​​Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН разрабатывает и изготавливает новое поколение катализаторов — для процессов окисления аммиака, разложения закиси азота, орто-пара-превращения водорода и других. Многие из них успешно используются в сельском хозяйстве, медицине, энергетике, нефтяной и газовой промышленностях.

Задача института — расширить линейку продукции и масштаб технологий. В рамках программы «Академгородок 2.0» предполагается строительство центра коллективного пользования, где будет происходить мелкосерийное производство катализаторов. 

В числе новых разработок института — блочные катализаторы для процессов окисления аммиака, которые позволяют заменить часть платиноидных сеток в производстве на менее дорогие оксидные катализаторы без снижения целевых показателей процесса. Именно такие изделия поставляются малыми партиями на предприятия, где делают азотную кислоту. Здесь же разработаны катализаторы для разложения закиси азота — озонразрушающего газа. 

 

Катализаторы различного назначения

 

Еще один продукт, который был внедрен в промышленность, — улучшенные катализаторы процесса Клауса. «Они служат для очистки природного газа от сернистых соединений, благодаря им газ не так дурно пахнет, — пояснила начальник научно-технологического отдела прикладного катализа ИК СО РАН доктор химических наук Любовь Александровна Исупова. — Это катализаторы шарикового типа, они получаются методом вторичного гранулирования.  Их производили и раньше, мы же оптимизировали структуру: увеличили долю крупных пор. В результате степень использования гранул в каталитическом процессе увеличилась, катализатор стал более активным и при этом более легким без снижения прочности».  

Существенно то, что новое поколение катализаторов процесса Клауса имеет больший пробег, нежели это предполагает технический регламент. «На одном из предприятий наша продукция стабильно работает 5 лет вместо 4, и стоит вопрос о дальнейшем продлении срока», — подчеркнула Любовь Исупова.

Катализатор орто-пара-превращения водорода был сделан в ИК СО РАН по заказу Роскосмоса. «Он служит для систем хранения водорода в  жидком состоянии. Если такой каталитический процесс не произошел, то в процессе хранения теряется до 25 % сжиженного водорода, а когда он находится в пара-форме, то не испаряется и хранится дольше», — пояснила исследовательница. 

Получение бензина, азотной и серной кислоты, очистка газовых выбросов и даже изготовление пива — практически все промышленные процессы связаны с использованием катализаторов, которые значительно ускоряют производственные процессы. Катализаторы, представляющие собой высокоактивные нанопорошки, в промышленности используются, как правило, в виде изделий: гранул, шариков, колец, блоков. Их изготовлением и доведением от лабораторного до пилотного уровня занимается научно-технологический отдел прикладного катализа, состоящий из нескольких групп. 

«Группы имеют технические возможности для осуществления своей деятельности, оборудование организовано по блочно-модульной системе, что позволяет достаточно быстро переходить от одной технологии к другой и пилотировать различные технологические процессы», — прокомментировала Любовь Исупова.

 

Изготовление блочных катализаторов

 

Например, в группе приготовления катализаторов используется несколько технологий: пропитки (катализатор наносится на готовый носитель), таблетирования (из высокоактивных порошков изготавливаются гранулы), смешения (высокоактивные порошки смешиваются со связующим веществом и формуются в блоки). Последний способ является наиболее экологичным, поскольку «сухой» и не предполагает стоков. 

Комплекс линий по отработке технологий получения катализаторов позволяет приготовить до 3 тонн изделий в год. Это дает возможность осуществлять мелкие поставки на предприятия и производить более масштабные промышленные испытания. 

«Для достижения конкурентоспособности на отечественном и мировом рынке нам нужно развиваться, — отметил заместитель директора по научной работе Института катализа СО РАН доктор химических наук Вадим Анатольевич Яковлев. — Для этого предлагается создать два новых корпуса — опытного производства катализаторов и установок высокого давления, где будут тестироваться наши изделия. Там же на современном уровне будут решаться задачи импортозамещения катализаторов». 

Вадим Яковлев подчеркнул, что сейчас зависимость от импортных технологий в производстве основных химических продуктов составляет  порядка 80 %. «Конечно, мы должны переходить на отечественные катализаторы, — сказал он. — При этом они должны быть не хуже импортных. И мы можем это сделать, но для этого надо проходить весь путь разработки от пробирки до производства на заводе. Именно в масштабировании технологии как раз и заключается задача ЦКП "Опытное производство катализаторов", который планируется запустить в рамках программы «Академгородок 2.0».

По словам Вадима Яковлева, на реализацию проекта требуется порядка 3,5 млрд рублей. Старт проекта запланирован на 2019 год, поэтапный ввод в эксплуатацию корпусов и выход на проектную мощность по разработке технологий — к 2025 году. В 2028 году планируется сопоставимый выпуск уже собственной мелкосерийной продукции и выполнение заказов для нефтяных и газохимических компаний. Здесь же будет происходить подготовка кадров для катализаторной промышленности. 

Юлия Клюшникова

Фото Юлии Поздняковой

Катализаторы производят не только для промышленности, но и для соседних научных институтов. С помощью нанопорошка с оксидом церия биологи обнаружили, как микрочастицы попадают из воздуха через носоглотку прямо в мозг, сколько им требуется времени и куда именно в мозгу они проникают. Это может вызвать революцию как на рынке назальных лекарств, так и в защите дыхания от пыли и ядовитых веществ. 

