Open Access
Access granted
Subscription Access
Vol 64, No 2 (2024)
Articles
Современные достижения в области каталитической переработки лигнинсодержащей биомассы в ценные химические продукты (обзор)
Abstract
Рассмотрены проблемы переработки биомассы растительного происхождения, связанные с получением компонентов топлив и химикатов. Особое внимание уделено работам, связанным с применением альтернативных компонентов каталитических систем, внедрением новых экологически чистых материалов, которые улучшают качество получаемых с их использованием химических соединений. Подробно обсуждаются процессы пиролиза (в т.ч. каталитического пиролиза) и гидродезоксигенации кислородсодержащих полимеров биомассы.
99–125
Применение углеродного остатка переработки лигнина в качестве адсорбента для органических соединений
Abstract
В работе представлены результаты по использованию углеродного остатка плазменно-каталитического пиролиза лигнина в качестве адсорбента для ряда модельных органических соединений и гудрона. Показана возможность пиролитической переработки адсорбированных соединений под действием микроволнового излучения (МВИ). Изучена зависимость нанесенного железа на скорость и глубину переработки адсорбированных органических соединений. Показано, что нанесение 5 мас. % Fe позволяет достигать 100%-ной конверсии адсорбата при температурах на 100–50°С ниже, чем при использовании немодифицированного углеродного адсорбента. Деструкция адсорбата в токе углекислого газа под действием МВИ позволяет получать синтез-газ состава 2Н2 : 1СО с выходом до 15–25%.
126–137
Ионное алкилирование адамантана пропиленом в приближениях B3LYP/6-31G* и B3LYP-D3(BJ)/6-311++G**: влияние расширения базиса и дисперсионных поправок
Abstract
Алкениладамантаны и полимеры на их основе относятся к широко применяемым соединениям ввиду своих уникальных свойств. В случае ионного алкилирования адамантана низкомолекулярными олефинами при использовании кислотных катализаторов в качестве продуктов реакции образуются, помимо насыщенных, также и ненасыщенные углеводороды. На примере взаимодействия адамантана с пропиленом проведено сравнение результатов квантово-химических расчетов, выполненных в приближениях B3LYP/6-31G* и B3LYP-D3(BJ)/6-311++G**. Изучено влияние дисперсионных поправок Гримме и расширения базиса на термодинамику и кинетику реакций. Хлорид алюминия применяли в качестве модели кислотного катализатора. Термодинамические характеристики изучены на примере полной энергии при 0 K (ΔE0) и свободной энергии Гиббса (ΔG298) при 298 K. Длины связей и валентные углы одинаково воспроизводятся обоими методами. Частоты гармонических колебаний без учeта масштабирующих множителей завышаются в случае обоих приближений. При этом данные B3LYP-D3(BJ)/6-311++G** оказываются ближе к экспериментальным данным. Разница значений ΔE0 и ΔG298 составляет максимум 4 ккал/моль в случае углеводородов и доходит до 7 ккал/моль при наличии анионов из элементов третьего периода (AlCl4–). Переходные состояния и энергии активации обоих приближений не совпадают, поэтому для изучения механизмов реакций с участием адамантана необходим переход от B3LYP/6-31G* к расширенным базисам и учет дисперсионных эффектов.
138–147
Определение закономерностей совместного превращения одноатомного спирта алифатического ряда и парафина нормального строения в условиях каталитического крекинга на примере модельной смеси н-гексадекан–изопропанол
Abstract
Определены закономерности совместного крекинга одноатомного спирта алифатического ряда и парафина нормального строения на примере модельной смеси н-гексадекан–изопропанол. Анализ температурных зависимостей константы скорости крекинга н-гексадекана и н-гексадекана в смеси с изопропанолом указывает на эффект промотирования крекинга углеводорода при его совместном превращении с алифатическим спиртом. Данные о составе продуктов крекинга модельной смеси показывают, что характер распределения продуктов в присутствии алифатического спирта существенно не меняется. Основную часть газообразных продуктов составляет пропан-пропиленовая фракция. Методом DFT-моделирования показана разница в энергиях адсорбции н-гексадекана и изопропанола при температурах крекинга.
148–162
Катализаторы на основе оксида вольфрама и Al–SBA-15 для окисления сернистых соединений нефтяного происхождения
Abstract
Синтезированные катализаторы на основе оксида вольфрама и содержащего алюминий мезопористого носителя Al–SBA-15 исследованы в окислении пероксидом водорода серосодержащих соединений нефтяного происхождения. Катализаторы исследованы методами низкотемпературной адсорбции–десорбции азота, рентгенофазового анализа (РФА), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) с элементным картированием, ядерного магнитного резонанса (ЯМР), термопрограммируемой десорбции аммиака, ИК-спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС). Изучена зависимость конверсии дибензотиофена (ДБТ) от продолжительности реакции, температуры, состава, кислотности, количества катализатора и количества окислителя. Подобраны оптимальные условия окисления модельной смеси на основе ДБТ с содержанием серы 10000 ppm: 80°С, 3 мас. % катализатора, 3 мл ацетонитрила, 60 мин. После промывки катализаторов от продуктов окисления они могут быть повторно использованы не менее пяти циклов без значительной потери своей активности.
163–174
4-ацетилимидазолы ― новый тип полифункциональных антидетонационных присадок к моторным топливам
Abstract
Исследование посвящено поиску новых антидетонационных присадок к моторным топливам. Впервые в качестве присадок были использованы 4-ацетилимидазолы, сочетающие в себе оксигенатный и азотсодержащий структурные фрагменты, характерные для октанповышающих соединений. Установлено, что исследуемые соединения обладают достаточно высокими октановыми числами смешения по исследовательскому методу (ОЧИ), близкими к показателю для N-метиланилина и превышающими таковые для N-содержащих гетероциклов и карбонильных соединений, что можно объяснить внутримолекулярным синергетическим эффектом двух октанповышающих структурных фрагментов в молекуле 4-ацетилимидазола. Показано, что добавка 4-ацетилимидазолов в количестве 0.15 мас. % к тяжелому риформату позволяет без дополнительных энергетических затрат повысить его ОЧИ до 1.5 единиц и получить на его основе автомобильный бензин марки АИ-100-К5. Более высокая удельная теплота сгорания исследуемых 4-ацетилимидазолов по сравнению с таковой для известных октанповышающих присадок (диметилкетона, метил-трет-бутилового эфира, N-метиланилина) обеспечит высокую энергоэффективность топлива и снижение его расхода. Показано, что 4-ацетилимидазолы могут являться перспективными полифункциональными присадками к автомобильному бензину для улучшения его экологических и эксплуатационных характеристик.
175–180