Специалисты Институт катализа имени Г. К. Борескова разработали методику создания блочных катализаторов на основе оксида алюминия с помощью 3D-печати. Такие катализаторы отличаются улучшенными диффузионными характеристиками, высокой прочностью и теплообменными свойствами и могут эффективно применяться в гидропроцессах в сферах нефтепереработки и нефтехимии, сообщает пресс-служба института на портале «Научная Россия».
Гидропроцессы в нефтяной отрасли включают гидрокрекинг, изомеризацию и гидроочистку. Они необходимы для очистки сырья и топлива от лишних примесей — удаления серы, азота, кислорода, металлов. В нефтехимии гидропроцессы нужны для получения индивидуальных веществ из более узких фракций.
Для гидропереработки используются катализаторы на основе оксида алюминия. Они должны отличаться механической прочностью, эффективным массо- и теплообменом, устойчивостью к высоким температурам. Обычно это гранулы, но у них есть недостаток — то, как они укладываются в реакторе, приводит к неоднородности слоя и диффузии.
Ученые Институт катализа имени Г. К. Борескова разработали технологию получения прочного блочного носителя: полимерные шаблоны печатаются на 3D-принтере, затем заполняются пастой из оксида алюминия и отжигаются. При прокаливании пластик выгорает, и получается нужный блок. Такие блоки должны обладать оптимальным количеством пор, чтобы конечная структура была прочной.
«Технология позволяет получать катализаторы любых форм, в том числе сложных и неправильных, со строго заданной внутренней структурой каналов, по которым может беспрепятственно протекать газ или жидкость. Идея исследования в том, чтобы сделать катализаторы и сорбенты более эффективными, с адаптированными формами под конкретные реакторы и максимальной удельной площадью поверхности. Они, как минимум, не уступают в устойчивости аналогичным гранулированным, но могут давать выигрыш за счет улучшения массо- и теплопереноса», — рассказал младший научный сотрудник Всеволод Вдовиченко.
Изначально специалисты создавали блоки для процессов, связанных непосредственно с нефтепереработкой. Разработанная методика синтеза позволяет создавать другие структуры, например пластины или блоки с различной формой каналов, и расширять спектр их применения — создавать катализаторы газофазных и жидкофазных реакций нефтехимии, сорбенты и так далее.
Результаты исследования опубликованы в журнале Petroleum Chemistry.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.