Preview

Катализ в промышленности

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 15, № 6 (2015)
Скачать выпуск №6(2015)

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КАТАЛИЗА

6-13 330
Аннотация

На специально созданной экспериментальной установке исследована растворимость одного из дезактивирующих катализатор соединений –полиизопрена – в чистом сверхкритическом диоксиде углерода (СК-СО2) и с сорастворителем (3,5 мас.% хлороформа). В чистом СК-СО2, в диапазоне давлений 15–34 МПа на изотермах t = 70, 100 и 120 °С, установлен кроссоверный характер изменения растворимости и определено приблизительное значение давления (≈19 МПа) в верхней кроссоверной точке. Показано, что введение хлороформа в СК-СО2 в указанном диапазоне условий приводит к увеличению растворимости в среднем в 2–2,5 раза. Исследован процесс сверхкритической флюидной СО2-экстракционной регенерации алюмопалладиевого катализатора процесса гидрирования LD-265. В качестве сорастворителя СК-СО2 были выбраны диметилсульфоксид и этанол. Установлено, что максимальная эффективность регенерации обеспечивается при концентрации со-растворителей 5,5–6,5 мас.%, при этом диметилсульфоксид как сорастворитель более эффективен, чем этанол. При использовании образцов катализатора, прошедших регенерацию методом СКФЭ, значения диеновых и бромных чисел, а также конверсии стирола и метилциклопентадиена удовлетворяют требованиям, предъявляемым к каталитическим системам в процессе селективного гидрирования диеновых углеводородов в бензол-толуол-ксилольной фракции.

14-20 386
Аннотация

С использованием методов температурно-программированного восстановления, высокотемпературной рентгенографии и динамики активации исследован режим активации аммиаком промышленного никелевого цементсодержащего катализатора КДА-10А (НИАП-13-02) при температурах до 750 °С. Изучена динамика активации при температурах 600, 650, 700 и 750 °С. Показано, что при температурах 700–750 °С и времени термостатирования 6,0 ч происходит практически полная активация катализатора, о чем свидетельствует постоянство концентрации аммиака на выходе из реактора. Высокие значения дисперсности никеля и каталитической активности в области температур 700–750 °С свидетельствуют о термической стабильности исследуемого катализатора. Сокращенный режим его активации рекомендован для промышленной реализации.

КАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

21-25 300
Аннотация

Получена количественная информация по влиянию технологических параметров на основные закономерности процесса жидкофазного эпоксидирования пропилена водным раствором пероксида водорода в присутствии экструдированного силикалита титана в среде метанола. Изучено влияние количества растворителя (13,7–19,1 моль/л), начального соотношения пропилен : пероксид водорода ((2÷5) : 1), температуры (30–60 °С) на выход целевого продукта – оксида пропилена – и побочных продуктов: 1,2-пропиленгликоля, 1-метокси-2-пропанола и 2-метокси-1-пропанола. На основании полученных закономерностей даны рекомендации по условиям синтеза оксида пропилена на лабораторной установке непрерывного действия.

26-30 288
Аннотация

С целью выбора эффективного катализатора получения этилена на стадии гидродехлорирования метиленхлорида и хлороформа проведены сравнительные испытания образцов палладиевого, никельмолибденового и никельлантанмагниевого (все – на оксиде алюминия) катализаторов. Испытания проводили в проточном реакторе с неподвижным слоем катализатора при условиях: температура 300 °С, время контакта 3,8 с, мольное отношении водорода к метиленхлориду 3 : 1. Показано, что предпочтение следует отдать никельмолибденовому катализатору. Предложены усовершенствования технологической схемы процесса для преимущественного получения этилена с целью его использования в производстве винилхлорида. Усовершенствования заключаются в получении этилена на дополнительной стадии пиролиза гомологов метана, выделенных из природного газа и из реакционного газа процесса пиролиза хлористого метила, а также на стадии гидродехлорирования полихлорметанов.

31-35 517
Аннотация

Проведено тестирование в процессе дегидратации этанола в этилен промышленных оксидов алюминия – носителя для катализатора гидроочистки ИК-ГО-1 (ОАИК-ГО-1), сорбентов АН-2Н и АОК-63-22, катализатора АОК-78-59. Активность измерялась в проточном реакторе в диапазоне температур 375–400 °С при времени контакта 0,3 с; определено влияние температуры процесса на степень превращения этанола и селективности по основным и побочным продуктам. Отмечена корреляция удельной активности и массовой доли натрия для однородных по фазовому составу образцов: примеси Na снижают активность промышленных образцов оксида алюминия в дегидратации этанола в этилен. Установлен ряд активности исследованных промышленных каталитических систем на основе оксида алюминия в дегидратации этанола в этилен: ОАИК-ГО-1 > АН-2Н > АОК-63-22 > АОК-78-59.

36-38 310
Аннотация

На многокомпонентном оксидном катализаторе состава V0,3Mo1Te0,23Nb0,12 исследована окислительная конверсия этана в этилен и оксиды углерода в интервале температур от 360 до 450 °С. Установлено, что температура не оказывает влияния на долю параллельного и последовательного маршрутов образования продуктов реакции. Низкая параметрическая чувствительность селективностей по продуктам реакции к температуре будет учитыватьcя при выборе типа реактора для масштабирования процесса окислительной конверсии этана.

39-46 455
Аннотация

Экспериментально определены кинетические характеристики превращений, протекающих при алкилировании фенола (С9, С16)линейными алкенами на сульфокатионитах Amberlyst 15 Dry, Amberlyst 35 Dry, Amberlyst 36 Dry, Amberlyst 70, Amberlyst DT, Tulsion 66 MP, Lewatit K2640, Lewatit K 2431, Relite EXC8D. Сопоставлена активность указанных катализаторов в реакциях различных типов. Показано, что переход от 1-нонена к линейному гексадецену сопровождается снижением констант скорости всех превращений. Установлено, что в процессах алкилирования фенола линейными алкенами соотношение орто-АФ/пара-АФ практически равно статистическому для всех изученных сульфокатионитов в диапазоне их работоспособности.

КАТАЛИЗ В НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

47-55 291
Аннотация

Проведен анализ патентной информации в области способов приготовления и использования каталитических систем, содержащих фосфиды молибдена и вольфрама, в процессах гидроизомеризации парафиновых углеводородов. Анализ патентной информации показал, что модификация кислотных носителей фосфидами молибдена и вольфрама позволяет решить задачу создания стабильного катализатора гидроизомеризации парафиновых фракций, устойчивого к примесям серы в сырье гидроизомеризации.

КАТАЛИЗ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

56-61 345
Аннотация

Синтезированы железосодержащие катализаторы, нанесенные на образцы мезопористого диоксида кремния, различающиеся способами их приготовления: промышленный силикагель марки КСС, мезопористый силикатный материал МСМ-41 и силикагели, полученные в лабораторных условиях с использованием распылительной сушки и сушки в сверхкритическом СО2. Образцы носителя различаются способом приготовления. Методом низкотемпературной адсорбции азота исследована пористая структура катализаторов. Проведено сравнение их каталитической активности и устойчивости при окислении анионного красителя – кармуазина – 3 %-ным раствором пероксида водорода в воде при 60 °С и рН 3. Начальная концентрация кармуазина в растворе была 20 мг/л, катализатора – 3 г/л, мольное соотношение Н2О2/кармуазин – 459/1. Наиболее высокую активность и стабильность к вымыванию активного компонента в раствор показал катализатор на основе КСС: конверсия кормуазина на нем за 30 мин составила 99 %, концентрация ионов железа в растворе не превышала норм ПДК и составила 0,27 мг/л. Предварительная пропитка носителя алюминием позволяет снизить степень вымывания железа в раствор более чем в два раза. Полученные катализаторы представляют интерес для процессов очистки сточных вод, содержащих органические примеси.

ИНЖЕНЕРНЫЕ ПРОБЛЕМЫ. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ПРОИЗВОДСТВО

62-69 285
Аннотация

Проведено математическое моделирование работы двух блоков промышленных химических реакторов псевдоожиженного слоя с разными устройствами подачи газа-сырья: три тороидальных кольца с форсунками – в блоке 1, ложное днище с распределенными по нему форсунками – в блоке 2. Проведен анализ эффективности (по выходу целевого продукта – изобутилена) работы двух блоков за 4 месяца работы в промышленных условиях, показавший более высокую эффективность блока 2. С целью выявления причин различного выхода продукта в двух блоках путем численного решения методами математического моделирования получены характерные картины полей концентрации частиц катализатора и температурных полей в блоках, из которых следует, что для блока 2 характерно более равномерное и плотное распределение катализатора, а также более равномерный прогрев реактора. Построены картины основных циркуляционных потоков катализатора, объясняющие существенную разницу в полях концентрации катализатора и температуры газа. На основе численного решения проведен сравнительный анализ эффективности работы двух блоков, показавший хорошее согласие с результатами анализа промышленных реакторов. Примененный в работе подход может быть использован при проектировании новых и оптимизации действующих блоков.

БИОКАТАЛИЗ

70-77 294
Аннотация

Цель данной работы – изучение ферментативного гидролиза в водной среде лигноцеллюлозного материала (ЛЦМ) из мискантуса и ЛЦМ из плодовых оболочек овса (ПОО) и последующее получение биоэтанола. ЛЦМ получены в одну стадию путем обработки сырья азотной кислотой на опытном производстве ИПХЭТ СО РАН. Ферментативный гидролиз проведен в водной среде при высокой начальной концентрации субстратов (90 г/л) с применением промышленно доступных ферментных препаратов «Целлолюкс-А» и «Брюзайм BGX». Установлено, что выход редуцирующих веществ (моносахаридов, основной из которых – глюкоза) от массы субстрата для ЛЦМ мискантуса составил 65,4 %, для ЛЦМ плодовых оболочек овса – 73,3 %. Впервые исследован состав моносахаров – продуктов биокаталитического разложения ЛЦМ; показано преимущественное содержание глюкозы. Впервые из ЛЦМ получен биоэтанол. Выход биоэтанола в расчете на единицу сырья составил для биомассы мискантуса 19,4 дал/т, для ПОО – 16,2 дал/т. Опытные образцы биоэтанола характеризуются низким содержанием метанола – 0,002–0,005 об.%.

78-83 267
Аннотация

Применение современных технологий ферментативного гидролиза целлюлозосодержащего сырья позволяет получать сахара, из которых далее с помощью микробиологической конверсии могут быть получены спирты (биотопливо), органические и аминокислоты, биополимеры, кормовые добавки и другие продукты с высокой добавленной стоимостью. Для биоконверсии целлюлозосодержащего сырья требуются целлюлолитические ферменты трех типов: эндоглюканазы, целлобиогидролазы, бета-глюкозидазы. В данной работе изучены возможности улучшения гидролитической способности секреторного ферментного комплекса Penicillium verruculosum с помощью добавления к нему методами генетической инженерии гомологичных и гетерологичных целлюлаз в различных комбинациях и соотношениях: эндоглюканазы IV (EGIV) Trichoderma reesei, эндоглюканазы II (EGII) и целлобиогидролазы I (CBHI) P. verruculosum, а также бета-глюкозидазы (b-GLU) Aspergillus niger. Определено оптимальное соотношение компонентов и, таким образом, достигнуто увеличение каталитической активности новых ферментных комплексов-биокатализаторов до двух раз.

84-89 252
Аннотация

Проведено исследование эффективности применения биокатализатора на основе рекомбинантных ферментных препаратов, полученных с использованием гриба Penicillium verruculosum, для модификации товарной беленой сульфатной лиственной целлюлозы. Оценено влияние обработки целлюлазным комплексом на структурно-морфологические характеристики и состояние поверхности целлюлозных волокон. Показано, что целлюлоза после биокаталитического воздействия обладает улучшенной способностью к размолу и связеобразованию в листе бумаги, имеет более высокие показатели прочности по сравнению с исходной целлюлозой. Применение ферментативной модификации целлюлозы при реализации биотехнологических процессов в бумажной промышленности позволит решить ряд задач энерго- и ресурсосбережения.

90-96 297
Аннотация

Методом ковалентной иммобилизации на аминированном силикагеле приготовлен гетерогенный биокатализатор БКЛ на основе рекомбинантной внеклеточной липазы термофильной бактерии Geobacillus stearothermophilus G3 с активностью 23,6 ед. акт./г. Исследовано влияние природы растворителя, температуры (30–60 °С), мольного соотношения метанол : масло (от 1 : 1 до 9 : 1), а также количества воды (1–10 %) и катализатора (0,25–25 %) на выход метиловых эфиров жирных кислот (МЭЖК) в реакции метанолиза подсолнечного масла с участием катализатора БКЛ. Максимальное значение выхода МЭЖК составило 43 %. Показана высокая операционная стабильность катализатора БКЛ в изучаемой реакции: через 480 ч эксплуатации (20 циклов) сохранялось свыше 50 % от его первоначальной активности, что делает катализатор БКЛ перспективным для использования в производстве эфиров жирных кислот – сырья для получения биодизельного топлива.

ХРОНИКА

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СООБЩЕНИЯ



ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)