Обзор посвящен проблемам получения жидкого пара-водорода путем каталитического орто-пара-превращения (ОПП) молекулярного водорода при криогенных температурах, катализаторам для этого процесса, а также некоторым вопросам эксплуатации катализаторов в водородных ожижителях. Приведены методики оценки активности катализаторов в ОПП и расчеты производительности водородных ожижителей. Рассмотрены наиболее важные работы, касающиеся использования катализаторов ОПП в условиях водородных ожижителей. Представлена методика обработки экспериментальных данных по активности катализаторов для проведения на их основе расчетов лабораторных и промышленных водородных ожижителей, работающих на различных температурных уровнях.

Биметаллические Ni-Mo-катализаторы приготовлены пропиткой носителя, содержащего аморфный алюмосиликат (ААС) и оксид алюминия, раствором, содержащим соединения Ni, Mo и лимонную кислоту; температура термической обработки катализаторов варьировалась от 120 до 550 °С. Методами РФЭС, ПЭМ, и HCNS-анализа исследованы физико-химические свойства приготовленных катализаторов, проведено их испытание в гидрокрекинге вакуумного газойля. Установлено, что частицы сульфидного активного компонента (NiMoS-фаза) локализуются преимущественно на поверхности оксида алюминия и лишь небольшая часть их – на поверхности ААС. С повышением температуры прокаливания катализатора увеличивается среднее число слоев в частицах NiMoS-фазы, что связано с удалением лимонной кислоты и указывает на усиление взаимодействия между сульфидным активным компонентом и оксидом алюминия. С повышением температуры прокаливания увеличивается также доля массивных частиц сульфидов Ni-Mo. Показано, что морфологические характеристики сульфидного активного компонента влияют на активность катализаторов в гидрообессеривании и гидродеазотировании и не влияют на их активность в гидрокрекинге. Оптимальная температура термообработки для NiMo/ААС-Al₂O₃ катализаторов, приготовленных с использованием лимонной кислоты, составляет 120 °С. Даны рекомендации по режиму термической обработки катализаторов в промышленных условиях.

Изучено влияние атомного соотношения W : (W + Mo) в триметаллических NiMoW катализаторах на их каталитические и физико-химические свойства. Катализаторы приготовлены пропиткой носителя, содержащего аморфный алюмосиликат (ААС) и оксид алюминия, водным раствором, содержащим соединения Ni, Mo, W и лимонную кислоту, исследованы методами РФЭС, ПЭМ, ТПД NH3, низкотемпературной адсорбции азота и испытаны в гидрокрекинге вакуумного газойля (ВГО). Обнаружено, что средняя длина слоя сульфидного активного компонента уменьшается с увеличением содержания Mo и уменьшением содержания W в катализаторе. По данным РФЭС, степень сульфидирования вольфрама в триметаллических NiMoW катализаторах ниже, чем в NiW катализаторе. Тестирование катализаторов в гидрокрекинге прямогонного ВГО (390–420 °С, 16 МПа, объемная скорость подачи сырья 0,71 ч^–1, соотношение H₂ : ВГО равно 1200 л/л) показало, что гидрообессеривающая, гидродеазотирующая, гидрирующая активности, а также активность катализаторов в гидрокрекинге увеличивается с увеличением соотношения W : (W + Mo). При высоком давлении процесса и невысоком содержании серы в исходном сырье NiW катализаторы проявляют более высокую активность в целевых реакциях процесса гидрокрекинга ВГО по сравнению с NiMo катализаторами.

В реакции избирательного окисления СО исследованы свойства нанопорошков сплавов Pt_0,5M_0,5 (M = Fe, Co, Ni), полученных разложением двойных комплексных солей: [Pt(NH₃)₅Cl][Fe(C₂O₄)₃]·4H₂O, [Pt(NH₃)₄][Co(C₂O₄)2(H₂O)₂]·2H₂O, [Pt(NH₃)₄][Ni(C₂O₄)2(H₂O)2]·2H₂O соответственно. Показано, что биметаллические катализаторы Pt_0,5M_0,5 (M = Fe, Co, Ni) существенно более активны в области низких температур, чем нанопорошок Pt. Активность катализаторов уменьшается в ряду Pt_0,5Co_0,5 ≥ Pt_0,5Ni_0,5 > Pt_0,5Fe_0,5 >> Pt. Более высокая активность биметаллических Pt0,5M0,5 катализаторов в избирательном окислении СО при низких температурах в условиях значительного заполнения поверхности Pt адсорбированными молекулами СО, по всей видимости, обусловлена активацией СО на атомах Pt, активацией О₂ на атомах второго металла (Fe, Co, Ni) и протеканием реакции в местах контакта атомов платины и второго металла на поверхности наночастиц сплавов. Исследованные в данной работе биметаллические системы могут быть востребованы для улучшения практически важных катализаторов избирательного окисления СО, имеют существенный потенциал в реакциях «дожига» СО и углеводородов, реакциях гидрирования, электрохимических реакциях и многих других. Использованный в работе метод приготовления биметаллических нанопорошков, основанный на разложении двойных комплексных солей, прост, не требует использования дорогих или сложных реактивов и может быть легко адаптирован для получения нанесенных катализаторов, содержащих наночастицы сплавов металлов Pt_0,5M_0,5 (M = Fe, Co, Ni).

