Настоящий сборник издается в связи с 25-летием Института химии и химической технологии Сибирского отделения Российской Академии наук. Представлены статьи ведущих ученых Института, отражающие его достижения за последние 5 лет в области химико-металлургических процессов, химии цветных, редких и благородных металлов, химии и каталитической переработки природного органического сырья (древесной биомассы, угля, природного газа), проблем материаловедения и создания новых материалов для различных областей техники, медицины, фармакологии и др. Для научных сотрудников, преподавателей вузов, аспирантов, студентов.

Представлены результаты исследования превращения метана в неокислительных условиях на молибденсодержащих цеолитных катализаторах, приготовленных методом твердофазного синтеза с использованием наноразмерного порошка Мо. Установлены кинетические закономерности протекания процесса при различных условиях реакции дегидроароматизации метана. Показано, что процесс конверсии метана может протекать как во внешнедиффузионной, так и в кинетической области в зависимости от расхода исходного сырья.

Изучен процесс превращения широкой фракции легких углеводородов в ароматические соединения в присутствии высококремнеземных цеолитных катализаторов. Показано, что основные параметры процесса - температура, давление и расход сырья, а также состав катализатора и соотношение компонентов в исходной газообразной смеси - оказывают существенное влияние на конверсию газообразных углеводородов и выход жидких продуктов. Установлено, что проведение окислительной регенерации каталазатора, отработавшего в одном реакционном цикле не менее 100 ч. приводит к практически полному восстановлению его первоначальной активности.

Показано, что на Мо-содержащих цеолитах типа пентасила с различным составом каркаса при 750 оС протекает неокислительная дигидроароматизация метана, которая сопровождается дезактивацией катализаторов вследствие коксообразования. Изучено влияние объемной скорости подачи метана и состава цеолитной матрицы на количество и свойства образующих продуктов уплотнения. Установлено, что наименьшее количество кокса, характеризующегося относительно невысокой степенью поликонденсации, образуется на цеолите с SiО2/Al2О3=40, содержащем наночастицы МО.

Изучен процесс неокислительной конверсии метана в ароматические углеводороды на цеолитах, модифицированных Mo и Ni. Методом просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения исследована структура и состав Ni-Mo/ZSM-5-катализаторов. Было показано, что в системе имеется два типа частиц: кластеры молибдена (размером 1 нм) во внутренних каналих цеолита, частицы карбида Mo и Ni-Mo на поверхности цеолита. На частицах Ni-Mo наблюдался рост нанотрубок. Изучено влияние добавки никеля к 4,0% Mo/ZSM-5-катализатору.

Исследована неокислительная конверсия метана в ароматические углеводороды на высоких кремнеземных цеолитах ZSM-5, модифицированных наноразмерными порошками молибдена (4,0 мас.%) и серебра (0.1-0.5 мас.%). С помощью метода термопрограммированной десорбции аммиака получены данные о кислотных характеристиках катализаторов. Методами просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения и спектроскопии рентгеновского характеристического излучения исследована микроструктура и состав каталитических систем Ag-Mo/ZSM-5. Показано, что модифицирование Мо-содержащего цеолита серебром приводит к повышению его активности и стабильности в процессе неокислительной конверсии метана в ароматические углеводороды.

Монография о выдающемся российском и советском ученом, основоположнике науки о нефти в нашей стране академике Сергее Семеновиче Наметкине. В книгу включены основные труды С. С. Наметкина в области исследования химического состава нефти и природного газа основных месторождений этих горючих ископаемых, открытых и разрабатываемых в то время в СССР. Значительное место в монографии уделено открытой С. С. Наметкиным новой реакции гидро- и дегидрополимеризации олефинов, проблемам горюче-смазочных материалов. Монография содержит также итоги некоторых современных научно-исследовательских работ по изучению состава нефти, по переработке природного газа, по присадкам к смазочным маслам и др., демонстрирующие преемственность идей и взглядов С. С. Наметкина, их воплощение в наши дни. Монография предназначена для широкого круга читателей, в первую очередь молодых ученых и специалистов, интересующихся историей развития науки о нефти, трансформацией аналитических методов и подходов к решению проблем состава нефти и природного газа и путях их переработки.

