Ученые Самарского национального исследовательского университета разработали катализаторы нового поколения для процессов гидрирования непредельных и ароматических углеводородов, в частности бензола. Они превосходят по эффективности зарубежные аналоги, которыми сейчас пользуются российские химические компании.
Более 70% химических катализаторов сейчас поставляются в Россию из-за рубежа в основном из США и Германии. Поэтому ученые Самарского университета разработали катализаторы нового поколения, которые предназначены для использования в промышленных процессах получения капролактама, синтетических каучуков и полимеров.
Катализаторы созданы на основе наночастиц переходных металлов – никеля и меди, поэтому существенно отличаются по свойствам от применяемых в настоящее время никель- и медьсодержащих корочковых катализаторов. Дело в том, что свойства материалов как химические, так и физические, существенно зависят от размеров их структурных единиц. Чем меньше эти размеры, тем более развита поверхность и тем больше проявляются поверхностные эффекты, а в случае каталитических реакций снижается энергия активации и увеличивается скорость реакции. С помощью таких нанокатализаторов полноценный процесс гидрирования бензола проходит при гораздо более низких температуре и давлении, чем при нынешних технологиях с использованием промышленных зарубежных катализаторов.
“Когда мы стали гидрировать бензол с использованием наночастиц никеля на экспериментальной установке, то обнаружили, что почти 100%-ная конверсия достигается за 25-30 мин уже при температуре 100°С и давлении 3 кгс/кв. см, в то время как на промышленных установках с использованием традиционных никелевых катализаторов процесс происходит при 200-250°С и давлении16-20 кгс/кв. см”, – подчеркнула профессор кафедры физической химии и хроматографии Самарского университета Анджела Буланова.
Промышленное применение химических катализаторов, созданных учеными Самарского университета, позволит российским химическим компаниям существенно повысить рентабельность производства капролактама и синтетических каучуков. Это также приведет к повышению экономической безопасности России, поскольку необходимые для обеспечения выпуска этой продукции катализаторы сейчас импортируются из-за рубежа.
Для внедрения разработанных учеными Самарского университета катализаторов в промышленное производство необходимы их испытания на полупромышленных и промышленных установках, которые потребуют корректировки существующих технологических схем. Но результат оправдает затраты на эти работы. (plastinfo/Химия Украины и мира)