авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |
-- [ Страница 1 ] --

МЕЖДУНАРОДНАЯ АССОЦИАЦИЯ АКАДЕМИЙ НАУК

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ОТДЕЛЕНИЕ ХИМИИ И НАУК О МАТЕРИАЛАХ

РОССИЙСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ИНСТИТУТ ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ИМ. Н.С. КУРНАКОВА РАН

ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ИМ. Н.Н. СЕМЕНОВА РАН

РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА ТАШКЕНТСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (Сборник тезисов докладов) IV Всероссийская конференция по химической технологии Всероссийская молодежная конференция по химической технологии Всероссийская школа по химической технологии для молодых ученых и специалистов Пленарные доклады Технология неорганических веществ и материалов Под редакцией Ю.А. Заходяевой В.В. Беловой Москва, 2012 г.

ББК УДК 66. Авт.знак Х Химическая технология (Сборник тезисов докладов):IV Всероссийская конференцияпо химической технологии, Всероссийская молодежная конференцияпо химической технологии, Всероссийская школа по химической технологии для молодых ученых и специалистов. Пленарные доклады. Технология неорганических веществ и материалов/ Под редакцией Ю.А. Заходяевой, В.В. Беловой. – М.: Тип-Топ,2012. –454c.

В сборниках тезисов докладов IV Всероссийской конференции по химической технологии, Всероссийской молодежной конференции по химической технологии, Всероссийской школы по химической технологии для молодых ученых и специалистов(Москва, 18–23 марта 2012 г.) рассмотрены вопросы, которые отражают современное состояние и перспективы развития теоретических и экспериментальных исследований, а также опыт практической реализации разработок в области химической технологии и в смежных областях.

Материалы сборников представляют интерес для ученых и специалистов академических и отраслевых институтов, вузов и предприятий.

Конференция по химической технологии проводится при финансовой поддержке Российской академии наук, Российского фонда фундаментальных исследований, Волгоградского государственного технического университета, Института физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН.

Отпечатано в ООО «Тип-Топ»

119034, Москва, Мансуровский пер., д Формат 60х90/16. Тираж 200 экз.

ISBN 978-5-906097-01- Все права защищены. Никакая часть настоящей книги не может быть воспроизведена или передана в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, будь то электронные или механические, включая фотокопирование и запись на магнитный носитель, а также размещение в Интернете, если на то нет письменного разрешения владельцев.

Конференция проводится при поддержке:

Российская академия наук ( http://ras.ru ) Российский фонд фундаментальных исследований ( http://www.rfbr.ru ) Волгоградский государственный технический университет ( http://vstu.ru ) Институт физико-технических проблем Севера им.

В.П. Ларионова СО РАН ( http://iptpn.ysn.ru ) Программный комитет Почетный председатель конференции – президент Международной аcсоциации академий наук, президент НАН Украины академик Б.Е. Патон Председатель конференции – вице-президент РАН академик С.М. Алдошин академик А.А. Берлин – сопредседатель академик В.М. Бузник – сопредседатель академик Б.Ф. Мясоедов – сопредседатель академик А.И. Холькин – заместитель председателя Члены комитета: академик Н.П. Алешин (МГТУ им. Н.Э. Баумана), д.т.н. Л.К. Алтунина (ИХН СО РАН), академик В.Н. Анциферов (НЦ ПМ ПГТУ), академик О.А. Банных (ИМЕТ РАН), академик Ю.Н. Бубнов (ИНЭОС РАН), академик И.В. Горынин (ЦНИИ КМ "Прометей"), академик Е.М.

Дианов (НЦВО РАН), академик А.В. Елютин (ГИРЕДМЕТ), академик И.Л.

Еременко (ИОНХ РАН), академик Ю.А. Золотов (МГУ), академик В.М.

Иевлев (ВГУ), академик В.Т. Калинников (ИХТРЭМС КНЦ РАН), академик Е.Н. Каблов (ВИАМ), член-корреспондент РАН Ю.А. Карпов (ГИРЕДМЕТ), д.т.н. Н.Б. Князян (ИОНХ НАН, Республика Армения), академик А.И.

Коновалов (Президиум КазНЦ), академик Н.Т. Кузнецов (ИОНХ РАН), академик Л.И. Леонтьев (Президиум РАН), член-корреспондент РАН В.А.

Лихолобов (Президиум ОНЦ), академик В.В. Лунин (МГУ), академик Н.З.

Ляхов (ИХТТМ СО РАН), академик А.Г. Мержанов (ИСМПМ), член корреспондент РАН Ю.М. Милёхин (ФЦДТ «Союз»), академик И.И. Моисеев (РГУ нефти и газа), академик О.М. Нефедов (Президиум РАН), академик И.А.

Новаков (ВГТУ), академик В.М. Новоторцев (ИОНХ РАН), академик В.Н.

Пармон (ИК СО РАН), член-корреспондент РАН Г.Л. Пашков (ИХХТ СО РАН), академик Р.З. Сагдеев (ИМТЦ), академик Г.В. Сакович (ИПХЭТ СО РАН), академик П.Д. Саркисов (РХТУ), академик В.И. Сергиенко (Президиум ДВО РАН), академик О.Г. Синяшин (ИОФХ КазНЦ), академик Л.А. Смирнов (ОАО «УИМ»), академик В.С. Солдатов (ИФОХ РАН, Республика Беларусь), академик К.А. Солнцев (ИПК РАН), член-корреспондент РАН П.А.

Стороженко (ГНЦ РФ ГНИИХТЭОС), академик В.М. Счастливцев (ИФМ РАН), академик Б.А. Трофимов (ИрИХ СО РАН)академик Ю.Д. Третьяков (МГУ), проф. С.М. Турабджанов (ТХТИ, Республика Узбекистан), член корреспондент РАН В.П. Федин (ИНХ СО РАН), академик С.Н. Хаджиев (ИНХС РАН), академик Ю.В. Цветков (ИМЕТ РАН), академик А.Ю. Цивадзе (ИФХЭ РАН), академик В.Н. Чарушин (ПрезидиумУрО РАН), член корреспондент РАН А.М. Чекмарев (РХТУ), академик М.Ф. Чурбанов (ИХВВ), академик В.Ф. Шабанов (Президиум КНЦ СО РАН), академик Г.П.

Швейкин (ИХТТ РАН), академик В.Я. Шевченко (ИХС РАН), член корреспондент РАН Г.А. Ягодин (РХТУ).

Организационный комитет академик А.А. Берлин (ИХФ РАН) – сопредседатель академик А.И. Холькин (ИОНХ РАН) – сопредседатель к.х.н. А.А. Вошкин (ИОНХ РАН) – зам. председателя д.т.н. Н.А. Халтуринский (ИХФ РАН) – зам. председателя к.х.н. Ю.А. Заходяева (ИОНХ РАН) – ученый секретарь Члены комитета: член-корреспондент РАН В.А. Авраменко (ИХ ДВО РАН), д.т.н. Д.А. Баранов (МГУИЭ), д.х.н. В.В. Белова (ИОНХ РАН), член корреспондент РАН В.Ф. Балакирев (ИМЕТ УрО РАН), член-корреспондент РАН Г.С. Бурханов (ИМЕТ РАН), д.т.н. М.Б. Генералов (МГУИЭ), д.х.н. Ю.Г.

Горбунова (ИОНХ РАН), д.х.н. К.С. Гавричев (ИОНХ РАН), д.х.н. А.К.

Головко (ИНХ СО РАН), член-корреспондент РАН Б.В. Гусев (РИА), член корреспондент РАН А.Г. Дедов (РГУ нефти и газа), д.т.н. В.М. Капустин (ОАО «ВНИПИнефть»), к.т.н. Г.А. Кесоян (ОАО «Реатэкс»), д.х.н. К.И. Кобраков (МГТУ им. А.Н. Косыгина), д.т.н. В.А. Колесников (РХТУ), д.т.н. А.Е.

Костанян (ИОНХ РАН), к.х.н. С.Л. Кузнецов (ИОНХ РАН), д.х.н. Л.М.

Левченко (ИНХ СО РАН), член-корреспондент РАН В.Н. Лысак (ВГТУ), д.х.н.

М.А. Медков (ИХ ДВО РАН), член-корреспондент РАН В.П. Мешалкин (РХТУ), к.т.н. Р.В. Мкртчян (ТХТИ, Республика Узбекистан), член корреспондент РАН А.И. Николаев (ИХТРЭМС КНЦ РАН), д.х.н. А.С. Носков (ИК СО РАН), д.т.н. Б.С. Сажин (МГТУ им. А.Н. Косыгина), д.т.н. В.И.

Савченко (ИПХФ РАН), д.х.н. О.А. Синегрибова (РХТУ), член-корреспондент РАН В.Г. Систер (МГУИЭ), д.х.н. Т.В. Соболева (ИНХС РАН), д.х.н. В.К.

Станкевич (ИИХ СО РАН), д.х.н. С.В. Сысолятин (ИПХЭТ СО РАН), д.т.н.

А.К. Фролкова (МИТХТ), д.т.н. В.В. Шаталов (ВНИИХТ), д.т.н. О.А. Шилова (ИХС РАН), член-корреспондент РАН Е.В. Юртов (РХТУ), член корреспондент РАН А.Б. Ярославцев (ИОНХ РАН).

Предисловие Конференция по химической технологии ХТ’12 и приуроченная к ней региональная Центрально-азиатская международная конференция по химической технологии проводятся под эгидой Международной ассоциации академий наук.

Целью конференции является анализ состояния и развития фундаментальных и прикладных исследований в различных областях химической технологии, обсуждение тенденций и перспектив развития приоритетных направлений химической технологии и в смежных областях.

Конференция будет способствовать координации фундаментальных и прикладных исследований в области химической технологии среди ученых на постсоветском пространстве, оперативному обмену информацией, развитию научно-технического сотрудничества, в целом, восстановлению связей и расширению плодотворных контактов.

Материалы конференции изданы в шести томах.

Содержание 1 тома:

· Пленарные доклады;

· Секция 1. Технология неорганических веществ и материалов.