Настоящий сборник издается в связи с 25-летием Института химии и химической технологии Сибирского отделения Российской Академии наук. Представлены статьи ведущих ученых Института, отражающие его достижения за последние 5 лет в области химико-металлургических процессов, химии цветных, редких и благородных металлов, химии и каталитической переработки природного органического сырья (древесной биомассы, угля, природного газа), проблем материаловедения и создания новых материалов для различных областей техники, медицины, фармакологии и др. Для научных сотрудников, преподавателей вузов, аспирантов, студентов.

Методом гидротермального синтеза из щелочных алюмокремнегелей получены цеолиты структурного типа ZSM-5, ZSM-8, ZSM-11 и ZSM-12, которые модифицировались цинком методом пропитки. Изучены их кислотные свойства и установлено, что катализаторы отличаются друг от друга распределением и соотношением кислотных центров разного типа. Показана возможность прямой химической переработки этана в ароматические углеводороды на Zn-содержащих цеолитах различного структурного типа. Установлено влияние структуры высококремнеземных цеолитов на активность и селективность приготовленных на их основе Zn-содержащих катализаторов. Показано, что наиболее эффективным ктализатором процесса превращения этана в ароматические углеводороды является цеолит структурного типа ZSM-5, модифицированный цинком.

В реакции окислительного каталитического превращения природного газа изучено влияние высших углеводородв С2-С3 и сероводорода на процесс синтеза этилена. Показано, что присутствие высших углеводородов увеличивает производительность по этилену. При осуществлении реакции димеризации метана и дегидрирования С2-С3 углеводородов наблюдается перегрев реактора со снижением селективности процесса. Предложен способ реализации конверсии природного газа в этилен.

В работе представлены результаты исследований влияния структуры, морфологии и состава носителя Мо-содержащих цеолитных катализаторов на их активность в процессе неокислительной конверсии метана. Показана роль структурообразующей добавки, используемой при синтезе высококремнеземных цеолитов, на физико-химические и кислотные свойства полученных каталитических систем. Установлена зависимость активности и стабильности Мо-содержащих катализаторов от мольного отношения SiO2/Al2O3 в исходных цеолитах.

Изучен процесс дезактивации вольфрамсодержащего цеолита на различных стадиях неокислительной конверсии метана в ароматические углеводороды. Выявлены факторы, приводящие к снижению активности катализатора. Исследовано распределение и состояние активных компонентов в каталитической ситеме. Установлена природа и определено количество углеродных отложений, образующихся на исследуемом катализаторе в ходе реакции.

С использованием различных структурообразующих добавок и без них синтезированы высококремнеземные цеолиты структурного типа ZSM-5, на основе которых приготовлены Мо-содержащие каталитические системы. Исследованы их физико-химические свойства и активность в процессе неокислительной конверсии метана. Установлена высокая ароматизирующая активность и стабильность катализатора Мо/ZSM-5, полученного на основе цеолита, синтезированного с гексаметилендиамином.

Исследована конверсия этана в ароматические углеводороды на высококремнеземном цеолите ZSM-5 структурного типа, модифицированном цинком с использованием метода пропитки. Методами термопрограммированной десорбции аммиака, дифференциального термического анализа, просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения и спектроскопии характеристического рентгеновского излучения изучен процесс дезактивации Zn-содержащего цеолитного катализатора на различных стадиях конверсии этана и установлены природа и распределение активных фаз и коксовых отложений на его поверхности. Показано, что катализатор Zn/ZSM-5 характеризуется относительно высокой активностью и стабильностью в процессе превращения этана в ароматические углеводороды.

