Результаты НИР в рамках государственных контрактов по научно-техническим программам и грантам:

Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы»
по этапу № 1

Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.577.21.0140

Тема:  «Управляемый синтез нанесенных сульфидных наноразмерных фаз с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами в качестве катализаторов гидроочистки нефтяных фракций»

Приоритетное направление: индустрия наносистем

Критическая технология: технологии получения и обработки функциональных наноматериалов

Период выполнения: «28» ноября 2014 – «31» декабря 2014

Плановое финансирование проекта:   27,0  млн. руб., в т.ч.

Бюджетные средства          15,0  млн. руб.,

Внебюджетные средства    12,0  млн. руб.

Получатель: ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет»

Индустриальный партнер: ООО «Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов»

Ключевые слова: сульфидные наноразмерные фазы, геометрические параметры, электронные свойства, катализаторы глубокой гидроочистки, технология производства, нефтяные фракции

1. Цель проекта

1) Согласно принятому Правительством РФ Техническому регламенту (№118 от 27.02.2008 г.), содержание серы в товарных дизельных топливах устанавливается до 31.12.2012 г. на уровне менее 50 ppm, и до 31.12.2013г - менее 10 ppm. Актуальность планируемых исследований обусловлена наличием серьезной научной и практической проблемы - отсутствием отечественных технологий производства катализаторов глубокой гидроочистки нефтяных фракций.

2) Создание научных основ химической технологии управляемого синтеза нанесенных наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов (фазы “CoMoS” и NiMoS” II типа) с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами в качестве катализаторов гидроочистки нефтяных фракций.

2.  Основные результаты проекта

По результатам работ, проведенных на данном этапе, можно сделать следующие выводы.
1. В аналитическом обзоре рассмотрены вопросы катализа сульфидами переходных металлов, применения гетерополисоединений для синтеза катализаторов гидроочистки, носители и модифи-цирующие добавки, применение комплексообразователей, стадия сульфидирования катализаторов гидроочистки. Данные вопросы соответствуют тематике данной работы. Дана характеристика науч-ной проблемы.
2. Проведены патентные исследования по ГОСТ Р15.011-96. На основе проведенных патентных исследований и анализа НТИ можно сделать вывод о том, что разрабатываемые в настоящем проекте катализаторы и методики их получения обладают патентоспособностью и могут быть запатентова-ны на территории РФ в установленном законом порядке.
3. Дана сравнительная оценка вариантов возможных решений исследуемой проблемы с учетом результатов прогнозных исследований, проводившихся по аналогичной тематике.
4. Разработана методика проведения испытания каталитической активности и стабильности сульфидных катализаторов глубокой переработки нефтяного сырья.
5. Исследовано влияние пористой структуры носителя сульфидных катализаторов на степень ГДС и гидрирования полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Показано, что макси-мальную активность проявляют как СоМо, так и NiMo катализаторы, нанесенные на мезопористый оксид алюминия (Rэф=60 Å).
6. Исследовано влияние исходных соединений активных компонентов сульфидных катализато-ров на степень ГДС и гидрирования ПАУ. В качестве исходных соединений были протестированы гетерополисоединения молибдена 12 ряда H_8-х[X^+х(Мо₁₂O₄₀)]۰nH₂O, где X - B(III), Si(IV), P(V), Ti(IV), V(V), Zn(II), Ge(IV), Zr(IV), Sn(IV), Sb (V), Ce(IV). Показано, что наблюдается снижение логарифма кажущейся константы скорости реакции гидродесульфуризации серосодержащих соединений с ро-стом электроотрицательности гетероэлемента (для Х = Ti, V, Zn, Ge, Zr, Sn, Sb, Ce).
7. Показано, что существует тенденция уменьшения логарифма кажущейся константы скорости реакции ГДС серосодержащих соединений (для Х= Ti, V, Zn, Ge, Zr, Sn, Sb, Ce) с ростом электрот-рицательности элемента (коэффициенты линейной корреляции для образцов, лежат в пределах от -0.62 до -0.78). Проведен выбор исходных соединений для синтеза и способов синтеза катализаторов гидроочистки.
8. Определены каталитические свойства катализаторов (наноразмерных частиц сульфидов пере-ходных металлов с заранее заданными геометрическими и электронными параметрами) в целевом процессе на проточной установке под давлением водорода.
9. Выбраны методы и проведены исследования физико-химических характеристик оксидных, сульфидных и дезактивированных (закоксованных).
10. Исследованы некоторые закономерности формирования наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов, полученных из полиоксометаллатов молибдена различного состава.
11. Изучено влияние некоторых размерных и синергетических эффектов в катализе сульфида-ми для создания научной основы направленных методов синтеза высокоэффективных катализаторов гидроочистки нефтяных фракций и другого углеводородного сырья.
12. Испытана активность сульфидных катализаторов из различных прекурсоров в непрерывном круглосуточном режиме.
13. Испытана стабильность сульфидных катализаторов из различных прекурсоров в непрерыв-ном круглосуточном режиме.
Поставленные задачи решены полностью в соответствии с планом – графиком выполнения работ. Научно-технический уровень выполненной ПНИЭР высокий, поскольку в работе квалифици-рованно использовались современные физико-химические методы исследования.
Анализ патентов и литературы позволил установить, что приемы и методики выполнения ПНИЭР для изучаемых объектов носят элементы новизны научных решений. Результаты полностью соответствуют требованиям Соглашения о предоставлении субсидии, технического задания, плана-графика работ. Анализ методических подходов, приемов обработки данных, а также материально-техническое обеспечение работ позволяет считать, что работы соответствуют мировому уровню.