Содержание 2 тома:

· Секция 5. Химическая технология наноматериалов;

· Секция 8. Энерго- и ресурсосберегающие химико-технологические процессы и проблемы их интенсификации;

· Секция 9. Процессы и аппараты химической технологии, химическая кибернетика;

· Секция 10. Экологические проблемы химической технологии и смежных областей.

Содержание 3 тома:

· Секция 2. Технология полимеров и композиционных материалов;

· Секция 7. Катализ в химической технологии.

Содержание 4 тома:

· Секция 3. Технология органических веществ и лекарственных средств;

· Секция 4. Нефтехимия и химическая переработка альтернативного сырья.

Содержание 5 тома:

· Материалы Всероссийского симпозиума по химии и технологии экстракции:

· Секция 6. Химико-металлургические процессы переработки рудного и вторичного сырья;

· Секция 11. Аналитический контроль химических производств, техногенных и природных объектов.

Содержание 6 тома:

· Материалы региональной Центрально-азиатской международной конференции по химической технологии.

Организационный комитет конференции благодарит к.х.н. Л.В.

Акатьеву, А.А. Ерастова, И.М. Просину, А.В. Спиридонова, Т.В.

Черноруцкую, к.х.н. О.Н. Шишилова, к.х.н. Я.В. Шушеначеваза большую работу по организации и проведению конференции.

Пленарные доклады 1. РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОГО СЫРЬЯ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ И ПРОИЗВОДСТВО ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Николаев А.И., Герасимова Л.Г.

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева, КНЦ РАН, 184209, г. Апатиты Мурманской обл., Академгородок, 26а, nikol_ai@chemy.kolasc.net.ru Ключевые слова: нетрадиционное сырье, химико-технологический комплекс, стратегические материалы Экономика Мурманской области ориентирована преимущественно на эксплуатацию природных ресурсов, когда минеральные концентраты являются конечным продуктом.

Сырьевая направленность экономики России это развитие без будущего, поскольку стоимость сырья на порядок ниже стоимости продуктов, получаемого из него. От рационального природопользования зависят уровень экономического развития страны, состояние её флоры и фауны, что и определяет условия жизнедеятельности человека. Дефицит в стране традиционных руд титана, редких, цветных и других элементов предопределяет перспективность использования крупных месторождений нетрадиционного сырья Мурманской области. В России в настоящее время не разрабатывается ни одно именно титановое месторождение. Из сырья редких металлов в небольших масштабах эксплуатируется только Ловозерское месторождение лопаритовых руд.

На Кольском полуострове сосредоточена значительная часть запасов сырья Nb, Ta, Zr и РЗМ в России. Сложный состав сырья (лопарит, перовскит, эвдиалит) и низкое содержание редких металлов, затрудняют использование этих нетрадиционных сырьевых источников. Научные основы добычи, обогащения и переработки такого сырья созданы в Кольском научном центре РАН. Наиболее эффективной формой реализации разработок является организация Кольского химико-технологического кластера (КХТК). В его основе лежит разработанный и научно обоснованный базовый пакет технологий. КХТК для региона и страны это не просто набор технологий в одном месте из местного сырья, а реализуемая модель перехода от сырьевой экономики к инновационной. Создание кластера предполагает организацию производства широкой номенклатуры продуктов, включающих импортозамещающие и стратегические материалы, обеспечивающие нашу национальную безопасность. Отсутствие комплексной опытно-промышленной установки сдерживает получение данных для бизнес-плана и промышленного освоения производств.Другой не менее важной причиной остается невостребованность промышленности в высокотехнологичных продуктах, определяющих уровень развития ключевых отраслей.

Возможно реализация идеи Технологических платформ (ТП) по высоким технологиям и инновациям, утвержденных Правительственной комиссией, позволит инициировать появление реальных производств.Проекты КНЦ РАН соответствуют ключевым направлениям развития России, предусматривают внесение существенного вклада в их реализацию и развитие критических технологий РФ.

Кроме стратегических материалов по новым технологиям будут производиться и такие востребуемые в настоящее время продукты, как нетоксичные дубители кож, синтетические и минеральные сорбенты, титановые и титано-силикатные пигменты, защитно-декоративные пигменты с оксидным нанопокрытием на чешуйчатом носителе, катализаторы, материалы для сварочных электродов и строительных изделий. Их применение в экологически безопасном процессе дубления кож, при очистке зараженных радионуклидами стоков (ЖРО), образующихся при эксплуатации военной техники и на АЭС, а также стоков предприятий цветной металлургии и гальванических производств, в производстве порошковых и пленочных фотокатализаторов, средств электроники, высококачественных лакокрасочных материалов, включая термостойкие кремнийорганические краски и герметики для нужд авиационно-космической отрасли, для защитных покрытий бытовых и медицинских приборов, в производстве строительных изделий, обладающих эффектом самоочищения, высокоэффективных сварочных материалов позволит обеспечить, в первую очередь, отечественных потребителей и снять зависимость от дорогостоящего импорта.

2. МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МОДИФИКАЦИИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СУБСТАНЦИЙ Душкин А.В.1, Гуськов С.А.1, Евсеенко В.И.1, Метелева Е.С.1, Толстикова Т.Г.2, Долгих М.П.2, Хвостов М.В. Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, 630128, г. Новосибирск, ул.Кутутеладзе, 18, dushkin@solid.nsc.ru Новосибирский институт органической химии им. Н.Н.

Ворожцова СО РАН, 630090, г.Новосибирск, пр. Акад.Лаврентьева, Ключевые слова: механохимия, твердые дисперсии, повышение растворимости лекарственных субстанций Одним из важнейших направлений развития современной фармации является разработка эффективных средств доставки активных ингредиентов лекарственных средств – так называемые “DrugDeliverySystems”. В русле этого направления лежит повышение эффективности и безопасности активных фармацевтических субстанций (АФС) путем коррекции их солюбилизационных характеристик. Для создания лекарственных средств с направленной скоростью высвобождения действующих веществ, перспективны методы химии твердого тела, а именно использование механохимических превращений в смесях твердых веществ. Преимуществам механохимической технологии является возможность проведения технологического процесса в одну стадию механической обработки порошкообразного материала, а также отсутствие растворителей, расплавов и технологических операций, связанных с их использованием.

На основе оригинальных фундаментальных исследований, а также опытно-конструкторских работ по разработке специального технологического оборудования, разработан твердофазный механохимический путь повышения водорастворимости малорастворимых лекарственных веществ. Суть нашей технологии заключается в получении твердых дисперсий лекарственных веществ с вспомогательными веществами различной химической природы. Увеличение растворимости АФС и повышение эффективности фармакологического действия, в зависимости от их физико-химических свойств, достигается:

- образованием водорастворимых солей;

- образованием водорастворимых “inclusion” комплексов с полисахаридами по типу-гость-хозяин, а также мицелл;

- образованием твердых дисперсий, в которых АФС находится в аморфизованном состоянии или диспергирована в молекулярной форме;

образованием твердых дисперсий АФС с наноструктурированными неорганическими материалами.

При этом высвобождение АФС в водный раствор из механохимически полученных дисперсий происходит в виде водорастворимых солей, комплексов, а также в иммобилизованном виде на наночастицах-носителях. Аморфизованное и молекулярно диспергированное состояние АФС также резко увеличивает растворимость и скорость растворения.

В зависимости от природы АФС и физико-химических подходов к их модификации, увеличение водорастворимости при применении механохимической технологии может достигать величин 10-1000 раз. При этом традиционные «жидкофазные»

методы получения аналогичных материалов менее эффективны.

Были получены модифицированные формы следующих групп АФС.

Нестероидные противовоспалительные средства 1. ацетилсалициловая кислота, индометацин, ибупрофен, бутадион, анальгин, рофекоксиб.

Психотропные средства - нозепам, сибазон, феназепам, 2.

мезапам, азалептин, буспирон, флуоксетин.

Антигипертензивные и антиаритмичиские средства 3.

нифедипин, нисолдипин, пропранолол, амиодарон, Антикоагулянты - варфарин.

4.

Гипохолестеринимические средства – симвастатин.

5.

Гипогликемические средства - инсулин, метформин.

6.

Антиоксиданты кверцетин, дигидрокверцетин, 7. каротиноиды.

Антибиотики цефалоспоринового ряда - цефотаксим, 8.

цефтриаксон, цефтазидим и др.

Фармакологические испытания проводились в специализированных лабораториях институтов РАМН и РАН и продемонстрировали возможность существенного улучшения фармакологических характеристик модифицированных АФС относительно традиционных лекарственных форм на их основе:

- в 2-10 раз повышается специфическая активность АФС (на примере антибиотиков и антиоксидантов);

- достигается снижение действующих доз АФС более, чем в 2-30 раз при сохранении базовой фармакологической активности;

- уменьшается вероятность нежелательных токсических эффектов.

В результате исследований создан и зарегистрирован в РФ препарат ацетилсалициловой кислоты в виде быстрорастворимых таблеток и оборудовано его опытное производство, обоснованы кандидаты на проведение доклинических и клинических исследований для создания лекарственных средств повышенной эффективности и безопасности.

Литература 1. А.В. Душкин. Возможности механохимической технологии органического синтеза и получения новых материалов // Химия в интересах устойчивого развития. 2004. Т.12, №3 С. 251-274.

2. Душкин А.В., Метелева Е.С., Толстикова Т.Г., Толстиков Г.А., Поляков Н.Э., Медведева Е.Н., Неверова Н.А., Бабкин В.А.

Механохимическое получение и фармакологическая активность водорастворимых комплексов арабиногалактана и лекарственных веществ // Известия РАН, сер. Химическая. 2008. №6. С.1274-1282.

3. А.В. Душкин, Е.С. Метелева, Т.Г. Толстикова, М.В. Хвостов, М.П. Долгих, Г.А. Толстиков. Комплексирование фармаконов с глицирризиновой кислотой – путь создания лекарственных препаратов повышенной эффективности // Химия в интересах устойчивого развития. 2010. Т.18. №4. С. 517-525.