Изучены кислотные свойства и каталитическая активнсоть модифицированных платиной и галлием высококремнеземных цеолитов типа ZSM-5 в процессе совместной конверсии бутана и гексана. Показано, что введение модифицирующих металлов (Ga, Pt) на стадии гидротермального синтеза изменяет кислотные и каталитические свойства исходного цеолита. Наибольшую эффективнсоть в процесс ароматизации исследуемых алканов проявляет Ga-HZSM-5. На всех образцах (H-ZSM-5, Ga-HZSM-5, Pt-HZSM-5) эффект своместного превращения бутана и гексана не обнаружен.

Исследован процесс неокислительной конверсии метана в ароматические углеводороды на цеолите, модифицированном наноразмерным порошком вольфрама. Установлено, что наибольшая конверсия метана и максимальный выход ароматических углеводородов достигаются на катализаторе, содержащем 8.0 мас.% W. Методами просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения и спектроскопии рентгеновского характеристического излучения изучена природа и распределение активных фаз в W-содержащем цеолите. Исследован процесс дезактивации катализатора W-HZSM-5 на различных стадиях конверсии метана и установлено распределение коксовых отложений на его поверхности.

В сборнике представлены результаты научных исследований в области каталитической конверсии углеводородов. Опубликованы оригинальные работы, посвященные приготовлению и исследованию катализаторов и процессов каталитической конверсии метана и его гомологов под давлением, способом подготовки природного газа к дальнейшему транспорту и химической переработке в водород и другие ценные продукты. Расчитан на научных работников, инженеров-химиков, аспирантов, студентов, интересующихся вопросами химической переработки углеводородов и проблемой производства водорода, широко применяемого в химической, нефтеперерабатывающей, металлургической и пищевой промышленности.

Книга представляет собой первое учебное пособие по газохимии, написанное отечественными авторами. В нем впервые дано систематическое изложение современных достижений и воззрений в этой области, начиная с подготовки природных газов к переработке до его химической переработки. В учебном пособии рассматривается значение природных газов в экономике и энергетике, состав углеводородных газов, их физические и химические свойства, современное состояние и перспективы развития газоперерабатывающей промышленности в России и за рубежом. Описаны основные направления использования и переработки природных газов: осушка и очистка газов, методы разделения их на компоненты, переработка компонентов природных газов в ценные химические продукты. Учебное пособие предназначено для студентов, проходящих подготовку по специальностям 250100 - Химическая технология органических веществ и 250400 - Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов, а также специалистов, занимающихся вопросами переработки и использования природного газа. Материалы учебного пособия могут быть рекомендованы также для включения в курсы лекций, читаемых студентам и магистрантам химических специальностей, они могут представлять интерес и для широкого круга читателей. Издание подготовлено на кафедре Газохимии Российского Государственного Университета нефти и газа им. И. М. Губкина.

Представлен обзор научной и патентной литературы по использованию и химической переработке нефтяных (попутных) и природных газов. Проанализированы результаты прямого использования углеводородных газов для повышения продуктивности нефтяных и газоконденсатных скважин, в качестве моторного и авиационного топлива, для получения энергии в парогенераторах, газотурбинных и газодизельных установках, в том числе с использованием продуктов сгорания в качестиве источников питания хлореллы. Рассмотрены основные направления химической переработки компонентов природных и нефтяных газов - получение газовой сажи, синтез-газ и синтезы на его основе, прямая конверсия низших алканов в метанол и другие кислородорганические соединения, получение ароматических углеводородов, олефинов. Оценены возможности плазмохимических и некоторых других нетрадиционных способов в переработке углеводородных газов.

Изучено совместное промотирующее влияние лантана и молибдена на каталитические свойства высококремнеземного цеолита в процессе конверсии природного газа в жидкие углеводороды. Показано, что добавка лантана к Мо-содержащему цеолиту приводит к повышению активности и селективности катализаторав образовании ароматических углеводородов из компонентов природного газа. Установлено, что максимальное количество ароматических соединений образуется в присутствии цеолита, содержащего 1,0% La и 4,0% Мо. С помощью метода термодесорбции аммиакаполучены данные о количестве и силе кислотных центров модифицированных цеолитов.