3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

Планом-графиком Соглашения № 14.577.21.0140 получение РИД на 1 этапе выполнения работ не запланировано.

4. Назначение и область применения результатов проекта

1) Катализаторы, полученные с использованикем разрабатываемых методов синтеза наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов (фаза “CoMoS” или NiMoS” II типа) с заранее заданными геометрическими и электронными параметрами, на развитой поверхности носителя, будут обеспечивать осуществление гидроочистки нефтяных фракций с заданной глубиной. Результаты ПНИЭР могут быть востребованы для создания/модернизации технологических линий производства катализаторов гидроочистки.

2) Потребителями ожидаемых результатов (состав и технология производства катализаторов гидроочистки дизельного топлива) могут быть катализаторные производства РФ и предприятия, принадлежащие НК «Роснефть», «Башнефть», «Лукойл» и др.

3) Применение ожидаемых результатов позволит достичь технологического суверенитета РФ. Технология управляемого синтеза нанесенных сульфидных наноразмерных фаз с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами может быть применена для промышленного производства катализаторов гидроочистки и других сульфидных катализаторов (гидрокрекинга).

5. Эффекты от внедрения результатов проекта

Социальная значимость внедрения результатов проекта включает два аспекта: создание новых рабочих мест на катализаторных заводах и улучшение экологических условий эксплуатации транспортных средств за счет применения топлив, изготовленных на современных отечественных катализаторах.

6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

Полученные патенты, регламенты на процедуры синтеза катализаторов и другие нормативные документы могут быть предметом коммерциализации, потребителями их могут быть катализаторные производства.

7. Наличие соисполнителей

- ООО «МАУРИС» (2014, 2015, 2016 годы).

- ООО «Системы для микроскопии и анализа» (2014, 2015, 2016 годы).

Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы»
по этапу № 2

Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.577.21.0140

Тема: «Управляемый синтез нанесенных сульфидных наноразмерных фаз с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами в качестве катализаторов гидроочистки нефтяных фракций»

Приоритетное направление: индустрия наносистем

Критическая технология: технологии получения и обработки функциональныхнаноматериалов

Период выполнения: «01» января 2015 – «30» июня 2015

Плановое финансирование проекта: 27,0  млн. руб., в т.ч.

Бюджетные средства 15,0млн. руб.,

Внебюджетные средства12,0млн. руб.

Получатель: ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет»

Индустриальный партнер: ООО «Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов»

Ключевые слова: сульфидные наноразмерные фазы, геометрические параметры, электронные свойства, катализаторы глубокой гидроочистки, технология производства, нефтяные фракции

1. Цель проекта

1) Согласно принятому Правительством РФ Техническому регламенту (№118 от 27.02.2008 г.), содержание серы в товарных дизельных топливах устанавливается до 31.12.2012 г. на уровне менее 50 ppm, и до 31.12.2013г - менее 10 ppm. Актуальность планируемых исследований обусловлена наличием серьезной научной и практической проблемы - отсутствием отечественных технологий производства катализаторов глубокой гидроочистки нефтяных фракций.

