Preview

Катализ в промышленности

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 20, № 2 (2020)
Скачать выпуск PDF

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КАТАЛИЗА

84-91 113
Аннотация

Проведена сравнительная оценка повторяемости результатов измерений двух основных параметров (площадей пиков и времен удерживания) компонентов (диоксида углерода, соединений серы) модельной смеси, близкой по составу к природному газу, на капиллярной колонке, приготовленной впервые, с неполярной фазой поли(1-триметилсилил-1-пропином) (ПТМСП) размером 30 м × 0,53 мм и толщиной пленки сорбента 2,8 мкм и коммерческой колонке Rt-Q-BOND длиной 30 м, диаметром 0,32 мм, толщина слоя неполярного полидивинил-бензольного сорбента – 10 мкм. Применение этих колонок обеспечивает удовлетворительную повторяемость хроматографических характеристик анализируемых соединений: относительное среднеквадратичное отклонение (ОСКО) для времен удерживания не превышает 0,10 %; ОСКО для измеренных площадей пиков составляет менее 1,92 %. Незначительное расхождение в значениях площадей пиков для диоксида серы и дисульфида углерода (пять последовательных вводов пробы) наблюдали на капиллярной колонке Rt-Q-BOND. Соответствующие значения ОСКО составили 4,22 и 2,52 %. Величину отклика сигнала анализируемых соединений регистрировали с использованием микрокатарометра. Пределы обнаружения серосодержащих соединений на колонке с ПТМСП варьируются в диапазоне от 0,40·10–3 до 0,82·10–3 мг/мл. Также впервые продемонстрирована возможность селективного разделения макрозоны метана и пропан-бутановой фракции от микропримесей углеводородов, соединений серы, включая диоксид углерода, сероводород и меркаптаны на капиллярной колонке с толщиной пленки 2,8 мкм ПТМСП.

КАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

92-99 142
Аннотация

Нанесенные на оксид кремния катализаторы катионного брутто-состава V0,3Mo1Te0,23Nb0,12 были получены slurry-методом при вариации природы исходного соединения носителя (ТЕОС, силиказоль, силикагель, аэросил). Синтезированные катализаторы были охарактеризованы методами термодесорбции азота, химического и рентгенофазового анализа и электронной микроскопии высокого разрешения. Каталитические свойства были исследованы в реакции окислительного дегидрирования этана при температуре 400 °С в реакционной смеси состава С2Н6 : О2 : N2 = 10 : 10 : 80 (об.%). Установлено, что максимальную активность демонстрируют образцы, полученные с использованием силикагеля, что обусловлено формированием нанодоменов активной фазы М1 в аморфной матрице носителя и ее частичной диспергацией.

100-109 108
Аннотация
Получен и комплексно исследован рядом физико-химических методов кобальтовый катализатор синтеза Фишера – Тропша на основе карбида кремния, модифицированного оксидом титана. Изучена динамика поведения и дезактивации устойчиво работавшего в течение 1500 ч катализатора в ходе непрерывного опытного ресурсного испытания с периодическим изменением расхода, давления синтез-газа и температуры проведения процесса. В данном катализаторе наблюдаются два типа активных центров, на которых образуются продукты с различающимися параметрами распределения Шульца – Флори. В зависимости от режима проведения процесса возможно эффективное формирование «мягких восков» или еще более высокомолекулярных продуктов.
110-115 117
Аннотация
Благодаря своей низкой токсичности этилацетат является востребованным растворителем в пищевой и медицинской промышленности. Традиционным методом получения этилацетата является процесс этерификации уксусной кислоты этанолом в присутствии серной кислоты или катионитов. Альтернативным современным способом получения этилацетата является процесс дегидрирования этанола на гетерогенном катализаторе, данный процесс может быть осуществлен в классическом или совмещенном с ректификацией варианте. Для любого варианта реализации процесса важны испытания гетерогенного катализатора на длительную стабильную работу. Статья посвящена испытанию промышленного катализатора НТК-4 в условиях длительной эксплуатации на пилотной установке. Показана стабильная работа катализатора без потери активности в течение 1250 ч. Приведены показатели процесса, составы реакционной смеси при изменении режима работы установки.

КАТАЛИЗ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

116-126 87
Аннотация
В работе исследован процесс десорбции NO с поверхности нанесенных медьсодержащих катализаторов (CuO/?-Al2O3) в зависимости от температуры. При этом предварительная адсорбция NO проводилась как в инертной среде аргона, так и в присутствии кислорода. Показано, что присутствие кислорода существенно увеличивает емкость образцов по отношению к NO за счет реализации дополнительного окислительно-восстановительного механизма. Кроме того, происходит смещение температурного максимума десорбции в область более высоких температур. Для образца, обладающего наибольшей емкостью по отношению к NO, был проведен процесс десорбции в присутствии восстановителя – водорода и пропана. Проведение десорбции в присутствии водорода приводит к восстановлению адсорбированных форм при температурах 160–190 °С. В присутствии пропана процесс десорбции NOx происходит в основном за счет термодеструкции адсорбированных форм азота до NO в диапазоне температур 180–250 °С, как и в инертной атмосфере. Вклад восстановления за счет присутствия пропана проявляется при температурах 260–300 °С.

