки по влагоемкости. В ходе исследования будет изучено влияние размера пор и кислотности SBA-15 и Al-SBA-15 на свойства моно- и биметаллических катализаторов процесса Фишера-Тропша. Для регулирования размера пор планируется использование мезитилена в качестве агента набухания, а регулирование кислотности будет проводиться изменением соотношения Si/Al. Алюмосиликатные нанотрубки, композиты на их основе типа MCM-41/Галлуазит будет впервые исследован в качестве носителя для бифункциональных катализаторов процесса Фишера-Тропша, будут наработаны партии катализаторов для проведения непрерывных испытаний. Ряд промоторов (Mn, Ru, La, Re, Се) впервые будут исследованы для получения бифункциональных каталитических систем с повышенной селективностью по дизельным фракциям. В результате проекта будут установлены закономерности влияния свойств мезопористых носителей, способа получения катализаторов, состава активной фазы на каталитическую эффективность бифункциональных катализаторов процесса Фишера-Тропша. Будут даны рекомендации по составу и способам получения катализаторов с высокой селективностью по дизельной фракции. Все катализаторы будут охарактеризованы современными физико- химическими методами анализа (ПЭМ, СТЭМ-ЭДС, СЭМ, РФА, РФЭС, элементный анализ, анализа текстурных характеристик, кислотности, восстанавливаемости). Будут проведены каталитические испытания данных систем в процессе Фишера-Тропша в лабораторных условиях и условиях, приближенных к промышленным. На последнем этапе будут выявлены оптимальные условия проведения процесса и состав катализатора для получения дизельной фракции с высоким выходом. Будут исследованы эксплуатационные характеристики дизельных фракций и возможность их применения в качестве компонентов товарных дизельных топлив. Реализация данного проекта внесет как фундаментальный, так и практический вклад в развитие отечественных технологий получения синтетического дизельного топлива и других продуктов из синтез-газа.