В работе изучено влияние температуры старения исходного силикоалюмофосфатного геля на кристаллизацию молекулярного сита SAPO-11. Установлено, что при использовании в качестве источника алюминия псевдобемита формируются гель, содержащий фосфат ди-н-пропиламина, нерастворенный псевдобемит и аморфный силикоалюмофосфат. Показано, что повышение температуры старения образовавшегося геля с 25 до 90 °C приводит к увеличению в последнем доли аморфной фазы. Установлено, что кристаллизация силикоалюмофосфатного геля, подвергнутого старению при 90 °C, позволяет кристаллизовать SAPO-11 высокой фазовой чистоты и степени кристалличности, близкой к 98 %. Показана высокая активность и селективность по линейным димерам (86 %) SAPO-11 в димеризации α-метилстирола.

Исследовано влияние условий приготовления – природа и содержание щелочи, используемой для гидратации продукта термоактивации гиббсита, и содержание азотной кислоты (значение кислотного модуля) при приготовлении формуемой пасты – на свойства осушителей на основе оксида алюминия. Получен осушитель, превосходящий зарубежный и российский аналоги по динамической емкости (более 10,0 г/100 г) при близких значениях удельной поверхности (около 300 м²/г) и статической емкости (20–22 г/100 г). Осушитель характеризуется высокой прочностью (более 8,0 МПа). Использование такого осушителя может обеспечить повышение производительности существующих адсорберов и снизить затраты на регенерацию сорбента, что представляет несомненный практический интерес.

В работе изучено влияние рециркуляции газа на процесс получения длинноцепочечных углеводородов С₃₅₊ на нанесенном Co-Al₂O₃/SiO₂ катализаторе при давлении 6,0 МПа, температуре 225 °С и объемной скорости газа 1000 ч^–1. Показано, что применение циркуляционного режима позволяет добиться изотермичности каталитического слоя и повысить селективность и производительность по углеводородам С₃₅₊. Установлено, что скорость дезактивации катализатора уменьшается в 8 раз при изменении кратности циркуляции от 2,2 до 6,0 при этом в два раза возрастает содержание ненасыщенных углеводородов в продуктах синтеза.

В связи проблемой утилизации выбросов углекислого газа изучен процесс превращения СО₂ в метанол, диметиловый эфир (ДМЭ) в проточно-циркуляционном режиме, когда часть конвертированного газа возвращается в реактор. Представлены экспериментальные данные по синтезу метанола (промышленный катализатор Мегамакс 507) и прямому синтезу ДМЭ (Мегамакс 507/промышленный цеолит ЦВМ, массовое соотношение 1 : 1). В синтезе метанола из синтез-газа, об.%: Н2 – 76,6, СО₂ – 19,8, N2 – 3,6 при 240–260 °С, давлении 5,3 МПа достигалась высокая конверсия СО₂: 84–99,6 % при низкой селективности протекания побочной реакции (синтеза СО, не выше 4,7 %). Максимальная удельная производительность метанола при 260 °С составила 1,24 кг(кгкат·ч)^–1. Специально проведенные эксперименты показали, что в условиях синтеза метанола наблюдается небольшой разогрев (до 10 °С) на входе в слой катализатора, что говорит о политропичности реактора. В синтезе ДМЭ выход ДМЭ в расчете на бифункциональный катализатор в зависимости от условий находился в пределах 0,16–0,33 кг(кгкат·ч)^–1. При этом конверсия метанола в ДМЭ была не ниже 42 %, конверсия СО₂ находилась в пределах 79–96 %, а синтез ДМЭ протекал в практически изотермических условиях.

В настоящей работе впервые исследована каталитическая активность мезопористого смешанного оксида циркония и ниобия Zr₆Nb₂O₁₇. Получаемый путем мягкого темплатного синтеза «мокрым» способом мезопористый Zr₆Nb₂O₁₇ образуется после удаления поверхностно-активного вещества при прокаливании при температуре 500 °C и сохраняет свою мезопористость после кристаллизации в результате термообработки при 550 °C. Удельная поверхность полученного оксида достигает 221 м²/г, величинв пор 3,3 нм с узким распределением пор по размерам. Синтезированный оксид проявляет значительную каталитическую активность в реакции бромирования фенолового красного. Приведены структурные характеристики мезопористого Zr₆Nb₂O₁₇ и данные по исследованию его каталитической активности.

