На главную

 
Научные подразделения Центра
Научная библиотека
Научные советы
Издательская деятельность
История ИК СО РАН
Версия для печати | Главная > Центр > Научные советы > Научный совет по катализу > ... > 2020 год > № 94

№ 94

 

Содержание

  • V Международная конференция
    «Катализ для переработки возобновляемого сырья:
    топливо, энергия, химические продукты»
  • III Международная школа-конференция
    «Прикладные нанотехнологии и нанотоксикология»
  • За рубежом
  • Приглашения на конференции
  • Памяти Юрия Шаевича МАТРОСА



V Международная конференция «Катализ для переработки возобновляемого сырья: топливо, энергия, химические продукты»

V Международная конференция
«Катализ для переработки возобновляемого
сырья: топливо, энергия, химические продукты»
2-6 сентября 2019 г., Крит, Греция
http://conf.nsc.ru/CRS5/en/

2 – 6 сентября 2019 года на острове Крит состоялась V Международная конференция «Катализ для переработки возобновляемого сырья: топливо, энергия, химические продукты» (CRS-5), организованная Институтом катализа СО РАН совместно с Университетом имени Аристотеля в Салониках. Мероприятие, которое проходило в конференц-центре отеля Миремаре города Агиос Николаос, объединило более 100 участников из 28 стран мира.

 


Открытие конференции. Слева направо: доктор Клод Миродатос (Институт IRCELYON, Лион, Франция),
д.х.н. Вадим Яковлев (ФИЦ ИК СО РАН, Новосибирск), д.х.н. Олег Мартьянов (ФИЦ ИК СО РАН, Новосибирск),
доктор Елени Гераклеоус (CPERI/CERTH, Салоники, Греция).

 

Научная направленность конференции традиционно была посвящена глобальным проблемам применения катализа в регулировании баланса энергетических ресурсов, сокращения зависимости от ископаемых видов топлива за счет использования возобновляемых источников энергии, защите окружающей среды.

Широкий спектр вопросов, обсуждаемых во время научных сессий, касался как глубоко фундаментальных подходов к осуществлению процессов глубокой и комплексной каталитической переработки возобновляемого сырья, так и реализации научных исследований в производственной сфере. Вопросы решения инженерно-технологических задач вызвали большой интерес, поэтому особое внимание аудитории привлекли презентации директора дирекции нефтепереработки ПАО «Газпром нефть» Михаила Леонидовича Антонова и представителя крупного биоэнергетического комплекса Крита, директора Завода технической биоэнергетики Крита (TBC) Яниса Петрокакиса.

В конференции приняли участие более 100 человек из 28 стран мира, в рамках научной программы было представлено 5 пленарных лекций, 6 ключевых лекций, 43 устных доклада, 2 презентационных доклада и более 30 стендовых презентаций.

Тематика устной и стендовой сессий конференции отразила современные тенденции развития этой быстро развивающейся области знаний:

Катализ для деполимеризации биомассы и последующего облагораживания
Каталитические системы для деполимеризации гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина
Каталитическая переработка таллового масла и дегтя
Селективная конверсия сахаров и фенольных соединений в топливо, химикаты и полимеры
Катализ в лесохимии для производства ценных химических продуктов

Использование биомассы в нефтехимии
Катализаторы для производства чистого синтез газа и водорода
Липиды в нефтехимическом синтезе
Совместная переработка производных биомассы и нефтяного сырья

Каталитические процессы для производства биотоплива
Каталитическая переэтерификация и гидрокрекинг липидов для получения керосина и дизельных фракций
Каталитические подходы к процессам пиролиза биомассы
Превращение биомассы и нетрадиционного ископаемого сырья с высоким содержанием углерода в биотопливо

Каталитическая переработка для производства ценных химических продуктов
Биокатализ для химического производства
Преобразование липидов в ценные продукты
Каталитические превращения CO2 с образованием лигноцеллюлозы

Катализ в решении вопросов защиты окружающей среды и экологически устойчивого развития
Каталитические процессы для повышения энергоэффективности и экологической чистоты
Каталитическая переработка отходов
Фотокатализ для защиты окружающей среды.