4. А.В. Душкин, Е.С. Метелева, Т.Г. Толстикова, М.В. Хвостов, Г.А.

Толстиков. Механохимическое получение и свойства водорастворимых межмолекулярных комплексов полисахаридов и бета-циклодекстрина с лекарственными веществами // Химия в интересах устойчивого развития. 2010. Т.18. № 6. С. 719-728.

5. Dushkin A.V. Mechanochemical synthesis of organic compounds and rapidly soluble materials: in High-energy ball milling. Mechanochemical processing of nanopowders. – Woodhead Publishing Limited, Oxford, 2010. Р. 249-273.

6. Душкин А.В., Гайдуль К.В., Гольдина И.А., Гуськов С.А., Евсеенко В.И., Ляхов Н.З., Козлов В.А. Антимикробная активность механохимически синтезированных композитов антибиотиков и наноструктурированного диоксида кремния // Доклады академии наук. 2012. Т.443. № 1. С.1-3.

3. КРИОХИМИЧЕСКАЯ НАНОТЕХНОЛОГИЯ (ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА) Генералов М.Б., Трутнев Н.С.

Московский государственный университет инженерной экологии,105066, г. Москва, ул. Старая Басманная, 21/4,michm@msuie.ru Ключевые слова: эвтектика, кристаллизация, сублимация Из существующего множества химических, физико химических и физических способов получения твердых нанодисперсных порошков возможностями технологической и экологической безопасности при высокой производительности и низкой себестоимости переработки обладают криохимические методы. Криохимические способы получения нанопорошков успешно реализованы в технологии получения твердых окислителей, ферритов, керамических композитов, оптически прозрачной и пористой керамики, катализаторов, адсорбентов и других материалов.

Проведенные в МИХМ – МГУИЭ теоретические и экспериментальные исследования показали, что наиболее эффективно криохимический способ получения нанодисперсных порошков неорганических солей, органических соединений и оксидов металлов реализуется при использовании различных процессов кристаллизации растворов при криогенных температурах и последующего удаления растворителя в процессах сублимационной сушки. Основные технологические фазы криохимических методов получения нанопорошков солей в качестве целевого продукта включают: приготовление раствора, распыление (диспергирование) раствора на отдельные капли, замораживание капель в твердые гранулы (кристаллизация), сублимационное удаление растворителя из полученного криогранулята, пассивация, термообработка (в случае необходимости) и сохранение гранул, утилизация (десублимация) растворителя, дезагрегация гранул на нанодисперсные фрагменты.

На стадии получения раствора исходного вещества важную роль играет выбор растворителя. Растворители, используемые при криохимической технологии для приготовления исходного раствора, должны удовлетворять следующим условиям:

растворимость исходного вещества должна быть достаточно высокой;

температура тройной точки диаграммы состояния должна находиться в интервале порядка(263 293) К;

температура кристаллизации (точки эвтектики) раствора не должна быть ниже 253 К;

растворитель должен быть пожаробезопасным, неядовитым, химически неактивным и экономически выгодным.

При проведении стадии замораживания растворы солей или суспензии предварительно диспергируют на капли диаметром от 0,10 до 5 мм для повышения скорости замораживания и улучшения технологических свойств продукта. Обычно скорость охлаждения определяют на основании теоретических расчетов или подбирают опытным путем;

она зависит от состава продукта, его теплофизических свойств, способа охлаждения и других факторов.

Для получения наноразмерных кристаллитов от 10 до 100 нм твердых окислителей, типа NH4ClO4, KNO3, NaNO3, Sr(NO3)2, NH4NO3 и др. скорость охлаждения глобул водных растворов (в жидком азоте, в охлажденных жидкостях, на охлаждаемой поверхности, испарительное замораживание в вакууме) должна составлять порядка 102103 К/с. В зависимости от выбранного способа процесс замораживания осуществляют в отдельном аппарате или совмещенном способом в агрегате сублимационной сушки при вакуумировании. В последнем случае в результате понижения давления происходит интенсивное практически адиабатическое испарение влаги. При этом за счет отвода теплоты испарения наблюдается самоохлаждение продукта вплоть до его полного замораживания. При осуществлении такого процесса замораживания из жидкого состояния испаряется до 20 30% влаги.

Лед или затвердевший растворитель из полученных гранул удаляется сублимацией, что предотвращает возможность образования жидкой фазы. Эта стадия проводится при давлении более низком, чем давление тройной точки растворителя.

Сублимационную сушку криогранул в зависимости от природы растворителя обычно проводят при давлении 100 – 150 Па и температуре 233 263 К. На стадии сублимационной сушки теплоту, затрачиваемую на испарение льда, к продукту подводят путем кондуктивной теплопроводности через обогреваемые стенки или от источника инфракрасного излучения. Проблема получения наноматериалов с заданными и воспроизводимыми свойствами в значительной мере сводится к достижению высокой степени пространственной однородности химического состава. С этой точки зрения криохимический способ обладает значительными преимуществами, поскольку позволяет смешивать компоненты с высокой точностью на стадии приготовления раствора, сводит к минимуму их потери на последующих стадиях процесса и сохраняет физико-химическую предысторию материала. На протяжении всего процесса образование кристаллической фазы осуществляется в идентичных условиях – в микрообъемах вещества.

В опытно-промышленном производстве полученные пористые гранулы твердых окислителей, которые имеют сферическую форму;

средний массовый размер гранул d43 = 1 мм. Проведенные рентгеноскопический и зондовый электронный микроскопический анализ внутренней структуры гранул позволили выявить морфологические и структурные особенности гранул.

Гранулы состоят из отдельных дисперсных фрагментов (частиц) размером от 20 до 100 нм, соединенных между собой в зонах контакта ионными кристаллизационными мостиками.

Средний объем кристаллитов образующейся твердой фазы Vк можно оценить с помощью следующего выражения:

Vк = (p/3)0,25 (Y/I)0,75 (1) Объемная скорость стационарного изотермического образования центров кристаллизации в жидкой фазе r Т N A mM n0exp[-U/(RT)]exp(-Gi), I= (2) M mз где NA = 6,021023 моль-1 – постоянная Авогадро;

mМ, mз – соответственно масса молекулы вещества кристалла и зародыша;

n = 1/t0, t0 – время колебаний частиц (молекул, атомов, ионов) растворенного вещества около положения равновесия (для водных растворов солей n0~ 1012 с -1);

Gi = Аз/(kT) – безразмерное число Гиббса, k = 1,3810 -23 ДжК -1 – постоянная Больцмана;

U – энергия активации диффузии молекул в растворе, предопределяющая скорость перехода молекул из раствора в зародыш растворенного вещества (для водных растворов солей при переохлаждении порядка DТ~ 10К U» (2 2,5)104 Дж/моль).

Линейная скорости роста кристаллов Y = 1,3 rMn0exp(-U/RT) lng, (3) где g - коэффициент пересыщения раствора.

4. ВЫСОКОЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА И МАТЕРИАЛЫ ИЗ НЕТРАДИЦИОННОГО СЫРЬЯ: ФИЗИКО-ХИМИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ, ПРОИЗВОДСТВО Федоров В.А.

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН), 119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 31,fedorov@igic.ras.ru Ключевые слова: мышьяк, галлий, отходы, очистка, материалы Обобщены результаты систематических исследований физико-химических основ процессов и технологии высокочистых мышьяк- и галлийсодержащих соединений из нетрадиционного сырья – отходов промышленного производства изделий полупроводниковой техники и цветной металлургии. Основное внимание уделено переработке продуктов детоксикации (уничтожения) химического оружия (люизита) в высокочитый мышьяк и его соединия: трихлорид и оксид (III), арсин, элементоорганические соединения мышьяка, а также извлечению галлия из различных отходов полупроводникового производства и его глубокой очистке. В России нет рудных месторождений мышьяка, поэтому чрезвычайно актуален поиск альтернативной дешевой и технологичной сырьевой базы. Представлены данные по применению получаемых высокочистых веществ из нетрадиционного сырья в технологии полупроводниковых соединений AIIIBV. Показана целесообразность производства высокочистого мышьяка и галлия из нетрадиционного сырья.

С целью создания промышленного производства мышьяк- и галлийсодержащих веществ на новой сырьевой базе выполнен цикл физико-химических, технологических и экологических исследований и обоснованы приоритетные научно-технические направления, включая:

– научные: комплексный анализ исходного сырья для идентификации примесей, лабильных в процессах глубокой очистки веществ;

исследование химических превращений примесей в процессах синтеза и глубокой очистки веществ;

разработка физико химических основ (направленный синтез, статика, кинетика и гидродинамика процессов очистки – адсорбция, ректификация, сублимация, экстракция, кристаллизация);

– технологические: обоснование комплексных технологических схем получения высокочистых веществ;

разработка технологии;

выбор конструкционных материалов;

оптимизация процессов;

– производственные: создание опытно-промышленной аппаратуры в блочно-модульном исполнении;

выдача исходных данных на проектирование промышленного оборудования;

– экологические: оптимизация процессов с критерием минимальной экологической нагрузки;

регенерация отходов;

мониторинг по основным стадиям переработки;

– стандартизация и сертификация: разработка технических условий на высокочистые продукты, получение сертификатов качества и сертификатов соответствия.

Результаты исследований позволили разработать и реализовать экологически безопасные комплексные технологические схемы получения высокочистых мышьяксодержащих веществ и галлия из нетрадиционного сырья.

Получены и сертифицированы партии веществ с суммарным содержанием лимитируемых микропримесей на уровне 1*10-4 и 1*10-5 мас.%. Применение указанных веществ обеспечивает изготовление в производственных условиях полупроводниковых материалов на основе арсенида галлия и изделий микроэлектроники и оптики с высокими и воспроизводимыми характеристиками.

Создана экспериментальная технологическая линия по переработке технического мышьяка – продукта детоксикации люизита в высокочистый мышьяк и трихлорид мышьяка. Выданы исходные данные для проектирования унифицированного технологического оборудования в блочно-модульном варианте для производства мышьяка особой чистоты на объекте по уничтожению химического оружия.