Статья посвящена научным основам и особенностям технологии криогенного гетерогенно-каталитического производства жидкого пара-водорода. Данная технология использовалась для создания уникального промышленного объекта в СССР.

Проведены сравнительные исследования гетерогенных биокатализаторов, приготовленных путем иммобилизации рекомбинантной липазы из Thermomyces lanuginosus на мезопористых неорганических носителях – силикагеле (SiO₂), оксиде алюминия (Al₂O₃) и диоксиде титана (TiO₂) – в реакции этерификации жирных кислот с алифатическими спиртами. Обнаружено, что липаза, адсорбированная на силикагеле, обладает максимальной этерифицирующей активностью; при адсорбции на диоксиде титана липаза полностью инактивируется. Приготовленные на основе SiO₂ биокатализаторы обладают высокой активностью и стабильностью в реакции этерификации насыщенных жирных кислот с числом атомов углерода (С) в молекуле 4–18 с алифатическими спиртами С5–С16, протекающей в среде органических растворителей (гексана и диэтилового эфира), и в течение нескольких десятков реакционных циклов (>40) работают без потери активности. Иммобилизованная на силикагеле рекомбинантная липаза rPichia/lip проявляет наиболее выраженную специфичность по отношению к субстрату – жирной кислоте. Так, скорость синтеза эфиров низкомолекулярных кислот С4–С6 в 3–4 раза ниже, чем для кислот с числом атомов углерода больше 7. Сравнительно широкая субстратная специфичность наблюдается по отношению ко второму субстрату – алифатическому спирту. Найдено, что эфир энантовой кислоты (С7:0) с бутанолом (С4) синтезируется с максимальной скоростью.

С использованием новой плазмидной конструкции на основе индуцибельного промотора гена глюкоамилазы (gla1) были созданы новые рекомбинантные штаммы Penicillium verruculosum, секретирующие гетерологичную ксиланазу Е (КсилЕ) P. canescens. Получены новые биокатализаторы, представляющие собой целлюлолитические ферментные препараты (ФП), обогащённые КсилЕ. Содержание КсилЕ в рекомбинантных ФП варьируется в оптимальных пределах 11–24 % от общего пула белка при сохранении (в целом) целлюлазного ком-плекса P. verruculosum. Гидролитическая активность новых ФП по отношению к полимерам растительных субстратов превосходила таковую для ФП, полученных при использовании других систем экспрессии и коммерческих препаратов. Так, новые ФП glaX-17 на 13 % превосходили контрольный ФП реципиентного штамма по эффективности гидролиза осиновой древесины и на 20 % были более эффективны по сравнению с коммерческим ФП Accelerase Duet. При гидролизе пшеничных отрубей новые ФП glaX-17 были на 35–43 % эффективнее контрольного ФП и на 25 % превосходили коммерческий ФП Accelease Duet. В данной работе показана эффективность использования нового gla1 промотора при получении ФП (биокатализаторов) с сохранением сбалансированного целлюлазного комплекса штамма и оптимальным выходом гетерологичной КсилЕ, необходимых для глубокого гидролиза ксилансодержащей растительной биомассы.

Предложена математическая модель, описывающая процесс биотрансформации фенилметилсульфида в (R)-фенилметилсульфоксид иммобилизованными клетками Gordonia terrae ИЭГМ 136. На основе экспериментальных данных определены кинетические закономерности процесса биотрансформации фенилметилсульфида в зависимости от начальной концентрации сульфида и количества используемого биокатализатора. Проведено сравнение экспериментальных данных с результатами математического моделирования по масштабированию процесса биотрансформации сульфида в условиях лабораторного биореактора. Разработана математическая модель, описывающая процесс биотрансформации фенилметилсульфида при многократном использовании биокатализатора. Полученные данные могут быть использованы для оптимизации процесса биотрансформации широкого спектра органических алкиларилсульфидов с целью получения активных сульфоксидов.