The object of research, development or design (in Russian) : Cорбенты для улавливания парникового газа (СО2), медьсодержащие катализаторы углекислотной конверсии этанола, технологические параметры

The object of research, development or design (in Kazakh) : Жылыжай газын (СО2) сіңіруге арналған сорбенттер, этанолдың көмірқышқылдық конверсиясына арналған мыс құрамды катализаторлар, технологиялық параметрлер

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является разработка новых, недорогих, научно-обоснованных сорбентов СО2 и эффективных катализаторов углекислотной конверсии этанола, применение их в сорбционно-каталитическом процессе улавливания СО2 и получения синтез-газа путем взаимодействия углекислого газа с возобновляемым биоэтанолом. Установление влияния физико-химических характеристик сорбентов и катализаторов на их сорбционную и каталитическую активность в изучаемых процессах.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты этанолдың көмірқышқылдық конверсиясына арналған жаңа, арзан, ғылыми негізделген СО2 сорбенттері мен тиімді катализаторларды әзірлеу, оларды көмірқышқыл газын жаңартылатын биоэтанолмен әрекеттесу арқылы СО2 ұстау және синтез газын алудың сорбциялық-каталитикалық процесінде пайдалану. Сорбенттер мен катализаторлардың физика-химиялық сипаттамаларының олардың сорбциялық және зерттелетін процестердегі каталитикалық белсенділігіне әсерін анықтау.

Методы исследования (на русском) : Для приготовления сорбентов и катализаторов используются методы капиллярной пропитки носителя, цитратный и механического смешивания, тестирование сорбционных свойств сорбентов и каталитических свойств катализаторов производится в проточном режиме в сорбционно-каталитической установке, физико-химические характеристики образцов - методами РФА, БЭТ, ИКС, СЭМ, ТПВ-Н2.

Методы исследования (на казахском) : Сорбенттерді алу және катализаторларды қолдану әдістерін тасымалдағышты капиллярлық сіңдіру, цитратты және механикалық араластыру, сорбенттердің сорбациялық және кализдердің каталитикалық қасиеттерін сынау сорбциялық - каталитикалық режимінде қондырғыда орнату, үлгілердің физика-химиялық қасиеттері РҚТ, БЭТ, ИҚС, СЭМ, ТБТ-Н2.