Имеются все необходимые условия для организации выпуска из продуктов детоксикации люизита высокочистого мышьяка и его соединений, которые явятся основой для воссоздания в нашей стране производства полупроводниковых материалов для приоритетных направлений науки и техники.

5. СОСТАВ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЁВ ТВЁРДЫХ СПЛАВОВ ПОСЛЕ ЭИЛ МАТЕРИАЛАМИ, ПОЛУЧЕННЫМИ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ДВ РЕГИОНА Верхотуров А.Д., Гордиенко П.С.1, Коневцов Л.А.2, Панин Е.С.1, Кузьмичёв Е.Н.3, Гостищев В.В. Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт водных проблем и экологии ДВО РАН, 680000, г. Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65, Verhoturov36@mail.ru Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии ДВО РАН, Россия, г. Владивосток, Pavel.Gordienko@mail.ru Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт материаловедения ХНЦ ДВО РАН, Россия, 680042, г.

Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 153, konevts@narod.ru Дальневосточный университет путей сообщения, г. Хабаровск, 680021, ул. Серышева, д. 47, accord@festu.khv.ru Ключевые слова: минеральное сырьё, материалы, электроискровое легирование Введение. Для ресурсодобывающих стран и регионов, в том числе, Дальневосточного региона России, всё более острой становится проблема получения и использования материалов из минерального сырья с использованием высоких технологий. Для чего используют концентрированные потоки энергии, электрошлаковый переплав, алюминотермию, порошковую металлургию, а также электроискровое легирование для получения упрочняющих покрытий на вольфрамсодержащих твёрдых сплавах и других материалах. Метод электроискрового легирования вызывает нарастающий интерес исследователей из-за простоты его использования, высокой прочности связи упрочняющих покрытий с основой из токопроводящих материалов, низкой энергоёмкости, экологической чистоты.

В связи с этим в работе рассмотрен и исследован процесс электроискрового легирования вольфрамсодержащих твёрдых сплавов электродными материалами, полученными методами электрошлакового переплава и алюминотермии с использованием вольфрамсодержащего минерального сырья, а также других материалов. Такие исследования представляют практический и научный интерес, однако они отсутствуют в литературе.

Методика, материалы, оборудование. Методология данной работы состоит из двух последовательных этапов: методологии а) получения композиционного материала с использованием минерального сырья;

б) использования полученного материала для изготовления электродов (анодов), необходимых для осуществления процесса электроискрового легирования вольфрамсодержащих твёрдых сплавов, применяемых после этого в качестве режущего инструмента.

Процесс алюминотермии осуществляли внепечным способом в реакторе с жаропрочной футеровкой. Для улучшения условий формирования сплава в компактном виде в шихту вводили флюсы (CaО, CaF2), снижающие температуру. Электрошлаковый переплав выполнялся на спроектированной и изготовленной установке электрошлакового переплава с токами до 1000 А, напряжением В. Для электроискрового легирования вольфрамсодержащих твёрдых сплавов использовали установку “Корона-1101”. В качестве материала анода использовали полученные сплавы К1, К2;

катода – вольфрамсодержащие твёрдые сплавы: ВК8, Т5К10, Т15К6, Т30К4. Для исследования химического и фазового состава поверхностей – рентгеновский дифрактометр D8 ADVANCE, спектрометр (WDS/EDS), микроанализатор JXA-8100.

С использованием шеелитового концентрата и NiCr методом электрошлакового переплава получили новые электродные материалы К1 и К2;

алюминотермии – материалы Г1 и Г2;

комбинированным методом (алюминотермия, затем электрошлаковый переплав) – материал ГК1.

При электроискровом легировании вольфрамсодержащих твёрдых сплавов полученными электродными материалами выполнены исследования кинетики формирования легированного слоя, установлены зависимости времени легирования для достижения оптимальных значений удельного суммарного его привеса.

С использованием легирующих электродов, полученных методом алюминотермии (Mo-Cr, Mo-Cr-Тi) и комбинированным методом (Mo-Cr-Тi) проведены исследования эффективности процесса электроискрового легирования вольфрамсодержащих твёрдых сплавов с различным содержанием TiC. Предложены принципы выбора материала легирующих электродов для электроискрового легирования вольфрамсодержащих твёрдых сплавов. Наиболее эффективным является использование легирующих электродов Mo-Cr с содержанием 15 % TiC;

для электроискрового легирования вольфрамсодержащих твёрдых сплавов с низким содержанием TiC или без него – использование Mo-Cr-Ti.

Значительное влияние на формирование легированного слоя оказывает жаростойкость материала катода. Предложен критерий оценки эффективности формирования легированного слоя и его свойств, включающий соотношение жаростойкости материала катода из вольфрамсодержащих твёрдых сплавов и его твёрдости.

Рекомендательный вывод о выборе минерального сырья для электродных материалов при электроискровом легировании вольфрамсодержащих твёрдых сплавов, заключается в выборе минерального сырья, содержащего Cr, Mo, Ti.

При использовании полученных материалов из минерального сырья ДВ региона в качестве электродных материалов экспериментальными исследованиями подтверждена эффективность износостойкости вольфрамсодержащих твёрдых сплавов, которая повышалась на 30-40 % при резании стали 45.

6. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ГИДРОДИНАМИКА В РАЗРАБОТКЕ КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ Носков А.С.

Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН,630090, г.

Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 5, BIC@catalysis.ru Ключевые слова: вычислительная гидродинамика, катализ, реакторы В настоящее время вычислительная гидродинамика становится важным инструментом в исследовании процессов и аппаратов химической технологии. Приведенный анализ литературных данных показывает, что доля работ с применением этого метода составила в 2010г. почти 6% от числа всех публикаций по химической технологии издательства «Elsevier Science».

В лекции проведен анализ существующих и перспективных областей использования вычислительной гидродинамики в промышленных каталитических процессах.

На типичных примерах из разных областей химической технологии: разработки метода загрузки трубчатых реакторов, исследовании теплопереноса в реакторе гидрирования и изучении переходных процессов в автомобильных нейтрализаторах показаны возможности применения вычислительной гидродинамики при разработке различных технологий и каталитических процессов.

Особое значение методы вычислительной гидродинамики имеют для изучения быстропротекающих процессов с химической реакцией, так как влияние гидродинамики потока и теплопереноса на тепловой режим в частице катализатора очень сложно исследовать экспериментальными методами. В качестве примера в лекции приводятся данные анализа стартовых режимов автомобильных нейтрализаторов.

Применение вычислительной гидродинамики позволяет значительно сократить временные и стоимостные затраты на разработку новых эффективных аппаратов для химической технологии и оптимизацию существующих конструкций.

Дальнейшее развитие методов вычислительной гидродинамики, по-видимому, будет направлено на совместное решение гидродинамики газовых (газожидкостных) потоков и протекания сложной системы каталитических реакций на поверхности твердых частиц катализатора как в реакторах с неподвижным слоем, так и в реакторах с кипящим слоем и slurry реакторах. Это позволит сделать качественный шаг вперед в разработке эффективных конструкций реакторов, адекватных современным катализаторам.

7. КАТАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ВЫСШИХ -ОЛЕФИНОВ ИЗ ЭТИЛЕНА Белов Г.П.

Федеральное государственное бюджетное учреждение наукиИнститут проблем химической физики РАН,142432, г.

Черноголовка, Московская обл., проспект акад. Семенова, 1, gbelov@cat.icp.ac.ru Ключевые слова: этилен, бутен-1, гексен-1, октен-1, металлокомплексные катализаторы После открытия в середине 50-х годов прошлого столетия К.

Циглером и Д. Натта комплексных металлорганических катализаторов для полимеризации олефинов (этилена и пропилена) в передовых странах мира начала активно развиваться промышленность полиолефинов: полиэтилена и полипропилена.

Исследования этих полимеров показало, что их физико механические свойства, а также их способность к переработке методами литья, экструзии и прессования, могут сильно изменяться в зависимости от присутствия в полимерной цепи боковых алкильных групп: С2Н5, С4Н9, C6H13 и т.п. Последние образуются вследствие присутствия или специального добавления в этилен или пропилен, направляемый на полимеризацию небольших количеств высших -олефинов: бутена-1, гексена-1, октена-1 и т.п.

К началу 70-х годов ХХ века высшие -олефины можно было получить только из широкой фракции олефинов С4-С12+, которая образуется при крекинге или пиролизе нефтяных продуктов или продуктов неселективной олигомеризации этилена. Выделить из этой фракции индивидуальные линейные высшие -олефины:

бутены-1, гексен-1 или октен-1 – задача крайне сложная, т.к. как даже дорогая сверх четкая ректификация не позволяет отделить некоторые линейные и разветвленные высшие -олефины от олефинов. Присутствие -олефинов (даже в количествах менее 1% масс.) в бутене-1 или гексена-1 приводит к резкому снижению активности катализатора при полимеризации этилена или пропилена.

Поэтому уже в 70-х годах остро встал вопрос о разработке метода синтеза высших -олефинов непосредственно из этилена с применением комплексных металлорганических катализаторов.

Первым примером такого метода явился разработанный в период 70-х начала 80-х годов в ИПХФ РАН совместно с Грозненским филиалом ОНПО «Пластполимер» метод селективной димеризации этилена в бутен-1[1- 10].

Процесс получения бутена-1 полимеризационной чистоты по этому методу был реализован в начале 80-х годов на двух крупнейших в России заводах по производству полиэтилена в г.г.

Буденновске и Казани. Общий вид установки по синтезу бутена- (образца 80-х г.) и более усовершенствованной (по новой технологии) показаны на рис.1 и 2.

Рис.1. Общий вид установки получения бутена- Рис. 2. Общий вид установки получения бутена- Буденновск 1983 г. 3000 т/г. Казань 2008 г. 20 000 т/г.

Казань 1983 г. 3500 т/г Лицензия на этот процесс была куплена в середине 80-х годов Французским Институтом Нефти, который к настоящему времени построил в различных странах мира 30 установок, производящих 708 тыс. т. бутена-1[11]. В 2006 г потребности в бутене-1 и гексене 1 составляли соответственно 1,1 и 0,65 млн.т. Среднегодовое увеличение этой потребности до 2020 г прогнозируется в 5,3 и 4, % [11].

