Ученые из Института катализа Сибирского отделения (СО) РАН начали использовать технологию 3D-печати для создания блочных катализаторов на основе оксида алюминия. Такие катализаторы применяются в процессах гидроочистки на НПЗ и нефтехимических предприятиях.

К числу базовых технологий нефтепереработки относятся гидрокрекинг, изомеризация и гидроочистка, которые используются для удаления серы, азота, кислорода и металлов из исходного сырья и выпускаемого топлива. Как правило, для гидропереработки используются катализаторы на основе оксида алюминия, которые должны отличаться механической прочностью, эффективным теплообменом и устойчивостью к высоким температурам. Чаще всего такие катализаторы изготавливаются в виде гранул, однако при их размещении в высокотемпературной среде происходит диффузия кипящего слоя.

Ученые из Института катализа Сибирского отделения РАН попытались решить эту проблему с помощью разработки более прочного носителя катализатора. С этой целью они напечатали на 3D-принтере полимерные шаблоны, а затем заполнили пластиковую форму пастой из оксида алюминия. Пластик выгорает при прокаливании, что приводит к высвобождению катализатора блочной формы, который более эффективен для процессов гидроочистки. По мнению авторов исследования, для таких блоков важно найти оптимальное количество пор, чтобы их структура сохраняла прочность.

«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. Эти катализаторы, как минимум, не уступают в устойчивости аналогичным гранулированным, но могут давать выигрыш за счет улучшения массо- и теплопереноса», — цитирует Институт катализа СО РАН младшего научного сотрудника Всеволода Вдовиченко.

Разработка ученых может найти применение не только в производстве катализаторов для нефтепереработки, но и для выпуска сорбентов — продуктов переработки угля, с помощью которых осуществляется очистка сточных вод.