Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
химических наук. М.: Ордена Трудового Красного Знамени Институт
нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук
(ИНХС РАН), 2015. — 26 с.
Специальность 02.00.13 - Нефтехимия
Научный руководитель: доктор химических наук, доцент Максимов Антон
Львович
Цели и задачи. Целью настоящей работы является
установление закономерностей гидрирования ароматических
углеводородов в модельных смесях и гидродеароматизации и
гидрообесеривания ЛГКК в присутствии ненанесенных сульфидных
никель-вольфрамовых катализаторов, полученных in situ путем
разложения прекурсоров. Для достижения поставленной цели
предполагалось решить следующие задачи: разработать методики in
situ получения ненанесенных Ni-W-S катализаторов путем разложения
различных прекурсоров; установить влияние используемого прекурсора
и способа получения на состав и структуру получаемого Ni-W-S
катализатора; установить закономерности в гидрировании модельных
ароматических углеводородов на полученных ненанесенных Ni-W-S
катализаторах; провести сравнение активности в гидрировании и
гидрообессеривании ЛГКК разных составов на ненанесенных Ni-W-S
катализаторах, полученных in situ путем разложения различных
прекурсоров.
Научная новизна. Впервые получен прекурсор никель-тиовольфрамат 1-бутил-1-метилпиперидиния [BMPip]2Ni(WS4)2, растворимый в ионных жидкостях. Разложением указанного прекурсора впервые получен ненанесенный Ni-W-S катализатор in situ в углеводородном сырье. Изучены закономерности гидрирования ароматических соединений различного строения с использованием указанного катализатора. Впервые синтезирован сульфидный никель-вольфрамовый катализатор in situ в ионной жидкости (ИЖ), каталитические свойства которого были исследованы в реакции гидрирования олефинов, моно- и бициклических ароматических углеводородов. Впервые для гидрирования ароматических соединений предложено использовать Ni-W-S катализаторы, полученные из обратных эмульсий водных растворов тиовольфрамата аммония и гексагидрата нитрата никеля в углеводородной среде или суспензий твердых частиц Nix/(NH4)2WS4, полученных из таких эмульсий, в углеводородном сырье. Для использованных эмульсий и суспензий был подобран оптимальный состав для получения высокоактивного катализатора гидрирования ароматических углеводородов. В работе впервые использованы маслорастворимые прекурсоры гексакарбонил вольфрама и никель (II) 2-этилгексаноат для получения in situ в углеводородной среде ненанесенного Ni-W-S катализатора гидрирования ароматических углеводородов. Впервые были изучены закономерности гидрирования серии замещенных нафталинов и гидрооблагораживания ЛГКК различного состава на ненанесенных Ni-W-S катализаторах, полученных in situ путем разложения различных прекурсоров.
Теоретическая и практическая значимость работы. Установленные закономерности в гидрировании модельных смесей, а также в гидродеароматизации и гидрообессеривании ЛГКК различного состава на Ni-W-S частицах, полученных in situ путем разложения прекурсоров, позволяют сделать выводы о значительном потенциале указанных материалов в качестве катализаторов гидрооблагораживания. Проведенные в рамках диссертации исследования могут быть использованы для разработки новых сульфидных наноразмерных катализаторов без носителя для получения дизельных топлив, соответствующих современным экологическим требованиям. Впервые показано, что для иммобилизации наночастиц сульфидных катализаторов могут быть использованы термостабильные ИЖ. Предложенные каталитические системы обеспечивают селективное гидрирование бициклических ароматических соединений в смеси с олефинами до нафтеноароматических углеводородов. Установлено, что максимальной активностью в гидрировании обладают катализаторы, полученные на основе маслорастворимых прекурсоров. Результаты работы могут быть рекомендованы к использованию в научно-исследовательских организациях и учебных заведениях, где проводятся работы, касающиеся изучения закономерностей гидрирования и гидрообессеривания среднедистиллятных нефтяных фракций: Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина, Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова, Всероссийском научно-исследовательском институте по переработке нефти и др.
Научная новизна. Впервые получен прекурсор никель-тиовольфрамат 1-бутил-1-метилпиперидиния [BMPip]2Ni(WS4)2, растворимый в ионных жидкостях. Разложением указанного прекурсора впервые получен ненанесенный Ni-W-S катализатор in situ в углеводородном сырье. Изучены закономерности гидрирования ароматических соединений различного строения с использованием указанного катализатора. Впервые синтезирован сульфидный никель-вольфрамовый катализатор in situ в ионной жидкости (ИЖ), каталитические свойства которого были исследованы в реакции гидрирования олефинов, моно- и бициклических ароматических углеводородов. Впервые для гидрирования ароматических соединений предложено использовать Ni-W-S катализаторы, полученные из обратных эмульсий водных растворов тиовольфрамата аммония и гексагидрата нитрата никеля в углеводородной среде или суспензий твердых частиц Nix/(NH4)2WS4, полученных из таких эмульсий, в углеводородном сырье. Для использованных эмульсий и суспензий был подобран оптимальный состав для получения высокоактивного катализатора гидрирования ароматических углеводородов. В работе впервые использованы маслорастворимые прекурсоры гексакарбонил вольфрама и никель (II) 2-этилгексаноат для получения in situ в углеводородной среде ненанесенного Ni-W-S катализатора гидрирования ароматических углеводородов. Впервые были изучены закономерности гидрирования серии замещенных нафталинов и гидрооблагораживания ЛГКК различного состава на ненанесенных Ni-W-S катализаторах, полученных in situ путем разложения различных прекурсоров.
Теоретическая и практическая значимость работы. Установленные закономерности в гидрировании модельных смесей, а также в гидродеароматизации и гидрообессеривании ЛГКК различного состава на Ni-W-S частицах, полученных in situ путем разложения прекурсоров, позволяют сделать выводы о значительном потенциале указанных материалов в качестве катализаторов гидрооблагораживания. Проведенные в рамках диссертации исследования могут быть использованы для разработки новых сульфидных наноразмерных катализаторов без носителя для получения дизельных топлив, соответствующих современным экологическим требованиям. Впервые показано, что для иммобилизации наночастиц сульфидных катализаторов могут быть использованы термостабильные ИЖ. Предложенные каталитические системы обеспечивают селективное гидрирование бициклических ароматических соединений в смеси с олефинами до нафтеноароматических углеводородов. Установлено, что максимальной активностью в гидрировании обладают катализаторы, полученные на основе маслорастворимых прекурсоров. Результаты работы могут быть рекомендованы к использованию в научно-исследовательских организациях и учебных заведениях, где проводятся работы, касающиеся изучения закономерностей гидрирования и гидрообессеривания среднедистиллятных нефтяных фракций: Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина, Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова, Всероссийском научно-исследовательском институте по переработке нефти и др.