Время работы катализатора будут продлевать молекулы нефти

Ученые предложили использовать темплаты для увеличения времени работы катализаторов

Транспортную систему, позволяющую молекулам нефти беспрепятственно передвигаться внутри катализатора и тем самым продлить время его работы, удалось создать ученым сибирского Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, сообщило издание «Наука в Сибири». По словам исследователей, при переработке нефти молекулы нефти претерпевают ряд химических превращений, благодаря которым ее очищают от примесей, повышают октановое число и так далее.

Катализаторы для ряда нефтеперерабатывающих процессов представляют собой некие системы пещер, на стенах которых расположены активные центры. Для протекания реакции молекулы нефти должны пройти по этим извилистым и часто узким туннелям до свободного активного центра. Сложность заключается в том, что в нефти молекулы довольно большие и соизмеримы с размерами этих самых туннелей. Даже одна застрявшая частица перекроет свободный доступ к большому количеству активных центров и приведет к остановке всего процесса.

Для решения этой проблемы ученые предложили дополнительно проложить более широкие туннели. Такая структура, где поры сильно отличаются по размеру и выполняют разные функции, называется иерархической. Для ее создания исследователи использовали темплаты — своего рода шаблоны или трафареты — по которым можно создать необходимый каркас. В качестве темплата использовались шарики полистирола. На первом этапе шарики смешиваются с материалом катализатора. Затем образец подвергается высокотемпературной обработке: материал катализатора затвердевает, а полистирол сгорает до углекислого газа и на месте шариков остаются пустоты, которые, объединяясь, образуют новые транспортные пути.

Предварительные испытания показали, что иерархические катализаторы работают в несколько раз дольше обычных. При этом они позволяют работать и с нефтью низкого качества.

«Обычно она очень вязкая, почти не текучая и содержит в себе большое количество примесей и крупных органических молекул, быстро выводящих обычные катализаторы из строя. По этой причине в России месторождения такой нефти на сегодняшний день почти не разрабатываются. Так что использование иерархических катализаторов будет важным шагом в развитии российской нефтяной промышленности и позволит как сэкономить на процессе за счет большей износостойкости катализатора, так и стать конкурентоспособными на мировом рынке», — отмечают ученые.

Внедрение разработки в промышленность уже началось.