В последнее десятилетие наряду с гексеном-1 возрастает спрос на октен-1 и децен-1. Учитывая большой интерес к синтезу линейного полиэтилена низкой плотности, который может эффективно получен сополимеризацией этилена не только с бутеном-1, но и с гексеном-1, октеном-1 и др.) начиная с середины 70х годов начались поиски катализаторов в присутствии которых идет селективная олигомеризация этилена в эти a-олефины.

Основным направлением по поиску и разработке катализаторов для селективной олигомеризации этилена в гексен-1 были и остаются, как правило трех и более компонентные каталитические системы, включающие: соединения на основе 3-х валентного хрома, моно- и мультидентатные лиганды и Al-органические соединения (т.н.

катализаторы Филлипса). Первый промышленный процесс получения гексена-1 тримеризацией этилена был осуществлен в Катаре в 2003 г. по технологии объединенной компании Shevron и Phillips [12].

К настоящему времени в мировой патентной литературе опубликовано 200 патентов по проблеме получения гексена-1 путем селективной олигомеризации этилена, преимущественно тримеризацией этилена в гексен-1. Среди стран, имеющих наибольшее количество патентов (более 40 патентов) лидируют США и Япония. Среди других стран владеющих от 20 до патентов: ЮАР, Голландия, Италия, Франция, Англия, Германия, Китай, Саудовская Аравия. Различным аспектам селективной олигомеризации этилена в высшие линейные -олефины (преимущественно в гесен-1) посвящен ряд обзоров [13–17].

Главным потребителем октена-1 является расширяющееся с каждым годом многотоннажное производство линейного полиэтилена низкой плотности (рис.3) Рис.3. Основные потребители октена-1 по состоянию на конец 2006 г. [18] Основными источниками октена-1 до последнего времени являются два промышленных процесса: процесс фирмы Sasol путем гидроформилирования гептена-1 и процесс фирмы DowChemical димеризацией бутадиена с последующей теломеризацией с метанолом [14].

Oктен-1 может быть получен путем фракционной перегонки из смеси высших олефинов в процессах неселективной олигомеризации этилена. Содержание октена-1 в этой смеси не превышает 10-20 % масс. В процессе ShellHigherOlefinsProcess (SHOP) содержание октена-1 не превышает 11% масс. Захоор [19] применяя катализаторы на основе никеля получил до 19% масс.

октена-1. При олигомеризации этилена под действием AlR содержание октена-1 в смеси олефинов в зависимости от условий составляет 13-25% масс [20,21]. Селективность реакции олигомеризации по октену-1 при использовании 2,6 бис(имино)пиридильных комплексов Fe(II) и Co(II) в сочетании с МАО не превышает 20% масс. [22,23].

Системные исследования в области каталитической селективной олигомеризации этилена (тримеризации этилена в гексен-1), начатые в начале 90-х годов прошлого столетия и активно проводимые в последнее десятилетие привели к открытию нового направления в селективной олигомеризации этилена – тетрамеризации этилена в октен-1. В этой области очень активно работает несколько крупных научных групп и особенно большого успеха в этой области достигли исследователи фирмы Sasol.

Полученные ими данные легли в основу проектирования завода производства октена-1 и гексена-1 общей призводительностью 100 тыс.т./г олефинов. Пуск завода предполагается в 2013 г. [24]. В работе [24] систематизированы и проанализированы данные по активности, cелективности и условиям проведения реакции селективной олигомеризации этилена в октен-1 под действием хромсодержащих органических соединений в сочетании с алюминийорганическими соединениями. Кратко рассмотрены возможные схемы механизма образования октена-1 и побочных продуктов: циклических (метиленциклопентана и метилциклопентана) и высших (С8) линейных олефинов.

Литература 1. Belov G.P., Dzhabiev T.S., Dyachkovskii F.S. // Mechanisms of hydrocarbon reactions. Ed. by F.Martа and D.Kallo. Budapest.

Akademia Kiado. 1975. P.507.

2. ВерновП.А., ЛемаевН.В., ЛиакумовичА.Г., БеловГ.П., ГуцалюкЕ.В., КичигинЕ.В. // Нефтепереработка и нефтехимия.

1977. № 8. С.25.

3. Белов Г.П., Дьячковский Ф.С., Смирнов В.И. // Нефтехимия.

1978. Т.18. № 6. С. 891.

4. Belov G.P., Dzhabiev T.S., Kolesnikov I.M. // J. Mol. Catal. 1982.

V.14. № 1. P.105.

5. Belov G.P., Dzhabieva Z.M., Dyachkovskii F.S.. // Fundamental Research in Homogeneous CataIysis.. Ed. by A.E. Shilov. Gordon and Breach Sci. Publ. 1986. V.3. Р.1015.

6. БеловГ.П., ПсихаБ.Л., ФурманГ.А., ДавтянС.П., АгасарянА.В. // Нефтехимия. 1990.Т. 30. № 5. С.609.

7. Белов Г.П., Брикенштейн А.А., Герасина М.П., Дьячковский Ф.С.

// Нефтепереработка и нефтехимия. 1989. № 6. С.14.

8. Иванчев С.С., Жуков В.И., Белов Г.П., Иволгин С.Р., Гермашев А.И., Габутдинов М.С., Шестак Н.П. // Пластические массы. 1990.

№ 10. С.82.

9. Жуков В.И., Белов Г.П., Гермашев А.И., Валькович Г.В., Гершберг М.И., Саушкин Ю.И. // Пластические массы. 1996. № 5.

С.6.

10. Белов Г.П., Матковский П.Е. // Нефтехимии. 2010. T. 50. № 4.

С. 296.

11. http://www.axens.netAlpha Olefins, (02/03-4), PERP Report, Nexant Chem. Systems 12. Плаксунов Т.К., Белов Г.П., Потапов С.С. Высшие линейные олефины и сополимерыэтилена на их основе. Производство и применение. ИПХФ РАН. Черноголовка. 2008.292 с.

13. Van Jeenwen P.W.N.M., Clement N.D., Tschan M.J.-L. // Coord.

Chem. Rev. 2011.V. 255.№ 13–14. P. 1499.

14. DixonJ.T., GreenM.J., HessF.M., MorganD.H. J. // Organomet.

Chem. 2004. V. 689. № 23. P. 3641.

15. McGuinness D.S. // Chem. Rev. 2011. V.111. № 3. P. 2321.

16. Agapie Т. // Coord. Chem Rev. 2011.V. 255. № 7–8. Р. 861.

17. данныефирмы Nexant. Chem Systems;

http://65.74.131.134/reports/index.cfm?catID= 18. Zahor M.A., Sherehy F.A., Olabisi O. et al. // US Pat. 6184428.

19. Carrol W.L., Baker L. // US Pat. 3676523.

20. Carrol W.L., Baker L. // US Pat. 3906053.

21. Small B.L., Brookhart M. // J. Am. Chem. Soc. 1998. V. 120. № 28.

Р. 7143.

22. Britovsek G.J.P., Mastroianni S., Solan G.A., Bangh S.P.D., Redshow C., Gibson V.C., 23. White A.J.P., Williams D.J., Elsegood M.R.J. // Chem. Eur. J. 2000.

V. 6. № 12. Р. 2221.

24. Meche H. // Hydrocarbon processing. 2011. V.90. №. 3.

25. Белов Г.П. // Нефтехимия. 2012. Т.51. № 3. (в печати) 8. МЕХАНОХИМИЯ В КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ БИОВОЗОБНОВЛЯЕМОГО СЫРЬЯ Бычков А.Л., Ломовской О.И., Ломовский И.О.

Институт химии твёрдого тела и механохимии СО РАН, 630128, г.

Новосибирск, ул. Кутателадзе, 18;

bychkov.a.l@gmail.com Ключевые слова: механохимия, лигноцеллюлоза, ферменты Механохимические методы – различные виды измельчения, механической активации, аморфизации и т.д. широко используются для управления физико-химическими свойствами органических, неорганических, полимерных веществ, природных композитных материалов. Показано, что применение механохимических подходов позволяет реализовывать технологические процессы по комплексной, безотходной переработке биовозобновляемого растительного и микробиологического сырья, базирующиеся не только на увеличении выходов низкомолекулярных биологически активных веществ, но и на повышении реакционной способности высокомолекулярных лигноцеллюлозных компонентов клеточных стенок и последующей их конверсии в востребованные в народном хозяйстве продукты.

Наиболее распространенной операцией в механохимии является обработка индивидуальных веществ и их смесей в энергонапряжённых активаторах. И если процессы, протекающие при обработке низкомолекулярных неорганических, органических и даже полимерных веществ в целом хорошо описаны, то поведение биовозобновляемого сырья при механическом нагружении не достаточно изучено. Отчасти это вызвано многоуровневым структурированием биоматериалов: «ткани – клетки – клеточные стенки – надмолекулярные комплексы структурообразующих полимеров – индивидуальные полимеры». Очевидно, что при механохимической переработке сырья, структурированного подобным образом, приходится учитывать не только физико химические свойства индивидуальных компонентов, но и тип их взаимодействия между собой, свойства образованных надмолекулярных, тканевых структур.

Основным параметром, который необходимо учитывать при работе с низкомолекулярными соединениями (в основном из внутриклеточного содержимого) – термическая и устойчивость целевых компонентов. Показано, что существует ряд технологических условий, позволяющих механохимическими методами извлекать (чаще всего путём увеличения доступности для последующей экстракции в экстракторах или непосредственно в организме животных) из растительного сырья неустойчивые соединения, такие как гиперицин, серотонин, комплекс катехинов зелёного чая и многие другие.

Отдельной разновидностью механохимических процессов являются твердофазные реакции между веществами, протекающие при механическом нагружении. Так, добавление к гумин содержащему сырью специально подобранных щелочных агентов позволяет механохимически получать солевые формы гуминовых кислот в растворимой форме. Аналогичные подходы используются для получения других продуктов: хелатных комплексов кремнезёма и катехинов зелёного чая, солевых форм тритерпеновых кислот, биогенных аминов, гликозидов экдистероидов с моносахаридами.