БИОКАТАЛИЗ

127-139 153
Аннотация
Лигнин является крупнотоннажным отходом гидролизной и целлюлозно-бумажной промышленности. Для решения проблемы его использования разрабатываются подходы к комплексной переработке древесной биомассы, основанные на ее предварительном каталитическом фракционировании на основные компоненты с последующим получением из них целевых продуктов. В работе впервые проведено исследование процесса восстановительного каталитического фракционирования древесины лиственницы в присутствии бифункционального катализатора 3%Ru/С, содержащего кислотные группы, в среде сверхкритического этанола. Цель работы – установить влияние катализатора и природы донора водорода (этанол, H2, муравьиная кислота) на выходы и состав продуктов. Показано, что гемицеллюлозы древесины эффективно (около 95 мас.%) деполимеризуются в этаноле при 250 °С. Использование водорода в присутствии катализатора позволяет увеличить конверсию лигнина до 61 мас.% при сохранении 47 мас.% целлюлозы в твердом остатке. Максимальная конверсия лигнина 67 мас.% достигнута в присутствии муравьиной кислоты, однако в этих условиях происходит нежелательная деполимеризация целлюлозы (конверсия 66 мас.%). Основными мономерными продуктами превращения лигнина на катализаторе являются пропенилгваякол и пропилгваякол. В жидких продуктах, полученных с этанолом и муравьиной кислотой в качестве восстановителей, содержание пропенилгваякола достигает 36 и 33 отн.% соответственно. В продуктах, полученных с применением водорода, содержание пропилгваякола увеличивается до 33 отн.% в присутствии катализатора.
140-150 123
Аннотация
Показана возможность применения в качестве катализаторов реакции гидролиза-гидрогенолиза целлюлозы в спирты двухкомпонентной системы Ca(OH)2 – композиционный материал на основе карбидов вольфрама (W2C/WC), полученный комбинированным методом, основанным на сочетании механохимической активации и самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), с использованием экзотермической смеси оксида вольфрама, металлического магния, технического углерода. Показано, что введение инертных добавок
(металлического вольфрама или карбоната кальция) в экзотермическую смесь позволяет регулировать количество и соотношение карбидов вольфрама (W2C, WC). Порядок введения реагентов в экзотермическую смесь и их активация влияют на текстурные свойства материалов. Показано преимущество метода СВС по сравнению с методом механической активации. Каталитические свойства данных материалов изучены в процессе гидролиза-гидрогенолиза целлюлозы. Установлено, что фазовый состав композиционных материалов влияет на выход этиленгликоля (ЭГ) и 1,2-пропиленгликоля (1,2-ПГ) и их соотношение. Максимальный суммарный выход ЭГ и 1,2-ПГ (25–31 %) был получен в присутствии образца с высоким содержанием W2C.
151-155 95
Аннотация
Перспективным способом утилизации шелухи овса является ее биоконверсия в технический биоэтанол. Для повышения экономической эффективности процесса необходим поиск способов повышения концентрации биоэтанола в бражке. В данной работе для получения биоэтанола применен процесс совмещенного ферментативного гидролиза и спиртового брожения, то есть совмещение биокаталитических стадий (СБС), кроме того, при совмещении использовано отсроченное внесение инокулята. Целью работы являлось сравнительное исследование процессов СБС: при начальной концентрации субстрата 60 г/л (разовая загрузка субстрата) и при повышении концентрации субстрата до 120 г/л методом фермент-субстратной подпитки (загрузка субстрата в концентрации 60 г/л в начале процесса, затем подпитка через 4 и 8 ч по 30 г/л субстрата). Субстрат – шелуха овса, обработанная 4 мас.% азотной кислоты на опытно-промышленном производстве; для ферментативного гидролиза использована мультиэнзимная композиция из промышленных ферментных препаратов «Целлолюкс-А» и «Ультрафло Коре»; спиртовое брожение осуществлено с помощью дрожжей Saccharomyces сerevisiae Y-1693 (ВКПМ); оборудование – ферментер вместимостью 11 л. Повышение концентрации субстрата в 2 раза с помощью подпитки привело к повышению концентрации биоэтанола в 1,7 раза (с 2,4 до 4,0 об.%), но к снижению его выхода на 11,4 %. Разрабатываются режимы подпитки, обеспечивающие достижение повышенной концентрации биоэтанола в бражке без снижения его выхода.
156-162 104
Аннотация
Совершенствование технологий получения пищевых продуктов и биологически активных добавок (БАД) из растительного сырья с использованием натуральных и эффективных биокаталитических систем является актуальным направлением развития производственных отраслей АПК. На сегодняшний день ферментные препараты российского производства на рынке практически отсутствуют, при этом высокая стоимость импортных аналогов повышает себестоимость получаемой продукции. Результаты исследования эффективности полученного во ВНИИПБТ отечественного ферментного препарата широкого спектра действия Глюканофоетидин при воздействии на плодово-ягодное сырье и зерно показали увеличение выхода экстрактивных веществ (аминокислот, сахаров, фенольных соединений, каротиноидов) на 7–18 %, в том числе биологически активных компонентов (токоферолов, антоцианов, витаминов), а также улучшение качества и повышение выхода целевых продуктов (соков и экстрактов) на 10–44 %. Практическая значимость использования Глюкано-фоетидина заключается в более рациональном использовании растительного сырья по сравнению с традиционной технологией без ферментной обработки, а также в значительном сокращении длительности технологического процесса (в 2 раза). Мультиферментный состав Глюканофоетидина обуславливает перспективность его использования в соко-морсовой, кондитерской, пивоваренной, масложировой, хлебопекарной промышленности.


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