Методами рентгенографии и сканирующей электронной микроскопии исследована тонкая кристаллическая структура образов гематита, используемого для приготовления промотированных калием железооксидных катализаторов дегидрирования. Образцы α-Fe2O3 были получены в неравновесных условиях из нескольких прекурсоров при различных режимах термолиза. Важнейшей характеристикой гематита, определяющей активность и селективность действия катализатора на его основе, является тонкая кристаллическая структура (ТКС). ТКС гематита определяет фазовый состав катализатора. ТКС гематита формируется в процессе синтеза гематита и определяется природой прекурсора, температурой синтеза образца, температурным градиентом, скоростью удаления газообразных продуктов термолиза. Наибольшую активность продемонстрировал катализатор, приготовленный на основе гематита с блоками мозаики 70–90 нм, с минимальной концентрацией ДУ из-за половинных и четвертичных дислокаций. Такой гематит был получен термолизом сульфата железа при 950 К в условиях кипящего слоя и низкого температурного градиента. Гематит из карбоната железа не рекомендуется использовать для синтеза катализатора из-за высокой концентрации низкотемпературных ДУ, что приводит к образованию каталитически малоактивного β-полиферрита калия.

Системы аккумуляции, хранения и получения водорода являются важным направлением развития фундаментальных и прикладных аспектов альтернативной энергетики. Жидкие органические носители водорода (LOHC), полициклические формы соответствующих ароматических соединений, являются эффективным способом хранения водорода и его выделения с массовым содержанием водорода до 7,3 %. В данной статье проводится сравнение LOHC как потенциальных субстратов для систем хранения водорода и его выделения на основе каталитических реакций гидрирования-дегидрирования, включая циклогексан, метилциклогексан, декалин, пергидротерфенил, бициклогексил, пергидродибензилтолуол и пергидроэтилкарбазол. Для каждого из пергидрированных субстратов представлены данные по активности и селективности Pt-содержащих катализаторов дегидрирования.

Полностью статья будет опубликована в английской версии журнала «Catalysis in Industry» № 1, 2023 г.

Одним из широко используемых промышленных бактерицидных препаратов широкого спектра действия и средств защиты от плесени является 1,2-бензизотиазолин-3-он. В настоящем исследовании продемонстрировано, что получать это вещество позволяет аэробная окислительная циклизация 2-меркаптобензамида и 2,2’-дисульфандиилдибензамида в присутствии Mn(OAc)2 в качестве катализатора. Предложен механизм реакции. Обнаружено, что дисульфандиилдибензамид и 2-меркаптобензамид могут быть преобразованы в 1,2-бензизотиазолин-3-он с выходом 99 % в следующих условиях: концентрация Mn(OAc)2 – 1,0 мол.%, давление кислорода – 0,3 МПа, температура – 100 °C, время реакции – 8 ч. Экспериментальные данные указывают на то, что эта технология экономически целесообразна и экологически безопасна.

Представлены данные о возможностях регулирования молекулярной структуры полиэтилена (ПЭ), получаемого на нанесенных катализаторах, которые содержат бис(имино)пиридильные комплексы Fe(II) (LFeCl2) и бис(иминные) комплексы Ni(II) (*LNiBr2), закрепленные на силикагеле, модифицированном введением оксида алюминия (SiO2(Al)). При варьировании условий полимеризации на катализаторах LFeCl2 /SiO2(Al) получен линейный ПЭ с различной молекулярной массой и регулируемым молекулярно-массовым распределением (ММР). При гомополимеризации этилена на катализаторах *LNiBr2 /SiO2(Al) синтезирован разветвленный ПЭ с молекулярно-массовыми и термофизическими характеристиками, близкими полиэтилену низкой плотности, получаемому при сополимеризации этилена с α-олефинами на нанесенных металлоценовых катализаторах и нанесенных катализаторах циглеровского типа. Предложен метод конструирования нанесенных бикомпонентных катализаторов, содержащих комплексы LFeCl2 и *LNiBr2 закрепленные на носителе SiO2(Al), для целенаправленного получения полиэтилена с требуемой молекулярной структурой. Представлены примеры синтеза линейного ПЭ с бимодальным ММР на бикомпонентном нанесенном катализаторе, содержащем два различных комплекса LFeCl2, ПЭ с контролируемым распределением разветвлений на бикомпонентном катализаторе, приготовленном путем закрепления комплексов LFeCl2 и *LNiBr2 на носителе SiO2(Al), а также пример модификации промышленного оксидно-хромового катализатора путем введения в его состав комплекса LFeCl2 для регулирования ММР и распределения разветвлений в получаемом полиэтилене.

