Исходя из представлений о наноразмерном мире и особенностях методологии его познания, дисперсная частица никеля рассмотрена в роли полифункциональной наноразмерной структуры, обладающей способностью управлять нанотехнологиями. В качестве примеров таких нанотехнологий рассмотрены: синтез углеродных наноразмерных продуктов (нитей, волокон и др.) через каталитическое разложение углеводородов по механизму карбидного цикла, процессы гидрирования ароматических соединений, высокоселективного гидрирования ацетилена в этилен и бутадиена в бутилен.

Изучено превращение бензолсодержащих бензиновых фракций на бифункциональной каталитической системе Pt/SO4 2––ZrO2–Al2O3 с различным химическим составом носителя. По результатам гидроизомеризации модельной смеси гептан – бензол показано, что оптимальными каталитическими свойствами обладает система, носитель которой содержит 67,8 мас.% оксида алюминия. Для бензолсодержащей фракции н.к.–85 °C (23,7 мас.% бензола) промышленного происхождения установлено, что данный катализатор дает возможность полного удаления аренов из бензолсодержащей фракции при повышении ее октанового числа на 2,2–3,3 пункта по исследовательскому методу с сохранением высокого выхода жидких продуктов – на уровне 98,7 мас.% и более.

Работа продолжает цикл исследований, направленных на разработку новых подходов к регенерации закоксованных биметаллических гетерогенных систем. Проведено сравнение активности в риформинге н-гептана трех образцов промышленного катализатора риформинга Ru-125 (Pt-Re/γ-Al2O3): свежего (А), выгруженного из промышленного реактора (Б) и образца Б после его обработки озоном в сверхкритическом диоксиде углерода (В). Установлено, что образец Б существенно дезактивирован: конверсия н-гептана и выход продуктов риформинга в основном существенно ниже, чем на свежем катализаторе. После обработки его в O3/СК-CO2 значение конверсии н-гептана не только восстановилось до уровня свежего образца (А), но и превысило его в 1,2 раза. Качественный состав продуктов на образцах (А), (Б), (В) практически одинаков, однако есть изменения в количественном соотношении отдельных продуктов. Сделан вывод, что регенерация с использованием озона перспективна для дальнейшей разработки и масштабирования.

Проведены испытания катализатора КГС-3 в реакции селективного гидрирования метилацетилена и пропадиена, содержащихся в промышленной пиролизной пропан-пропиленовой фракции, на пилотной установке в двух последовательно расположенных адиабатических реакторах проточного типа с неподвижным слоем катализатора. Определены оптимальные технологические условия гидрирования, обеспечивающие остаточное содержание ацетиленовых и диеновых примесей не более 5 ppm: давлении в системе – 18 атм, объемная скорость подачи углеводородного сырья – 2100 ч–1, мольное соотношение водорода и суммы метилацетилена и пропадиенв в 1-м и 2-м реакторах соответственно 1,1 : 1,0 и 1,6 : 1,0, а температура – 50 и 55 °С. При этих условиях катализатор КГС-3 обеспечивает суммарную 100 %-ную конверсию метилацетилена и пропадиена с селективностью по пропилену 76,7 %. Ожидаемый межрегенерационный период работы данного катализатора – около 14 мес. Катализатор может использоваться для очистки углеводородных фракций, содержащих до 5 мас.% ацетиленовых и диеновых примесей.

С целью повышения эффективности эксплуатации катализаторов риформинга бензинов с помощью дериватографии проведен анализ структуры отложений кокса на поверхности платиновых катализаторов из реакторов нескольких промышленных установок, в том числе с различной технологией процесса (со стационарным слоем и с непрерывной регенерацией катализатора). Установлено, что коксогенные структуры, дезактивирующие катализатор, образуются при отклонении (≈ 6 %) текущей активности катализатора от оптимальной – такой, при которой соблюдается равенство скоростей образования и гидрирования промежуточных продуктов уплотнения. Непрерывный мониторинг промышленной установки с использованием разработанных ранее физико-химических моделей позволяет контролировать и регулировать технологические условия процесса, уменьшить содержание кокса на катализаторе на 1–3 мас.% и тем самым продлить срок службы катализатора на 20–30 %.

Использование гетерогенных катализаторов для получения биодизеля из липидов растительного происхождения путем переэтерификации спиртами имеет ряд преимуществ по сравнению с гомогенными катализаторами. Для создания промышленных технологий данного процесса актуальной задачей является исследование кинетики процесса. Целью настоящей работы являлось исследование кинетики переэтерификации рапсового масла на гетерогенном катализаторе в условиях газообразного метанола с учетом его парциального давления, что ранее не исследовалось. Эксперименты проведены в проточном реакторе со стационарным слоем барий-алюмооксидного катализатора при температуре 200 °С и давлении метанола 0,1–2,5 МПа. Данные обработаны на основе упрощенной кинетической модели с одной необратимой
реакцией второго порядка (первого порядка по маслу и первого порядка по метанолу). Проведены ресурсные испытания катализатора, прокаленного при 700 °С.