2)Создание научных основ химической технологии управляемого синтеза нанесенных наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов (фазы “CoMoS” и NiMoS” II типа) с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами в качестве катализаторов гидроочистки нефтяных фракций.

2.  Основные результаты проекта

По результатам работ, проведенных на данном этапе, можно сделать следующие выводы.
1. Для синтеза катализаторов были выбраны комплексообразователи перспективные для синтеза наноструктурированной сульфидной фазы Co(Ni)MoS: нитрилотриуксусная кислота, этилендиа-минтетрауксусная кислота, лимонная кислота, этиленгликоль, триэтиленгликоль, глицерин и саха-роза.
2. Синтезировано четыре серии катализаторов (28 катализаторов) с использованием носителя, предшественников и промоторов, выбранных на 1 этапе работы, и органических комплексообразо-вателей, указанных выше.
3. С использованием физико-химических методов анализа установлены элементный состав ка-тализаторов, текстурные свойства (удельная поверхность, объем пор, распределение пор по разме-рам) катализаторов в оксидном, сульфидном и отработанном состоянии, исследован фазовый состав поверхности катализаторов в различном состоянии, особенности строения нанесенных полиоксоме-таллатов, состав и морфология наноразмерной Со(Ni)MoS сульфидной фазы активированных и от-работанных катализаторов.
4. Исследованы каталитические свойства синтезированных образцов в реакциях гидрирования и гидрообессеривания модельных смесей. Проведено испытание катализаторов в процессе гидро-очистки смеси дизельных фракций с вторичными газойлями на проточной установке под давлением водорода.
5. Установлены экспериментальные закономерности влияния природы используемого комплек-сообразователя на каталитические свойства: активность синтезированных катализаторов в реакциях гидродесульфуризации (ГДС) и гидрирования (ГИД) полициклических ароматических углеводоро-дов (ПАУ).
6. Выбраны наиболее активные катализаторы и проведено их испытание в непрерывном кругло-суточном режиме для определения каталитической активности в целевом процессе (глубокой гид-роочистке смеси дизельных фракций с вторичными газойлями) и стабильности в процессе гидро-очистки нефтяного сырья методом ускоренной дезактивации.
7. На основании данных каталитической активности, стабильности и физико-химических свойств катализаторов выбраны наиболее эффективные катализаторы (Со₆-(ЛК)-PMo₁₂ГПК/Al₂O₃ и Ni₆-(ТЭГ)-PMo₁₂ГПК/Al₂O₃) и определены наиболее перспективные комплексообразователи (ли-монная кислота и триэтиленгликоль) для управляемого синтеза нанесенных сульфидных нанораз-мерных фаз с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами в качестве ка-тализаторов гидроочистки нефтяных фракций.
Поставленные задачи решены полностью в соответствии с планом – графиком выполнения работ. Научно-технический уровень выполненной ПНИЭР высокий, поскольку в работе квалифици-рованно использовались современные физико-химические методы исследования.
Анализ литературы позволил установить, что приемы и методики выполнения ПНИЭР для изучаемых объектов носят элементы новизны научных решений. Результаты полностью соответ-ствуют требованиям Соглашения о предоставлении субсидии, технического задания, плана-графика работ. Анализ методических подходов, приемов обработки данных, а также материально-техническое обеспечение работ позволяет считать, что работы соответствуют мировому уровню.

3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

            Планом-графиком Соглашения № 14.577.21.0140 получение охраноспособных РИД на 2 этапе выполнения работ не запланировано.

4. Назначение и область применения результатов проекта

1) Катализаторы, полученные с использованикем разрабатываемых методов синтеза наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов (фаза “CoMoS” или NiMoS” II типа) с заранее заданными геометрическими и электронными параметрами, на развитой поверхности носителя, будут обеспечивать осуществление гидроочистки нефтяных фракций с заданной глубиной. Результаты ПНИЭР могут быть востребованы для создания/модернизации технологических линий производства катализаторов гидроочистки.

