Диметиловый эфир (ДМЭ) является перспективным широко востребованным экологически чистым топливом и ценным химическим продуктом, получаемым из синтез-газа. Производство ДМЭ из синтез-газа может осуществляться в одну стадию (прямой процесс с использованием двойной каталитической системы) либо быть двухстадийным (непрямой процесс, в ходе которого синтез-газ сначала превращают в метанол, а затем подвергают дегидратации для получения ДМЭ). Хотя реакция дегидратации активно изучалась на протяжении нескольких десятилетий, до настоящего времени не было сделано обзора катализаторов, участвующих в ней. В данной работе показано современное состояние исследований в сфере приготовления и анализа катализаторов для этой области их применения. Подробно изложены результаты изучения основных типов катализаторов, в том числе γ-Al₂O₃ и различных цеолитов (таких как ZSM-5, Y, бета-цеолит и морденит, а также соответствующие их модификации). Кроме того, ввиду большого разнообразия существующих и исследуемых катализаторов дегидратации метанола в ДМЭ, в данном обзоре обсуждаются алюмосиликаты, мезопористые силикаты, алюмофосфаты, силикоалюмофосфаты, гетерополикислоты (ГПК), оксиды металлов, ионообменные смолы и квазикристаллы.

Исследовано влияние модифицирования цеолита HZSM-5, входящего в состав бицеолитного катализатора, на превращения гидроочищенного вакуумного газойля, растительного масла, а также смеси вакуумного газойля с растительным маслом в условиях каталитического крекинга. Установлено, что модификация приводит к уменьшению как удельной площади поверхности, так и объема мезо- и микропор цеолита HZSM-5; чем выше содержание фосфора, тем существенней снижаются основные характеристики пористой структуры цеолита. Кроме того, наблюдается снижение общей кислотности P/HZSM-5, а также количественное перераспределение между слабыми и средними кислотными центрами. Каталитические испытания цеолитов в процессе крекинга показали, что модификация фосфором способствует увеличению суммарного выхода пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракций с высоким содержанием в них олефинов. Щелочная обработка цеолита HZSM-5 с повышенным силикатным модулем повышает экстракцию кремния и вызывает существенный рост удельной площади поверхности мезопор. Кроме того, происходит превращение сильных кислотных центров цеолита в более слабые и/или изменение доступности этих центров в результате частичного удаления кремния.

Каталитическое гидрирование нитробензола (НБ) – важнейший химико-технологический процесс получения анилина (АН). В данной статье представлены результаты исследования каталитических свойств рутениевого катализатора на основе сверхсшитого полистирола 3%Ru/MN270 в реакции трехфазного гидрирования нитробензола до анилина. При исследовании варьировались следующие параметры: концентрация НБ – от 0,12 до 0,24 моль/л, концентрация катализатора – от 1,11·10^–4 до 11,12·10^–4 моль/л, температура – от 160 до 190 °С, парциальное давление водорода – от 0,113 до 1,013 МПа. Определены оптимальные параметры процесса, обеспечивающие достижение селективности по анилину 98 % при конверсии нитробензола 97 %.

В работе рассмотрена возможность получения смеси солей 1,3-диалкилимидазолия из коммерчески доступных реагентов путем многокомпонентной конденсации. Изучены основные факторы, влияющие на выход получаемого продукта, а также получены экспериментальные данные, необходимые для масштабирования процесса. Показано, что полученные смеси близки к чистым солям диалкилимидазолия по ряду ключевых свойств (вязкость при различной температуре, теплоемкость и др.). Продемонстрирована возможность использования полученных смесей солей диалкилимидазолия в качестве растворителей в каталитических реакциях гидродехлорирования и в качестве компонентов катализаторов в реакциях алкилирования ароматических соединений.

