ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»

ВЛИЯНИЕ ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИДА И ГЛИЦЕРИНА НА СВОЙСТВА КРИОГЕЛЕЙ

2025-06-17T13:06:32+03:00

В работе представлены результаты исследования температуры замерзания растворов поливинилового спирта (ПВС) в диметилсульфоксиде (ДМСО) и в воде. Определено влияние природы растворителя и добавок глицерина на температуру замерзания раствора ПВС. Исследованы упругие и теплофизические свойства криогелей на основе растворов ПВС. Установлено, что криогели ПВС, сформированные в среде ДМСО, обладают меньшими значениями модуля упругости и температуры плавления, чем образцы криогелей, сформированные из водных растворов ПВС. Поскольку ДМСО является термодинамически лучшим растворителем для ПВС, чем вода, то есть сродство полимера к ДМСО выше, это снижает эффективность гелеобразования из-за конкуренции взаимодействий полимер-растворитель и полимер-полимер. При охлаждении растворов ПВС в воде и ДМСО до начала потери текучести было зафиксировано переохлаждение. Для водного раствора ПВС 10% температура переохлаждения системы составила минус 5 °С, до начала замерзания, которое протекает при температуре минус 1,5 °С. Температура переохлаждения раствора ПВС в ДМСО составляет минус 20 °С, а температура замерзания минус 0,8 °С. Введение глицерина в водный раствор ПВС приводит к значительному понижению температуры замерзания трехкомпонентного раствора (ПВС, глицерин и вода). Отмечено, что с увеличением концентрации глицерина в водном растворе ПВС модуль упругости увеличивается, а температура плавления понижается по сравнению с криогелями на основе двухкомпонентного криогеля (ПВС и вода). Результаты исследований расширяют область использования криогелей ПВС в качестве композиционных материалов, предназначенных для применения в северных регионах, в том числе в технологиях добычи и транспорта нефти.

Для цитирования:

Фуфаева М.С., Манжай В.Н. Влияние диметилсульфоксида и глицерина на свойства криогелей. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 6-11. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.8t.

КИНЕТИКА ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПОНЕНТОВ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕЙ

2025-06-17T13:06:32+03:00

Методом термогравиметриии исследована термическая стабильность смол, асфальтенов, и их смеси. Смолы и асфальтены выделены из нефтей Усинского и Зюзеевского месторождений. Выбор нефтей обусловлен тем, что обе они являются тяжелыми, высокосернистыми, высокосмолистыми и различаются по химическому типу. Нефть Усинского месторождения относится к нафтеновому типу, а нефть Зюзеевского месторождения – к метановому. Выделенные из этих нефтей смолы и асфальтены отличаются по структурно-групповым характеристикам (число структурных блоков, доля ароматических и нафтеновых циклов). Смолы и асфальтены зюзеевской нефти характеризуются более высоким содержанием серы по сравнению со смолами и асфальтенами усинской нефти, что оказывает влияние на их термическую стабильность. Данные термического анализа использованы для определения температурных интервалов максимальной скорости разложения смол, асфальтенов и их смесей, определения предэкспоненциального множителя k₀ расчета энергии активации термической деструкции компонентов нефтей. Установлено, что кажущаяся энергия активации (E_a) термической деструкции смол как нафтеновой, так и метановой нефтей ниже по сравнению с E_a асфальтенов. Энергия активации термической деструкции смесей «смол и асфальтенов» обеих нефтей выше энергии активации термической деструкции смол и асфальтенов, подвергнутых ТГ анализу по отдельности. Повышенные значения энергии активации смесей «смол и асфальтенов» могут быть обусловлены самоогрганизацией молекул смол и асфальтенов смеси в сложные структурные единицы. Показано, что в процессе термического разложения асфальтены нафтеновой нефти более склонны к образованию твердого остатка, чем асфальтены метановой нефти, тогда как для смол отмечена обратная тенденция. Выявлено, что образование кокса при термическом разложении смесей «смол и асфальтенов» не зависит от аддитивного вклада компонентов и количественно подтверждает синергию термического превращения смол и асфальтенов. Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации термических процессов переработки нефтей и улучшения качества получаемых продуктов.

Для цитирования:

Воронецкая Н.Г., Певнева Г.С., Копытов М.А. Кинетика термического разложения высокомолекулярных компонентов тяжелых нефтей. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 12-19. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.5t.

СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ (РЕОЛОГИЧЕСКИЕ) СВОЙСТВА ГЕЛЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА

2025-06-17T13:06:32+03:00

В настоящей работе исследованы структурно-механические (реологические) свойства гелеобразующей системы, содержащей поливиниловый спирт (гелеобразователь) и щелочную композицию на основе неорганической буферной системы и полиола (сшиватель). Реологические измерения проводили на реометре Haake Viscotester iQ, оснащенном измерительной системой коаксиальных цилиндров СС25, контроль температуры осуществлялся встроенным в реометр элементом Пельтье. В осцилляционном режиме, при частоте колебаний ротора 1 Гц получены амплитудные развертки для сформированного из исходных составов геля, определен LVE- диапазон. Затем, в режиме с контролируемой деформацией, при значении деформации 0,1 из диапазона линейной вязкоупругости, получены кинетические зависимости модуля упругости G', модуля потерь G'' и комплексной вязкости |η*| для составов, отличающихся соотношением компонентов сшивателя при комнатной температуре. Показано, что во всех исследованных системах в начальные моменты времени наблюдается резкий рост реологических характеристик – гель начинает образовываться уже в момент смешивания компонентов. Далее, с течением времени, скорость возрастания G', G'' и |η*| снижается, а реокинетические кривые выходят на практически горизонтальный участок – во всем объеме образца формируется трехмерная структура – гель. Установлено, что регистрируемые кривые в условиях эксперимента изменяются симбатно, а соотношение компонент комплексного модуля связано с концентрацией сшивателя. Для композиции с повышенной концентрацией сшивателя у формирующейся структуры преобладают упругие свойства (G' > G''), при этом, по сравнению с менее концентрированным составом сшивателя, возрастает прочность структуры, а регистрируемые значения компонент комплексного модуля отличаются на порядок.

