Сотрудники химического факультета МГУ создали многократно возобновляемый катализатор на основе силикагеля для обессеривания нефтепродуктов. Эффективность удаления серы из фракции составила 100%. Результаты опубликованы в журнале Catalysis Communications.
Научная группа, работавшая над исследованием. Александра Кучерова/МГУ
В последнее время нефтехимия и нефтяная промышленность все чаще сталкиваются с проблемой сильного загрязнения нефти побочными продуктами, содержащими серу. «Ухудшение качества получаемых нефтепродуктов приводит к чрезмерной нагрузке установок для гидроочистки (промышленный метод очистки нефти) и заставляет исследователей обращать внимание на альтернативные подходы к очистке фракций, - пояснил один из авторов работы, доцент кафедры химии нефти и органического катализа химического факультета МГУ к.х.н. Аргам Акопян. - В методе окислительного обессеривания, который мы применяем в работе, ключевую роль играет катализатор, позволяющий проводить окисление соединений серы с меньшими затратами денег и энергии».
На данный момент в основе большинства гетерогенных катализаторов для обессеривания лежит высушенный гель из кремнезема - силикагель. В его поры помещаются вещества, которые способны ускорять процесс окисления серосодержащих молекул, а затем удалять их из фракции путем «привязки» к себе. Ранее поры силикагеля заполняли оксидами молибдена, ванадия или вольфрама. Выбор металлов объясняется их способностью к образованию устойчивых соединений с окислителем. Однако из-за дороговизны металлов и невозобновляемости катализатора такой вариант нельзя назвать эффективным, отмечают ученые.
Работа в лаборатории химического факультета МГУ. Александра Кучерова/МГУ
Большинство серосодержащих соединений фракции способны отдавать электронные пары за счет кратных связей. Они хорошо координируются и прочно связываются с частицами со свободными протонами H+. Поэтому альтернативным решением стало «пришивание» к поверхности силикагеля одной из таких частиц - сульфогруппы – HSO3. Она обладает всеми необходимыми свойствами, однако стоит гораздо дешевле и не вымывается при использовании.
Научная группа кафедры химии нефти и органического катализа синтезировала такой катализатор, состоящий из силикагеля и сульфогрупп. Далее ученые исследовали его эффективность в зависимости от температуры, процентного содержания – HSO3 – групп и прочих факторов. По результатам исследований образец оказался активен в течение 10 циклов.
«Одна из наших задач – показать новый подход, интересное направление, которое в дальнейшем может получить широкое применение, а не только в нефтяной промышленности. Работа продолжается: мы экспериментируем с основой, количеством активных веществ и другими параметрами. Однако уже сейчас можно сказать, что сульфогруппы сами по себе достаточно активны, чтобы удалять основную массу серосодержащих соединений из фракции», - заключил автор работы.
Информация и фото предоставлены пресс-службой МГУ
