Разработка новых подходов к получению этилена и пропилена путем каталитического гидрирования смеси оксидов углерода

Руководитель проекта

Все участники →

Шешко Татьяна Федоровна

доцент

Содержание исследования

Стремление к устойчивому развитию диктует общемировую тенденцию к сокращению выброса парниковых газов и предотвращению глобального потепления и делает актуальными разработку и развитие экологически чистых процессов химической технологии, которые должны стать более рентабельными, энергоэффективными и ресурсосберегающими, чем ныне существующие. Утилизация СО₂путем его конверсии в ценные продукты - одна из актуальных задач современной химической промышленности. Для этой цели необходимы эффективные и селективные катализаторы, которые бы обеспечивали проведение процесса при умеренных температуре и давлении.

Оксиды со структурой перовскита (ABO₃), обладающие комплексом уникальных физико-химических свойств, смешанной кислород-ионной и электронной проводимостью, благодаря высокой активности и термической стабильности, возможности регулирования свойств путем полного/частичного, изовалентного/неизовалентного замещения катионов A и B, а также низкой стоимости рассматривают как альтернативу традиционным катализаторам, содержащим благородные и переходные металлы, для многих промышленных процессов.

Проект направлен на создание технологии получения легких
олефинов из смеси моно- и диоксида углерода в присутствии каталитических систем с
перовскитоподобной структурой. Предварительные
исследования подобных железокобальтовых катализаторов показали их высокую
эффективность в углекислотой конверсии метана (соотношение получаемого
синтез-газа близко к 1, селективность по водороду достигает 100 %). Проект одновременно решает
проблему химической утилизации парниковых газов – крупнотоннажного побочного
продукта промышленности и получение базовых продуктов химической
промышленности, что отвечает требованиям устойчивого развития и принципам
ресурсосбережения.

Результаты проекта

Создание экологичной и эффективной технологии получения ценных химических соединений (этилен, пропилен) с высокими выходами и селективностью в условиях проточных реакторов из смеси оксидов углерода

Cоздание нового класса катализаторов на основе перовскитоподобных сложных оксидов GdFe1-xВxO3 (В=Co, Mn) включающие d- и f-элементы, каждый из которых вносит свой вклад в особенности протекания гидрирования оксидов углерода в легкие олефины

Впервые будет изучено поведение синтезированных многокомпонентных каталитических систем в совместном гидрировании оксидов углерода, проведена оценка изменения фазового состава, физико-химических характеристик, роли решеточного и поверхностного кислорода, а также стабильности катализаторов в процессе тестирования каталитической активности. Будут исследованы адсорбционные свойства в отношении оксидов углерода, установлены неактивные и активные формы поверхностного углерода, формирующегося в ходе реакции и их роль в исследуемом процессе

Будут выбраны наиболее эффективные катализаторы для получения этилена и пропилена с учетом условий проведения процесса. Катализаторы будут устойчивы к зауглероживанию в условиях реакций

Для наиболее перспективных составов будут разработаны оригинальные методики синтеза с помощью различных методов «мягкой химии» с целью получения образцов с лучшими текстурными характеристиками и проведена оптимизация условий проведения процесса: состав реакционной смеси, соотношение исходных компонентов реакции (CO+CO2)/H2 скоростной и температурный режим (высокий выход целевых продуктов, наименьшая дезактивация катализаторов)

В результате реализации проекта будет сформирована стратегия эффективного преобразования оксидов углерода в легкие олефины

Область исследования

09-204 Равновесие и кинетика процессов в химически реагирующих системах;