ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ НОВЫХ ПРОЦЕССОВ НЕФТЕ- И ГАЗОХИМИИ. Институт Проблем Химической Физики РАН Алдошин С.М., - презентация

1 ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ НОВЫХ ПРОЦЕССОВ НЕФТЕ- И ГАЗОХИМИИ. Институт Проблем Химической Физики РАН Алдошин С.М., Матковский П.Е., Савченко В.И.

2 Химико-технологический комплекс ИПХФ РАН Для коммерциализации результатов фундаментальных исследований в указанных областях по инициативе академика Н.Н.Семенова в Институте функционирует уникальный химико-технологический комплекс, в котором разрабатываются научные основы современных процессов химии и нефтехимии, осуществляется их апробирование на модельных и опытных установках, проводится технико- экономическая оценка и коммерциализация. Конечной целью проводимых работ является создание пакета новых технологий для предложения их промышленной практике и внедрение в промышленность в России и за рубежом. Фундаментальные исследования в области химической физики открывают пути решения задач технологического плана по созданию современных технологий получения важнейших химических и нефтехимических продуктов, утилизации легкого углеводородного газового сырья - попутных и нефтезаводских газов, локальных ресурсов небольших месторождений, создания технологий получения полимерных материалов с новым комплексом свойств, особенно, модифицированных введением функциональных добавок, получению наноматериалов и катализаторов.

3 Основные направления технологических исследований Создание научных основ и разработка новых технологических методов переработки природного и попутного нефтяного газов в ценные химические продукты. Разработка научных основ новых нефтехимических процессов и их промышленная реализация. Каталитический синтез органических соединений на катализаторах нового поколения. Разработка и модификация химико-технологических процессов с использованием макрокинетических моделей. Технико-экономические, маркетинговые и конъюнктурные исследования с целью продвижения разработанных процессов на отечественном и мировом рынках передовых технологий и их коммерциализации.

4 Разработка научных основ новых нефтехимических процессов и их промышленная реализация. Направления исследований и разработок Димеризация, олигомеризация и полимеризация этилена Металлоценовый катализ полимеризационных процессов Процессы получения полимеров и нефтехимических продуктов из не нефтяного сырья Синтетические и смесевые композиционные материалы Научную основу разработок составляют исследования кинетики и механизма каталитического действия новых катализаторов процессов олигомеризации и полимеризации олефинов Научный руководитель работ – профессор П.Е.Матковский

5 Высшие жирные спирты Бутен-1 Этилен Сополимеры с С 2 Н 2 и СО Воскообразный полиэтилен Высшие алюминийорганические соединения LLDPE+бутен-1 Гексадиен-1,4 Высшие алкилароматические углеводороды Высшие - олефины С 4 -С 30 Метатезис, Этенолиз Синтетические композиты Синтетические масла

6 Процесс получения полиальфа-олефиновых основ синтетических масел для авиационной и автомобильной техники Сущность процесса получения ПАО состоит в олигомеризации децена-1 под действием каталитической системы: металлический алюминий, алюминийорганическое соединение (АОС) и третбутилхлорид (ТБХ), разделении полученного олигомеризата на фракции, гидрировании фракций олигомеров с получением в качестве целевых продуктов полиальфаолефинов ПАО-2, ПАО-4, ПАО-6 и ПАО-10+. ХарактеристикиПАО-2ПАО-4ПАО-6ПАО-10 Вязкость при С, мм 2 /с Индекс вязкости Температура застывания, 0 С Характеристики коммерческих ПАО х

7 Разработка научных основ селективных каталитических процессов получения индивидуальных альфа-, внутренних- и изо-олефинов С 4, С 6, С 8, С 10, С 12, С 14 Разработка научных основ селективных каталитических процессов получения индивидуальных альфа-, внутренних- и изо-олефинов С 4, С 6, С 8, С 10, С 12, С 14 Найдены и экспериментально обоснованы принципиальные решения по созданию селективных каталитических методов получения индивидуальных высших альфа-, внутренних- и изоолефинов, используемых в качестве сырья для получения олигодеценовых масел на Нижнекамском заводе синтетических масел Получаемые масла соответствуют мировым стандартам. Мощность завода тонн в год