Следующие компоненты клеток биовозобновляемого сырья – полимеры клеточных стенок – могут успешно подвергаться механохимической переработке в полупродукт для микробиологической конверсии. Предложенная совокупность механоферментативных операций – предварительная механическая активация лигноцеллюлозы и последующий ферментативный гидролиз – позволяет на первой стадии управлять реакционной способностью углеводов клеточных стенок, а на второй – при помощи комплексных целлюлозолитических ферментов гидролизовать предварительно активированные углеводы и переводить их в биодоступные мономерные или олигомерные формы. Полученный порошкообразный продукт может быть использован в качестве питательного субстрата для микроорганизмов при получении биоэтанола или биогаза.

Дрожжевые отходы получения биоэтанола в свою очередь являются перспективным источником маннанолигосахаридов и могут быть механохимически переработаны в экологически чистый маннанолигосахаридный заменитель кормовых антибиотиков для сельского хозяйства.

Таким образом, методы химии твёрдого тела и механохимии позволяют проводить комплексную конверсию многокомпонентного биовозобновляемого сырья. При необходимости, низкомолекулярные компоненты внутриклеточного содержимого, часто обладающие биологической активностью, переводятся в доступные химические формы и могут быть выделены при последующей экстракции с повышенными, относительно стандартных экстракционных методов, выходами и селективность. Либо, порошки, содержащие действующие вещества в доступной форме могут непосредственно применяться в качестве кормовой добавки в животноводстве, косметике или лечебно восстановительном питании. После экстракции низкомолекулярных компонентов полимеры клеточных стенок могут быть переработаны в востребованный углевод-содержащий субстрат для микробиологического получения биоэтанола и биогаза. Остатки лигнина с ковалентно связанными и недоступными для конверсии углеводами подлежат сжиганию в качестве экологически чистого, а главное возобновляемого, порошкового топлива. Остатки дрожжевой биомассы после получения биоэтанола также перерабатываются в востребованный продукт – маннанолигосахаридные препараты-заменители кормовых антибиотиков для животноводства.

9. МИКРОВОЛНОВОЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ В ПРОТОЧНОМ РЕЖИМЕ Ребров Е.В.1, Патил Н.2, Хессель В.2, Мулдайк Я.2, Хулсхоф Л.А.2, Схоутен Я.С. School of Chemistry and Chemical Engineering, Oueen’s University Belfast, BT9 5AG, Stranmillis Road, Belfast, UK. е.rebrov@qub.ac.uk Laboratory of Chemical Reactor Engineering, Eindhoven University of Technology, 5600 MB, P.O. Box 513, Eindhoven, the Netherlands Ключевые слова: микроволновой органический синтез, медная пленка, трубчатый реактор Для создания ресурсо- и энергосберегающих, технологий применение микроволнового излучения представляется одним из перспективных технологических направлений. Нагрев микроволновым излучением отличается высокой скоростью и большой эффективностью. Применение энергии микроволн вместо используемых в настоящее время в большинстве промышленных установок теплоносителей позволяет значительно упростить технологическую схему, исключив все процессы и аппараты, связанные с подготовкой теплоносителя, а также значительно сократить образование побочных продуктов и значительно уменьшить время синтеза [1]. Аппаратурное оформление процесса определяется применяемой микроволновой системой (мультимодовая или мономодовая), а также режимом проведения процесса (реактор периодического действия или проточный реактор). Небольшая глубина проникновения микроволнового излучения, всего несколько сантиметров (в зависимости от диэлектрических свойств растворителя), является основным недостатком реакторов периодического действия и ограничивает емкость применяющихся для нагрева реакторов.

В настоящей работе показана принципиальная возможность проведения реакций органического синтеза в проточном режиме в мономодовой микроволновой системе. Температурный профиль в микроволновой установке зависит от диэлектрических свойств жидкости и расположения каналов по отношению к линиям электрического поля. При размещении реактора в мономодовой камере изменяется локальная геометрия электромагнитного поля, что в случае растворителей с низким коэффициентом поглощения приводит к эффективному взаимодействию электромагнитного поля с веществом только при определенных значениях диаметра, соответствующих максимуму интенсивности поля внутри реактора.

В этом случае высокая эффективность микроволнового нагрева ( 95%) достигается при условии, когда диаметр реактора равен длине волны электромагнитного поля в соответствующей среде. При использовании спиртов в качестве растворителя оптимальный диаметр трубок расположен в области 3-4 мм.

Для увеличения производительности установки необходимо проведение процесса в нескольких трубчатых реакторах расположенных параллельно друг другу (рис. 1). При этом 1 4 3 Рис. 1. Схематическое Рис. 2. Расположение изображение трубчатого индивидуальных трубок реактора для микроволнового внутри полости органического синтеза теплообменника интенсивность поля уменьшается от центра к краям полости, поэтому для увеличения однородности поглощения микроволн на внутреннюю поверхность каждой трубки наносили тонкую пленку меди толщиной 200 нм. Проточный реактор состоял из параллельных кварцевых трубок (внутренний диаметр 3 мм) помещенных в полости противоточного теплообменника диаметром 14 мм (рис. 2). Скорость жидкости варьировали в интервале 0,5 - см3/мин. В качестве охладителя использовали растворитель с низким коэффициентом поглощения энергии микроволн (толуол).

Скорость потока охладителя варьировали в интервале 1-10 см3/мин.

Микроволновой реактор, сопряженный с противоточным микротеплообменником использовался для синтеза 1,3-дифенил-2 пропинил-пиперидина (Схема 1). Медная пленка, нанесенная на внутреннюю поверхность трубок выполняла роль катализатора.

Анализ продуктов реакции проводили при помощи газовой хроматографии и микро ЯМР.

Схема 1. Синтез 1,3-дифенил-2-пропинил-пиперидина.

В проточном режиме при температуре 70 оС производительность реактора достигала 12 кг продукта с килограмма катализатора в час, при этом эффективность использования энергии микроволн превышала Дальнейшее 4 95%.

кратное увеличение произво-дительности реактора достигалось за счет проведения реакции одновременно в четырех мономодовых камерах, соединенных при помощи Рис. 3. Схематическое изображение микроволновой волновода к источнику мономодовой микроволнового излучения установки (Рис. 3). Общая производительность установки достигала 1 кг продукта в сутки при этом не наблюдалось образования побочных продуктов реакции.

Литература 1. Е.В. Ребров, Микроволновой органический синтез в микроструктурированных реакторах, РХЖ 2 (2011) 34-42.

10. ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ В РЕГЕНЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ Самсонов Н.М., Бобе Л.С., Гаврилов Л.И., Кочетков А.А.

ОАО «НИИхиммаш», 127015, г. Москва, ул., Б.Новодмитровская, 14,lssd@niichimmash.ru Соловьёв В.А., Андрейчук П.О., Железняков А.Г.

РКК «Энергия», 14170, г. Королёв, ул. Ленина 4А, post@rsce.ru Синяк Ю.Е.

ИМБП РАН, 123007, г. Москва, Хорошевское шоссе, 76А, imbp.ru Ключевые слова: процессы, аппараты, химическая технология, жизнеобеспечение, космическая станция Реализация орбитальных и межпланетных полётов связана с совершенствованием систем жизнеобеспечения экипажа. Для реализации регенерационного жизнеобеспечения человека в ограниченном замкнутом пространстве космической станции были разработаны надёжные, малоотходные и малоэнергоёмкие химико технологические процессы регенерации воды, кислорода и атмосферы, методы осуществления этих процессов в двухфазных газожидкостных средах, аппаратура для работы в условиях космического полёта (в том числе при невесомости) и лётные системы регенерации. Подтверждена медико-биологическая совместимость регенерированных продуктов с человеком.

Регенерация воды.

Выбор процесса зависит от содержания примесей в исходной жидкости и требований к регенерированной воде.

Для малозагрязнённых жидкостей, например для конденсата атмосферной влаги и конденсата из оранжереи, наилучшим является метод очистки воды от растворённых примесей с использованием сорбционно-каталитических и ионообменных процессов вначале в газожидкостной и затем в жидкой фазе.

Используется принцип полной очистки до кондиций дистиллированной воды с последующим приготовлением из неё питьевой воды, путём введения солей, микроэлементов и консерванта. Все процессы в системе проходят при температуре и давлении жилого отсека станции. Очевидный интерес представляет процесс гетерогенного каталитического окисления трудно сорбирумых органических спиртов в газожидкостном потоке, проходящем через слой катализатора. Окислителем служит кислород транспортного воздуха. Расход энергии на регенерацию Втч на 1 литр получаемой питьевой воды.

Для мочи, содержащей значительное количество растворённых солей, используется метод извлечения паров воды из раствора путём дистилляции с последующей сорбционно каталитической очисткой дистиллята. Для реализации на станции «Мир» был принят метод низкотемпературной мембранной дистилляции, как наиболее простой и надежный в условиях невесомости. Этот метод обеспечивает требуемую температуру процесса (не выше 45°С) за счет испарения жидкости с поверхности мембран в парогазовую среду. На Международной космической станции (МКС) будет реализован более прогрессивный и менее энергоемкий метод многостадийной вакуумной дистилляции в центробежном много-ступенчатом дистилляторе с дополнительным термоэлектрическим тепловым насосом. Рекуперация тепловой энергии позволяет снизить удельные затраты энергии на дистилляцию в 10 раз по сравнению с системой без рекуперации: Втч/кг Н2О по сравнению с теплотой испарения/конденсации Втч/кг Н2О.


Санитарно-гигиеническая вода (жидкость средней загрязнённости) проходит предварительную тангенциальную мембранную фильтра-цию (ультрафильтрация и обратный осмос) с ионообменной доочисткой фильтрата.

Одним из принципиальных моментов является обеспечение отсутствия микрофлоры в регенерированной воде. Для этих целей используются консерванты (ионное серебро) и физические методы (пастеризация, электрохимическое воздействие и т.д.).