Во время проведения всех научных сессий царила оживленная атмосфера, доклады сопровождались большим количеством вопросов и эмоциональными дискуссиями. Открыл пленарную сессию директор Научно-исследовательского Института химической технологии (CPERI), д-р Ангелос Лаппас (Салоники, Греция). Его лекция была посвящена in-situ методам исследования пиролиза биомассы в целях получения высококачественной бионефти и роли дезактивации катализатора в этом процессе. Использование гетерогенного катализа в быстром пиролизе биомассы интенсивно исследовалось в последние годы для получения бионефти с лучшими свойствами по сравнению с продуктами, получаемыми в отсутствие катализатора. Каталитический пиролиз биомассы может осуществляться в двух рабочих режимах: 1) in-situ, где каталитический быстрый пиролиз (CFP) проводится в одном реакторе, и 2) ex-situ, когда весь процесс происходит в двух последовательно соединенных реакторах (первый реактор используется для термического пиролиза, второй – для каталитического облагораживания получаемых на первой стадии паров). В своей лекции д-р Ангелос Лаппас представил и обсудил исследовательские работы, проведенные в CPERI за последние 10 лет (в рамках проектов ЕС BIOBOOST и CASCATBEL) для обоих режимов каталитического пиролиза. Особое внимание он уделил технологиям приготовления катализатора, разработанным в CPERI на основе цеолитов ZSM-5, и дизайну реакторов с циркулирующим псевдоожиженным слоем, а также явлениям дезактивации катализатора, которые сильно влияют на производительность процесса.

Было показано, что дезактивация катализатора в режиме ex-situ происходит главным образом из-за образования кокса, а не отравления металлами (как в режиме in-situ). В результате проведенных на сегодняшний день исследований было доказано, что лучшая технология ex-situ для потенциальной коммерциализации процесса должна применять реактор с псевдоожиженным слоем теплоносителя, за которым следует каталитический реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем катализатора для обеспечения его непрерывной регенерации. Эмоциональный характер представления лекции, а также ее содержание вызвали живой отклик аудитории и большое количество вопросов, ответы на которые переросли в дискуссию и активное обсуждение результатов.

Лекция д.х.н., профессора Марка Вениаминовича Цодикова (Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (Москва, Россия) «Размерные эффекты в гетерогенном катализе при каталитической переработке биомассы в ценные нефтехимические продукты» касалась вопросов использования биомассы в качестве возобновляемого сырья для производства компонентов моторного топлива, водорода и синтез-газа, а также важных мономеров. В этом направлении особая роль отводилась каталитическим процессам с использованием наноразмерных каталитических систем, которые обеспечивают высокоселективную конверсию возобновляемых источников энергии. В лекции были представлены результаты, полученные за последние годы в лаборатории каталитических нанотехнологий ИНХС РАН, руководителем которой является профессор М.В. Цодиков. Деятельность коллектива была связана с исследованиями для разработки современных методов направленного формирования высокодисперсных каталитических систем. Работы были посвящены изучению влияния восстановительной активации на структуру платиносодержащих центров активного компонента ряда катализаторов, перспективных для каталитической конверсии этанола и триглицеридов жирных кислот в технологически значимые продукты – энергоносители и ценные продукты нефтехимии. Строение платиносодержащих компонентов Pt, PtSn, PtRe каталитических нанесенных систем было исследовано методом абсорбционной спектроскопии. При этом было обнаружено, что активный компонент платиновых катализаторов преимущественно состоит из металлических наночастиц платины. Автором было установлено, что высокая селективность промышленного платино-рениевого катализатора может быть обусловлена формированием биметаллических Pt–Re и Pt–Al кластеров в ходе предварительного длительного восстановления катализатора. Для каталитической PtSn наносистемы автором было показано, что использование гетерометаллического комплекса в качестве предшественника с молярным отношением Sn/Pt равным 5/1 приводит к образованию кластеров наноразмерных оксидов SnO и SnO2, а также частиц метастабильного сплава PtSn3-δ на поверхности катализатора после восстановительной активации. Были найдены корреляции между структурными особенностями активного компонента и его каталитическими свойствами. Кроме этого, в лекции было продемонстрировано изучение закономерности протекания процессов углекислотного и парового риформинга метана и основных продуктов ферментации биомассы на пористых керамических Ni(Al)-Co-содержащих мембранах. Обнаружен неаддитивный эффект возрастания активности мембранно-каталитической системы состава Ni-Co3О4. Установлена последовательность протекания реакций в процессах углекислотного и парового риформинга метана и этанола в присутствии мембранно-каталитических систем. Найдено, что в ходе синтеза мембран формируются наноразмерные (10-50 нм) каталитически активные частицы сплава Ni-Co, распределенные на поверхности сегрегированных частиц Al2O3. В заключении М.В. Цодиков выразил благодарность коллективу, при совместной работе с которым ему удалось получить столь значительные результаты.