8 Усовершенствованный процесс получения полиэтиленов высокой, средней и низкой плотности ЛПЭНП г/мл П.Е. Матковский, И.В. Седов, Л.Н. Руссиян, Е.И. Кнерельман, В.Я. Чуркина, В.Д. Махаев 1.Новый метод получения катализатора не требующий применения металлического натрия 2. Установлен механизм полимеризации олефинов Преимущества усовершенствованного процесса: Простой и безопасный одностадийный метод получения катализатора Самые высокие показатели каталитической активности (до 2.5 т ПЭ на 1 гр Zr в час ) Диапазон молекулярных масс продуктов изменяется от 10 до 500 тыс. г/моль Получение всего марочного ассортимента полиэтиленов с использованием в качестве сырья одного только этилена по однореакторной схеме

9 РЕАКТОР ДЛЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ БЕСФИЛЬТРАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ГИДРИРОВАНИЯ В МЯГИХ УСЛОВИЯХ С использованием предложенного принципа разделения твердой и жидкой фаз разработана оригинальная конструкция реакторной системы для осуществления непрерывных процессов жидкофазного гидрирования. Эффект разделения обусловлен тем, что в зоне расширения твердые частицы из-за действия сил инерции сохраняют прежнее направление своего движения и не попадают в поток, выводимый в противоположном направлении с невысокой скоростью Техническая характеристика реактора 1. Производительность в процессах гидрирования - до 1000 т/год м3. 2. Оптимальный размер частиц катализатора при разности плотностей твердой и жидкой фаз, микрон: менее 0,5 г/см ,5-2 г/см более 2 г/см Концентрация катализатора в реакционной смеси - до 200 кг/м3 4. Унос катализатора с продуктами реакции - не более 0,01% в час от загрузки 5. Степень истирания катализатора - менее 0,002% в час от загрузки.

10 Метод получения пенопластов в режиме фронтальной полимеризации с использованием в качестве порообразователя диоксида углерода в сверхкритическом состоянии Цель работы Cоздание принципиально новой высоко- эффективной технологии производства пенопластовых изделий методом фронтальной полимеризации винильных мономеров с использованием диоксида углерода в сверхкритическом состоянии. Образцы изделий из пенополистирола и пенополиметилметакрилата Микрофотографии образцов пенополистирола

11 Создание научных основ и разработка новых технологических методов переработки природного и попутного нефтяного газов в ценные химические продукты прямым гомогенным окислением углеводородов (Работы ИХФ РАН им.Н.Н.Семенова и ИПХФ РАН). Промысловое производство метанола-ингибитора гидратообразования Извлечение серы и осушка кислых газов Производство товарного метанола (рециркуляция газа) Переработка газов деэтанизации Производство формалина Переработка попутных газов Окислительный предриформинг попутных газов Энергохимическое производство метанола на ТЭЦ Снижение эмиссии NOx на ТЭЦ Переработка шахтного метана. Получение метанольно- угольных суспензий Перспективные технологии на базе прямого окисления природного и попутного газов Процесс гибок с точки зрения возможных областей приложения и используемого сырья и имеет многочисленные области эффективного применения.

12 Разработка мембранно-каталитических процессов для нефтехимии Цель работ : Каталитические наноматериалы С использованием достижений в области науки и индустрии наносистем создать новое поколение каталитически активных мембранных элементов для процессов конверсии углеводородного газового сырья в ценные продукты нефтехимического синтеза. От создания каталитических наноматериалов – к нефтехимическим технологиям Решаемые проблемы: Новые подходы к формированию мембранно-каталитических элементов для процессов конверсии углеводородов. Разработка мембранно-каталитических реакторов Создание мембранно-каталитических процессов переработки легкоуглеводородного газового сырья в ценные нефтехимические продукты

13 Формирование мембранно-каталитических элементов для процессов дегидрирования легкого углеводородного сырья. 1.Металло-керамическая мембрана + стационарный слой катализатора 2. Многослойная металло-керамическая мембрана с каталитически активным фильтрующим слоем Пора наномембранно-каталитической структуры выполняет роль микрореактора, в котором осуществляется единый цикл химических превращений и разделения продуктов реакций. Катализаторы нового поколения на стекловолокнис- тых тканых носителях с регулируемой поверхностью, с имплантированными активными компонентами.

14 Заключение С использованием фундаментальных исследований в области химической физики предложен ряд новых защищенных патентами РФ технологий, которые характеризуются высокими выходом и качеством получаемых продуктов, удовлетворяют современным требованиям энерго- и ресурсо-сбережения, обеспечивают комплексное решение проблем экологической чистоты и высокой экономической эффективности.