Книга бельгийской исследовательницы, ученицы и сотрудницы лауреата Ноблевской премии И. Пригожина, посвящена использованию концепций неравновесной термодинамики для рассмотрения и анализа процессов самоорганизации материи, начиная от молекулярного уровня до биологических процессов, включая проблему возникновения и эволюции жизни. Для специалистов в области химии, биохимии, физики и смежных с ними специальностей, студентов, изучающих естественно-научные дисциплины, и широкого круга читателей, интересующихся развитием научного знания о материи.

В монографии приведены результаты прикладного кинетического анализа типовых процессов на основе синтез-газа: синтеза метанола и синтеза углеводородов из СО и Н2. Сформулированы цели и рассмотрено содержание основных этапов кинетического анализа. На примере действующего крупнотоннажного производства метанола показано, как на основе результатов прикладного кинетического анализа оперативно решаются технологические задачи. Для сотрудников научных и проектных организаций, студентов технологических специальностей вузов.

В книге излагается опыт оптимизации химических реакторов с падающей во времени кативностью катализатора. Дается описание математических моделей этого важного класса широко распространенных химико-технологических процессов. В большинстве своем они являются системами с распределенными параметрами. Формулируются постановки задач оптимизации, излагаются особенности применения современных методов теории оптимального управления - принципа максимума. Понтрягина и прямых вариационных методов. Приводятся результаты оптимизации ряда важнейших промышленных процессов, характеризующихся падением во времени каталитической активности (синтез винилацетата, селективное гидрирование ацетилена и др.) Решаются задачи оптимального управления на входе в реактор и оптимизации циклических процессов. Книга предназначена для широкого круга инженерно-технических работников, занятых моделированием и автоматизацией процессов в химической и нефтехимической промышленности, а также может быть полезна студентам и аспирантам, специализирующимся в области автоматизации химико-технологических процессов.

В пособии рассматривается круг проблем, связанных с построением макрокинетических моделей сложных реакций. Кратко излагается основной формализм макрокинетики, уравнения скорости, расчет констант равновесия обратимых реакций с участием поправки на неидеальность реакционной смеси. Дается характеристика типовых кинетических экспериментальных реакторов и их математические описания. Приводится метод статистической корректировки экспериментальных данных, математические методы и алгоритмические средства, необходимые для идентификации и анализа кинетических моделей. Материал пособия сопровождается учебными программами для ЭВМ, с помощью которых выполняются упражнения и домашние задания. Для студентов, аспирантов и исследователей в области математического моделирования химических процессов и реакторов.

В сборнике представлен спектр исследований по актуальным задачам математическго моделирования каталитических реакторов; построение математических моделей, разработка методов качественного анализа и вычислительных алгоритмов, применение методов вычислительного эксперимента к задачам химической технологии. Рассмотрены математические модели процессов в реакторах с неподвижным и кипящим слоями катализатора, процессы с фазовыми превращениями, изучены явления на разных уровнях: на поверхности катализатора, на отдельном зерне, в слое. Книга будет полезна щирокому кругу исследований - химикам-технологам, специалистам по катализу, математикам, интересующимся теоретическими и прикладными аспектами математического моделирования.

В монографии проанализированы кинетика и динамика нефтехимических процессов превращения углеводородов, на основе которых представлены пути математического моделирования, оптимизации процессов и конструирования реакторов. Представлены научные взгляды на катализ с точки зрения общей эволюции и самоорганизации системы. С позиции глобальных проблем энергетики и экологии авторами детально рассмотрены процессы каталитического превращения низших спиртов - альтернативного источника биотоплива и мономеров синтетического каучука. Все формулировки и выводы основаны на длительном опыте работы в указанной области обоих авторов и являются теоретическим и практическим обобщением. Работа вносит вклад в фундаментальное развитие науки о катализе, содержит важные полезные сведения о научных основах и проектировании гетерогенных каталитических процессов и реакторов. Книга предназначена для студентов химических высших учебных заведений, для аспирантов, инженеров производства.

Разработка блочных катализаторов сотовой структуры была начата в ИК СО РАН в конце 80-ых годов, а их первое опытно-промышленное производство было организовано на ПЗВЭИ в 1983 году. В настоящем сборнике представлены новые результаты по приготовлению, исследованию и практичному применению блочных носителей и катализаторов сотовой структуры в нашей стране за время, прошедшее после проведения I Всесоюзного совещания. Результаты показывают перспективность выбранного направления исследований для создания нового поколения отечественных блочных носителей и катализаторов и новых технологических процессов. Сборник рекомендуется специалистам, работающим в области катализа, химической технологии и охраны окружающей среды.

