КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 17-79-10301

НазваниеИсследование модифицированных алюмосиликатных нанотрубок, упорядоченных мезопористых оксидов кремния и циркония в качестве компонентов обессеривающих добавок к катализаторам крекинга нефтяного сырья

Руководитель Глотов Александр Павлович, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" , г Москва

Конкурс №23 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-205 - Разработка новых конструкционных материалов и покрытий

Ключевые слова Каталитический крекинг, галлуазит, наноматериалы, добавки к катализаторам крекинга, обессеривание, вакуумный газойль, бензин каталитического крекинга, упорядоченные мезопористые оксиды.

Код ГРНТИ31.15.28

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Проект направлен на разработку научных основ для применения мезопористых оксидов кремния и циркония, а также алюмосиликтных нанотрубок в качестве компонентов обессеривающих добавок к катализаторам крекинга нефтяного сырья. Актуальность проекта определяется тем, что создание эффективных методов обессеривания продуктов в процессе каталитического крекинга является основой для получения компонентов экологических топлив, увеличения глубины и качества переработки углеводородного сырья - одного из основных энергоресурсов большинства стран. Применение обессеривающих добавок позволит проводить дальнейшее гидрооблагораживание бензиновой фракции, являющихся одними из основных продуктов каталитического крекинга, при меньших парциальных давлениях водород-содержащего газа и свести к минимуму процессы отравления катализаторов гетероатомными соединениями. Все вышеперечисленное значительно снизит затраты на производство компонентов товарных топлив. По своему составу обессеривающие добавки схожи с катализаторами крекинга и включают в себя носитель (чаще всего оксид алюминия и цеолиты) и нанесенные на его поверхность оксиды металлов (магний, железо, цинк, медь и др.). Однако в случае переработки тяжелого углеводородного сырья размер молекул углеводородов превышает размер пор катализаторов на основе цеолитов. Вследствие чего возникают диффузионные ограничения, приводящие к возрастанию выхода газообразных продуктов и чрезмерному коксованию катализатора. В связи с этим перспективным представляется использование мезопористых упорядоченных оксидов кремния и циркония в качестве компонентов серопонижающих добавок. Такие материалы характеризуются высокой удельной площадью поверхности, узким распределением пор по размерам. Кроме того, в процессе их синтеза можно варьировать размер пор, кислотность и ряд других параметров. Введение в их структуру различных металлов и/или модификация ими поверхности этих материалов позволяет получать материалы с заданными свойствами. Немаловажным является и то, что мезопористые оксиды обладают гидротермальной стабильностью и высокой адсорбционной емкостью по отношению к сернистым соединениям. Помимо упорядоченных мезопористых оксидов, большой интерес представляет исследование алюмосиликатных нанотрубок в качестве компонентов обессеривающих добавок. Алюмосиликатные нанотрубки (галлуазит) представляют собой уникальные природные двухслойные нанотрубки с внутренним диаметром 15-20 нм и длиной порядка 0,5-1 мкм, состоящие из слоев оксидов алюминия и кремния. Они обладают достаточно большой удельной поверхностью (до 100 м2/г), высокой ионообменной емкостью, очень высокой химической и термической стабильностью, а также способностью прочно удерживать сорбированные на внутренней поверхности нанотрубок вещества. Природные нанотрубки на порядок дешевле своих синтетических аналогов, а их структурные особенности позволяют получать на их основе композиционные материалы, содержащие во внутреннем пространстве и внешней поверхности нанотрубок различные органические и неорганические соединения, обладающие разными функциональными особенностями. Это может позволить получать на их основе уникальные катализаторы, принципиально отличающиеся от традиционных, в которых сложно организовать надежное сохранение исходных характеристик из-за диффузии отдельных компонентов системы и образования смешанных кластеров. Благодаря тому, что внутренняя поверхность нанотрубок состоит из оксида алюминия, а внешняя – из оксида кремния, имеется широкая возможность для физической и химической модификации этих поверхностей различными методами. Научная новизна проекта состоит в том, что впервые будет создан композитный материал (обессеривающая добавка к катализаторам крекинга нефтяного сырья), состоящий из алюмосиликатных нанотрубок, упорядоченных мезопористых оксидов кремния и/или циркония. Благодаря применению алюмосиликатных нанотрубок, упорядоченных мезопористых оксидов кремния и циркония, удастся достичь высокой кислотности образцов, необходимой для протекания реакций крекинга углеводородов. Кроме того, за счет исключительной особенности мезопористых материалов избирательно сорбировать сероорганические соединения предполагается, что данные материалы будут обладать высокой активностью в реакциях с участием сероорганических молекул. Вместе с тем, наличие модифицирующего металла в составе добавок обеспечит их высокую активность в реакциях переноса водорода, что крайне необходимо для гидрирования гетероатомных соединений. В результате будет обеспечиваться высокая степень удаления сернистых соединений из жидких продуктов каталитического крекинга. Немаловажным является и то, что включение в состав добавок к катализаторам мезопористых материалов, обладающих более крупным по сравнению с цеолитами размером пор, обеспечит снижение диффузионных ограничений и резко снизит степень дезактивации катализатора ввиду его чрезмерного коксования.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---