Исследовано жидкофазное окисление кумола молекулярным кислородом в присутствии Cu(Mg)Al-оксидов, приготовленных методом механоактивации и последующего прокаливания. Катализаторы охарактеризованы с применением рентгенофазового анализа, спектроскопии диффузного отражения, температурно-программируемого восстановления и адсорбционных измерений. Окисление кумола проводилось в статическом реакторе; изучено влияние состава и количества оксидов, температуры (60–90 °С) и времени реакции на конверсию субстрата и состав продуктов окисления. Выявленные закономерности объяснены в рамках механизма цепного радикального окисления с учетом характеристик оксидов. Обнаружен сильный промотирующий эффект фенантролина на активность Cu(Mg)Al-оксидов и установлены оптимальные условия окисления, обеспечивающие селективное получение гидроперекиси кумола как наиболее востребованного продукта окисления (более 90 % при конверсии кумола 30 %).

Методами РФА, РФлА, низкотемпературной адсорбции азота, УФ-Вид-, Раман-спектроскопии, ТПД-NH3, химического анализа изучено влияние модифицирования NH₄F на физико-химические характеристики, состояние активного компонента и каталитические показатели микросферических алюмохромовых катализаторов в процессе дегидрирования изобутана в изобутилен. Установлено, что после нанесения NH₄F и термообработки катализатора фтор распределяется и закрепляется на поверхности, изменяет фазовый состав, текстурные характеристики, кислотные свойства поверхности. При этом в составе катализатора формируются фазы α-Cr₂O₃, оксифторидов алюминия и хрома, твердый раствор (CrхAl₂–х)O₃. Поверхностные фтор-ионы повышают общую концентрацию кислотных центров, формируют сильные кислотные центры, увеличивают в процессе дегидрирования конверсию изобутана, скорость образования изобутилена, селективность по изобутилену. При формировании оксифторидов алюминия и хрома уменьшается активность катализатора, но сохраняется высокой селективность. При формировании фазы (CrхAl₂–х)O₃ катализатор дезактивируется.

Исследовано влияние температуры (325, 350, 380, 400, 410, 425, 450, 475 °С) и времени активации (восстановления) (1, 2, 4, 6 ч) промышленного гранулированного кобальтового катализатора синтеза Фишера–Тропша на содержание и степень восстановления металлического кобальта в катализаторе. Показано, что снижение температуры восстановления возможно компенсировать увеличением времени термообработки в токе водорода, при этом будут достигнуты близкие значения содержания металлического кобальта в катализаторе. Так, для катализаторов, восстановленных при 325 °С, 6 ч и 400 °С, 1 ч степень восстановления кобальта составила 14 и 21 % соответственно. Представлены основные каталитические показатели (конверсия CO, производительность по углеводородам C5+, селективность образования CH4 и углеводородов C5+) испытаний этих катализаторов в условиях стационарного слоя. Длительные испытания (до 650 ч) показали, что более низкая температура восстановления катализатора приводит к более стабильной работе катализаторного слоя.

Создание новых катализаторов дегидрирования пропана, а также усовершенствование уже известных, представляет большой интерес в практическом отношении как основа для масштабного промышленного развития «пропиленовой» химии. В работе обобщены сведения о направлениях использования пропилена, современных технологиях его получения дегидрированием пропана и применяемых для этого платиновых катализаторах, а также новых каталитических системах на основе платины, имеющих потенциал промышленного применения.

Изучен процесс дезактивации борсодержащего γ-Al2O3 в реакции дегидрирования пропана в олефиновые углеводороды. Выявлены основные факторы, приводящие к снижению активности, селективности и стабильности катализатора. Исследовано распределение активных компонентов и определена их концентрация в катализаторах до и после проведения реакции. Установлена природа и распределение коксовых отложений, образующихся на катализаторе в ходе протекания реакции. Показано, что борсодержащий оксид алюминия обладает высокой селективностью и стабильностью работы в процессе превращения пропана в низшие олефины.

