Научное издание создано на основе личного опыта, связанного с разработкой и внедрением присадок различного функционального назначения для топлив, а также преподаванием курса классического предмета "Коллоидная химия. Поверхностные явления и дисперсные системы" и спецглав этого курса для студентов магистрантов факультета "Химическая технология и экология" РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина. В настоящем издании представлены современные представления о присадках, улучшающих качество моторных топлив, и механизме действия присадок различного функционального назначения, с позиций межмолекулярных взаимодействий в топливных дисперсных системах. Монография состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературы. В первой главе описаны виды топлив, которые в настоящее время производятся в России и в Странах ЕС, а также современные требования, которые предъявляются к их качеству. Во второй главе представлен ассортимент присадок, используемых для повышения качества современных дизельных и газоконденсатных топлив. Среди них, цетаноповышающие, депрессорные и депрессорно-диспергирующие, противоизносные, антидымные и многофункциональные присадки. В третьей главе рассмотрены закономерности влияния концентрации и химической структуры присадок на их эффективность в дизельных и газоконденсатных топливах. В частности, проанализированы зависимости цетанового числа, предельной температуры фильтруемости, температуры застывания, температуры помутнения, седиментационной устойчивости и смазывающей способности топлив от концентрации в них присадок соответствующего функционального назначения. Кроме того, рассмотрены закономерности получения многофункциональных присадок, позволяющих улучшать качество топлив одновременно по нескольким показателям. В четвертой главе впервые рассмотрен механизм действия присадок различного функционального назначения в дизельных и газоконденсатных топлива, с классический позиций химии дисперсных систем и поверхностных явлейний. Впервые доказано, что механизм стабилизирующего действия присадок является ответственным за их эффективность в топливах. В пятой главе представлен анализ различных присадок, используемых в настоящее время для повышения октановых чисел бензинов. В шестой главе рассмотрены технологические аспекты производства различных присадок к топливам. Представлены принципиальные технологические схемы производства депрессорных, депрессорно-диспергирующих и многофункциональных присадок для дизельных и газоконденсатных топлив, а также принципиальные технологические схемы производства антидетонаторов для бензинов. Седьмая глава посвящена выявлению особенностей применения присадок в топливах.

Асфальтены, выделенные из Усинской нефти, методом дробного осаждения разделены на отдельные фракции. Проведен термолиз исходных асфальтенов и их фракций. По данным исследования элементного и группового состава продуктов термолиза и определения молекулярных масс рассчитано сдержание сульфидной, тиациклановой и ароматической типов серы в молекулах исходных асфальтенов и их фракций. Показано, что количество алкилсульфидного функционального типа серы зависит от ММ асфальтенов и влияет на выход продуктов термолиза.

На примере прямогонной дизельной фракции с высоким исходным содержанием серы выявлена зависимость глубины окисления сернистых соединений от продолжительности, температуры окисления, количества вводимого окислителя. Получены данные о скоростях окисления гомологов бензо- и дибензотиофенов в зависимости от количества и положения в них алкильных заместителей при протекании конкурирующих реакций окисления различных компонентов дизельной фракции. Рассчитаны эффективные константы скоростей реакций окисления сренистых соединений в процессе окислительного обессеривани. Предложен механизм взаимодействия сренистых соединений дизельной фракции с окислителем.

Проведено сравнение эффективности двухстадийного процесса обессеривания - комбинации окисления различными окислителями (озон, пероксиды) с обычным процессом гидроочистки. Изучено влияние количества окислителя и условий проведения процесса степень окисления сернистых соединений. Проанализированы изменения группового состава насыщенных и ароматических углеводородов, сернистых соединений насыщенного и ароматического характера, происходящие при окислении образца и последующей адсорбционной очистке полученных продуктов.

В книге изложены основные сведения по гидродинамике, тепло- и массообмену гетерогенно-каталитических процессов в кипящем слое; рассмотрены реакторы кипящего слоя, принципы расчета аппаратов; описаны технологические процессы каталитиеского окисления, гидрирования и дегидрирования, крекинга и риформинга нефтепродуктов и др. Второе издание книги (1-е изд. - 1971 г.) переработано с учетом достижений в области исследования и технологии каталитических процессов в кипящем слое, дополнительно описанием некоторых новых процессов. Книга рассчитана на инженерно-технических и научных работников химической, нефтеперерабатывающей, энергетической и газовой промышленности, а также может служить пособием для студентов изучающих инженерные основы катализа.

Изучено совместное промотирующее влияние нанопорошков циркония и молибдена на каталитические свойства цеолита типа ZSM-5 с различным силикатным модулем в процессе конверсии природного газа в жидкие углеводороды. С помощью методов термического анализа и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения получены данные о количестве и природе коксовых отложений, образующихся в ходе реакции на поверхности катализатора Zr-Mo/ZSM-5. Показано, что добавка циркония к Mo-содержащему цеолиту приводит к повышению активности и селективности катализатора в образовании ароматических углеводородов из компонентов природного газа. Установлено, что максимальное количество ароматических соединений образуется в присутствии цеолита с силикатным модулем 40, содержащим 0,5% Zr и 4,0% Mo.

Исследовано влияние способа получения Fe- и In-содержащих цеолитов на их физико-химические и каталитические свойства в процессах конверсии метанола в углеводороды и облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти. Введение In и Fe в цеолит повышает время стабильной работы катализаторов в конверсии метана и увеличивает их селективность в отношении образования алкенов и изоалканов. Наиболее эффективными катализаторами для получения высокооктановых бензинов из прямогонного бензина являются цеолиты, содержащие нанопорошки железа и индия.

Методом гидротермальной кристаллизации с использованием гексаметилендиамина в качестве темплата синтезированы индийсодержащие цеолиты. Исследованы их физико-химические и каталитические свойства в процессе конверсии метанола в углеводороды. Показано, что полученные катализаторы проявляют высокую каталитическую активность - конверсия метанола составляет 100%. Установлено, что введение индия в цеолит увеличивает селективность катализатора в отношении образования олефинов, что обусловлено снижением силы и концентрации его кислотных центров.

В монографии освещены различные аспекты катализа процессов получения синтетических жидких и газообразных топлив, органических веществ из угля и древесины. Рассмотрены особенности применения катализаторов в переработке твердого топлива, примеры использования гомо- и гетерогенных катализаторов окислительно-восстановительного и кислотно-основного действия в процессах пиролиза, окисления, газификации, ожижения угольного и растительного сырья, гидролиза и делигнификации древесины. Обсуждены вопросы создания экологически уравновешенных технологий комплексной переработки твердого органического сырья на базе интегрирования каталитических процессов. Книга представляет интерес как для научных сотрудников, специализирующихся в области катализа, углехимии, химической переработки древесины, так и для инженерно-технических работников химической, углехимической, лесохимической, целлюлозно-бумажной отраслей промышленности. Монография может быть полезна при чтении курсов лекций по вопросам органического катализа, углехимии и лесохимии.