Этанол является одним из перспективных источников водорода (синтез-газа), в том числе в различных приложениях энергетики. Получение синтез-газа из этанола возможно различными путями, например, такими, как паровая и паровоздушная конверсия, которые являются эндотермической и термонейтальными реакциями соответственно. Контроль и управление тепло- и массопереноса при протекании указанных реакций является важной задачей, что может быть решено за счет использования катализаторов на теплопроводящих металлических подложках. В данной работе представлены результаты изучения физико-химических свойств Pt-, Rh-, Pd-, Ru-, Ni-, Co-содержащих структурированных катализаторов, нанесенных на FeCrAl сетчатый носитель, исследованных в процессах паровой и паровоздушной конверсий этанола. Среди испытанных образцов наибольшую эффективность в процессах паровой и паровоздушной конверсий этанола проявил рутениевый катализатор, обеспечивая равновесный состав продуктов без видимых признаков зауглероживания.

С целью улучшения эффективности катализаторов для три-риформинга метана исследовано влияние условий предобработки катализатора Ce0,2Ni0,8O1,2 /Al2O3 на его физико-химические и функциональные свойства. Комплексом методов (термический анализ, низкотемпературная адсорбция азота, рентгенофазовый анализ, электронная микроскопия, температурно-программируемое восстановление водородом) установлено, что варьирование состава газовой среды (окислительная, инертная, восстановительная), используемой в ходе предобработки при 800 °С, позволяет регулировать текстурные, структурные и окислительно-восстановительные характеристики катализатора и, как следствие, его функциональные свойства. Показано, что в ряду составов газовой среды, используемой для предобработки катализатора, окислительная → инертная → восстановительная, наблюдается увеличение удельной поверхности, дисперсности активного компонента, но снижение устойчивости образца к реокислению и зауглероживанию. Установлено, что наиболее высокие и стабильные показатели процесса три-риформинга метана (выход H2 – 86 % при конверсии СH4 – 95 %) обеспечивает катализатор после предобработки в инертной среде благодаря реализации оптимальной степени взаимодействия металл–носитель и повышению концентрации центров, участвующих в активации СО2.

С использованием новой модификации высокоактивного ванадий-магниевого катализатора (ВМК) получены данные о влиянии содержания водорода и гексена-1 на активность катализатора и молекулярную структуру получаемых полимеров. Установлено, что образование полиэтилена (ПЭ) с широким бимодальным молекулярно-массовым распределением (ММР) на ВМК связано с наличием в этих катализаторах двух групп активных центров, отличающихся реакционной способностью в реакции переноса полимерной цепи с водородом. Найдено также, что присутствие гексена-1 при сополимеризации приводит к дополнительному уширению ММР сополимера за счет преимущественного снижения молекулярной массы сополимера в низкомолекулярной области. При этом активные центры ВМК, производящие высокомолекулярный полимер, практически не участвуют в реакции переноса цепи с гексеном-1. В то же время эти центры более реакционноспособны в реакции внедрения гексена-1, что приводит к повышенному содержанию бутильных разветвлений в высокомолекулярной фракции сополимеров. Найденные кинетические особенности высокоактивных ВМК свидетельствуют об их перспективности для получения трубных и пленочных марок ПЭ по однореакторной схеме вместо двухреакторной схемы, используемой для получения бимодального ПЭ на традиционных титан-магниевых катализаторах.

Сероводород является весьма привлекательным сырьем для производства водорода. Энергия диссоциации H2S (21 кДж/моль при комнатной температуре) намного ниже, чем у воды (286 кДж/моль) или даже углеводородов (76 кДж/моль для метана); более того, энергия связи водорода в молекуле H2S имеет наименьшее значение среди всех природных соединений водорода. Тем не менее, сероводород на сегодняшний день так и не нашел широкого промышленного применения в качестве сырья для производства водорода. Главным препятствием на пути создания эффективной технологии для этой цели являются весьма жесткие термодинамические ограничения реакции разложения сероводорода на элементы: H2S ↔ S + Н2 – Q. Настоящий обзор посвящен анализу известных подходов к получению водорода и серы из сероводорода, их недостатков, обуславливающих неуспех предложенных ранее технологий, а также пути возможного создания эффективных процессов для этой цели. В обзоре сделан особый фокус на нестационарных циклических процессах, которые можно считать одним из наиболее перспективных путей для создания эффективной технологии разложения H2S.

Проведен анализ общих подходов к организации и развитию производств малотоннажных химических продуктов органической природы. Одним из условий для успешной конкуренции на рынке производителей продуктов малотоннажной химии (МТХ) является необходимость перехода от отдельных установок по получению химического продукта к многоассортиментным гибким химико-технологическим системам (ХТС). Рассмотрены возможности применения проточных микрореакторных систем для синтеза органических соединений высокой чистоты, получаемых в небольших количествах. На примерах разработки ряда технологий получения таких органических соединений, как каптакс, альтакс, фурфурол, бензгуанамин, ди-хлор-ди-пара-ксилилен, обоснованы варианты комплексного подхода для наиболее рационального создания производств этих мало- и среднетоннажных продуктов.

Исследован процесс окислительной олигомеризации продуктов синтеза Фишера–Тропша – фракции углеводородов С10–С15 с общим содержанием алкенов (преимущественно β- и γ-алкенов) 64,7 мас.%, с использованием в качестве катализатора октоата циркония. Фракция углеводородов получена на цеолитсодержащем катализаторе при давлении 2,0 МПа, температуре 250 °С, соотношении Н2 /СО на входе в реактор 1,70, объемной скорости газа 1000 ч–1 и диапазоне кратности циркуляции 0–16. Определено, что при температуре 160 °С, со- держании катализатора 5,0 мас.%, продолжительности процесса 6 ч и давлении (воздух) – 2,5 МПа выход целевой фракции составляет 52,7 %. Определено, что продукт олигомеризации имеет пониженную температуру застывания равную минус 31 °С. Предложено, что улучшить вязкостные характеристики продукта олигомеризации можно путем введения в его состав присадок, например, полиметакрилатов или полиизобутилена.

Проведен краткий сравнительный обзор различных методов доочистки хвостовых газов при производстве серы на установках Клауса. Рассмотрены главные направления улучшения качества доочистки с точки зрения повышения экологических и экономических показателей процесса. Представлен практический опыт Института катализа СО РАН в разработке технологий доочистки хвостовых газов установок Клауса.