Научные достижения химического факультета
23.12.2020

Химики МГУ сделали очистку нефти от серы проще и дешевле

Сотрудники Химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова создали многократно возобновляемый катализатор на основе силикагеля для обессеривания нефтепродуктов. Эффективность удаления серы из фракции составила 100%. Результаты опубликованы в журнале Catalysis Communications.

В последнее время нефтехимия и нефтяная промышленность все чаще сталкиваются с проблемой сильного загрязнения нефти побочными продуктами, содержащими серу. "Ухудшение качества получаемых нефтепродуктов приводит к чрезмерной нагрузке установок для гидроочистки (промышленный метод очистки нефти) и заставляет исследователей обращать внимание на альтернативные подходы к очистке фракций. -- поясняет один из авторов работы, доцент кафедры химии нефти и органического катализа химического факультета МГУ к.х.н. Аргам Акопян. -- В методе окислительного обессеривания, который мы применяем в работе, ключевую роль играет катализатор, который позволяет проводить окисление соединений серы с меньшими затратами денег и энергии".

На данный момент в основе большинства гетерогенных катализаторов для обессеривания лежит высушенный гель из кремнезема -- силикагель. В его поры помещаются вещества, которые способны ускорять процесс окисления серосодержащих молекул, а затем удалять их из фракции путем "привязки" к себе. Ранее поры силикагеля заполняли оксидами молибдена, ванадия или вольфрама. Выбор металлов объясняется их способностью к образованию устойчивых соединений с окислителем. Однако из-за дороговизны металлов и невозобновляемости катализатора такой вариант нельзя назвать эффективным, отмечают ученые.

Большинство серосодержащих соединений фракции способны отдавать электронные пары за счет кратных связей.  Они хорошо координируются и прочно связываются с частицами со свободными протонами H⁺. Поэтому альтернативным решением стало "пришивание" к поверхности силикагеля одной из таких частиц -- сульфогруппы –HSO₃. Она обладает всеми необходимыми свойствами, однако стоит гораздо дешевле и не вымывается при использовании.

Научная группа кафедры химии нефти и органического катализа синтезировала такой катализатор, состоящий из силикагеля и сульфогрупп. Далее ученые исследовали его эффективность в зависимости от температуры, процентного содержания –HSO₃ – групп и прочих факторов. По результатам исследований образец оказался активен в течение 10 циклов.

"Одна из наших задач – показать новый подход, интересное направление, которое в дальнейшем может получить широкое применение, а не только в нефтяной промышленности. Работа продолжается: мы экспериментируем с основой, количеством активных веществ и другими параметрами. Однако уже сейчас можно сказать, что сульфогруппы сами по себе достаточно активны, чтобы удалять основную массу серосодержащих соединений из фракции," -- заключает автор работы.

На фото: Авторы работы - доцент кафедры химии нефти и органического катализа к.х.н. Аргам Акопян и научный сотрудник кафедры к.х.н. Полина Поликарпова Автор Фото: Александра Кучерова/пресс-служба химического факультета МГУ