Изучены системы аморфный алюмосиликат – оксид алюминия комплексом физико-химических методов, включая изучение спектров ЯМР ²⁷Al твердых образцов, кислотности катализаторов методом термопрограммируемой десорбции аммиака, изучение структуры образцов методом рентгенофазового анализа, а также термогравиметрический анализ образцов. Исследование каталитических свойств образцов в условиях крекинга на модельном сырье н-додекан в смеси с 2-метилтиофеном показало, что степень превращения сырья увеличивается в ряду 100 % Al₂O₃ (ГОА) > 70 % Al-Si + 30 % Al₂O₃ (ГОА) > 30 % Al-Si + 70 % Al₂O₃ (ГОА) > 100 % Al-Si (ГОА – гидроксид алюминия сульфатного способа приготовления, Al-Si – аморфный алюмосиликат). Увеличение температуры прокаливания образцов от 500 до 700 °С приводит к снижению конверсии сырья. Рост вклада реакций переноса водорода приводит к повышению селективности образования сероводорода и уменьшению содержания сернистых соединений в жидких продуктах.

Рассмотрены основные возможности применения газовой хроматографии для исследования катализаторов и каталитических процессов. В историческом аспекте показано развитие метода отбора проб, микрокаталитического и импульсного методов. Представлены современные и перспективные направления газохроматографических исследований, аппаратура, обеспечивающие эффективное разделение многокомпонентных смесей веществ при контроле протекания сложных каталитических реакций.

Проведено сравнение результатов использования капиллярных хроматографических колонок, отличающихся природой неподвижной фазы, для определения чистоты изопропилового спирта, полученного путем гидрирования ацетона. В работе использовали колонки на основе полиэтиленгликоля 20М, терминированного 2-нитротерефталевой кислотой (ПЭГ20М/FFAP); поли(1-триметилсилил-1-пропина) (ПТМСП032); трифторпропил(25 %)метилсиликонового эластомера (СКТФТ 50Х). В результате сравнения длительности измерений, факторов асимметрии (A_s) компонентов смесей и степеней разрешения (R_s) пар соединений ацетон/изопропанол и изопропанол/внутренний стандарт выбрана капиллярная колонка ПЭГ20М/FFAP. Разработана методика измерений массовой доли ацетона, изопропанола с использованием метода внутреннего стандарта в газовой фазе. В качестве внутреннего стандарта применяли н-бутанол. Предел детектирования составил для ацетона 1,45; изопропанола 1,43 и н-бутанола 1,28·10^–12 г/с. Относительное среднеквадратическое отклонение (показатель повторяемости) не превышает 4,3 % при доверительной вероятности Р = 0,95.

Синтез сложных эфиров алкоксикарбонилированием ненасыщенных субстратов растительного происхождения открывает возможность перехода на альтернативные сырьевые источники и позволяет решить целый ряд проблем, стоящих перед химической промышленностью: ресурсосбережения, минимизации отходов и повышения экологической безопасности и экономичности реализуемых процессов. Однако на данный момент в промышленности реализуется только производство метилметакрилата, включающее как одну из стадий метоксикар-бонилирование этилена. Цель данного обзора – систематизация и анализ литературных данных, опубликованных с 2010 г., в области синтеза сложных эфиров алкоксикарбонилированием субстратов растительного происхождения в мягких условиях. Было установлено, что за указанный период осуществлено алкоксикарбонилирование пентеновых и ундеценовых кислот, олеиновой, линолевой и эруковой кислот или их сложных эфиров и терпеновых соединений – цитронелловой кислоты и β-мирцена. Показано, что высокие выходы и селективности по продуктам линейного строения обеспечивались в мягких условиях главным образом применением гомогенных палладий-дифосфиновых катализаторов. Результаты этих работ открывают широкие перспективы реализации новых для промышленности процессов алкоксикарбонилирования субстратов растительного происхождения для получения актуальных химических продуктов, прежде всего полимеров.

Полностью статья будет опубликована в английской версии журнала «Catalysis in Industry» № 2, 2023 г.