2)Потребителями ожидаемых результатов (состав и технология производства катализаторов гидроочистки дизельного топлива) могут быть катализаторные производства РФ и предприятия, принадлежащие НК «Роснефть», «Башнефть», «Лукойл» и др.

3) Применение ожидаемых результатов позволит достичь технологического суверенитета РФ. Технология управляемого синтеза нанесенных сульфидных наноразмерных фаз с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами может быть применена для промышленного производства катализаторов гидроочистки и других сульфидных катализаторов(гидрокрекинга).

5. Эффекты от внедрения результатов проекта

Социальная значимость внедрения результатов проекта включает два аспекта: создание новых рабочих мест на катализаторных заводах и улучшение экологических условий эксплуатации транспортных средств за счет применения топлив, изготовленных на современных отечественных катализаторах.

6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

Полученные патенты, регламенты на процедуры синтеза катализаторов и другие нормативные документы могут быть предметом коммерциализации, потребителями их могут быть катализаторные производства.

7. Наличие соисполнителей

-ООО «МАУРИС» (2014, 2015, 2016 годы).

- ООО «Системы для микроскопии и анализа» (2014, 2015, 2016 годы).

Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы»
по этапу № 3

Номер соглашения о предоставлении субсидии:14.577.21.0140

Тема: «Управляемый синтез нанесенных сульфидных наноразмерных фаз с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами в качестве катализаторов гидроочистки нефтяныхфракций».

Приоритетное направление: Индустрия наносистем.

Критическая технология: Технологии получения и обработки функциональных наноматериалов;

Период выполнения: 28.11.2014 -31.12.2016;

Плановое финансирование проекта: 26.50 млн.руб.

Бюджетные средства     14.50млн.руб.,

Внебюджетные средства 12.00 млн.руб.

Получатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет".

Участник консорциума: Общество с ограниченной ответственностью "Системы для микроскопии и анализа" Участник Консорциума: Общество с ограниченной ответственностью"Маурис"

Индустриальный партнер: Общество с ограниченной ответственностью "Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов"

Ключевые слова: Cульфидные наноразмерные фазы, геометрические параметры, электронные свойства, катализаторы глубокой гидроочистки, технология производства, нефтяныефракции

1. Цельпроекта

1)       Согласно принятому Правительством РФ Техническому регламенту (№118 от 27.02.2008 г.), содержание серы в товарных дизельных топливах устанавливается до 31.12.2012 г. на уровне менее 50 ppm, и до 31.12.2013г - менее 10 ppm. Актуальность планируемых исследований обусловлена наличием серьезной научной и практической проблемы - отсутствием отечественных технологий производства катализаторов глубокой гидроочистки нефтяныхфракций.

2)       Создание научных основ химической технологии управляемого синтеза нанесенных наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов (фазы “CoMoS” и NiMoS” IIтипа) с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствамивкачестве катализаторовгидроочисткинефтяныхфракций.

