Исследование тепломассообменных процессов от макроуровня до уровня химических реакций в современных технологиях получения ценных химических продуктов из возобновляемого сырья

Формирование фундаментальных основ для предиктивного анализа и оптимизации химических реакций, тепловых и массообменных процессов, обеспечивающих эффективную переработку возобновляемого сырья в продукцию тонкого и основного органического синтеза. - Получение достоверных термодинамических данных и разработка подходов к их прогнозированию для реакций с участием ключевых соединений, получаемых из возобновляемого органического сырья (производные фурана, терпены, глицерин, продукты деполимеризации лигнина и др.), применяемых в производстве топливных компонентов, полимеров и функциональных материалов. -Формирование согласованного и воспроизводимого набора термохимических характеристик с привлечением экспериментальных методов и квантово-химического моделирования для повышения надёжности и полноты исходных данных. - Разработка математического аппарата для моделирования тепловых и гидродинамических процессов в пористых средах с упорядоченной макроструктурой, основанного на параметрической идентификации коэффициентов переноса с использованием результатов вычислительных и натурных экспериментов. - Создание математических моделей тепломассопереноса в гомогенизированных пористых средах с учётом геометрических характеристик структуры (толщина стенок, пористость, канализация и др.), формулировка соответствующих краевых задач и поиск их приближённых решений. - Разработка краевых задач на основе DPL-модели переноса (модели с запаздыванием) для описания тепломассообменных процессов в средах с регулярной макроструктурой, включая микро- и наноуровни пространственного масштаба. - Синтез и характеристика модельных носителей с различной морфологией и структурой поверхности, исследование их физико-химических свойств и сопоставление с результатами математического моделирования для проверки применимости и точности разработанных моделей. - Подбор и исследование функциональных твёрдофазных систем с каталитической активностью с целью верификации моделей переноса и установления взаимосвязей между структурой, свойствами и реакционной способностью материалов. - Комплексная физико-химическая характеристика структурных и электронных свойств поверхности активных материалов с использованием современных аналитических методов для установления факторов, влияющих на их реакционную эффективность. - Изучение параметров процесса получения биоугля и его последующего ожижения, а также оценка влияния условий (температура, давление, доноры водорода) на состав и свойства получаемых продуктов; верификация математических моделей на основе полученных экспериментальных данных (совместно с ИНХС РАН). - Проведение термодинамического анализа процессов ожижения биоугля, определение равновесных выходов продуктов при различных условиях, сопоставление расчётных и экспериментальных данных, подтверждение применимости разработанных моделей для описания реальных процессов.