Сибирские ученые создают катализаторы для модификации попутных нефтяных газов

Новосибирск.  Сотрудники Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН разрабатывают новые катализаторы сложного состава. В перспективе они позволят модифицировать этан и пропан — побочные продукты нефтедобычи, которые практически не используются, в ценные химические соединения для промышленности.

Нефть служит исходным сырьем для производства полиэтиленовых пакетов, пластиковых бутылок, косметики и многих других промышленных товаров. Однако природные запасы «черного золота» постепенно истощаются, что требует поиска и рационального использования новых компонентов, например тех, которые ранее не перерабатывались. Прежде всего, речь идет о попутных нефтяных газах, содержащих в своем составе, в том числе этан и пропан.

 «Мы пытаемся расширить базу веществ, использующихся в химической промышленности, — отметил руководитель проекта, старший научный сотрудник ИК СО РАН кандидат химических наук Татьяна Юрьевна Кардаш. — Качество нефти определяется фракционным составом: есть тяжелые, средние и легкие фракции, и в переработку идет только некоторая их часть. А попутные нефтяные газы, такие как метан, этан, пропан и бутан, как правило, просто сжигают. Мы разрабатываем новые катализаторы, позволяющие в одну стадию из этана и пропана получать этилен, акриловую кислоту и акрилонитрил». 

Этилен — очень технологичный и востребованный продукт, он используется в производстве пластика, полиэтилена, различных видов упаковки. Стандартно его получают из бензиновых фракций в установках при температуре порядка 800 °С. Этот процесс достаточно энергозатратен, поскольку требует непрерывной подачи тепла. 

«С нашими катализаторами реакции превращения могут протекать при более низких температурах: 350—400 °С, в присутствии кислорода. Химические процессы при таких условиях гораздо эффективнее по сравнению с применяемыми сегодня в промышленности методами получения этилена, поскольку требуют меньше энергии», — поясняет Татьяна Кардаш.

В данный момент молодые ученые ведут поисковую работу, тестируя разные добавки из химических элементов. Они уже испытали сурьму, фосфор, висмут. Во время этой части исследования выяснилось, что добавление висмута позволяет существенно стабилизировать структуру катализатора и уменьшить потери теллура в его составе в процессе эксплуатации. Следующий этап предполагает работу с неодимом, германием, галлием, сообщили в пресс-службе института. 

 Татьяна Кардаш подчеркнула, что новые катализаторы в перспективе могут стать хорошей альтернативой при получении этилена из этана, а также акриловой кислоты из пропана для небольших производств. Их внедрение и использование на предприятиях позволит существенно расширить ресурсную базу химической промышленности в России. 

Проект «Стабилизация структуры активной фазы ванадий-молибден-ниобий-теллур-оксидных катализаторов для селективных трансформаций легких алканов» поддержан грантом Российского научного фонда № 17-73-20073.