Впервые представлены результаты сравнительного исследования гидрирования СО₂ в условиях газовой фазы и в сверхкритических условиях для СО₂ на катализаторе 15% Fe/SiO₂. Реакция исследовалась в диапазоне температур 300–500 °С при атмосферном давлении в газофазных условиях и при давлении 95 атм в сверхкритических условиях. Мольное соотношение Н₂ : СО₂ составляло 2 : 1. Установлено, что проведение процесса в сверхкритических условиях приводит к уменьшению селективности по СО с 90–95 до 30–50 % во всем диапазоне температур и увеличению (до 60 %) селективности образование углеводородов. В отличие от гидрирования в газовой фазе наблюдается образование спиртов. Методами ТГ-ДТГ-ДТА показано уменьшение количества углеродоподобных отложений на поверхности катализатора в 2,2 раза при проведении процесса гидрирования в сверхкритических условиях. С помощью РФА обнаружено, что на поверхности катализатора в условиях газофазного процесса образуются графитоподобные структуры, чего не наблюдается в сверхкритических условиях. Разработанный катализатор и процесс гидрирования СО₂ может быть рекомендован для дальнейшего модифицирования и улучшения свойств катализатора на основе наночастиц железа, который значительно (в 10–100 раз) дешевле известных из литературы катализаторов гидрирования СО₂.

В статье приведены результаты исследования окисления дизельного топлива в виброожиженном и псевдоожиженном слоях дисперсных частиц речного песка в присутствии железосодержащих микросфер, выделяемых из зол уноса угольных котельных: ферросфер и ценосфер, активированных оксидом железа. Для сравнения приведены результаты окисления дизельного топлива при использовании микрочастиц коммерческих катализаторов глубокого окисления органических веществ. Определено, что при температурах 500–600 °C в присутствии как ферросфер, так и ценосфер с нанесенным оксидом железа наблюдается увеличение глубины окисления дизельного топлива по сравнению с окислением в виброожиженном слое инертного материала (речного песка). При 700 °C наибольшая глубина окисления дизельного топлива, 84,3 %, наблюдается при использовании ферросфер. Испытания ферросфер в процессе окисления дизельного топлива в псевдоожиженном слое инертного материала показали, что в этих условиях их активность явно не достигает активности коммерческих катализаторов глубокого окисления органических веществ на основе СuСr₂О₄/Аl₂О₃, а также дисперсного Fe₂O₃. Тем не менее в присутствии ферросфер большая глубина окисления дизельного топлива, 97,8 %, может быть достигнута при организации режима факельного горения дизельного топлива над слоем. В последнем случае длина факела уменьшается в 2 раза по сравнению с факелом в надслоевом пространстве при сжигании топлива в слое инертного материала, что свидетельствует о каталитической активности поступающих в факел ферросфер, детектируемой также по уменьшению содержания СО и механического недожога топлива в продуктах горения.

Проанализированы состав и свойства широкого круга отечественных и зарубежных ферментных препаратов (ФП), используемых в качестве добавок к кормам сельскохозяйственных животных и птиц. Определено содержание основных действующих ферментов ФП – эндоглюканаз (бета-глюканаз), целлобиогидролаз и ксиланаз, приводящих к биокаталитической деструкции некрахмальных полисахаридов (НПС), являющихся антипитательными факторами кормов и вызывающих их неполное усвоение. Показано, что на основании данных по компонентному составу и уровню различных видов активности исследованные ФП можно разделить на три группы: а) с высоким содержанием ксиланаз и низким – целлюлаз (эндоглюканаз и целлобиогидролаз); б) с высоким содержанием целлюлаз и низким – ксиланаз; в) содержащие в своем составе в разном соотношении целлобиогидролазы, эндоглюканазы и ксиланазы, однако без существенного преобладания содержания кого-либо из этих ферментов. Изучена способность ФП к уменьшению вязкости водорастворимых НПС – ксиланов и бета-глюканов. Среди ФП, имеющих в своем составе ксиланазы и относящихся к группам «б» и «в», определен ряд препаратов, которые при одинаковой дозировке по ксиланазной активности наиболее эффективно снижали вязкость водного экстракта ржи, содержащего ксиланы (Эконаза ХТ 25, Агроксил Плюс, Агроксил Премиум, Ровабио Макс АР, Санзайм). Показано, что ксиланаза именно этих ФП не ингибируется белковыми ингибиторами ржи. При одинаковой дозировке по бета-глюканазной активности наиболее эффективно снижали вязкость водорастворимых бета-глюканов ячменя ФП Ксибетен Целл, Целлюлаза, Агроксил, Агроцелл, Акстра XB 201, Ровабио Макс АР и Вилзим. Для всех исследуемых ФП не было обнаружено ингибирующего влияния экстракта ячменя на бета-глюканазную активность.