Самарские ученые разработали импортозамещающие катализаторы для химической промышленности

Такие катализаторы превосходят по эффективности зарубежные аналоги

Ученые Самарского национального исследовательского университета (правопреемник СГАУ) разработали катализаторы нового поколения для процессов гидрирования непредельных и ароматических углеводородов, в частности, бензола. Она превосходят, по эффективности, зарубежные аналоги, которыми сейчас пользуются российские химические компании.

Катализаторы иногда называют “волшебной палочкой”, по мановению которой химические процессы протекают в нужном направлении и с высокой скоростью. Они применяются в 95% промышленных химических технологий, приносящих 12-15% ВВП России — в нефтехимии, нефтепереработке, химической промышленности. С помощью катализаторов получают все виды моторного и реактивного топлива, полимерные материалы, каучуки, удобрения, взрывчатые вещества и т.д.

Проблема в том, что более 70% химических катализаторов сейчас поставляются в Россию из-за рубежа, в основном из США и Германии. Поэтому ученые Самарского университета разработали отечественные катализаторы нового поколения, которые предназначены для использования в промышленных процессах получения капролактама, синтетических каучуков и полимеров. Они 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-процентная конверсия достигается за 25-30 мин уже при температуре 100 оС и давлении 3 кгс/см2 , в то время как на промышленных установках с использованием традиционных никелевых катализаторов, процесс происходит при 200-250 оС и давлении 16-20 кгс/см2 – подчеркивает профессор кафедры физической химии и хроматографии Самарского университета Анджела Буланова.

Промышленное применение химических катализаторов, созданных учеными Самарского университета, позволит отечественным 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 полупромыщленных и промышленных установках, которые потребуют корректировки существующих технологических схем. Но результат оправдает затраты на эти работы.