Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Катализатор для плохой нефти

Ключевые слова:  катализ, МГУ

Автор(ы): Пресс- служба МГУ

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

24 ноября 2020

По сообщениям Пресс-службы МГУ, сотрудники кафедры химии нефти и органического катализа химического факультета МГУ предложили способ переработки и повышения качества обводненной нефти. Способ позволит использовать «ненужные» нефтяные остатки в качестве сырья и сэкономить время и энергоресурсы при получении компонентов моторных топлив. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Catalysis B: Environmental.

В современном мире энергопотребление неуклонно растет, что повышает спрос на природные энергоносители. Существует два основных пути удовлетворить его: наращивать объем нефтедобычи и вовлекать в переработку «некондиционное» углеродсодержащее сырьё, в том числе нефтяные остатки. Качество такого сырья оставляет желать лучшего: в нем высокое содержание поликонденсированных ароматических и гетероатомных соединений, что создает определенные трудности при переработке. Прежде всего, «страдают» катализаторы, которые не рассчитаны на «работу» с «громоздкими» молекулами тяжелых нефтей. Дело в том, что размер этих молекул существенно превышает диаметр пор носителя. В результате доступ к активным центрам катализатора, на которых происходит трансформация углеводородов, быстро блокируется. Как следствие, эффективность процесса снижается.

В случае переработки нефтяных остатков ситуация осложняется наличием воды в сырье. Вода не только «отравляет» катализаторы и сокращает срок их службы, но и вызывает коррозию технологического оборудования. Отделение воды — одна из самых энерго- и ресурсозатратных стадий.

Получается замкнутый круг: чтобы удовлетворять растущую потребность в энергетических ресурсах, необходимо «пожертвовать» качеством сырья, но при этом обеспечить должную эффективность процесса для получения топлив, отвечающих жестким экологическим стандартам, что приводит к дополнительным расходам и повышению капитальных затрат. Поэтому на фоне роста доли низкокачественного сырья в общей структуре нефтеперерабатывающей промышленности вопрос совершенствования существующих, а также разработки новых технологий и катализаторов стоит особенно остро.

Традиционно для превращения тяжелого нефтяного сырья в компоненты товарных топлив используются процессы каталитического облагораживания под давлением водорода. При этом в случае тяжелого нефтяного сырья для эффективного протекания процесса необходимо обеспечить довольно жесткие условия: повысить температуру и давление. Такие условия позволяют достичь требуемых показателей качества топлив, но негативно сказываются на работе катализатора, снижая срок его службы, и приводят к повышенному износу технологического оборудования. Что же касается «некондиционного» углеродсодержащего сырья, то оно в большинстве случаев содержит воду, контакт которой с катализатором крайне нежелателен. Чтобы убрать воду, необходима дорогостоящая стадия обезвоживания, а сам процесс становится многостадийным и экономически невыгодным. Именно наличие воды ограничивает «полноценное» вовлечение остаточного нефтяного сырья в технологический цикл получения компонентов моторных топлив.

Ученые из МГУ нашли, как решить проблему и извлечь пользу из отходов нефтяной промышленности, не отделяя при этом воду. Химики предложили проводить гидрооблагораживание обводненного сырья не под давлением водорода, а в среде монооксида углерода. Такой подход позволил ученым объединить два процесса в одном технологическом цикле: активация воды путем ее взаимодействия с монооксидом углерода (реакция водяного газа) с образованием водорода, который затем вовлекается в реакции гидрирования ароматических и гетероатомных соединений нефти.

Особенностью процесса стало применение катализаторов на основе сульфидов переходных металлов. Использование таких каталитических систем позволяет повысить эффективность процесса за счет протекания двух реакций (реакция водяного газа и трансформация углеводородов) на одних и тех же активных центрах. При этом в качестве альтернативы «традиционным» ученые предлагают наноразмерные катализаторы без носителя, распределенные в углеводородной среде. Отсутствие носителя позволяет избежать трудностей, связанных с доступом к активному центру при трансформации «громоздких» молекул. «Такие катализаторы не нужно предварительно синтезировать, они могут "самособираться" непосредственно в реакционной среде», — отметила научный сотрудник кафедры химии нефти и органического катализа, руководитель проекта РНФ к.х.н. Анна Вутолкина.

Гидрооблагораживание обводненного сырья под давлением монооксида углерода позволит исключить дорогостоящую стадию отделения воды и вовлекать ее в технологический цикл в качестве источника водорода. «Такая одностадийная технология может быть применена для улучшения качества тяжелой нефти непосредственно при ее добыче, а также при переработке обводненного сырья, в том числе и нефтяных остатков», — подчеркнула Анна Вутолкина.


В статье использованы материалы: Пресс- служба МГУ


Средний балл: 10.0 (голосов 2)

 



Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Композит
Композит

Школа PI SCAMT: Стань руководителем глобальной лаборатории
Университет ИТМО приглашает принять участие в Школе PI. Школа PI - это возможность узнать как из точки А "молодой кандидат наук" дойти до точки Б "научный руководитель". За 1 неделю вы узнаете об этапах организации успешной исследовательской группы в России и разработаете дорожную карту построения своей собственной лаборатории. Школа PI подходит для кандидатов наук, защитивших диссертацию в области естественных наук не ранее 2015 года. Прием заявок до 1 мая 2021 г.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Новые титансодержащие комплексы для водородных
аккумуляторов. Зеленая электроника: мягкий актуатор из венериной мухоловки. Шелковичные черви создают новые нанокомпозиты in vivo. Конференции

В магистратуру МГУ - без экзаменов, юбилейная универсиада
Универсиада МГУ - уникальный конкурс, впервые проводимый в новом формате, который охватывает широкий диапазон участников – студентов и выпускников специалитета, бакалавриата, магистратуры, аспирантов, молодых ученых. Конкурс рассчитан на поддержку талантливой молодежи, мотивацию дальнейшего развития научно-исследовательской карьеры, пропаганду научных знаний, активное вовлечение участников в обмен мнениями и равноправное соревнование со своими сверстниками и коллегами на международном уровне, а также поступление в бесплатную магистратуру МГУ без экзаменов по результатам Универсиады.

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.