Предложено новое определение понятий "кислота" и "основание". Обсуждается единая природа неорганических и органических структур. Даны представления о кислотных и основных центрах и их размещении в структуре слоистых металлосиликатов, алюмосиликатных, цеолитных и алюмоникельмолибденовых гетерогенных катализаторах. С физико-химических позиций рассмотрены механизмы реакций расщепления углеводородов в реакциях крекинга, гидрокрекинга, гидрирования и гидрообессеривания, минуя карбоний-ионный механизм. Книга может быть полезна длдя студентов и аспирантов химических специальностей, а так же для научных сотрудников, занимающихся катализом.

В монографии рассматриваются построение и анализ математических моделей реакторов с неподвижным слоем катализатора. Проводится качественный и численный анализ процессов в реакторах, а именно исследуются статические и динамические характеристики реактора, оцениваются области единственности и множественности стационарных режимов, определяются условия зажигания и затухания каталитического процесса, области сильного и слабого влияния различных факторов на стационарные и нестационарные режимы. Оценивается перспектива осуществления каталитических процессов в искусственно создаваемых нестационарных условиях. Книга предназначена для специалистов, занимающихся процессами и аппаратами химической технологии.

Книга является учебным пособием по курсу "Общая химическая технология" для студентов химико-технологических специальностей вузов. В ней изложены общие закономерности химической технологии, основы теории, расчета и подход к выбору химических реакторов, рассмотрены гетерогенные и каталитические процессы и их аппаратурное оформление. Приведены методы организации химико-технологических процессов, даны сведения о химическом сырье, воде и источниках энергии. Описаны производства важнейших химических продуктов - серной и азотной кислот, аммиака, продуктов основного органического синтеза и высокомолекулярных соединений. Книга будет полезна инженерно-техническим работникам химической и нефтехимическй промышленности.

Анализ зависимости термодинамического потенциала Гиббса от молярного объема в полях внешних воздействий позволяет представить все структурно-масштабные состояния в твердом теле как иерархию масштабов фрагментации кристалла по мере возрастания степени его термодинамической неравновесности. Особое внимание в этой иерархии масштабов уделяется структурным диапазонам: субмикрокристаллическому (d 100 нм), наноразмерному (d = 30-100 нм) и наноструктурному (d 30 нм). С последним структурным диапазоном связаны термодинамически особые наноструктурные состояния, качественно отличные от всех других структурно-фазовых состояний в твердых телах. Наноструктурные состояния возникают только в сильнонеравновесных твердых телах как предпереходная стадия потери твердым телом его трансляционно-инвариантного кристаллического состояния вблизи нуля термодинамического потенциала Гиббса. Обосновывается фундаментальная роль локальных зон гидростатического растяжения в механизмах фрагментации всех масштабов. Подчеркивается принципиальная важность сохранения термодинамического потенциала Гиббса неравновесного кристалла в области отрицательных значений для сохранения его сплошности при внешних воздействиях. Области наноструктурных состояний в сильнонеравновесном твердом теле могут существовать только в окружении квазиаморфных прослоек, которые характеризуются положительным знаком термодинамического потенциала Гиббса. Дальнейшее возрастание степени неравновесности твердого тела сопровождается возникновением в нем пористости в локальных зонах гидростатического растяжения. Делается заключение, что физическая мезомеханика и неравновесная термодинамика являются важной методологической основой наноматериаловедения.

При совместном использовании подходов мезомеханики и неравновесной термодинамики показано, что любые нановключения, в том числе включения с низким модулем упругости, и нанопоры обусловливают упрочнение материала.

На основе совместных подходов неравновесной термодинамики и физической мезомеханики предложен термодинамический критерий существования особого класса предпереходных двухфазных наноструктурных состояний в твердых телах вблизи нуля их термодинамического потенциала Гиббса. Такие состояния определяют высокую структурную неустойчивость наноструктур в полях внешних воздействий и лежат в основе различных нанотехнологий по схеме "сборка снизу". Материалы, характеризуемые наноструктурными состояниями, предлагается именовать наноструктурными. Сдвигоустойчивые материалы, далекие от нуля их термодинамического потенциала Гиббса целесообразно классифицировать как наноразмерные.

Исследованы конверсия асфальтита (брутто-формула СН1,23N0,017S0,037O0,01) в потоке сверхкритической воды (СКВ) при 400С, 30 М Па и влияние на проесс добавки алюминиевой стружки. Состав и количество продуктов и нерастворимого остатка конверсии определены с помощью жидкостно-адсорбционной хроматографии, элементного анализа, ИК и ЯМР 1 Н спектроскопии, масс- и хроматомасс- спектрометрии. Установлено, что СКВ не только растворяет компоненты асфальтита, но и участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Термолиз асфальтита в СКВ, выделение тепла и образование водорода при окислении алюминия сверхкритической водой способствуют гидрированию асфальтита in situ, уменьшению доли нерастворимого остатка конверсии от 44,5 до 11,3 %, снижению доли олефинов и увеличению доли ароматических и полиароматических веществ в продуктах конверсии. При добавлении алюминия степень десульфуризации асфальтита за счет удаления серы в иден H2S возрастает более чем в 3,5 раза.