2. Основные результаты проекта

1. Для синтеза катализаторов были выбраны элементы-модификаторы, перспективные для синтеза наноструктурированной сульфидной фазы Co(Ni)MoS: углерод, кремний, фосфор, сера, цинк.
2. Синтезировано 36 катализаторов с использованием модифицированного носителя, предшественников и промоторов, выбранных на 1 этапе работы, и органических комплексообразователей, выбранных на 2 этапе работы.
3. С использованием физико-химических методов анализа установлены элементный состав катализаторов, текстурные свойства (удельная поверхность, объем пор, распределение пор по размерам) катализаторов в оксидном, сульфидном и отработанном состоянии, исследован фазовый состав поверхности катализаторов в различном состоянии, особенности строения нанесенных полиоксометаллатов, состав и морфология наноразмерной Со(Ni)MoS сульфидной фазы активированных и отработанных катализаторов.
4. Исследованы каталитические свойства синтезированных образцов в реакциях гидрирования и гидрообессеривания модельных смесей. Проведено испытание катализаторов в процессе гидроочистки смеси дизельных фракций с вторичными газойлями на проточной установке под давлением водорода.
5. Установлены экспериментальные закономерности влияния типа используемого модификатора на каталитические свойства: активность синтезированных катализаторов в реакциях гидродесульфуризации (ГДС) и гидрирования (ГИД) полициклических ароматических углеводородов (ПАУ).
6. Выбраны наиболее активные катализаторы и проведено их испытание в непрерывном круглосуточном режиме для определения каталитической активности в целевом процессе (глубокой гидроочистке смеси дизельных фракций с вторичными газойлями) и стабильности в процессе гидроочистки нефтяного сырья методом ускоренной дезактивации.
7. На основании данных каталитической активности, стабильности и физико-химических свойств катализаторов выбраны наиболее эффективные катализаторы (Со6-(ЛК)-PMo12ГПК/P2O5(5,0)/Al2O3 и Ni6-(ТЭГ)-PMo12ГПК/P2O5(5,0)/Al2O3) и определены наиболее перспективный модификатор носителя (фосфор) для управляемого синтеза нанесенных сульфидных наноразмерных фаз с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами в качестве катализаторов гидроочистки нефтяных фракций.
8. По результатам работы подготовлены и опубликованы две статьи в журналах «Нефтехимия» и «Российский химический
журнал (Журнал российского химического общества им. Д.И. Менделеева)», подана заявка на патент РФ. Поставленные задачи решены полностью в соответствии с планом – графиком выполнения работ. Научно-технический
уровень выполненной ПНИЭР высокий, поскольку в работе квалифицированно использовались современные физико- химические методы исследования.
Анализ литературы позволил установить, что приемы и методики выполнения ПНИЭР для изучаемых объектов носят элементы новизны научных решений. Результаты полностью соответствуют требованиям Соглашения о предоставлении субсидии, технического задания, плана-графика работ.

3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальнойразработки

Изобретение «Катализатор, способ приготовления, носителя, способ приготовления катализатора и способ гидроочистки углеводородного сырья», заявка № 2015151071 от 30.11.2015, РФ 

4. Назначение и область применения результатов проекта

1)       Катализаторы, полученные с использованикем разрабатываемых методов синтеза наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов (фаза “CoMoS” или NiMoS” IIтипа) с заранее заданными геометрическими и электронными параметрами, на развитой поверхности носителя, будут обеспечивать осуществление гидроочистки нефтяных фракций с заданной глубиной. Результаты ПНИЭР могут быть востребованы для создания/модернизации технологических линий производства катализаторов гидроочистки.

2)       Потребителями ожидаемых результатов (состав и технология производства катализаторов гидроочистки дизельного топлива) могут быть катализаторные производства РФипредприятия, принадлежащие НК «Роснефть», «Башнефть», «Лукойл» идр.

3)       ПрименениеожидаемыхрезультатовпозволитдостичьтехнологическогосуверенитетаРФ. Технология управляемого синтеза нанесенных сульфидных наноразмерных фаз с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами может быть применена для промышленного производства катализаторов гидроочистки и других сульфидных катализаторов(гидрокрекинга). 

5. Эффекты от внедрения результатовпроекта

Социальная значимость внедрения результатов проекта включает два аспекта: создание новых рабочих мест на катализаторных заводах и улучшение экологических условий эксплуатации транспортных средств за счет применения топлив, изготовленных на современных отечественныхкатализаторах. 

6. Формы и объемы коммерциализации результатовпроекта

Полученные патенты, регламенты на процедуры синтеза катализаторов и другие нормативные документы могут быть предметом коммерциализации, потребителями их могут быть катализаторныепроизводства. 

7. Наличиесоисполнителей

- ООО «МАУРИС» (2014, 2015, 2016годы).
- ООО «Системы для микроскопии и анализа» (2014, 2015, 2016годы).

Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы»
по этапу № 4

Номер соглашения о предоставлении субсидии:14.577.21.0140

Тема: «Управляемый синтез нанесенных сульфидных наноразмерных фаз с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами в качестве катализаторов гидроочистки нефтяныхфракций».

Приоритетное направление: Индустрия наносистем.

Критическая технология: Технологии получения и обработки функциональных наноматериалов;

Период выполнения: 28.11.2014 -31.12.2016;

Плановое финансирование проекта: 26.50 млн.руб.

Бюджетные средства     14.50млн.руб.,

Внебюджетные средства 12.00 млн.руб.

Получатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет".

