Инновационные разработки ОЦИР в области каталитических превращений олефинов

1. Инновационные разработки ОЦИР в области каталитических превращений олефинов Беспалова Наталья Борисовна доктор химических наук заведующая лабораторией Объединенного центра исследований и разработок НК «Роснефть» Международный форум «Большая химия», г. Уфа. 18 мая 2012 г.

2. Благополучие современного общества невозможно представить без миллионов химических продуктов. Обратная сторона медали – это отходы, которые образуются при их производстве. Поэтому необходимы более эффективные и экологически безопасные технологии. Создание таковых и есть основная задача современной химии. Роджер А. Шелдон Разработки ОЦИР Создание принципиально новых коммерчески и экологически привлекательных направлений нефтехимии. Переработка углеводородного сырья в продукты высокой добавленной стоимости – новые поколения полимерных материалов, свойства которых сравнимы и, в ряде случаев, превосходят зарубежные аналоги

3. Новые полимерные материалы на основе дициклопентадиена Рынок сырья Дициклопентадиен – готовый мономер, невостребованный продукт «Этиленовых производств». Увеличение производства этилена и пропилена делает доступным значительное количество побочного продукта - дициклопентадиена (ДЦПД). Содержание ДЦПД (и ЦПД) в фракции С5 - 20-25%, : Свойства материалов ПДЦПД – класс новых полимерных материалов, обладающих уникальным набором термомеханических свойств, высокой химической и антикоррозионной стойкостью, низким влагопоглощением и др. Использование: авто-, авиа- судостроение и космическая техника, изготовление труб, антикоррозийные и влагозащитные покрытия для трубопроводов, микроэлектроника, медицина. Новые композитные материалы . Экологические преимущества: мономеры и полимерные материалы– низкотоксичные углеводородные продукты, производство состоит в выделении из углеводородной фракции. Экономические аспекты. Низкая себестоимость мономеров ДЦПД.Низкие энергозатраты для ПДЦПД – материалов и композитов Химизм процесса

4. Труба из ПДЦПД (вверху) и металлопласта (внизу) после испытаний: 47 бар - металлопласт разрушился 110 бар – труба из ПДЦПД не подвергается разрыву и даже не деформирована Новые полимерные материалы на основе дициклопентадиена Преимущества ПДЦПД Поверхности без внутренних швов • низкая плотность, высокая прочность, обусловленная уникальной комбинацией механических свойств – высокой твердостью и, одновременно, высокой ударной вязкостью; • широкий диапазон рабочих температур (от - 600С до 3200С); • выдерживает высокое давление (до 110 бар) в сравнении с металлопластом • высокая устойчивость к воздействию агрессивных сред, нефтепродуктов ( масел, ароматических и алифатических углеводородов); • легкость обработки; • простота при склеивании и окрашивании; • возможность высокоточного формования изделий сложной формы; • низкий коэффициент термического расширения и низкое водопоглощение; • выгодный энергобаланс (энергозатраты на производство изделия)

5. Новые полимерные материалы на основе дициклопентадиена Ударопрочные материалы на основе ПДЦПД Небольшие добавки повышают ударную вязкость при сохранении высокой термической стабильности и др. полезных свойств

6. Новые полимерные материалы на основе дициклопентадиена Сравнение свойств ОЦИР-ПДЦПД с наиболее распространенными пластиками

7. Новые полимерные материалы на основе дициклопентадиена Система ДЦПД – катализатор является уникальной базой для использования метода in-situ полимеризации, поскольку представляет собой жидкость, изменением вязкости которой можно управлять, что имеет большие перспективы в создании технологий производства новых композиционных материалов ПДЦПД, армированный стеклотканью Parabeam 3D ПДЦПД с порошковым наполнителем (Si-C)

8. Новые полимерные материалы на основе дициклопентадиена Композиционные материалы ПДЦПД со стеклонаполнителями

9. Новые полимерные материалы на основе дициклопентадиена Экологические преимущества Производство мономеров: Винилхлорид – хлорное производство; Эпоксидные смолы – бисфенол А + диамины или эпихлоргидрин Поликарбонат – бисфенол А + фосген Дициклопентадиен – выделение из фракции пиролиза (готовый мономер) ОЦИР-ПДЦПД является экологически разлагаемым пластиком, при сжигании которого не образуются токсичные продукты ( HCl, хлорорганические соединения, диоксины).