– Мы хотим проверить эти идеи на респираторных инфекциях, в частности, грядет вирус гриппа, и вирус гриппа тоже идет в мозги. Надо проверить, будет ли от этого польза. И проверить в плане защиты мозгов, например, танкистов, которые формируют дымовые завесы с использованием наноразмерных аэрозолей. То есть это надо проверить, – отметил руководитель центра генетических ресурсов Института цитологии и генетики СО РАН Михаил Мокшин. 

Алексей Гамзов, ОТС

В Институте катализа уже освоили мелкосерийное производство - из телесюжета «Новости ОТС» 

 Ученые показали разработки, которые войдут в программу «Академгородок 2.0» телесюжет ГТРК


Источники

Российские ученые придумали способ борьбы с потерей ракетного топлива при хранении
Новости@Rambler.ru, 24/10/2018
Российские ученые придумали способ борьбы с потерей ракетного топлива при хранении
ТАСС, 24/10/2018
Сибирские ученые занимаются разработкой нового поколения катализаторов
Наука в Сибири (sbras.info), 24/10/2018
Российские ученые придумали способ борьбы с потерей ракетного топлива при хранении
Все о космосе (aboutspacejornal.net), 24/10/2018
Центр катализа будет востребован в "Академгородке 2.0"
Все новости Новосибирской области (vn.ru), 25/10/2018
Ученые показали разработки, которые войдут в программу "Академгородок 2.0"
ГТРК Новосибирск, 25/10/2018
Центр катализа планируют построить в Академгородке Новосибирска
Известия (iz.ru), 25/10/2018
Центр катализа будет востребован в "Академгородке 2.0"
Новости Новосибирска (novosibirsk-news.net), 26/10/2018
Сибирские ученые занимаются разработкой нового поколения катализаторов
Nanonewsnet.ru, 27/10/2018
Сибирские ученые занимаются разработкой нового поколения катализаторов
SMIonline (so-l.ru), 27/10/2018

Похожие новости

  • 27/04/2017

    Академический, прикладной, эффективный: интервью академика Валентина Николаевича Пармона

    ​Научный руководитель Института катализа СО РАН академик Валентин Пармон считает, что настоящее мерило достижений ученого в технических науках — промышленные технологии. Валентин Пармон — один из самых авторитетных в мире ученых в области катализа и фотокатализа, химических методов преобразования энергии, нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, термодинамики неравновесных процессов.
    1095
  • 20/03/2017

    Институт катализа СО РАН и Лицей № 130 откроют совместную химическую лабораторию

    Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН и Лицей № 130 имени академика М.А. Лаврентьева откроют совместную химическую лабораторию. Учащиеся смогут со школьной скамьи получить опыт работы в настоящей лаборатории под руководством научных сотрудников, решая реальные исследовательские задачи.
    1767
  • 13/04/2018

    Новосибирские ученые разработали катализаторы на основе цеолита

    Очистить водоёмы от сточных вод, выхлопные газы – от загрязнителей, реки – от радионуклидов: находка для экологов всего мира – разработка новосибирских химиков. Запасы этой «пасты» в России – 50 миллиардов баррелей: третье место в мире.
    348
  • 22/11/2016

    Микробные топливные элементы: альтернативный источник энергии

    Вот уже много лет человечество озабочено поисками альтернативных источников энергии: солнечные батареи, ветряные и приливные электростанции… Одним из перспективных направлений в этой области является разработка микробных топливных элементов (МТЭ), которые не только генерируют электричество, но и решают экологические проблемы.
    2275
  • 23/10/2017

    Что нужно для развития химической отрасли

    ​Развитие химической отрасли немыслимо без инноваций, поэтому особое значение приобретает трансфер современных технологий. Еще лет пятнадцать назад в случае необходимости в том или ином продукте о подобной проблеме не задумывались, и нужная продукция просто импортировалась.
    576
  • 09/04/2016

    Ученые строят модели для современной науки

    ​6 апреля в рамках VIII Сибирского форума "Индустрия Информационных Систем" состоялось заседание секции "Наукоемкое программирование и прикладное математическое моделирование, программная инженерия".
    1784
  • 20/06/2017

    Международная выставка «НТИ ЭКСПО» в Новосибирске

    ​​​Уникальная международная выставка достижений технологического развития "НТИ ЭКСПО" пройдет в рамках V Международного форума технологического развития "Технопром-2017" 20-22 июня в Новосибирске при поддержке правительства РФ, коллегии ВПК, Минпромторга России, Минэкономразвития России, МИДа РФ, правительства Новосибирской области.
    1984
  • 15/09/2018

    Новосибирские учёные усовершенствовали технологию обеззараживания воздуха

    Новосибирские учёные усовершенствовали технологию обеззараживания воздуха. Разработанные в Академгородке фильтры в перспективе можно будет использовать даже в космосе, по характеристикам они в разы лучше существующих.
    210
  • 20/02/2017

    Новосибирские ученые предлагают недорогой способ утилизации отходов канализации

    ​Утилизировать отходы сточных вод с помощью катализаторов предложили новосибирские ученые. Обычно иловые осадки складируют на специальных полигонах или сжигают с применением песка. Это затратно и неэкологично.
    1189
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    471