Участник консорциума: Общество с ограниченной ответственностью "Системы для микроскопии и анализа" Участник Консорциума: Общество с ограниченной ответственностью"Маурис"

Индустриальный партнер: Общество с ограниченной ответственностью "Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов"

Ключевые слова: Cульфидные наноразмерные фазы, геометрические параметры, электронные свойства, катализаторы глубокой гидроочистки, технология производства, нефтяныефракции

Поставленные задачи решены полностью в соответствии с планом – графиком выполнения работ. Научно-технический уровень выполненной П Н И Э Р высокий, поскольку в работе квалифицированно использовались современные физико- химические методы исследования. Анализ литературы позволил установить, что приемы и методики выполнения ПНИЭР для изучаемых объектов носят элементы новизны научных решений. Результаты полностью соответствуют требованиям Соглашения о предоставлении субсидии, технического задания, плана-графика работ.

3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

Изобретение «Катализатор, способ приготовления, носителя, способ приготовления катализатора и способ гидроочистки углеводородного сырья», заявка № 2015151071 от 30.11.2015, РФ.

4. Назначение и область применения результатов проекта

1. Катализаторы, полученные с использованикем разрабатываемых методов синтеза наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов (фаза “CoMoS” или NiMoS” II типа) с заранее заданными геометрическими и электронными параметрами, н а развитой поверхности носителя, будут обеспечивать осуществление гидроочистки нефтяных фракций с заданной глубиной. Результаты ПНИЭР могут быть востребованы для создания/модернизации технологических линий производства катализаторов гидроочистки.
2. Потребителями ожидаемых результатов (состав и технология производства катализаторов гидроочистки дизельного топлива) могут быть катализаторные производства РФ и предприятия, принадлежащие НК «Роснефть», «Башнефть», «Лукойл» и др.
3. Применение ожидаемых результатов позволит достичь технологического суверенитета РФ. Технология управляемого синтеза нанесенных сульфидных наноразмерных фаз с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами может быть применена для промышленного производства катализаторов гидроочистки и других сульфидных катализаторов(гидрокрекинга).

5. Эффекты от внедрения результатов проекта

Социальная значимость внедрения результатов проекта включает два аспекта: создание новых рабочих мест на катализаторных заводах и улучшение экологических условий эксплуатации транспортных средств за счет применения топлив, изготовленных на современных отечественных катализаторах.

6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

Полученные патенты, регламенты на процедуры синтеза катализаторов и другие нормативные документы могут быть предметом коммерциализации, потребителями их могут быть катализаторные производства.

7. Наличие соисполнителей

• ООО «МАУРИС» (2014, 2015, 2016 годы).
• ООО «Системы для микроскопии и анализа» (2014, 2015, 2016 годы).

Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП

«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно- технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы»

 по этапу № 5/итоговый

Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.577.21.0140

Тема: «Управляемый синтез нанесенных сульфидных наноразмерных фаз с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами в качестве катализаторов гидроочистки нефтяных фракций»

Приоритетное направление: Индустрия наносистем (ИН)

Критическая технология: Технологии получения и обработки функциональных наноматериалов Период выполнения: 28.11.2014 - 31.12.2016

Плановое финансирование проекта: 26.50 млн. руб.

Бюджетные средства 14.50 млн. руб.,
Внебюджетные средства 12.00 млн. руб.

Получатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"

Участник Консорциума: Общество с ограниченной ответственностью "Системы для микроскопии и анализа"
Участник Консорциума: Общество с ограниченной ответственностью "Маурис"
Индустриальный партнер: Общество с ограниченной ответственностью "Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов"

Ключевые слова: Cульфидные наноразмерные фазы, геометрические параметры, электронные свойства, катализаторы глубокой гидроочистки, технология производства, нефтяные фракции

1. Цель проекта

1)Согласно принятому Правительством РФ Техническому регламенту (№118 о т 27.02.2008 г.), содержание серы в товарных дизельных топливах устанавливается до 31.12.2012 г. на уровне менее 50 ppm, и до 31.12.2013г - менее 10 ppm. Актуальность планируемых исследований обусловлена наличием серьезной научной и практической проблемы - отсутствием отечественных технологий производства катализаторов глубокой гидроочистки нефтяных фракций.

