USD 74.577

-0.28

EUR 89.6788

-0.1

BRENT 68.23

-0.02

AИ-92 45.34

0

AИ-95 49.13

0

AИ-98 54.89

+0.02

ДТ 49.25

0

5 мин
1991

Новосибирские ученые получили грант на исследования, которые могут помочь улучшить процессы глубокой нефтепереработки

Ученые исследуют муравьиную кислоту для улучшения переработки, нефтяной кокс с углеродными нанотрубками

Новосибирские ученые получили грант на исследования, которые могут помочь улучшить процессы глубокой нефтепереработки

Новосибирск, 26 мар - ИА Neftegaz.RU. Химики из Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН в г. Новосибирске получили грант Российского научного фонда на исследования, которые могут помочь качественно улучшить процессы глубокой нефтепереработки.

Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

Название исследования:

17-73-30032, Новые каталитические процессы глубокой переработки углеводородного сырья и биомассы для решения задач экологически чистой и ресурсосберегающей энергетики
Руководитель, дхн, В. Пармон.

parmon 2021.jpg 
Это в русле подписанного М. Мишустиным Постановления правительства РФ от 18 марта 2021 г. N 405 «Об утверждении перечня установок вторичной переработки нефтяного сырья, на которых допускается получение жидкого топлива при реализации нового инвестиционного проекта, в от ношении которого заключается соглашение о защите  и поощрении капиталовложений». 

Ожидается, что теперь в нефтеперерабатывающую отрасль промышленности хлынет около 200 млрд рублей, и научная работа закипела.


В мировой нефтепереработке есть много технических решений по переработке тяжелых высокосернистых нефтяных остатков, но многие из решений требует значительных капитальных вложений.

Очередную технологию дерзко придумали сибирские ученые, предложив:

  • использовать муравьиную кислоту для улучшения нефтепереработки. Саму кислоту получают из крахмала. Муравьиную кислоту можно использовать в переработке тяжелых нефтяных фракций, к примеру, гудрона.
  • применить катализаторы на основе металлов. Их можно использовать многократно, что экономит ресурсы.

С применением собственных катализаторов химики получают из гудрона бензин и дизель.

chesnokov bores 2021.jpg

Тезисы ведущего научного сотрудника Института В. Чеснокова:

  • гудрон обеднен водородом;
  • мы добиваемся, чтобы муравьиная кислота распадалась на водород и углекислый газ, а водород уже гидрировал гудрон.

На данный момент выход топливных фракций - 50%, этот показатель стараются увеличить.

Муравьиная кислота

Для любознательных напомним, что использование муравьиной кислоты для получения водорода, действительно, долго было неэффективным, из-за высокой температуры, при которой проходила реакция.
Побочные продукты ухудшали качество процесса.
Однако лед тронулся еще в 2016 г, когда в университете г. Мельбурна группа ученых разработала молекулярный катализатор, помогающий при 70оC выделить из HCOOH только водород (H2) и диоксид углерода (CO2).

Муравьиная кислота HCOOH - органическое соединение, первый представитель в ряду насыщенных одноосновных кислот. 
Это довольно известная пищевая добавка E236.
При этом, это едкое вещество, вызывающее коррозию, ожоги кожи и слизистой оболочки.
Муравьиная кислота - отличный донор для водородных двигателей, хотя и пока очень дорогой.
Водород - легковоспламенимый, что можно решить, храня его в виде муравьиной кислоты.
В 1 л HCOOH есть около 53 грамма H2. Катализатор техпроцесса создания водородного топлива - железо.
Теплотворная способность HCOOH -  120кДж/г, бензина - 45кД/г.
1 литру бензина соответствует энергия 7 литров HCOOH.
При этом КПД бензиновых двигателей - порядка 30%, водородных - около 100%.

