Ученые лаборатории каталитических исследований (ЛКИ) ТГУ разрабатывают энергоэффективную промышленную технологию производства пропилена. Для этого в рамках проекта, поддержанного программой «УМНИК», ведется создание нового селективного ванадиевого катализатора.
Пропилен является одним из важнейших мономеров, который используется для производства полипропилена, каучуков и пластмасс. Помимо этого он является сырьем для производства широкого спектра веществ, таких как ацетон, изопропиловый спирт, акрилонитрил, а также входит в состав моторных топлив и растворителей. Основной метод получения пропилена – нефтепереработка, однако здесь он является лишь побочным продуктом, а потому не всегда обладает достаточной химической чистотой.
– Сегодня потребление непредельных углеводородов, в частности пропилена, неуклонно растет, при этом меняется логистика в области их получения и использования. Поэтому поиск новых подходов к созданию катализаторов этого процесса становится одной из актуальных задач современного катализа, – отмечает научный руководитель проекта, старший научный сотрудник ЛКИ Тамара Харламова.
При каталитическом дегидрировании пропана – промышленном способе получения пропилена – со временем на катализаторе откладывается кокс. Это приводит к снижению активности и последующей дезактивации катализатора. Из-за этого он нуждается в регулярной регенерации, что является энергозатратным процессом.
Окислительное дегидрирование лишено этих недостатков. Его минус – низкая селективность: доля пропилена, получаемого в результате химической реакции, недостаточно высока для реализации данной технологии в промышленности. Катализатор, который разрабатывают химики ТГУ, будет повышать селективность реакции, благодаря чему в России в дальнейшем может быть реализована первая в мире улучшенная технология производства пропилена.
– За счет использования модифицированных ванадиевых катализаторов нам уже удалось повысить селективность процесса на 10% по сравнению с нанесенным ванадиевым катализатором, – говорит исполнитель проекта, магистрантка химического факультета и сотрудница ЛКИ Екатерина Сущенко. – Для конкурентного катализатора необходимо добиться селективности не ниже 90% при 10% конверсии.
В течение двух лет в рамках проекта, поддержанного программой «УМНИК», химики ТГУ будут работать над дизайном катализатора, чтобы повысить выход целевого продукта. По окончании проекта планируется подать заявку на патент.