Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка нового катализатора гидроизомеризации на основе наноразмерных карбидов молибдена и вольфрама, более устойчивого к воздействию сернистых соединений, для производства дизельного топлива с низкой температурой застывания, взамен существующего платиносодержащего

Докладчик: Ечевский Геннадий Викторович

Должность: Заведующий лабораторией

Цель проекта:
1. Формулировка задачи/проблемы, на решение которой направлен реализуемый проект. Разработка катализатора гидроизомеризации дизельного топлива нового поколения, не содержащего благородных металлов. 2. Формулировка цели реализуемого проекта; конечного продукта, создаваемого с использованием результатов, планируемых при выполнении проекта. - Разработка новых катализаторов гидроизомеризации на основе карбидов молибдена и вольфрама, устойчивых к воздействию сернистых соединений, использование которых позволяет получать необходимые показатели качества низкозастывающих дизельных топлив, такие же, как на существующих платиносодержащих катализаторах. - Разработка научно-технического задела ориентированного на создание новой технологии каталитической гидроизомеризации гидроочищенных и прямогонных дизельных фракций с использованием этих катализаторов.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Краткое описание основных планируемых результатов проекта.
1.1. Синтезированные серии микропористых и мезопористых молекулярных сит типа ZSM-5 и других типов цеолитов и силикоалюмофосфатных молекулярных сит в качестве носителей и кислотных компонентов новых катализаторов;
1.2. Наработанные серии опытных образцов катализаторов гидроизомеризации дизельных фракций нового типа WnC (MonC)/кислотный носитель на основе карбидов (фосфидов или сульфидов) молибдена и вольфрама, которые обладают свойствами снижения температуры замерзания дизельного топлива и повышеной устойчивостью к сере.
1.3. Технологический регламент на промышленное производство новых катализаторов WnC (MonC)/кислотный носитель на основе карбидов (фосфидов или сульфидов) молибдена и вольфрама.
1.4. ТЗ на проектирование опытно-промышленной установки гидроизомеризации гидроочищенных дизельных фракций или с повышенным содержанием серы с использованием катализаторов нового типа.
1.5. Отчет о патентных исследованиях.
1.6. Промежуточные и заключительный отчеты о НИР.
1.7. Получение 2-3 патентов, написание 5-7 публикаций в научных журналах.
2. Пути и способы достижения заявленных результатов.
Проект направлен на разработку и усовершенствование катализаторов гидроизомеризации, использование которых позволяет получать необходимые показатели качества низкозастывающих дизельных топлив, обеспечивающих высокую надёжность эксплуатации техники. Для решения этой проблемы ставится научно-техническая задача по разработке и созданию отечественного производства наноструктурированного катализатора на основе силикоалюмофосфатных молекулярных сит со структурой SAPO-31, цеолитов типа ZSM-5 и/или других, модифицированных наноразмерными карбидами (фосфидами, сульфидами) молибдена и вольфрама, предназначенных для процессов гидроизомеризации дизельных фракций. Затем разработка с использованием созданного катализатора новой технологии каталитической гидроизомеризации прямогонных и гидроочищенных дизельных фракций.
Разработка силикоалюмофосфатных или алюмосиликатных цеолитных систем со строго регулируемой микроструктурой, пористостью и кислотностью в качестве кислотных носителей для новых катализаторов позволит вовлекать в процесс гидроизомеризации различные широкие фракции углеводородов.
Разработка методов создания наноразмерных карбидов молибдена и вольфрама и закрепления их на разработанных кислотных носителях позволит создать новый класс катализаторов гидроизомеризации. Замена платины на карбиды молибдена или вольфрама в катализаторах гидроизомеризации прямогонных и гидроочищенных нефтяных фракций позволит не только значительно удешевить катализаторы, сделать их значительно более устойчивыми к воздействию сернистых соединений, но и создать производства катализаторов гидроизомеризации, не имеющих в настоящее время аналогов в мире.
В результате проведения работ, запланированных проектом, будет создано отечественное производство высокоэффективных катализаторов гидроизомеризации средних нефтяных дистиллятов. Создание опытной установки гидроизомеризации позволит продемонстрировать преимущества разработанных в рамках проекта отечественных базовых технологий гидроизомеризации дизельного топлива с получением качества Евро-5.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
В результате проведения работ, запланированных проектом, будут созданы предпосылки и научно-техническая база для отечественного производства нового типа катализаторов гидроизомеризации средних нефтяных дистиллятов, более устойчивых к воздействию сернистых соединений и значительно более дешевых, по сравнению с используемыми в настоящее время платиносодержащими катализаторами.
Это позволит разработать новую технологию гидроизомеризации дизельных фракций с получением низкозастывающих дизельных топлив, а также новую технологию гидроизомеризации масляных фракций с получением высокоиндексных базовых масел.
Создание в дальнейшем опытно-промышленной установки гидроизомеризации позволит продемонстрировать преимущества разработанных в рамках проекта новых катализаторов WnC (MonC)/кислотный носитель на основе карбидов (фосфидов или сульфидов) молибдена и вольфрама для процессов гидроизомеризации гидроочищенных и прямогонных дизельных фракций.
Патенты, в том числе и международные, на новые катализаторы выведут разработку на уровень выше мирового.

Текущие результаты проекта:
Проведены аналитические исследования научных и информационных источников в области разработок катализаторов гидропревращений углеводородов в следующих направлениях:
1. Каталитические свойства массивных и нанесенных карбидов молибдена и вольфрама в реакциях гидроизомеризации углеводородов и углеводородных фракций, а также в сопутствующих процессах (гидрирование ароматических углеводородов, раскрытие циклов нафтеновых углеводородов);
2. Взаимосвязи каталитических и физико-химических и текстурных свойств массивных и нанесенных карбидов молибдена и вольфрама
3. Способы синтеза массивных и нанесенных карбидов молибдена и вольфрама;
4. Взаимосвязи способов получения и физико-химических и текстурных свойств массивных и нанесенных карбидов молибдена и вольфрама.
В результате исследований по перечисленным направлениям было проанализировано 327 научных и информационных источников (из них 145 публикаций в научных журналах, 3 монографии, 177 патентов, 2 диссертации, в том числе за период 2000-2013 гг. – 27 публикаций ).
Большинство (около 90 %) публикаций по исследованию катализаторов на основе карбидов относятся к катализаторам на основе карбида молибдена. В настоящее время анализируются литературные источники по четвертому направлению аналитического обзора, проводится выбор перспективных методов синтеза карбидсодержащего катализатора гидроизомеризации дизельных фракций.

Выполнены патентные исследования по катализаторам гидроизомеризации, гидроочистки, раскрытия циклов нафтеновых и ароматических углеводородов на основе микро- и мезопористых кислотных носителей.

Синтезированы несколько лабораторных образцов микро- и мезопористых молекулярных сит различного типа, таких как ZSM-5, Бета, силикоалюмофосфатов SAPO-31, которые в дальнейшем будут использованы для приготовления бифункциональных катализаторов. Начато исследование их химического состава, степени кристалличности и кислотности.

Начато изготовление следующих блоков опытного стенда для исследования каталитических свойств разрабатываемых катализаторов:
- блока регулировки давлений;
- блока регулировки подачи сырья и газов;
- блока анализа сырья и продуктов.

Разрабатывается промежуточный отчет о прикладных научных исследованиях