10. Новые полимерные материалы на основе дициклопентадиена • Создание нового класса материалов на основе ПДЦПД стало возможным с использованием разработанных в ОЦИР семейством оригинальных рутениевых катализаторов нового поколения • Преимущества: • Расход катализатора от 30 до50 г /т мономера; • Простая технология изготовления ПДЦПД материалов и композитов Разработан технологический регламент на производство катализатора для различных уровней масштабирования ПДЦПД: от 50 т до 2000 т ПДЦПД в месяц Преимущества технологии ПДЦПД в сравнении с импортными аналогами

11. Варианты переработки этилена. Селективная олигомеризация Димеризация, изомеризация 1-бутен, 2-бутен Метатезис Пропилен Этилен Три-, тетра-меризация 1-Гексен, 1-октен Олигомеризация Высшие олефины Полимеризация ПЭ. Различные свойства ( этилен-гексен сополимер из этилена) Вариант ООО «ЮРД-Центр» Вариант ООО «ЮРД-Центр» Полиэтилен и полипропилен, полученные с использованием1-гексена и 1-октена в качестве сомономеров, по потребительским свойствам существенно превосходят полимеры с применением 1-бутена. Продукты имеют высокую добавленную стоимость, спрос на 1-гексен и 1-октен быстро возрастает.

12. Селективная тримеризация этилена. 1-гексен Каталитическая система CH2=CHCH2CH2CH2CH3 3 CH2=CH2 • Разработан высокопроизводительный и селективный процесс тримеризации этилена для получения 1-гексена полимеризационной чистоты . • Разработаны оригинальные металлокомплексые каталитические системы на основе соединений хрома и алюминийорганических сокатализаторов. • Селективность по 1-гексену 94-97%. • Условия: температура < 100С, давление < 40 бар. • Нет аналогов в РФ. • Зарубежные разработки: “Sasol” и “Shevron Phillips” -2012- 2014 гг., планируемая мощность 100-200 тыс.т/г. • Технологии не доступны для приобретения на свободном рынке • Пилотная установка: производствo 1-гексена (чистоты сомономера) • α-олефиновый продукт с содержанием 1-гексена более 90%. • Катар - 2003 год, производительность 47 тыс. тонн/г • Разработчик: Chevron Phillips:

13. Селективная тримеризация этилена. 1-гексен Сравнениесвойств катализаторов на основе комплексов хрома с SNS –лигандами

14. Обоснование перспектив коммерциализации • В области ПДЦПД: • ООО «Полимер» - выпущены первые промышленные партии изделий для электротехнической промышленности • ОАО «РИАТ» - проведены испытания на площадке «РИАТ», изготовлены детали автомобиля КАМАЗ (обтекатель). Подтверждена заинтересованность перехода на ЮРД –ПДЦПД • ФГУП «ГНИИХТЭОС» - композиты с нанопорошками. • НИИ ПМ–ПДЦПД для микроэлектроники • РОСНАНО – НТС по инвестированию в организацию производства ПДЦПД • В области технологии производства 1-гексена • Высказана заинтересованность в покупке лиценизий или др. формы передачи технологии производства 1-гексена из этилена: «Казаньоргсинтез», «Нижнекамскнефтехим» и др.

15. Объединенный центр исследований и разработок НК «РОСНЕФТЬ» Г. Москва Ленинский проспект, д. 55. стр. 2 www.yrd.ru Тел.: +7 (495) 730 61 01 Факс: +7 (495) 730 61 02 E-mail: BespalovaNB@yrd.ru