Следующую лекцию представил профессор Кевин Ван Гим из лаборатории химической технологии Университета Гента, Бельгия. Его лекция «Возможности и вызовы для процессов переработки биомассы» вызвала большой интерес у аудитории. Профессор Ван Гим начал свое выступление с напоминания о том, что Европейская комиссия, а также многие другие государственные и частные организации многих стран считают, что биомасса для производства топлива и ценных химических продуктов будет играть решающую роль в достижении целей Европы по переходу к низкоуглеродной экономике. Далее профессор Ван Гим охарактеризовал возможности существующих технологий переработки возобновляемого сырья. Он отметил, что среди основных передовых технологий конверсии биомассы (сжигание, газификация, пиролиз) только пиролиз преобразует биомассу в жидкие продукты с высокой энергетической плотностью (бионефть) и с высоким выходом. В результате этот процесс может рассматриваться как наиболее подходящий для удовлетворения будущих потребностей в биотопливе и биохимических продуктах. Однако имеющиеся в настоящее время реакторные технологии, как и технологии разделения, для биотоплив далеки от оптимальных. Большинство конструкций реакторов для процесса быстрого пиролиза, за редким исключением, не прошли стадию испытаний на пилотных установках. Учитывая важность существующей проблемы, профессор Ван Гим и его коллеги инициировали работы в направлении ее решения. В своей лекции он уделяет основное внимание первым принципам концепции реактора нового типа, разрабатываемой в его лаборатории – реактора с движущимся слоем (вращающейся активной зоной) в статической геометрии (RBR-SG). В настоящее время в Лаборатории химической технологии уже демонстрируется эта новая прорывная технология преобразования биомассы в ценные продукты и топливо путем быстрого пиролиза. В их комплексном подходе к проблеме, помимо реакторного проектирования, кинетического моделирования, вычислительной гидродинамики, упор делается, с одной стороны, на генетическую модификацию биомассы для оптимизации выхода жидкостей, а с другой – на дальнейшую очистку, фракционирование и извлечение ценных продуктов из жидких смесей. Онлайн анализ с использованием комплексного метода на основе двумерной газовой хроматографии и время-пролетной масс-спектрометрии играет важную роль для сведения массового баланса и получения точных данных. Стабилизация бионефти или ее каталитическая конверсия оказалась сложной задачей из-за дезактивации катализатора. Последовавшая по окончании лекции профессора Ван Гима дискуссия продемонстрировала согласие с автором по вопросу актуальности поставленных задач о необходимости интенсификации процессов для повышения их производительности, эффективности и сокращения отходов.