Obtained results and novelty (in Russian) : Новизна полученных результатов заключается в разработке нового эффективного состава сорбентов для улавливания СО2, а также катализатора для УКЭ и установление взаимосвязи между активностью катализаторов в процессе УКЭ, сорбционными свойствами сорбентов с их физико-химическими характеристиками. Эффективный сорбент и катализатор были протестированы в сорбционно-каталитическом процессе. Разработаны композитные сорбенты на основе щелочных металлов (10мас.%Na₂O и MgO) на пористых носителях 5А с высокой сорбционной активностью по CO₂. Максимальная ёмкость 25,8 % достигается при адсорбции при 600 °C и десорбции при 750 °C, а регенерация в потоке N₂ повышает ёмкость до 15,3 %. Физико-химические исследования подтвердили образование Na₂CO₃ и MgCO₃, изменение морфологии и адсорбцию CO₂. Для реакции углекислотной конверсии этанола (УКЭ) наиболее эффективным носителем оказался γ-Al₂O₃ с оптимальным содержанием 10мас.%CuO, синтезированным методом капиллярной пропитки, что обеспечивает конверсию CO₂ 58,5% и выходы H₂ – 17 %, CO – 28,4%. Введение La₂O₃ (оптимально 2,5мас.%) повышает конверсию до 75 % с H₂ 30,5% и CO 49,5%. Катализатор 10мас.%CuO/2,5мас.%La₂O₃/Al₂O₃ показал оптимальные параметры реакции: Т = 800°C, W=1500 ч⁻¹, CO₂:EtOH=1:1, обеспечивая конверсию CO₂ 76% и стабильность в течение 20 ч. Физико-химические исследования показали высокую дисперсность активных фаз, формирование прочных связей La–O–Al и улучшение окислительно-восстановительных свойств.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Алынған нәтижелердің жаңашылдығы СО₂ ұстауға арнлаған жаңа тиімді сорбент құрамын және ЭКҚ арналған катализаторды әзірлеуде, сондай-ақ катализаторлардың ЭКҚ процесіндегі белсенділігі мен сорбенттердің сорбциялық қасиеттерінің олардың физика-химиялық сипаттамаларымен байланысын анықтауда. Тиімді сорбент пен катализатор сорбционно-каталитикалық процесінде сынау. Кеуекті 5A тасымалдағышына жоғары CO₂ сорбциялық белсенділігі бар сілтілік металдар негіздегі композиттік сорбенттер (10мас.% Na₂O және MgO) жасалды. Максималды сыйымдылық 25,8% 600°C температурада адсорбция және 750°C-та десорбция арқылы қол жеткізіледі, ал N₂ ағынындағы регенерация сыйымдылықты 15,3% дейін арттырады. Физика-химиялық зерттеулер Na₂CO₃ және MgCO₃ түзілуін, морфологияның өзгеруін және CO₂ адсорбциясын растады. Этанолды көмірқышқылдық конверсиясы (ЭКК) реакциясы үшін ең тиімді тасымалдағыш тамшылац сіңдіру әдісімен синтезделді, CuO γ-Al₂O₃ -дегі оңтайлы мөлшері 10мас.% құрады, бұл CO₂ конверсиясын 58,5% және H₂ – 17%, CO – 28,4% қамтамасыз етеді.La₂O₃ (2,5мас.%) отырғызу H₂ 30,5% және CO 49,5% болғанда СО2 конверсиясы 75% дейін арттырады. 10мас.%CuO/2,5мас.%La₂O₃/Al₂O₃ катализаторы үшін оңтайлы реакция параметрлерін анықталды: T=800°C,W=1500 сағ⁻¹,CO₂:EtOH = 1:1, бұл CO₂ конверсиясын 76% және 20 сағат бойы тұрақтылықты қамтамасыз етеді. Физика-химиялық зерттеулер белсенді фазалардың жоғары дисперсиясын, күшті La–O–Al байланыстарының түзілуін және тотығу-тотықсыздану қасиеттерінің жақсарғанын көрсетті.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Использование разработанных сорбентов и катализаторов позволит повысить эффективность улавливания CO₂, увеличить выход ценных продуктов реакции этанола с CO₂ и снизить экологическую нагрузку, обеспечивая экономию ресурсов и повышение экологической безопасности.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Әзірленген сорбенттер мен катализаторларды пайдалану CO₂ ұстау тиімділігін арттырады, этанолдың CO₂-мен реакциясынан алынған құнды өнімдердің шығарылуын арттырады және қоршаған ортаға түсетін ауыртпалықты азайтады, бұл экономикалық және экологиялық ресурстарды қамтамасыз етеді.

Level of implementation (in Russian) : Результаты исследования не внедрены.

Level of implementation (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелері өндіріске енгізілмеген.

Efficiency (in Russian) : Разработаны эффективный сорбент для процесса улавливания СО2 и катализатор процесса углекислотной конверсии этанола, установлены эффективные технологические режимы проведения процесса для получения синтез газа.

Efficiency (in Kazakh) : СО2-ні ұстау процесіне арналған тиімді сорбент және этаолдың көмірқышқылдық конверсиясы процесіне арналған катализатор жасалды, сондай-ақ синтез газын алу процесінің тиімді технологиялық режимдері белгіленді.

Field of application (in Russian) : Научные институты, университеты, нефтеперерабатывающие, химические заводы, заводы по производству биоэтанола, сельское хозяйство и др.

Field of application (in Kazakh) : Ғылыми институттар, университеттер, мұнай өңдеу зауыттары, химия зауыттары, биоэтанол өңдейтін зауыттар, ауыл шаруашылығы және т.б.