Ожидаемые результаты по гранту:

  • получить необходимый объем знаний по процессам управляемого замедленного коксования (УЗК) тяжелых нефтяных остатков (гудрона) на катализаторах;
  • оценить перспективы использования катализатора на существующих отечественных НПЗ и строящихся на них УЗК;
  • подтвердить предположения о том, что нефтяной кокс, армированный УНТ:
    • способен улучшить как электрофизические, так и механические свойства углеродных материалов (электродов), получаемых из кокса.;
    • сможет превзойти игольчатый кокс по целому ряду свойств;
    • углеродные нанотрубки (УНТ):
      • обладают высокой электропроводностью;
      • способны выдерживать высокие плотности тока без разрушения из-за тепловыделения и электромиграции атомов;
      • обладают уникальными механическими свойствами, сочетая высокую прочность с высокой упругостью.
  • исследовать ключевые моменты механизма крекинга парафинов в условиях селективного СВЧ нагрева катализатора и определены основные закономерности процесса селективного образования линейных альфа-олефинов в СВЧ крекинге С16+ парафинов:
    • это позволит заложить научные основы не имеющей аналогов в мире технологии получения линейных альфа-олефинов СВЧ пиролизом низкомаржинальных продуктов вторичной нефтепереработки с высоким содержанием парафинов;
    • в России отсутствуют собственные технологии получения линейный альфа-олефинов (ЛАО);
    • важно, что ЛАО, содержащие 4 и более атомов углерода, являются высоко востребованными в химической промышленности прекурсорами при производстве широкой номенклатуры высокомаржинальных продуктов, среди которых:
      • высшие спирты (детергенты и пластификаторы), 
      • линейные алкилбензолсульфонаты (ПАВ), 
      • полиальфа-олефины (синтетические смазочные материалы) и др. 
  • в пероксидном окислении метана в муравьиную кислоту: 
    • определены оптимальные условия реакции в присутствии перспективного Cu-катализатора на основе цеолитов (молекулярных сит), 
    • изучены корреляции между пространственной структурой цеолита Cu-катализатора и его активностью и селективностью, 
    • изучены отдельные стадии механизма процесса в присутствии Cu-катализатора с оптимальной структурой цеолитной решетки и перспективным строением активного центра, 
    • предложена математическая модель процесса. 
  • в гидролизе-окислении биомассы в муравьиную кислоту: 
    • изучено влияние состава крахмалсодержащей микробиальной и лигноцеллюлозной биомассы и количества активных кислотных и OxRed центров в гомогенных и гетерогенных ГПК катализаторах на эффективность предложенных каталитических систем в образовании муравьиной кислоты из биомассы;
  • в синтезе водорода из муравьиной кислоты: 
    • разработаны новые подходы к синтезу азотсодержащих углеродных носителей и металлических катализаторов на их основе, 
    • получена информация о природе адсорбированных форм на поверхности катализаторов в условиях реакции и выявлена их роль, 
    • впервые получены экспериментальные данные и сформулированы требования к катализатору для получения водорода при разложении различных смесей, содержащих муравьиную кислоту (НСООН+СH3COOH, НСООН+СH3OH). 
  • продолжены работы по исследованию состава биомассы микроводорослей и проведена оценка ключевых биохимических циклов, ответственных за накопление отдельных метаболитов;
  • получены данные о возможности применения биомассы микроводорослей в процессах получения ценных продуктов (в тч химических веществ).
  • будет получена нестационарная кинетическая модель с учетом закономерностей протекания реакций и дезактивации катализатора для условий промышленного процесса, которая позволит прогнозировать изменение параметров процесса в промышленных установках;
  • будет составлена функция необратимой деградации катализатора для общей модели протекания процесса, которая позволит оптимизировать использование катализатора и, как следствие, эффективность всей технологической цепочки;
  • будут получены данные о использовании зольного остатка, образующегося в результате сжигания иловых осадков сточных вод в кипящем слое катализатора, в создании новых композиционных материалов;
  • будут продолжены работы по вовлечению в квалифицированную переработку каталитическими методами проблемного, трудноперерабатываемого другими методами углеводородного сырья (например, гудрон, попутные нефтяные С14 газы, и т.п.) с целью получения экологически чистой тепловой энергии, а также разнообразных химических востребованных продуктов, таких как: муравьиная кислота, электродный и игольчатый кокс и других. 
Все полученные данные будут опубликованы в виде статей в журналах по катализу, индексируемых в системах цитирования Web of Science, Scopus и РИНЦ, а также обобщены в обзорах и доложены на международных конференциях.  

Автор:

Источник : Neftegaz.RU






Подпишитесь на общую рассылку

лучших материалов Neftegaz.RU

* Неверный адрес электронной почты

Нажимая кнопку «Подписаться» я принимаю «Соглашение об обработке персональных данных»