Профессор Бинг-Ханг Чен (Национальный Университет Чэн Гун, Тайвань) представил лекцию «Гидродеоксигенация жирных кислот и триглицеридов в жидкое топливо на никелевых катализаторах на цеолитсодержащих носителях». В продолжение темы предыдущей лекции, профессор Чен затронул проблему экологического характера, предлагая возможности перехода к низкоуглеродным технологиям. В его лекции отражен способ получения компонентов моторного топлива путем гидродеоксигенации возобновляемого сырья на основе триглицеридов жирных кислот. Использование нанесенных никелевых катализаторов обеспечивает превращение триглицеридов жирных кислот по маршруту «прямой гидродеоксигенации», позволяя избежать образования оксидов углерода и связанных с этим технологических проблем. Гидродеоксигенация различных растительных и животных жиров в настоящее время является одним из наиболее популярных направлений переработки возобновляемого сырья. Этот процесс дает возможность получения экологически чистых топлив, близких по своим свойствам к традиционному дизельному топливу. Профессор Чен отметил, что обширный выброс антропогенного диоксида углерода в результате широкого использования ископаемого топлива является одной из основных причин, ведущих к глобальному потеплению и экстремальным погодным явлениям. Поэтому получение экономически и экологически безопасных альтернативных источников топлива из возобновляемых ресурсов для замены ископаемых видов топлива становится предметом обширных исследований. Одним из таких альтернативных видов топлива являются метиловые/этиловые эфиры жирных кислот (FAME/FAEE), или биодизель. Биодизель получают в основном путем этерификации свободных жирных кислот или переэтерификации триглицеридов, включая растительные масла, животные жиры и отработанные кулинарные масла, в избытке метанола или этанола в присутствии подходящих катализаторов. Однако высокое содержание кислорода в биодизеле пагубно сказывается на длительном хранении и ограничивает его применение в холодную погоду. Например, биодизель может быть мутным и даже гелеобразным и способен засорить топливные линии в холодные месяцы. Для решения этой проблемы профессором Ченом предлагается каталитическая гидроочистка этих возобновляемых жирных кислот и триглицеридов для получения жидких алкановых топлив с более низким содержанием кислорода. В его группе для этого были разработаны Ni-Mо катализаторы на цеолитном носителе, которые были исследованы в каталитической переработке жирных кислот и триглицеридов в жидкое топливо, главным образом посредством процессов гидродеоксигенации и гидроизомеризации. Важно учесть, что в качестве активного компонента катализаторов в данной работе не использовались драгоценные металлы. В заключение профессор Бинг-Ханг Чен призвал аудиторию к тому, что в научном сообществе должна быть реализована оптимальная стратегия каталитической гидрообработки жирных кислот и триглицеридов. Этот призыв был горячо поддержан аудиторией.

Завершающую пленарную лекцию «Наноматериалы с контролируемой морфологией и нанопористые молекулярные сита для устойчивого развития» представил профессор Парасураман Селвам (Технологический Институт Индии – Мадрас), Ченнай, Индия. Он отметил, что открытие мезопористых материалов с периодической структурой, включающей одно- и трехмерные нанопористые каналы, в начале 1990-х годов представило широкий спектр возможностей для исследования пористых твердых тел с упорядоченным строением. Изучение и разработка таких материалов с четко определенной геометрией пор, то есть с точной и легко контролируемой формой и размером пор, имеет большое значение во многих областях современной науки и техники. Молекулярно-ситовые материалы с микропористой и иерархической структурой представляют собой упорядоченные нанопористые твердые частицы нового поколения, аналогичные микропористым (цеолитным) молекулярным ситам с большой площадью поверхности, большим входным отверстием и объемом пор. С одной стороны, уникальная гибкость с точки зрения условий синтеза, регулирования размера пор, большой площади поверхности, большого количества внутренних гидроксильных групп, замещения в узлах каркаса и т.д. открыли новые возможности не только в катализе, но и в областях создания современных энергетических материалов, определили стратегии контроля загрязнения окружающей среды и процессы разделения. Тем не менее, подготовка и характеризация высококачественных материалов с разработанными пористыми структурами имеет первостепенное значение для многих областей применения, включая наноматериалы, катализ, адсорбцию и разделение. При создании таких материалов могут быть учтены некоторые характеристики структуры пор, в том числе их форма, размер, взаимосвязанность и т.д. В своей лекции профессор Парасураман Селвам представил новейшие данные по разработке многочисленных наноразмерных материалов, включая их применение в гетерогенном катализе, электрокатализе, фотокатализе и экологическом катализе.

