Ученые разработали новые катализаторы для перспективного процесса получения этилена

Ученые Омского филиала Института катализа СО РАН – Центра новых химических технологий – создали новые катализаторы для процесса селективного гидрирования ацетилена. Это перспективный способ получения этилена в условиях истощения запасов нефти и постепенного перехода промышленности на природный газ. В качестве носителя катализаторов использовали отечественный углеродный материал, который разработали и производят в Омске. Исследование опубликовано в Journal of Catalysis

Этилен — важное сырье для химической промышленности. Его применяют для получения этилового спирта, полиэтилена, поливинилхлорида, уксусного альдегида и других крупнотоннажных продуктов. Объемы мирового производства этилена превышают 200 миллионов тонн в год.

Большую часть этилена в промышленности получают из нефтяного сырья, но из-за истощения нефтяных месторождений становятся актуальными альтернативные способы получения этилена, например, из природного газа. Россия входит в число стран с богатыми ресурсами доступного природного газа, который может стать основой для получения ценных химических продуктов. Ученые ЦНХТ ИК СО РАН разработали новые каталитические системы для перспективного процесса получения этилена методом селективного гидрирования ацетилена, который образуется в ходе пиролиза метана — основного компонента природного газа.

Традиционные катализаторы гидрирования ацетилена представляют собой нанесенный на различные пористые материалы палладий, который проявляет высокую активность, но склонен к дезактивации и имеет низкую селективность.

«Чтобы повысить селективность палладиевых катализаторов, их принято модифицировать вторым металлом, например, серебром. В данном исследовании мы использовали в качестве модификатора более доступный металл — кобальт. Была синтезирована серия катализаторов, активный компонент которых представлял собой нанесенные биметаллические наночастицы на основе палладия и кобальта. Нам удалось найти взаимосвязь между составом таких частиц и выходом целевого продукта, и это позволило установить оптимальную рецептуру синтеза катализатора», — рассказывает автор работы, старший научный сотрудник Отдела каталитических процессов ЦНХТ ИК СО РАН, кандидат химических наук Дарья Юрпалова.

В качестве носителя катализаторов исследователи применили углеродный материал «Сибунит» (сибирский углеродный носитель — прим.), который разработали и получают на опытном производстве ЦНХТ ИК СО РАН сибирские ученые. По словам автора, этот материал обладает уникальным сочетанием свойств, имеет развитую поверхность, мезопористую структуру и высокую механическую прочность. Также на его поверхности отсутствуют нежелательные активные центры, которые способны влиять на селективность процесса.

Полученные результаты расширяют знания о свойствах биметаллических каталитических систем и могут стать основой для разработки нового промышленного катализатора селективного гидрирования ацетилена для получения этилена.