Разработка наноразмерных катализаторов для переработки синтез-газа в метанол

Преобразование углекислого газа в химическое безотходное сырье (карбонаты, циклокарбонаты, синтез-газ) требует использования двухступенчатой (конверсия оксида углерода под давлением с последующей очисткой конвертированного газа от диоксида углерода горячим поташом или моноэтаноламином и удалением остаточных оксидов углерода каталитическим гидрированием) реакции. Основная проблема проведения данного преобразования заключается в том, что по энергетическим причинам данные реакции трудно согласовать друг с другом. Для обеспечения совместимости процессов с термодинамической точки зрения необходимы соответствующие нанокатализаторы для получения полезного продукта в процессе протекания реакций. Авторами проведены натурные испытания различных катализаторов, была обнаружена совместимость реакции с двумя катализаторами, обладающими необходимыми свойствами: медное соединение для первого этапа реакции и соединение оксида цинка для второго этапа, а также продемонстрирована осуществимость этой реакции с использованием фенилэтилена, содержащегося в углеводородном соединении. Многочисленные процессы, которые можно использовать для получения метанола, можно разделить на три категории: косвенные, прямые и биотопливные. Косвенная конверсия имеет широкое распространение во всем мире. Данное преобразование протекает в процессе, в котором биомасса, уголь или природный газ конверсируются в смесь водорода и монооксида углерода, известную как синтез-газ. Синтез-газ перерабатывается в метанол с использованием различных методов преобразования. Проведено исследование по разработке и усовершенствованию нанокатализаторов для химической переработки диоксида углерода в метанол. Разработан алгоритм для моделирования состава, строения и свойств нанокатализаторов, а также синтезирован ряд новых соединений, способных удерживать в кристаллической решетке катионы с разными степенями окисления и размерами. Проведены работы по усовершенствованию нанокатализаторов на основе никеля глубокой гидроочистки метанола.

Conversion of carbon dioxide into chemical waste-free feedstock (carbonates, cyclocarbonates, synthesis gas) requires the use of a two-stage reaction (conversion of carbon monoxide under pressure, followed by purification of the converted gas from carbon dioxide with hot potash or monoethanolamine and removal of residual carbon oxides by catalytic hydrogenation) of the reaction. The main problem with this transformation is that, for energetic reasons, these reactions are difficult to coordinate with each other. To ensure the compatibility of the processes from a thermodynamic point of view, appropriate nanocatalysts are needed to obtain a useful product in the course of the reactions. The authors carried out field tests of various catalysts, discovered the compatibility of the reaction with two catalysts with the required properties: a copper compound for the first stage of the reaction and a compound of zinc oxide for the second stage, and also demonstrated the feasibility of this reaction using phenylethylene contained in a hydrocarbon compound. The numerous processes that can be used to produce methanol can be divided into three categories: indirect, direct, and biofuel. Indirect conversion is widespread throughout the world. This conversion takes place in a process in which biomass, coal or natural gas is converted to a mixture of hydrogen and carbon monoxide known as synthesis gas. The syngas is converted to methanol using a variety of conversion methods. Research on the development and improvement of nanocatalysts for the chemical processing of carbon dioxide into methanol has been carried out. An algorithm has been developed for modeling the composition, structure, and properties of nanocatalysts, and a number of new compounds have been synthesized that are capable of retaining cations with different oxidation states and sizes in the crystal lattice. Work has been carried out to improve nanocatalysts based on nickel for deep methanol hydrotreating.