Представлены результаты расчета термохимических свойств молекул и термодинамических характеристик реакций, участвующих в процессе гидроочистки вакуумного дистиллята, с использованием квантово-химических методов. Разработана кинетическая модель процесса гидроочистки на основе формализованной схемы превращений углеводородов. С применением разработанной кинетической модели проведены численные исследования по оценке влияния состава сырья на остаточное содержание гетероатомных компонентов в продукте гидроочистки вакуумного газойля; температуры – на содержание ароматических углеводородов, азота и серы в продукте процесса гидроочистки; расхода водородсодержащего газа – на содержание серы и сероводорода в гидроочищенном вакуумном газойле.

На примере модельной смеси фенол – тетралин исследовано влияние присутствия кислородсодержащего соединения на крекинг ароматического углеводорода. Анализ температурных зависимостей константы скорости крекинга тетралина и тетралина в смеси с фенолом указывает на эффект торможения реакции крекинга тетралина при его совместном превращении с кислородсодержащим соединением за счет большей адсорбционной способности фенола на поверхности катализатора. Определено, что присутствие фенола в модельной смеси ведет к изменению состава жидких продуктов, особенно при низких значениях температуры крекинга. Кроме того, исследовано влияние присутствия воды на превращение смеси фенол – тетралин. Установлено, что присутствие воды в модельном сырье снижает эффект торможения реакции крекинга ароматического углеводорода кислородсодержащим соединением. По результатам каталитических превращений определено, что при добавлении воды уровень общей конверсии смеси и конверсии тетралина увеличивается вне зависимости от температуры. Существенных качественных различий в распределении продуктов крекинга модельных смесей, содержащих и не содержащих воду, не обнаружено.

В статье обобщен опыт разработки микросферического алюмохромового катализатора дегидрирования изобутана в изобутилен по технологии «Ярсинтез». Рассмотрена динамика развития промышленных катализаторов серии КДИ на основе нового бемитного носителя. Установлены взаимосвязи элементного и фазового составов катализаторов с их эксплуатационными характеристиками. Бемитный носитель получали по новой двухстадийной схеме, включающей гидротермальную обработку продукта термического разложения агломератов гиббсита требуемого размера. Такая технология дает возможность регулировать фазовый состав носителя, а также физико-механические характеристики катализаторов и их каталитические свойства, что позволило получить серию катализаторов, включающую марки КДИ, КДИ-М, КДИ-М1. Отмечены наиболее важные этапы их внедрения в промышленную эксплуатацию на ПАО «Нижнекамскнефтехим». Промышленный катализатор КДИ-М обеспечивает в процессе дегидрирования изобутана устойчивый выход изобутилена на уровне 33–37 %, а при дегидрировании изопентана выход метилбутенов на уровне 30 %. Расход катализатора составляет 2–3 кг на тонну производимого изобутилена. По результатам мониторинга работы катализатора предложены пути его усовершенствования и оптимизации аппаратурного оформления реактора. Промышленный образец катализатора марки КДИ-М1, модифицированный кремнийсодержащим неорганическим комплексным соединением, по данным тестирования в лабораторных условиях, превосходит предыдущие продукты данной серии по активности и селективности и готов к внедрению в производство.

В работе показана возможность получения сорбита из картофельного крахмала путем его одностадийного гидролиза-восстановления в присутствии бифункциональных катализаторов 0,3–3 мас.% Ru/Cs3HSiW12O40 (Ru/Cs-ГПК). Установлено, что катализатор, содержащий 1 мас.% Ru, является наиболее эффективным и это связано с оптимальным соотношением концентраций бренстедовских и льюисовских кислотных центров на поверхности носителя и высокой величиной удельной площади поверхности. Изучена кинетика реакции в присутствии 1%Ru/Сs-ГПК и определена наблюдаемая энергия активации гидролиза-восстановления крахмала в сорбит – (80±8) кДж/моль. На основании экспериментальных и литературных данных предложена кинетическая модель, описывающая процесс гидролиза-восстановления крахмала с достаточно высокой точностью. В присутствии катализатора оптимального состава (1%Ru/Cs-ГПК) при оптимальной температуре (150 °С) выход сорбита был 88 мол.% (99 мас.%) за 3 ч реакции.