В итоге используется сочетание физико-химических процессов, обеспечивающих наиболее надёжное получение воды с требуемыми качествами при минимальных энерго- и массозатратах.

Регенерация кислорода.

Для регенерации кислорода используется метод электролиза циркулирующего водного раствора щёлочи (КОН) в электролизёре с гидрофильными мембранами и активированными сетчатыми электродами. Кислород и водород выносятся из электролизёра потоком жидкости и отделяются от жидкости в сепараторах с гидрофильными капиллярно-пористыми мембранами. Кислород очищается от примесей сорбционно-каталитическим методом.

Жидкость возвращается в циркуляционный контур. Использование активированных электродов-катализаторов позволяет снизить энергопотребление на электролиз более чем на 20%.

Регенерация атмосферы.

Очистка атмосферы от углекислого газа и вредных примесей проводится при сочетании методов сорбции и катализа, с термической и вакуумной регенерацией сорбентов. При очистке и концентрировании углекислого газа используются хемосорбенты, регенерируемые водяным паром. Концентрированный углекислый газ поступает в каталитический реактор, в котором после первоначального подогрева автомодельно осуществляется экзотермическая реакция соединения углекислого газа с водородом из электролизёра с образованием воды и метана по реакции Сабатье. Вода используется для электролиза, замыкая цикл регенерации атмосферы.

Методы организации и расчёт процессов.

Для организации гидродинамических, химико технологических и тепломассообменных процессов в двухфазных газожидкостных средах в условиях микрогравитации использованы динамические (центробежные, циклонные, прямоточные) и малоэнергоёмкие статические (использующие силы поверхностного натяжения с применением капиллярно-пористых мембран) способы и устройства для разделения сред газ-жидкость. Первоначально ряд основных способов был проверен экспериментально на искусственном спутнике Земли «Космос-382». Разработаны методы расчёта процессов на основе расширенной аналогии между массообменном и теплообменом.

Рассмотренные химико-технологические процессы регенерации и методы их осуществления в условиях космического полёта реализованы в системах жизнеобеспечения космических станций «Салют», Мир, МКС и разработках для станций нового поколения.

11. АДСОРБЦИОННЫЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕПЛОТРАНСФОРМАТОРЫ: ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА Аристов Ю.И.1, Окунев Б.Н. Институт катализа СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр.

академика Лаврентьева, 5, aristov@catalysis.ru Московский Государственный Университет, Химический факультет, 630090,г.Москва, Воробьевы горы, okunev@tech.chem.msu.ru Ключевые слова: адсорбция, запасание тепла, теплотрансформаторы, тепломассоперенос, новые функциональные материалы В работе обсуждается применение принципов и приемов химической технологии в адсорбционных и химических теплотранс-форматорах (АТТ/ХТТ) [1]. Эти устройства (тепловые насосы, холодильники, аккумуляторы теплоты) рассматривают как реальную альтернативу компрессионным машинам [2-4].

Около половины ископаемых топлив в мире тратится прямо или косвенно на нагрев и охлаждение [5]. АТТ/ХТТ позволяют 1) использовать топливо для нагрева гораздо эффективнее, чем существующие нагревательные устройства;

2) утилизировать тепловые отходы (ТО), которые сейчас просто выбрасываются (100% экономии топлива);

3) использовать для охлаждения низкотемпературные возобновляемые источники тепла;

4) запасать низкопотенциальное тепло;

и 5) повышать потенциал ТО для их повторного использования. Эти технологии в будущем могут обеспечить снижение потребления ископаемых топлив и выбросов СО2 как минимум на 30-35%, способствуя решению и энергетических, и экологических проблем.

АТТ/ХТТ лежат на границе между химической технологией и теплоэнергетикой [6]: их конечное предназначение – преобразование энергии, а средство для этого – термохимическая реакция или процесс адсорбции. Конструирование АТТ/ХТТ требует соответствующего выбора химической реакции (адсорбента) [7, 8], анализа ее термодинамики и кинетики, интенсификации тепло-массопереноса [9], минимальной внутрисистемной генерации энтропии [10] и пр. Общими с химической технологией являются и объекты исследования (реакции, адсорбенты, теплообменники). Термодинамические и макрокинетические принципы АТТ/ХТТ схожи с таковыми для адсорбционного разделения газов [11], регенерации адсорбентов [12], нестационарного катализа [13], многофазных процессов в пористой среде [14], тепло-массопереноса в зерне и слое адсорбента [11, 15].

В работе рассмотрены такие важные теоретические и практические аспекты АТТ/ХТТ как:

- максимальная эффективность циклов АТТ/ХТТ с точки зрения первого и второго законов термодинамики [1, 10, 16];

- минимальная температура регенерации адсорбента [17];

- адсорбент/реакция, оптимальные для данного цикла [7, 9, 18];

- синтез адсорбент со свойствами, близкими к оптимальному [8, 19];

- влияние на динамику изобарической ад-/десорбции формы изобары сорбции [20], и форма, оптимальная для АТТ/ХТТ [21];

- Стефановский поток и влияние несорбирующегося газа [22, 23];

- интенсификация теплопереноса в пористой среде при наличии большого градиента температуры [21];

- особенности массопереноса в пористой среде, частично заполненной жидкостью [24, 25];

- влияние на динамику АТТ/ХТТ граничных условий цикла, размера гранул адсорбента и числа его слоев [26];

- оптимизация системы «адсорбер – теплообменник» [9];

- экспериментальное и теоретическое моделирование связанного тепломассообмена в этой системе [21, 27].

Эти вопросы обсуждаются на основе работ, которые в течение последних десяти лет проводятся в Институте катализа СО РАН (г.

Новосибирск) и на Химическом факультете МГУ совместно с коллегами из Республики Беларусь, Украины, Италии, Японии, Китая, Германии и Великобритании.

Авторы благодарят РФФИ (99-03-32312, 02-03-32304, 05-02 16953, 07-08-13620, 08-08-00808, 10-08-91156) и ИНТАС (2003/51/ 6260) за частичную финансовую поддержку этих исследований.

Литература 1. Ю.И. Аристов, Теор. Основы Хим. Техн., 2008, 42, сс. 676-685.

2. U. Jakob, P. Kohlenbach, IIR Bulletin, 2010, N 5, pp. 34-40.

3. R.Z. Wang, R.G. Oliveira, Progress in Energy and Combustion Science, 2006, 32, рр. 424–458.

4. Ю.И. Аристов, Л.Л. Васильев, В.Е. Накоряков, Инж.-Физ. Ж, 2008, т. 80, N 1, сс. 19-48.

5. International Energy Agency, 2007, http://www.iea.org/papers/ 2007/Renewables_Heating_Cooling_Leaflet.pdf.

6. Yu.I. Aristov, D. Chalaev, B. Dawoud, L.I. Heifets, O. Popel, G.

Restuccia, Chem.Engn.J, 2007, v. 134, N 1-3, pp. 58-65.

7. Yu.I. Aristov, J. Chem. Engn. Japan, 2007, 40, N 13, pp. 1241-1251.

8. Ю.И. Аристов, Л.Г. Гордеева, М.М. Токарев, Композитные сорбенты «соль в пористой матрице»: синтез, свойства, применение. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008, 362с.

9. Yu.I. Aristov, Int. J. Refrig., 2009, v. 32, N 4, pp. 675-686.

10. В.Л. Зеленко, Л.И. Хейфец, Вестн. МГУ, сер. Химия, 2007, т. 48, сс. 12-16.

11. J. Kaerger, D.M. Ruthven, Diffusion in zeolites and other mi croporous solids. NY: JohnWiley, 1992.

12. Н.В. Кельцев, Основы адсорбционной техники. M.: Химия, 1984. 592 с.

13. Ю.Ш. Матрос, Нестационарные процессы в каталитических реакторах, Наука, Новосибирск, 1982. - 258 с.

14. Л.И. Хейфец, А.В. Неймарк, Многофазные процессы в пори стых средах, М.: Химия, 1982. – 320 с.

15. Д.А. Франк-Каменецкий, Диффузия и теплопередача в химической кинетике, М.: Издательство АН СССР, 1947.

16. V.E. Sharonov, Yu.I. Aristov, Chem. Engn. J, 2008, 136, 419-424.

17. Yu.I. Aristov, V.E. Sharonov, M.M. Tokarev, Chem. Engn. Sci., 2008, v. 63, N 11, pp. 2907-2912.

18. Yu.I. Aristov, Appl. Therm. Engn., 2012 (doi:10.1016/ j.applthermaleng.2011.09.003).

19. Ю.И. Аристов, Л. Г. Гордеева, Кинет. Катализ, 2009, 50, 72-79.

20. I.S. Glaznev et al, Int. J. Heat Mass Transfer, 2009, 52, 1774-1777.

21. B.N. Okunev et al, Int. J. Heat Mass Transfer, 2008, 51, 5872-5876.

22. I.S. Glaznev, Yu.I. Aristov, Int. J. Heat&Mass Transfer, 2008, v. 51, N 25-26, pp. 5823-5827.

23. B.N. Okunev et al, Int. J. Heat Mass Transfer, 2010, 53, 1283-1289.

24. Д.С. Овощников и др. Кинетика и катализ, 2011, Т. 52, 630-639.

25. L.G. Gordeeva, Yu.I. Aristov, Energy, 2010, v. 35, pp. 2703-2708.

26. I.S. Glaznev et al, Int. J. Heat Mass Transfer, 2010, 53, 1893-1898.

27. Yu.I. Aristov et al, Int. J. Heat Mass Transfer, 2008, 51, 4966-4972.

12. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ Капустин В.М.

ОАО «ВНИПИнефть», 105005, г. Москва, ул. Ф.Энгельса, д.32, стр.1, vnipineft@vnipineft.ru Ключевые слова: нефтепереработка, технологии, глубина переработки нефти, качество нефтепродуктов, катализаторы Происходящие в настоящее время структурные изменения на мировом рынке химической и нефтехимической индустрии, появление новых сильных игроков на традиционных рынках сбыта российской продукции усложняют позиции российских компаний в борьбе за рынки сбыта.

