Химики МГУ в 5 раз улучшили катализатор для производства пропилена

Научная группа кафедры физической химии химического факультета МГУ модифицировала катализатор метатезиса для получения важнейших соединений промышленности – этилена и пропилена. Ученым удалось увеличить конверсию вещества почти в 5 раз.

© Юлия Чернова

В последнее время мировой рынок остро ощущает недостаток в производстве пропилена. Больше всего он необходим для получения полимера – полипропилена. Благодаря свойствам полимера – его термической, химической и коррозионной устойчивости – мы можем встретить полипропилен на каждом шагу: от упаковочной пленки до шумоизоляции в квартире.

До недавнего времени пропилен получали в качестве одного из продуктов разложения нефти (крекинга). В 1970-х годах нефтехимические компании нескольких стран разработали установку, которая может превращать смесь этилена и бутилена в чистый пропилен и наоборот. Благодаря обратимости процесса всегда есть возможность сдвинуть равновесие в сторону продуктов или реагентов, изменяя условия реакции (давление, температуру). Главное, подобрать параметры процесса.

Основа установки – реакция метатезиса, которая выглядит как обмен фрагментами между двумя органическими соединениями с двойной связью. «Эта реакция очень важна для нас, – рассказал один из авторов работы, научный сотрудник кафедры физической химии химического факультета МГУ Александр Никифоров. – Ведь все классические способы получения чистых низших алкенов требуют больших капитальных затрат, а для процесса метатезиса расходы значительно меньше, чем для обычного нефтехимического крекинга. Кроме того, метатезис может быть внедрен в классические установки для крекинга, и на выходе мы получим этилен и пропилен, соотношение которых сможем варьировать в широких пределах, в зависимости от потребностей рынка».

Читайте также:  Древнейший муравей-кочевник найден в балтийском янтаре

Для проведения реакции обычно используют катализаторы на основе оксидов вольфрама, рения и молибдена. Последние наиболее перспективны, так как обладают большей стабильностью по сравнению с другими и довольно высокой активностью. Очень важную роль играет и подложка, на которую наносится соединение металла. Классический вариант для подложки – оксид алюминия Al2O3. Совокупность двух оксидов предоставляет множество каталитических центров с разной активностью и кислотностью. И основная задача – подобрать параметры системы или модифицировать катализатор так, чтобы повысить показатели реакции. Однако сейчас большинство установок для крекинга нефти перешли на производство этилена (которого нужно тоже очень много), из-за чего возникла нехватка пропилена.

Научная группа химиков МГУ нашла интересное решение: они добавили в каталитическую систему фтор, который заменил некоторые гидроксильные группы на поверхности оксида алюминия. Модификация изменила характеристики катализатора и, следовательно, его эффективность. Ученые провели серию опытов с различными количествами фтора, и в результате получили наиболее удачные условия синтеза – конверсия возросла в 4,7 раз, а показатель селективности (доля нужной реакции) остался на высоком уровне – 95%.

Хотя открытие нового катализатора уже может сэкономить промышленникам огромные деньги, в планах научной группы – исследовать системы с фтором более подробно. «Мы отработали методику, и теперь мы можем нарастить объем экспериментов на базе того, что мы уже знаем, – поделился соавтор работы, сотрудник кафедры физической химии химического факультета МГУ Евгений Чесноков. – Так как нам известен наиболее вероятный результат, мы углубимся в изучение механизма работы фторированных катализаторов. Также мы планируем исследовать влияние других модификаторов, чтобы сделать катализатор ещё лучше».

Читайте также:  Занятия спортом в молодости защищают мозг на всю жизнь

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда и опубликована в журнале Journal of Catalysis 
Источник: msu.ru

Похожие статьи:

  1. Как получить спирт из природного газа
  2. Безопасная альтернатива ДФП из отходов производства бумаги
  3. Биотопливо из кукурузы выбрасывает больше парниковых газов, чем бензин
  4. Немецкие химики создали расширяющийся под давлением материал
  5. Химики СПбГУ разработали высокочувствительный сенсор для выявления ртути в окружающей среде
  6. Химики СПбГУ создали новый тип аккумулятора, который будет заряжаться в десять раз быстрее литий-ионного

Метки Технологии, Химия. Закладка постоянная ссылка. « Генетики узнали, что у куколки общего с эмбрионом Кристаллы на основе металлов, серы и селена ускорят искусственный фотосинтез »

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Комментарий *

Имя *

Сайт

Δ

Источник материала: sci-dig.ru

Поделиться новостью: