Preview

Катализ в промышленности

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 16, № 3 (2016)
Скачать выпуск №3(2016)

КАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

6-16 417
Аннотация

Представлен обзор каталитических систем на основе ионных жидкостей, применяемых для интенсификации реакции оксидов олефинов с диоксидом углерода. Показано, что ионные жидкости на основе производных имидазола, пиридина, четвертичных аммониевых солей и других проявляют высокую активность в рассматриваемых процессах и при определенных условиях могут составлять альтернативу традиционным катализаторам циклокарбоксилирования оксидов олефинов. Рассмотрены особенности взаимодействия оксиранов с диоксидом углерода в присутствии ионных жидкостей, в том числе с использованием промотирующих добавок на основе солей металлов. Представлены механизмы каталитического действия ионных жидкостей в процессах получения циклокарбонатов. Выполнен критический анализ опубликованных работ для развития нового направления катализа реакций циклокарбоксилирования оксидов олефинов ионными жидкостями.

17-23 344
Аннотация

С целью выявления условий осуществления процесса парофазного дегидрирования метанола с высокой селективностью до метилформиата или до синтез-газа проведены сопоставительное исследование Cu-содержащих оксидных катализаторов разного химического и фазового состава и термодинамический анализ реакции. Показано, что наночастицы Cu0, образующиеся в ходе восстановительной активации, имеют разную селективность в отношении образования метилформиата из метанола и его дегидрирования с образованием синтез-газа. Подбором состава катализатора и условий проведения процесса можно добиться высокой (90–100 %) селективности либо по метилформиату, либо по синтез-газу. Катализаторы на основе гидроксосиликата Cu-Zn типа цинксилита и на основе CuAlZn аурихальцита высоко селективны в образовании метилформиата. Выполненная на основании экспериментальных данных оценка показывает, что производительность наиболее эффективного в дегидрировании до синтез-газа Cu/SiO2 катализатора при давлении паров метанола 1 атм достигает 20 м3/ч синтез-газа при 200 °С и времени контакта 0,5 с.

24-30 178
Аннотация

В работе показана возможность создания каталитических процессов синтеза 2-метилантрахинона из 1,4-нафтохинона (НХ) и изопрена и синтеза 2,3-диметилантрахинона из НХ и 2,3-диметилбутадиена в присутствии водного раствора высокованадиевой гетерополикислоты (ГПК) в качестве бифункционального катализатора. Обсуждаются 2 метода регенерации катализатора: путем окисления кислородом при РО2 = 0,3÷0,4 МПа и концентрированной азотной кислотой при атмосферном давлении. Показано, что регенерация азотной кислотой обеспечивает более глубокое окисление восстановленного катализатора. Полное восстановление свойств катализатора после регенерации доказывает возможность его многократного использования в процессах, обсуждаемых в статье.

КАТАЛИЗ В НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

31-37 302
Аннотация

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

КАТАЛИЗ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

38-48 334
Аннотация

Работа посвящена разработке новых способов осуществления адсорбционно-каталитических процессов для очистки отходящих газов промышленных предприятий от примесей летучих органических соединений (ЛОС). Предложены новые технологические схемы для таких процессов, в частности система с локализованным нагревом части слоя катализатора для инициации горения сорбированных ЛОС и схема с разделением общего адсорбционно-каталитического слоя на параллельные секции с неодновременной их регенерацией. Исследования выполнены при комбинировании экспериментов пилотного масштаба и методов математического моделирования. Показано, что схема с расположением инициирующего нагревателя непосредственно в слое адсорбента-катализатора позволяет весьма существенно (на два порядка и более) уменьшить энергетические затраты на проведение регенерации как в плане удельных затрат энергии на очистку единичного объема отходящих газов, так и в плане требуемой мощности нагревателя. Разделение слоя на несколько секций позволяет в несколько раз снизить максимальные концентрации примесей и температуру газа на выходе из адсорбционно-каталитической системы в ходе ее эксплуатации. Предложенные технологии характеризуются высокой эффективностью очистки газов и низким энергопотреблением и могут найти широкое практическое применение в сфере защиты атмосферного воздуха от выбросов ЛОС.

ИНЖЕНЕРНЫЕ ПРОБЛЕМЫ. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ПРОИЗВОДСТВО

49-56 368
Аннотация

Проведены опытно-промышленные испытания технологии дегидрирования метилбутенов в изопрен в двухреакторной системе с дополнительным подводом перегретого пара в межреакторное пространство. Испытания проводили на пилотной установке с 2 адиабатическими реакторами, общим объемом загрузки катализатора 60,0 дм3 при температурах 565–620 °С, времени контактирования 0,18–0,25 с, разбавлении сырья паром в массовом соотношении С5Н10 : Н2О = 1,0 : (6,0÷30,0) и избыточном давлении 0,6–0,8 кгс/см2. Зависимость концентрации изопрена в контактном газе от тепловой энергии, подведенной сырьем и паром, определена в условиях традиционного ведения процесса и в «псевдоизотермическом» режиме, сформированном путем дополнительной подачи в межреакторное пространство перегретого пара. Показано, что в модернизированном режиме прирост выхода изопрена составляет 10–12 %. На основании результатов определены условия ведения промышленного процесса. На заводе СК ПАО «Нижнекамскнефтехим» на установке дегидрирования метилбутенов после модернизации технологической схемы проведены испытания в реакторе с двухслойной загрузкой катализатора по 9 т в каждом. Закономерности, установленные в ходе проведения опытно-промышленных испытаний, в целом подтвердились, однако из-за ряда конструкционных недостатков селективность процесса оказалась ниже. Намечены меры по устранению недостатков. Сопоставление результатов экспериментов с расчетными значениями подтвердило достоверность математической модели.

БИОКАТАЛИЗ

57-63 252
Аннотация

В обзоре рассмотрено современное состояние исследований в области ферментативного биокатализа, применяемого для получения модифицированных пищевых жиров. Обсуждаются свойства биокатализаторов ферментативной переэтерификации растительных масел, как находящихся в стадии разработки, так и применяемых в промышленности. Рассмотрены основные направления исследований в области разработки новых биокатализаторов, в том числе на основе новых рекомбинантных ферментов липаз, а также возможности целенаправленного изменения содержания определенных компонентов масел путем организации каталитического процесса. Показана актуальность ферментативной переэтерификации масел для создания энергоэффективных и экологически чистых производств высококачественных продуктов питания с заданными характеристиками.

64-68 292
Аннотация

Многие сложные эфиры низших алифатических кислот со спиртами обладают приятными фруктовыми ароматами, распространены в растительном мире, некоторые из них получают химическими методами и применяют в качестве душистых веществ. В данной работе получение сложных эфиров масляной кислоты, обладающих фруктовым ароматом, было осуществлено с использованием ферментных препаратов липаз, а в качестве субстрата применена спиртосодержащая фракция разгона сивушного масла, отхода спиртовой промышленности, с tкип = 120÷140 °С. Выход целевых продуктов в подобранных оптимальных условиях в присутствии панкреатической липазы и липазы из дрожжей Candida rugosа составил около 94,0 %.

69-75 192
Аннотация

Представлены результаты исследований и сравнительного анализа характеристик процесса получения молочной кислоты (МК) из глюкозы при длительном использовании в периодических условиях образцов различных биокатализаторов, представляющих собой клетки бактерий L. сasei и мицелиального гриба R. oryzae в сконцентрированном суспензионном или иммобилизованном в криогель поливинилового спирта (ПВС) виде. Установлено, что бактерии и грибы целесообразно использовать для получения МК именно в иммобилизованном в криогель ПВС виде, так как период их полуинактивации значительно больше, чем у концентрированных клеточных суспензий. За 200 ч периодического использования одних и тех же образцов иммобилизованных клеток было накоплено соизмеримое количество МК как для грибного (920±5 г), так и для бактериального (895±5 г) биокатализаторов, однако для гриба отмечена в 2 раза более высокая степень конверсии субстрата в продукт (0,92 г МК/г глюкозы) в сравнении с бактериями; период полуинактивации иммобилизованногогрибного биокатализатора оказался в 10 раз больше, чем у бактериального – 80 сут (96 рабочих циклов). Сравнение полученных данных с литературными показало перспективность применения иммобилизованных в криогель ПВС грибных клеток для получения МК: процесс с их использованием превосходит все известные по основным показателям – степени конверсии глюкозы в МК и максимально накапливающейся концентрации продукта.

76-83 220
Аннотация

Представлены экспериментальные данные, полученные при изучении процессов, протекающих при механоферментативном гидролизе полимеров клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Особое внимание уделено реакционной способности полимеров, входящих в супрамолекулярную структуру клеточных стенок, а также масштабированию технологии с использование полупромышленного и промышленного оборудования. В работе использован отечественный коммерчески доступный ферментативный препарат «ЦеллоЛюкс 2000» (ПО «Сиббиофарм», г. Бердск Новосибирской обл.). Механическая обработка дрожжевой биомассы позволяет увеличивать реакционную способность полимеров клеточной стенки по отношению к ферментативному гидролизу. Определены выходы маннанолигосахаридов (1,1 %) и маннопротеинов (2,7 %) в щелочной экстракт. Предложена феноменологическая модель протекания механически активированного ферментативного гидролиза, основанная на автолокализационном механизме процесса. На полупромышленном и промышленном оборудовании ООО ПА «Сиббиофарм» произведено масштабирование технологии, налажено производство нового маннанолигосахаридного продукта для животноводства. Проведены испытания опытной партии продукта, показана его эффективность в борьбе с сальмонеллезом и в увеличении привесов опытных животных.

ХРОНИКА



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