Ключевые лекции привлекли не меньшее внимание аудитории. Так, профессор Симони Менегетти (Федеральный Университет Алагоаса, Масейо, Бразилия) представила доклад «Катализ для конверсии биомассы», профессор Давид Кубичка (Высшая школа химической технологии, Прага, Чехия) – «Получение топлива и химических продуктов из биомассы с применением альдольной конденсации», профессор Иван Кожевников (Университет Ливерпуля, Великобритания) – «Синтез химических продуктов из возобновляемого сырья с использованием катализаторов на основе гетерополикислот», профессор Эрик Хеерес (Университет Гронингена, Нидерланды) – «Хемокаталитические преобразования глицерина в молочную кислоту», профессор Владимир Головко (Кентерберийский университет, Крайстчерч, Новая Зеландия) – «Прогрессивные фото/электрокатализаторы для защиты окружающей среды», профессор Субрахманьям Чаллапалли (Технологический Институт Индии, Хайдарабад, Индия) – «Плазменные нанометаллические декорированные фотоаноды для эффективного фотоэлектрохимического расщепления воды».

На конференции были представлены устные и стендовые доклады, многие из которых вызвали активное обсуждение. Тезисы всех представленных на конференции лекций и докладов можно найти по адресу http://catalysis.ru/resources/institute/Publishing/Report/2019/ABSTRACTS_CRS-5-2019.pdf

Оживленный отклик аудитории вызвали дебаты на Круглом столе «Новые тенденции в каталитической переработке древесины в ценные химические продукты и топливо».

 


 

Завершающей, и как обычно, весьма значительной и интересной частью программы конференции CRS-5 стала поездка на Завод технической биоэнергетики Крита (TBC). Предприятие специализируется на производстве электроэнергии, топлива, ценных химических продуктов путем глубокой переработки мусора, растительного сырья и отходов различных производств. Участники получили возможность ознакомиться с особенностями технологии, увидеть действующие реакторы и аппараты.

На закрытии конференции молодым ученым были вручены дипломы за лучшие представления устных и стендовых докладов. Участниками было отмечено, что отличительной чертой конференции CRS является её уникальная атмосфера. Невероятная активность делегатов в обсуждении докладов, их участие в интересных дискуссиях, желание получить позитивный и полезный результат придают конференции определенный заряд.

На традиционном брифинге членов комитетов, пленарных и ключевых спикеров, председателей научных заседаний местом проведения следующей конференции CRS-6 в 2021 году была выбрана Португалия по приглашению португальских участников.

На закрытии конференции предложение было поддержано всеми участниками. Представитель Чехии, ключевой лектор, профессор Давид Кубичка внес предложение придать конференции CRS-6 статус сателлита очередного Европейского конгресса по катализу EuropaCat-2021, который будет проходить в Праге.

 


 

Материал подготовили:
Т.В. Замулина, М.В. Алексеева, В.А. Яковлев
(Институт катализа СО РАН, Новосибирск


III Международная школа-конференция «Прикладные нанотехнологии и нанотоксикология»

Подробнее


За рубежом

Подробнее


Приглашения на конференции

Подробнее


Памяти Юрия Шаевича МАТРОСА

Подробнее



Copyright © catalysis.ru 2005–2024
Политика конфиденциальности в отношении обработки персональных данных