Исследована двухступенчатая конверсия промышленных сжиженных углеводородных газов (СУГ) на катализаторах НИАП-07-01 (НКМ-1) и НИАП-03-01 с целью получения водородсодержащих газов. Эксперименты проведены в проточных реакторах с неподвижным слоем катализатора при давлении 0,1 МПа в интервале параметров: температура 350–450 °С, ОСГ 1000–3000 ч^–1, отношение пар : газ = (4 : 1) – (8 : 1) (предриформинг); температура 700 °С, ОСГ – 2000 ч^–1, отношение воздух : газ 1,2 : 1 (паровоздушный риформинг). В исследованных условиях концентрации компонентов конвертированного газа соответствуют равновесным значениям, рассчитанным по модели Пенга – Робинсона. Установлено, что на стадии предриформинга степень конверсии гомологов метана составляет практически 100 %, при этом концентрация метана достигает 32–54 %, а водорода 24–47 %. Для предотвращения образования элементарного углерода (зауглероживания) основным условием предриформинга углеводородных газов с высоким метановым эквивалентом является поддержание отношения Н₂О : С больше 2. При двухступенчатом риформинге выход водородсодержащего газа достигает 15,6 м3 с 1 м³ исходного СУГ с содержанием водорода 41,81 % а суммарное содержание СО и Н₂ превышает 52 %.

Работа посвящена многокритериальной оптимизации работы реакторного блока процесса риформинга нефтяных фракций на основе ранее созданной математической модели. Модель способна учитывать изменение температуры и мольного расхода реакционной смеси в ходе химических превращений, учитывать состав перерабатываемого сырья, качество и кратность циркуляции водородсодержащего газа. В качестве критериев многокритериальной оптимизации используются: октановое число, выход целевого продукта (риформата), содержание суммы ароматических углеводородов и бензола в отдельности. Оптимизация реализована с помощью методов Парето аппроксимации с использованием генетического алгоритма. В качестве управляющих параметров использовались температуры на входе реакторов. По результатам оптимизации достигается снижение содержания суммы ароматических углеводородов с 56 до 45 мас.%, при этом октановое число снижается с 92,7 до 90,7 пунктов по исследовательскому методу. Также рассмотрена трехкритериальная оптимизация, обеспечивающая снижение содержания бензола с 4 до 3,08 мас.%, при снижении октанового числа с 92,7 до 91,8 пунктов по исследовательскому, методу. В обоих случаях снижение октанового числа носит приемлемый характер, с учетом выполнения сформулированных требований по предельному содержанию бензола и ароматических углеводородов в риформате.

В технической химии растет востребованность в прекурсорах, полученных методами биотехнологии, так, для получения этилена актуальным является использование биоэтанола. В данной работе в качестве сырья для получения биоэтанола впервые использован Miscanthus sacchariflorus. В условиях опытно-промышленного производства успешно масштабирована стадия химической обработки мискантуса с помощью 4 мас.% раствора азотной кислоты, получен продукт азотнокислой обработки (ПАО) с выходом 37,4 % и содержанием гидролизуемых компонентов 96,0 %. Показано, что предварительная химическая обработка мискантуса азотной кислотой независимо от его сорта позволяет получить субстраты с близкими химическими составами. Целью работы является первичное масштабирование в ферментере вместимостью 11 л (коэффициент масштабирования 1 : 8) совмещенного процесса осахаривания-сбраживания ПАО из мискантуса при повышении концентрации ПАО от 60,0 до 90,0 г/л. Для осахаривания использованы промышленно доступные ферментные препараты «Целлолюкс-А» и «Брюзайм BGX», для сбраживания – штамм дрожжей ВКПМ Saccharomyces сerevisiae Y-1693. Установлено, что при повышении концентрации субстрата от 60,0 до 90,0 г/л концентрация биоэтанола увеличивается на 9,5 г/л, для масштабирования процесса в условиях опытно-промышленного производства рекомендовано использовать концентрацию субстрата 90,0 г/л. Предложена принципиальная схема получения биоэтанола с выходом биоэтанола 202 л/т мискантуса.

Лигноцеллюлоза является глобальным неисчерпаемым ресурсом для получения широкого спектра продуктов биотехнологического синтеза. Повышение эффективности извлечения глюкозы из лигноцеллюлозы позволит повысить выход этих продуктов, а значит, и снизить их себестоимость. Целью работы являлась оптимизация состава мультиэнзимной композиции (МЭК) коммерческих ферментных препаратов (ФП) «Целлолюкс-А», «Ультрафло Коре» и «Брюзайм BGX» для эффективного осуществления ферментативного гидролиза субстрата – шелухи овса, обработанной 4 мас.% азотной кислоты в условиях опытно-промышленного производства. Путем математической обработки экспериментальных данных, полученных в результате реализации симплекс-центроидного плана опытов, выявлено оптимальное соотношение ФП, равное 1/4 : 3/4 : 0 («Целлолюкс-А» – 18 мг/г субстрата, «Ультрафло Коре» – 55 мг/г субстрата). Оптимизированный состав МЭК позволяет повысить выход РВ в 1,95 раза. По уравнению экспериментально-статистической модели изучена кинетика гидролиза при различных концентрациях МЭК. Установлено, что при трехкратном увеличении концентрации МЭК достигается повышение выхода РВ от массы субстрата и выхода глюкозы от массы целлюлозы в субстрате на 13 %. Гидролизат, полученный с применением оптимальной МЭК, использован в качестве питательной среды для биосинтеза ценного биотехнологического продукта – бактериальной наноцеллюлозы, ее выход составил 6,1 % от глюкозы гидролизата.