Грант Президента РФ № 075-15-2019-391

Грант Президента РФ № 075-15-2019-391

Проект направлен на разработку промышленной технологии полифункционального катализатора прямого синтеза зимнего и арктического дизельного топлива из синтез-газа. Выполнение проекта позволило разработать научные основы для создания стратегически важных промышленных катализаторов.

Методом смешения порошков кобальтсодержащего катализатора (Co-Al2O3/SiO2), цеолита ZSM-5 и связующего вещества были приготовлены полифункциональные катализаторы. Катализаторы испытаны в синтезе углеводородов из СО и Н2 при давлении 2,0 МПа, температуре 240 °С в непрерывном режиме в течение 50-120 ч. Исследовано влияние температуры прокаливания катализаторов (от 350 до 550 °С) на их активность и селективность в совмещенном синтезе и гидропреобразовании углеводородов.

Установлено, что оптимальная температура прокаливания катализатора составляет 400 °С, так как при этом достигается наибольшая производительность по углеводородам С5+ и наибольшее содержание изо-алканов в дизельной фракции.

Для уменьшения содержания непредельных углеводородов в топливных фракциях в катализатор вводился гидрирующей компонент (Pt) различными способами. Установлено, что введение гидрирующего компонента (Pt) в цеолитную составляющую полифункционального катализатора методом ионного обмена цеолита ZSM-5 способствует уменьшению непредельных углеводородов в синтетической нефти в 2,5 раза и росту производительности по углеводородам С5+ на 26 %. Показано, что введение платины в катализатор приводит практически к полному гидрированию непредельных углеводородов в дизельной фракции. В бензиновой фракции доля непредельных углеводородов снизилась на 25 % при введении платины пропиткой цеолита и на 33 % при введении платины ионным обменом цеолита.

Получаемая синтетическая нефть состоит на 70 % из бензиновой и на 30 % и дизельной фракций. Октановое число бензиновой фракции составляет 92, а температура застывания дизельной – минус 32 °С.

Для оптимального состава полифункционального катализатора разработан лабораторный регламент, изготовлена и испытана его укрупнённая партия (1 дм3). Физико-химические и каталитические свойства укрупнённой партии полифункционального катализатора практически полностью совпадают со свойствами ранее приготовленных образцов катализатора малого объема (50 см3).

Полученные результаты использованы для разработки технологического регламента и изготовления опытной партии (100 кг) полифункционального катализатора синтеза высокооктанового бензина и низкозастывающего дизельного топлива в промышленных условиях.