Разработан катализатор для получения экологически чистого бензина

Российские ученые из Центра новых химических технологий Института катализа СО РАН совместно с компанией АО «Газпромнефть-Московский НПЗ» разработали катализатор, который позволяет получать топливо при изомеризации гептана. Такой бензин обладает хорошими экологическими показателями, так как сокращает количество вредных выбросов и содержит меньше ароматических веществ, сообщается в поступившем в редакцию InScience.News пресс-релизе.

Выхлопные газы автомобилей являются причиной до 70% загрязнения воздуха. В России для автотранспорта используются бензины выше класса 5. Для них характерно высокое октановое число, которое обеспечивает хороший КПД, и малое содержание серы. Вместе с тем в топливе находятся ароматические органические соединения, которые выбрасываются в атмосферу вместе с углекислым и угарным газами. Такие вещества, а особенно бензол, вредны для здоровья. Ароматические и непредельные соединения оказываются в топливе в процессе его производства в ходе риформинга и крекинга. Чтобы повысить экологические показатели бензина, в него добавляют специальные добавки — изомеризаты, алкилаты и кислородсодержащие вещества.

Российские ученые предложили получать топливо из гептановой фракции бензина, температура кипения которой составляет 70-100 ?. Сейчас эта фракция практически не используется при получении топлива, так как для ее переработки отсутствуют специализированные катализаторы. Исследователи разработали добавку для топлива — изомеризат, который и играет роль катализатора. Он представляет собой нанокомпозит из оксидов циркония и вольфрама. Проводя анализ структуры катализатора, ученые выяснили, что в его активные центры должны быть кислотами Льюиса (соединениями, способными принимать электроны на свои свободные орбитали). Для сохранения активности этих центров рядом с ними должен находиться другой металл. Исследователи выбрали для этих целей палладий. Они разработали матрицу-подложку из оксидов циркония и вольфрама и нанесли на нее наночастицы палладия, размер которых равен 10-15 ангстрем. При этом достаточно содержания палладия всего 0,05-0,1% для поддержания высокой активности катализатора.

«Сейчас содержание ароматических углеводородов в бензине ограничивается уровнем не выше 35% и большинство НПЗ России пока с этим справляются. Но в рамках конкурентной борьбы и продвижения на рынок электромобилей конструкцию двигателей внутреннего сгорания будут усложнять, чтобы снизить эмиссию, а также будут ужесточать экологические требования к топливам. Если содержание ароматики ограничат до 25% как в Калифорнии, ни один завод РФ не сможет выполнить эти требования без внедрения новых каталитических технологий», — рассказал Михаил Смоликов, доктор химических наук, ведущий научный сотрудник отдела каталитических процессов Центра новых химических технологий Института катализа СО РАН.

Исследователи планируют внедрить предложенный ими катализатор в производство экологически чистого топлива. Однако скорость внедрения технологии, как было отмечено выше, зависит от использования новых экологических стандартов.