Рассмотрены подходы к ускорению процессов хроматографического анализа. Показано, что наиболее радикальный способ уменьшения времени разделения – использование коротких капиллярных колонок с малым (10–50 мкм) диаметром капилляра. Обсуждаются ограничения по применению таких колонок. Основное – необходимость ввода крайне малого объема пробы. Его можно преодолеть, используя не один капилляр, а пакет из большого количества капилляров малого диаметра, работающий как единая хроматографическая колонка, получившая название поликапиллярной (ПКК). В этом случае объем вводимой в колонку пробы повышается, что дает возможность работать в широком диапазоне концентраций. Рассмотрены разные виды ПКК. Обсуждается механизм уширения хроматографического пика на ПКК и ее свойства. Приведены примеры использования колонки в режиме газожидкостной и газоадсорбционной хроматографии. Дан пример использования ПКК в каталитических исследованиях.

Продемонстрирована возможность получения нового материала – полностью дейтерированных углеводородов синтезом Фишера–Тропша, сделан первый шаг в формировании научно-практической базы для создания полупромышленной установки. Показано отсутствие изотопного эффекта, следовательно, основные характеристики синтеза и получаемых продуктов определяются свойствами катализатора и условиями проведения процесса независимо от того, что используют в исходной смеси — водород или дейтерий. Установлено, что воски с поверхности катализатора удаляются в мягких условиях, это не требует дополнительного оборудования или перенесения катализатора в другой реактор. Выбранный катализатор высоко стабилен и может быть применен в полупромышленной установке для получения полностью дейтерированных восков. Первая оценка свойств новых материалов показала перспективность их применения в качестве растворителей для ЯМР, радиоактивных меток, мишеней, замедлителей нейтронных потоков и др.

Изучена реакция жидкофазного окисления изопропилбензола в интервале 110–130 °С в присутствии азотсодержащих катализаторов. Найдено, что при использовании N-гидроксифталимида и его 3- и 4-метилзамещенных аналогов удается в течение 2–2,5 ч достичь 40–50 % конверсии изопропилбензола при селективности образования гидропероксида изопропилбензола ≥ 90 %. Учитывая масштабы производства фенола, решением проблемы интенсификации процесса окисления изопропилбензола с использованием N-гидроксифталимида за счет повышения скорости реакции и конверсии углеводорода при сохранении высокой селективности образования гидропероксида, можно существенно улучшить экономические показатели процесса.

Жесткие требования экономического и экологического характера диктуют настоятельную необходимость создания новых технологий получения высших жирных спиртов, которые могли бы заменить существующие процессы, приводящие к образованию большого количества отходов, а также устранить или значительно уменьшить их недостатки. Наибольший интерес в данной области представляют спо- собы, основанные на использовании экологически чистого окислителя – пероксида водорода. В работе изучено влияние условий процесса (начального мольного соотношения реагентов и температуры) на соотношение продуктов (спиртов и кетонов) жидкофазного окисления нормальных углеводородов С10–С13 водными растворами H2O2 на гетерогенном катализаторе – силикалите титана (TS-1). Показано, что основными продуктами реакции являются спирты и кетоны, причем соотношение спиртов в реакционной массе уменьшается с увеличением температуры и уменьшении мольного отношения углеводород/пероксид водорода.

Изучен процесс газофазного (200–400 °С) каталитического гидродехлорирования (ГДХ) основных компонентов отходов (CH2Cl2, CH3Cl, CCl4) производства метилхлорида из метана для утилизации отходов в разрабатываемой перспективной технологии получения «легких» олефинов из метана пиролизом метилхлорида. Исследование проведено с использованием лабораторной установки на промышленных катализаторах гидрирования и гидроочистки. Подобраны три каталитические системы и условия, обеспечивающие устойчивый процесс ГДХ. Основные продукты процесса – CH4, CH3Cl, легкие олефины и HCl. При использовании катализатора Ni–Mo/Al2O3 в продуктах возрастает содержание CH3Cl и олефинов. Все продукты процесса ГДХ могут быть использованы в технологической схеме получения олефинов, что позволит создать безотходное и сбалансированное по хлору производство олефинов из природного газа (метана). Ввиду значительного образования отходов реализация технологии получения олефинов без стадии ГДХ не представляется возможной.

Разработана математическая модель окисления аммиака на оксидном блочном катализаторе сотовой структуры. Для уточнения параметров математической модели использованы экспериментальные данные, полученные в опытном реакторе, функционирующем в условиях, соответствующих параметрам агрегата азотной кислоты УКЛ-7. Результаты расчёта выхода оксида азота удовлетворительно совпадают с данными, полученными на опытной установке. Создана программа, позволяющая рассчитывать режимы функционирования промышленных реакторов.

В работе изложены подходы к выбору алюмоксидного носителя для производства корочковых Pd-катализаторов селективного гидрирования с целью повышения их качества. Исследовано влияние температуры прокаливания на механо-физические и текстурные свойства носителя, а также зависимость основных показателей качества катализаторов: срок службы, активность и селективность от условий термообработки носителей. Установлено, что прокаливание оксида алюминия низкотемпературных форм при 800 °С позволяет достичь оптимального соотношения прочностных и текстурных свойств носителя для использования в синтезе катализаторов селективного гидрирования. Сформулированы основные требования к оксиду алюминия, используемому в качестве носителя: высокая механическая прочность на раздавливание (более 4 Н/мм2); однородность материала по прочности, содержание гранул в партии носителя с прочностью менее 4 Н/мм2 не более 5 %; потери на истирание в водной и в углеводородной средах не более 1,5 мас.%. Режим термической обработки носителя должен обеспечивать устойчивость текстурных характеристик при окислительной регенерации (450–500 °С).

Важными факторами, снижающими вероятность дезактивации алюмоксидных катализаторов в процессе скелетной изомеризации n-бутиленов и повышающих срок службы катализатора являются обеспечение стабильности структуры и поверхностных (активность, состав кислотных центров) свойств катализатора в условиях его эксплуатации. В связи с этим начат подбор промотирующих стабилизирующих добавок. Изучено влияние оксида бора (В2О3) и способа введения в γ-Al2O3 на изменение его кристаллической и пористой структуры, кислотность поверхности и активность в гидротермальных условиях скелетной изомеризации n-бутиленов (τ = 200 ч, t = 540 °C). Установлено, что 2,5 мас.% В2О3, введенного в виде борной кислоты на стадии формования с гидроксидом алюминия, позволяет сохранить стабильность кристаллической структуры и текстуры катализатора γ-Al2O3. При этом удваивается концентрация сильных кислотных центров, ответственных за процессы крекинга и олигомеризации, что обусловливает снижение активности в отношении целевого продукта и дезактивации катализатора. Развитие работы требует других добавок и оптимального содержания В2О3.

Исследовано дегидроксилирование глицерина на Co-катализаторе Ренея в водороде. Установлено, что с увеличением температуры от 140 до 200 °C при давлении водорода 30 МПа конверсия глицерина возрастает с 14 до 97 %. При продолжительности опыта 20 ч глицерин претерпевает полное превращение, с 40 %-ным выходом 1,2-пропандиола. С повышением давления H2 от 3 до 8 МПа конверсия глицерина возрастает от 34 до 95%, а выход 1,2-пропандиола увеличивается с 18 до 38%. Максимальный выход 1,2-пропандиола составляет 44% он был получен при 200 °C и давлении водорода 3 МПа. Дегидроксилирование глицерина в водороде на гетерогенных катализаторах может рассматриваться как перспективное направление переработки глицерина, образующегося в качестве побочного продукта в производстве биодизельного топлива из растительных масел и животных жиров.