Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности большое распространение получили нанесенные на носители катализаторы с использованием в качестве активного компонента редких и благородных металлов, содержание которых обычно не превышает 1 % масс. В промышленности применяются два основных типа носителей: оксидные и углеродные. Наиболее часто используются оксидные носители (например, активный оксид алюминия). Однако углеродные носители обладают рядом преимуществ, среди которых можно выделить стойкость к кислым и щелочным средам и легкость регенерации металла из отработанного катализатора благодаря возможности его сжигания с получением золы, обогащенной ценными компонентами.
Среди всех видов пористых углеродных материалов широкое применение в промышленности нашли активные угли. Причем лишь небольшая часть всех производимых углей используется для производства катализаторов. Это обусловлено их микропористой структурой, высоким содержанием зольных компонентов, низкой механической прочностью и рядом других негативных качеств.
Именно поэтому актуальной является проблема разработки высокопрочного пористого углеродного носителя для получения катализаторов. Данный материал должен удовлетворять всем основным требованиям, предъявляемым к носителям: он должен обладать высокой удельной поверхностью, пористостью, механической прочностью. Применительно к углеродным носителям он также должен иметь низкую зольность, что сделает процесс извлечения металлов из катализаторов, полученных на его основе, более эффективным.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ. Разработка способа получения дешевого углеродного носителя для катализаторов на основе тяжелых нефтяных остатков, обладающего высокими эксплуатационными характеристиками.
Исходя из поставленных целей, были определены основные задачи исследования:
изучение пористой структуры полученного углеродного носителя;
исследование влияния основных параметров приготовления пористого углеродного материала на его основные качественные характеристики;
синтез нанесенных металлических катализаторов;
исследование активности полученных катализаторов и оценка их эффективности путем сравнения с катализаторами на основе известных углеродных носителей.
предложен способ получения нового пористого углеродного материала, который заключается в смешивании сажи с нефтяным пеком в присутствии растворителя, формовании полученной смеси и карбонизации гранул;
методами ртутной порометрии и сканирующей электронной микроскопии изучена вторичная структура полученного материала и предложена решеточная модель его строения;
изучено влияние параметров приготовления пористого углеродного материала на его основные качественные характеристики;
показана возможность использования данного материала в качестве носителя для получения эффективных нанесенных палладиевых катализаторов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Разработан новый углеродный носитель для катализаторов с высокими показателями удельной поверхности, пористости и механической прочности.
На основе данного носителя могут быть получены эффективные нанесенные металлические катализаторы для различных химических и нефтехимических процессов.
Методика получения углеродного носителя внедрена в учебный процесс для проведения учебно-исследовательской работы студентов специальности 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов».
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях: II и III Международных научных конференциях молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники», г. Уфа,
-
- 2011 гг.; Международных научно-практических конференциях «Нефте-газопереработка - 2011» и «Нефтегазопереработка - 2012», г. Уфа, 2011 - 2012 гг.; Отраслевой научно-производственной конференции «Интеграция науки и производства», г. Салават, 2011 г.; VI Международной научно-технической конференции «Глубокая переработка нефтяных дисперсных систем», г. Москва,
-
г.; I и II Всероссийских научных школах-конференциях молодых ученых «Катализ: от науки к промышленности», г. Томск, 2011 - 2012 гг.
ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ: 1 патент на изобретение, 3 статьи в журналах, включенных в перечень ВАК, 8 тезисов докладов научных конференций.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 119 страницах, состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка литературы из 135 наименований, включает 36 рисунков, 14 таблиц.