2)Создание научных основ химической технологии управляемого синтеза нанесенных наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов (фазы “Co MoS” и NiMoS” II типа) с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами в качестве катализаторов гидроочистки нефтяных фракций.

2. Основные результаты проекта

1. Разработан лабораторный технологический регламент синтеза наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов (фаза “CoMoS” и NiMoS” II типа) с заранее заданными геометрическими и электронными параметрами, на развитой поверхности носителя.
2. Изготовлены экспериментальные образцы наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов (фаза “CoMoS” и NiMoS” II типа) с заранее заданными геометрическими и электронными параметрами на развитой поверхности носителя, с использованием предшественников и промоторов, выбранных на 1 этапе, органических комплексообразователей, выбранных на 2 этапе, модифицированного носителя, выбранного на 3 этапе работы и способа сульфидирования выбранного на 4 этапе работы (в количестве по 50 г каждого катализатора для индустриального партнера);
3. Разработаны программы и методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов (фаза “CoMoS” и NiMoS” II типа) с заранее заданными геометрическими и электронными параметрами, на развитой поверхности носителя.
4. Проведены исследовательские испытания наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов на развитой поверхности носителя.
5. Проведены испытания показателей качества образцов гидроочищенного дизельного топлива.
6. Сформулированы технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации катализатора гидроочистки дизельного топлива (с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера).
7. Разработано технико-экономическое обоснование производства катализаторов гидроочистки дизельного топлива на ООО «Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов».
8. Разработаны прописи на выпуск укрупненной партии катализатора.
9. Изготовлена укрупненная партия катализатора.
10. Проведен процесс гидроочистки дизельных фракций на образцах укрупненной партии катализатора с наработкой образцов гидроочищенного дизельного топлива, проведены их испытания на соответствие показателям качества.
11. Исследованы физико-химические характеристики оксидных, сульфидных и дезактивированных (закоксованных) образцов укрупненной партии катализатора.
12. Разработан проект технических условий (ТУ) на катализатор, полученный по технологии синтеза наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов на развитой поверхности носителя.
13. С результатами работы принималось участие в 2 мероприятиях по демонстрации и популяризации результатов исследований и разработок.
14. По результатам этапа опубликованы 4 статьи и поданы 2 заявки на патент РФ.

         Поставленные задачи решены полностью в соответствии с планом – графиком выполнения работ. Научно-технический уровень выполненной ПНИЭР высокий, поскольку в работе квалифицированно использовались современные физико- химические методы исследования. Анализ литературы позволил установить, что приемы и методики выполнения ПНИЭР для изучаемых объектов носят элементы новизны научных решений. Результаты полностью соответствуют требованиям Соглашения о предоставлении субсидии, технического задания, плана-графика работ.

3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

• Изобретение «Катализатор, способ приготовления, носителя, способ приготовления катализатора и способ гидроочистки углеводородного сырья», заявка № 2015151071 от 30.11.2015, РФ.
• Изобретение «Способ гидроочистки углеводородного сырья», заявка № 2016141132 от 20.10.2016, РФ.
• Изобретение «Состав и способ приготовления катализатора гидроочистки дизельных фракций», заявка № 2016141133 от 20.10.2016, РФ.

4. Назначение и область применения результатов проекта

 1 ) Катализаторы, полученные с использованикем разрабатываемых методов синтеза наноразмерных частиц сульфидов переходных металлов (ф а з а “CoMoS ” или NiMoS” II типа) с заранее заданными геометрическими и электронными параметрами, н а развитой поверхности носителя, будут обеспечивать осуществление гидроочистки нефтяных фракций с заданной глубиной. Результаты ПНИЭР могут быть востребованы для создания/модернизации технологических линий производства катализаторов гидроочистки.

2) Потребителями ожидаемых результатов (состав и технология производства катализаторов гидроочистки дизельного топлива) могут быть катализаторные производства РФ и предприятия, принадлежащие НК «Роснефть», «Башнефть», «Лукойл» и др.

3 ) Применение ожидаемых результатов позволит достичь технологического суверенитета РФ. Технология управляемого синтеза нанесенных сульфидных наноразмерных фаз с заданными геометрическими параметрами и электронными свойствами может быть применена для промышленного производства катализаторов гидроочистки и других сульфидных катализаторов(гидрокрекинга).