Методом пропитки по влагоемкости были приготовлены катализаторы на основе железа следующего состава: 14%Fe/γ-Al₂O₃, 14%Fe/3%Cu/γ-Al₂O₃, 14%Fe/3%Sn/γ-Al₂O₃ и 14%Fe/3%Cu/1%Sn/γ-Al₂O₃. Катализаторы были охарактеризованы с использованием дифракционного рентгеновского анализа (XRD), индуктивно связанной плазмы (ICP), низкотемпературной адсорбции азота по методу Брунауэра – Эмметта – Теллера (BET), температурно-программируемого восстановления водородом (H2-TPR), полевой эмиссионной сканирующей электронной микроскопии (FE-SEM) и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX). Каталитическую активность определяли в реакторе с неподвижным слоем при давлении 2,0 МПа, соотношении H₂ : CO = 1 : 1, объемной скорости подачи газа (GHSV) = 2 л/г_кат ·ч), в диапазоне температур 270–300 °C. Кроме того, было исследовано влияние температуры и промоторов (Cu и Sn) на каталитические свойства. Также были рассчитаны конверсия CO и селективность по продуктам, для чего использовали данные газовой хроматографии (GC). Результаты показали, что промоторы на основе меди и олова увеличивали скорость восстановления Fe₂O₃, обеспечивая создание центров диссоциации H₂. Было также отмечено, что с повышением температуры изменяются конверсия CO и селективность по продуктам. Селективность как метана, так и углеводородов C₂–C₄ уменьшилась, в то время как селективность C₅₊ увеличилась вследствие одновременного использования Cu и Sn для промотирования железного катализатора. Промотор на основе олова увеличил активность катализатора в реакциях Фишера – Тропша (FT) и конверсии водяного газа (WGS).

В работе обобщен опыт промышленной эксплуатации технологии синтетических углеводородов в России на Новочеркасском заводе синтетических продуктов (НЗСП), расположенном в г. Новочеркасск Ростовской области. На НЗСП осуществляли выпуск более 200 наименований товарной продукции общего потребления. В статье представлены сведения по получению синтез-газа из природного газа, синтезу углеводородов и катализаторам процесса.

Исследовано влияние природы носителя на показатели реакции изомеризации гексана для нанесенных сульфатциркониевых катализаторов на основе SiO₂ и Al₂O₃, имеющих разные текстурные характеристики. Показано, что более высокая конверсия гексана достигается на сульфатциркониевых катализаторах, нанесенных на оксиды алюминия. Методом ИК спектроскопии адсорбированного СО установлено, что концентрация бренстедовских кислотных центров (БКЦ), характеризуемых адсорбированным СО с п.п. 2170 см^–1, и сильных льюисовских кислотных центров (ЛКЦ), характеризуемых адсорбированным СО с п.п. 2210 и 2224 см^–1, в катализаторах на Al₂O₃ выше, чем в катализаторах на SiO₂. В нанесенных катализаторах на Al₂O₃ с разными текстурными характеристиками увеличение вклада льюисовских кислотных центров в общую кислотность существенно повышает выход высокооктанового 2,2-диметилбутана и глубину изомеризации гексана.

В работе приведены оценка и прогноз развития каталитических технологий, применяемых на борту автомобиля для очистки выхлопных газов. Согласно прогнозам, в следующем десятилетии совокупное производство автомобилей превысит 1 млрд единиц и 75 % из них будут оснащены ДВС, которые обязательно должны сопровождаться системой очистки выхлопных газов. Развитие каталитических технологий для очистки выхлопных газов автомобилей взаимно стимулируется ужесточением экологических норм и совершенствованием ДВС. Например, европейские стандарты на сегодня прошли путь от Евро-1 до Евро-6d. Внедрение норм Евро-7 в Европе и их аналогов в ряде стран планируется к 2025 году. В данной работе также рассмотрены концепции систем, очищающих выхлопные газы бензиновых и дизельных двигателей для выполнения норм Евро-7.