Изучена реакция синтеза золькеталя из глицерина и ацетона в микрореакторе. Показано, что реакция эффективно протекает в присутствии морденита в качестве катализатора, который подавали в виде суспензии в глицерин-метанольном растворе (глицерин : метанол = 2 : 1 об./об.), при мольном отношении ацетон : глицерин, равном 1,5. Определены основные факторы (длина микрореактора, скорость подачи реагентов и температура реакции), влияющие на скорость реакции и на селективность по золькеталю. Максимальная конверсия глицерина (64,8 %) и селективность по золькеталю (94,3 %) были получены при 40 °С, времени контакта 18,85 мин в микрореакторе длиной 3 м и внутренним диаметром канала 2 мм. Показана эффективность применения микрореактора по сравнению с реактором периодического действия (РПД). Удельная производительность по золькеталю в микрореакторе была в 14 раз выше по сравнению с РПД. Полученные результаты показывают, что применение микроканальной технологии можно рассматривать как перспективный вариант для интенсификации реакции получения кеталей и ацеталей глицерина.

Установлено влияние синтезированных (ex situ и in situ) сульфидных никелевых и кобальтовых катализаторов на состав и выход продуктов крекинга тяжелой нефти. Установлен температурный диапазон образования сульфидов (in situ) никеля в процессе крекинга тяжелой нефти. Продемонстрировано, что применение никелевых катализаторов, полученных ex situ способствует получению жидких продуктов, обогащенных светлыми фракциями, более чем на 60 мас.%. Использование кобальтовых катализаторов, полученных ex situ, ускоряет реакции крекинга, что приводит к образованию более 20 мас.% побочных продуктов, преимущественно газообразных. Методом рентгеновской дифракции выявлены фазы NiS и CoS в твердых остатках продуктов крекинга, что свидетельствует о сульфидировании исходных сульфидных соединений Ni3S2 и Со9S8 в ходе процесса.

Каталитическое окисление меркаптидов, следующее за щелочной хемосорбцией, играет решающую роль в обеспечении глубокой сероочистки сжиженных углеводородных газов. Применяемые в настоящее время гетерогенные катализаторы на основе фталоцианина кобальта (II) обеспечивают требуемый уровень очистки, однако их эффективность может снижаться в присутствии аминных примесей, а также в связи с ограниченной устойчивостью каталитического компонента на поверхности носителя. В этой связи соединения на основе пирокатехолатов металлов переменной валентности и их олигомерные производные рассматриваются как перспективные каталитические компоненты. В настоящей работе исследована каталитическая активность пирокатехолатов и олигопирокатехолатов металлов переменной валентности в реакции окисления изопропилмеркаптида натрия, разработан новый гетерогенный катализатор – олигопирокатехолат меди, нанесенный на матрицу полиэтилена высокой плотности. Исследованы кинетические параметры реакции окисления изопропилмеркаптида натрия в присутствии разработанного катализатора, а также долговременная стабильность и морфология катализатора. Показано преимущество нового катализатора по сравнению с существующим промышленным аналогом и изложены результаты промышленного внедрения в АО «Новошахтинский завод нефтепродуктов».

В ходе работы синтезировали образцы диоксида титана с различным соотношением анатаза и рутила. Фазовый состав катализаторов варьировали путем изменения температуры прокаливания диоксида титана. Физико-химические свойства образцов исследовали методом рентгенофазового анализа, спектроскопии диффузного отражения, просвечивающей электронной микроскопии, энергодисперсионного анализа, циклической вольтамперометрии, хроноамперометрии с периодическим освещением. Каталитическую активность образцов изучали в реакции фотокаталитического разложения аммиака. Было показано, что с ростом количества анатаза в образце увеличивается каталитическая активность выделения водорода. Данная закономерность напрямую связана с положением края зоны проводимости анатаза и рутила. Наибольшая каталитическая активность выделения водорода составила 324 мкмоль·ч–1·г–1.