Добыча нефти в России в 2011 г. превысила прошлогодний результат на 1,2% и, по предварительной оценке составит 509 – 510 млн.т - очередной рекорд в современной истории, хотя в целом динамика роста за последние годы существенно замедлилась, что вполне ожидаемо, так как состояние ресурсной базы нефтедобычи неуклонно ухудшается.

Увеличение количества добываемой нефти, несколько повысило и объем перерабатываемых на Российских НПЗ нефтей.

Объемы переработанного сырья возросли на 4,7%. Вместе с тем, качество получаемых продуктов и структура практически не изменилось.

Выход мазута опять рос опережающими темпами, его было выпущено на 6,5 % больше прошлогоднего. В то же время производство наиболее востребованного в стране высокооктанового автомобильного бензина увеличилось всего на 2,1%., а авиационного керосина – на 2,9%. Дизельного топлива было получено на 3,5 % больше, чем в 2010 г.

Основными проблемами отрасли являются низкая глубина переработки нефти (72 %), невысокое качество выпускаемых нефтепродуктов, отсталая структура производства – минимум вторичных процессов, и недостаточное качество процессов, улучшающих качество получаемых продуктов, высокая степень износа основных фондов, и, как следствие, повышенный уровень энергопотребления. В связи с вводом в действие нового техрегламента на нефтепродукты, нефтяным компаниям необходимо осуществить реконструкцию действующих и строительство новых улучшающих качество топлив установок, включая установки гидроочистки топлив, изомеризации алкилирования, каталитического риформинга. Другим важным аспектом модернизации является углубление переработки нефти.

Актуальность этой проблемы возрастает в связи с резким сокращением рыночной ниши в Европе для российских производителей мазута. Для достижения к 2020 г. глубины переработки около 85% необходимо строительство новых установок по переработке нефтяных остатков, в т.ч. установок гидрокрекинга и замедленного коксования.

Отмечено, что необходимо активно внедрять современные процессы и технологии, позволяющие получать топлива для холодного и арктического климата. Особое внимание уделено технологиям и катализаторам процесса производства низкозастывающего дизельного топлива. Дан сравнительный анализ различных процессов и катализаторных систем таких процессов как низкотемпературная депарафинизация, каталитическая депарафинизация и каталитическая изодепарафинизация.

Рассмотрены проблемы отсутствия в России достаточных мощностей для удовлетворения спроса на зимние сорта дизельного топлива. Решениею этих проблем будет способствоать реализация проектов по вводу двухстадийных гидрокрекингов в Туапсе (ОАО «НК «Роснефть») и Киришах (ОАО «Сургутнефтегаз») с получением зимнего дизельного топлива;

строительство современной установки гидроочистки – гидроизомеризации в Ангарской НХК;

перевод установок гидроочистки дизельного топлива на процесс гидродепарафинизации в гг.: Ярославль, Кстово, Рязань, Кириши, Пермь, Куйбышев, Омск, Уфа, Нижнекамск;

строительство установок гидроочистки керосина мощностью 1,0 млн.т/г на предприятиях: Киришский НПЗ, Ангарский НХК, Омский НПЗ, Ярославский НПЗ.

Приведены современные технологии переработки нефтяных остатков, в т.ч. технологии каталитического крекинга, гидрокрекинга (производство топлив, производство масел), коксования, производства битума. Рассмотрены основные лицензиары процессов глубокой переработки нефтяного сырья.

Даны основные современные тенденции в развитии процесса каталитического крекинга, в т.ч. переработка утяжеленного нефтяного сырья и остатков, совмещение топливного и нефтехимического вариантов (производство бензина, дизтоплива, пропилена), сокращение контакта сырья и катализатора.

Рассмотрены перспективные технологии каталитического крекинга, включая Maxofin компании KBR, Мillisecond компании UOP.

Рассмотрены конкурентоспособные микросферические катализаторы процесса каталитического крекинга и описаны промышленные добавки в катализаторы крекинга, в т.ч. оксиды редкоземельных элементов, добавки для увеличения выхода олефинов и повышения октанового числа, для связывания оксидов серы и азота, промоторы дожига оксида углерода. Рассмотрены перспективы развития катализаторов крекинга с точки зрения уменьшения содержания редкоземельных элементов.

Обсуждены основные тенденции развития процесса гидрокрекинга, в т.ч. увеличение выхода жидких продуктов, осуществление процесса в трехфазном и движущемся слое катализатора. Рассмотрена перспективная технология гидроконверсии тяжелых нефтяных остатков в движущемся слое катализатора, разработанная ИНХС РАН. Описаны основные особенности данной технологии: применение нанокатализаторов, среднее давление 7-8 МПа, глубина переработки 90-92%, высокая гибкость по выходу продуктов. Проведено сопоставление процесса гидроконверсии с другими разрабатываемыми в мире технологиями, в т.ч. процессами H-Oil (Axens), LC- Fining (ChevronLummusGlobal), Uniflex (UOP), а также технологией гидрокрекинга тяжелых остатков компании Eni. Рассмотрены цеолитсодержащие катализаторы гидрокрекинга.

Рассмотрен ряд перспективных технологий термических процессов, включая технологии коксования. Дан обзор ввода комплексов глубокой переработки нефти, предусмотренные генсхемой развития отрасли до 2020г. Проанализировано состояние ряда ключевых проектов по глубокой переработке нефти.ОАО «ВНИПИнефть», являясь ведущей российской инжиниринговой компанией, готово оказывать весь комплекс инжиниринговых услуг, необходимых для внедрения в промышленность современных процессов переработки нефтяных остатков.

13. ПОЛУЧЕНИЕ ТОПЛИВ И ХИМИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ ИЗ ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ Стрижакова Ю.А.1, Мовсум-заде Э.М.2, Лапидус А.Л. Самарский государственный технический университет, 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, strizhakova@mail.ru Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450062, г. Уфа, ул.Космонавтов, 1, EldarMM@yahoo.com Российский государствееный университет нефти и газа им.И.М.Губкина, 119991, г. Москва, Ленинский проспект, 65, albert@ioc.ac.ru Ключевые слова: горючие сланцы, моторные топлива, химические продукты Запасы твердых горючих ископаемых (ТГИ) в нашей стране весьма велики. Основными источниками ТГИ являются угли, сланцы, торф. По нашему мнению, горючие сланцы занимают в этом ряду особое место, поскольку для ряда месторождений содержание в них водорода велико и достигает 6-8%. Эти величины близки к характеристикам нефтей. Поэтому горючие сланцы можно рассматривать как сырьевой ресурс, который может заменить нефтяные источники. Переработку горючих сланцев в жидкие топлива и сырье для химической промышленности можно осуществить двумя путями: пиролизом, т.е. воздействием высоких температур (750-850°С), либо газификацией. В процессах термической переработки горючих сланцев всегда наряду с жидкими и газообразными углеводородными продуктами образуется большое количество кислородсодержащих соединений, которые могут быть применены в химической промышленности, а также как моторные топлива.

Из получаемых при переработке горючих сланцев жидких углеводородов могут быть получены высококачественные моторные топлива: бензин, дизельное и реактивное топлива.

Смола пиролиза сланцев до сих пор исследована недостаточно. Отличительной особенностью этих смол является наличие больших количеств фенолов. Состав подобных смол зависит как от природы и строения сланцев, так и от условий их термической переработки или газификации. Наряду с фенолами в полученных смолах содержатся низкомолекулярные углеводороды (парафины и олефины С3-С4), которые могут быть использованы как компоненты моторных топлив.

14. ПРОГНОЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЭТАНОЛА В КАЧЕСТВЕ АЛЬТЕРНАТИВНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ НЕФТЕХИМИИ Третьяков В.Ф.

Институт нефтехимического синтеза Российской академии наук, 119991, ГСП-1, г. Москва, Ленинский проспект, д.29, tretjakov@ips.ac.ru Ключевые слова: биоэтанол, ароматические углеводороды, этилен, топливо, бензин, экология, цеолит HZSM- На сегодняшний день в связи с сокращением мировых запасов нефти наиболее актуальной задачей становится поиск новых альтернативных источников получения органического сырья и традиционных моторных топлив. Одним из таких возобновляемых источников является этиловый спирт, полученный ферментацией биомассы. К тому же использование биоэтанола может рассматриваться как один из методов снижения эмиссии углекислого газа. Возможность получения компонентов моторных топлив позволяет рассматривать биоэтанол как реальное сырьё для производства глобальных топлив. В отсутствие нефти получение их из возобновляемого сырья станет реальной необходимостью.

Представленные данные свидетельствуют, что каталитическая конверсия этанола, полученного ферментацией биомассы, является альтернативой традиционным процессам переработки нефтяного сырья.

Прогноз роста вклада возобновляемых источников энергии в мировой энергетический баланс до 2040 г. представлен в табл. 1.

Из приведенного прогноза очевидно, что в течение ближайшего десятилетия востребованность в биомассе возрастает в полтора раза.

В качестве катализаторов применяют цеолиты типа ZSM-5, которые проявляют активность в реакциях превращения этилового спирта в этилен и другие углеводороды. При переработке биоэтанола можно получить ряд ценных химических веществ, таких как ацетальдегид, этилацетат, водород, этилен, а также жидкий продукт, состав которого представлен широким набором углеводородов.

Таблица Прогноз роста вклада возобновляемых источников энергии в мировой энергетический баланс (%)* Годы Технологии 1996- 2001- 2010- 2020- 2030 2001 2010 2020 2030 Биомасса 2 2.2 3.1 3.3 2. Большие ГЭС 2 2 1 1 Малые ГЭС 6 8 10 8 Ветер 33 28 20 7 Фотоэлектричество 25 28 30 25 Солнечное 10 16 16 14 теплоснабжение Солнечное 2 16 22 18 электроснабжение Геотермальная 6 8 8 6 Морская (приливы, — 8 15 22 волны) * A. Zervos, Сh. Lius, O. Schrafer. Tomorrow's world, Renewable energy world. 2004,V.7,n 4.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.