5. Эффекты от внедрения результатов проекта

Социальная значимость внедрения результатов проекта включает два аспекта: создание новых рабочих мест на катализаторных заводах и улучшение экологических условий эксплуатации транспортных средств за счет применения топлив, изготовленных на современных отечественных катализаторах.

6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

Полученные патенты, регламенты на процедуры синтеза катализаторов и другие нормативные документы могут быть предметом коммерциализации, потребителями их могут быть катализаторные производства.

7. Наличие соисполнителей

• ООО «МАУРИС» (2014, 2015, 2016 годы).
• ООО «Системы для микроскопии и анализа» (2014, 2015, 2016 годы).

Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы в области процессов регенерации, реактивации и утилизации сульфидных катализаторов гидропереработки нефтяного сырья. Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96.

Изменение морфологии наноразмерных частиц сульфидной фазы

Анализ существующих в мире способов регенерации показывает, что современные технологии базируются на процессах восстановления активности деактивированных катализаторов exsitu на специально созданных предприятиях. Восстановление активности катализаторов гидроочистки нефтяных фракций на уровне выше 95 % от первоначальной необходимо проводить как минимум в две стадии путем окислительной обработки (выжига) кокса и последующей реагентной обработкой для редиспергирования сформированных оксидных частиц металлов. Проведенный анализ выявил отсутствие технологий и установок по эффективной регенерации катализаторов exsitu в условиях действующего нефтеперерабатывающего предприятия.

Научная новизна разрабатываемой в проекте технологии будет заключаться как в аппаратурном оформлении процессов окислительной регенерации и реактивации дезактивированных катализаторов, так и условиях и оригинальном составе реагентов для ускоренного восстановления каталитической активности.

Произведен выбор и обоснование направления исследований. Разработаны следующие научно-технические документы:

• программы и методики экспериментальных исследований новых СоМо-образцов и NiMo-образцов промышленных катализаторов гидроочистки (2 шт.), предоставленных Индустриальным партнером;
• программы и методики экспериментальных исследований дезактивированных СоМо-образцов и NiMo-образцов промышленных катализаторов гидроочистки (2 шт.), предоставленных Индустриальным партнером;
• программы и методики экспериментальных исследований экспериментальных образцов окислительно-регенерированных (3 шт.) катализаторов гидроочистки.

Проведены экспериментальные исследования новых СоМо-образцов и NiMo-образцов промышленных катализаторов гидроочистки (2 шт.), предоставленных Индустриальным партнером, а также экспериментальные исследования дезактивированных СоМо-образцов и NiMo-образцов промышленных катализаторов гидроочистки (2 шт.). На обоих новых катализаторах в выбранных условиях тестирования, характерных для отечественной нефтеперерабатывающей промышленности (установки Л-24/6, Л-24/7), были получены ультрачистые гидрогенизаты, отвечающие по всем основным показателям качества, в т.ч. содержанию серы, требованиям к дизельным топливам марок Евро-4 и Евро-5 (класса 4 и 5 Технического регламента РФ). Оба предоставленные Индустриальным партнёром дезактивированные образцы катализаторов содержат большее количество некондиционного катализатора, кокса, характеризуются пониженной удельной площадью поверхностью, объемом пор и средним диаметром пор по сравнению с новыми образцами. Содержание кокса выше у СоМо-образца. Наноразмерный сульфидный активный компонент характеризуется более низкой дисперсностью, чем у свежих образцов, а также пониженным содержанием промотированных активных центров, расположенных на ребрах частиц CoMoS или NiMoS фазы вследствие процессов миграции промоторов и агломерации. На обоих катализаторах не были получены гидрогенизаты с низким содержанием серы. Потеря активности катализаторов, рассчитанные по степени снижения константы скорости процесса ГДС, определенных в одинаковых условиях испытания, составляет 75-81 %. NiMo-образец показал бо́льшую стабильность, чем СоМо-аналог.

Проведены маркетинговые исследования дезактивированных катализаторов гидроочистки в Российской Федерации. Разработана эскизная конструкторская документация на изготовление экспериментального стенда ЭС-1 для проведения процесса окислительной регенерации дезактивированных катализаторов гидроочистки.