Для цитирования:

Кожевников И.С., Фуфаева М.С. Структурно-механические (реологические) свойства геля на основе поливинилового спирта. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 20-25. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.4t.

КИНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ В ТЕРМОТРОПНОЙ ПОЛИМЕРНОЙ СИСТЕМЕ

2025-06-17T13:06:32+03:00

В настоящей работе исследованы реологические свойства 3% раствора метилцеллюлозы (MC-2000S) – полимера с нижней критической температурой растворения, используемого в качестве базового компонента термотропных составов, разработанных в Лаборатории коллоидной химии нефти ИХН СО РАН и применяемых для увеличения нефтеотдачи пластов. Измерения проводили на реометре Viscotester iQ, оснащенном измерительной системой коаксиальных цилиндров СС25 при нагревании и охлаждении образца с различной скоростью изменения температуры в ротационном и осцилляционном режимах. Контроль температуры осуществлялся встроенным в реометр элементом Пельтье. В ротационном режиме регистрировали зависимости вязкости от скорости сдвига, зависимости вязкости от температуры при постоянном значении скорости сдвига, а в осцилляционном режиме – зависимости компонент упругого модуля от температуры при заданных значениях деформации (0,01) и частоты (1 Гц). Показано, что на вязкостно-температурных зависимостях после достижения максимума, соответствующего структурированию, наблюдается резкий спад, связанный с механическим разрушением образца, а модуль упругости после достижения максимума выходит на плато – формирующаяся структура сохраняется. Установлено, что зависимости вязкости и модуля упругости от температуры, регистрируемые при нагревании и охлаждении образца с фиксированной скоростью, существенно отличаются – наблюдается гистерезис реологических свойств. Картина гистерезиса для зависимостей вязкости от температуры, полученных в ротационном режиме, существенно меняется при изменении скорости нагрева/охлаждения, в то время как для кривых, полученных в осцилляционном режиме при заданной деформации, такой зависимости не наблюдается.

Для цитирования:

Кожевников И.С., Богословский А.В. Кинетические особенности структурообразования в термотропной полимерной системе. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 26-31. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.9t.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА NiMo-СОДЕРЖАЩИХ АЛЮМООКСИДНЫХ КАТАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

2025-06-17T13:06:31+03:00

Получены и изучены свойства NiMo-алюмооксидных каталитических систем для процессов гидроочистки углеводородного сырья. Оригинальность данной работы обусловлена двумя факторами: во-первых, в качестве носителя для системы была выбрана дельта модификация оксида алюминия; а во-вторых, при получении активного молибденового компонента применялись полиоксометаллатные соединения молибдена, полученные из дисульфида молибдена. В качестве промотирующего металла выступает никель. Исследованы физико-химические свойства полученных образцов с помощью методов рентгенофазового анализа, просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения с микроэлементным анализом поверхности и текстурных свойств по методу низкотемпературной адсорбции азота. Проведено сравнение полученной нанесенной каталитической системы с алюмооксидным носителем. Результаты рентгенофазового анализа и микроскопических исследований подтверждают нанесение активного компонента на поверхности оксида алюминия. По полученным результатам сделан вывод о необходимости дальнейшей оптимизации условий прокалки. Полученные результаты по текстурным свойствам показывают, что по удельной площади поверхности дельта модификация оксида алюминия при использовании дополнительных компонентов не соответствует технологическим требованиям. Исследование каталитических свойств полученных систем на модельном сырье (дибензотиофен в н-декане с содержанием в 1000 ppm в перерасчете на атомарную серу), показывает существенную десульфирующую активность биметаллической системы. В итоге удалось снизить содержание серы с 1000 ppm до 94 ppm, то есть на 90,4% по сравнению с исходным модельным сырьем. Было также выявлено по результатам метода хромато-масс-спектрометрии, что процесс гидродесульфирования модельного сырья протекает по маршруту прямого десульфирования.

Для цитирования:

Акимов Ал.С., Петренко Т.В., Герасимов Е.Ю., Акимов А.С. Физико-химические и каталитические свойства NiMo-содержащих алюмооксидных каталитических систем. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 32-40. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.1t.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЛАТА НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Мо-СОДЕРЖАЩИХ ЦЕОЛИТНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ НЕОКИСЛИТЕЛЬНОЙ КОНВЕРСИИ МЕТАНА

2025-06-17T13:06:31+03:00

Данная работа посвящена поиску новых структурообразующих добавок – темплатов для синтеза цеолитов типа пентасил. В качестве структурообразующих добавок были использованы пентаэритрит, карбамид, хлорид холина, а также бинарные и тройные системы глубоких эвтектических растворителей, состоящие из смесей этих компонентов. Глубокие эвтектические растворители имеют низкие значения температуры плавления и давления насыщенных паров, характеризуются высокой термической и химической стабильностью, позволяют проводить синтез цеолитов в более экологически безопасных условиях по сравнению с используемыми в настоящее время химическими соединениями. Установлено, что для получения цеолита в качестве компонента структурообразующей добавки в составе глубоких эвтектических растворителей обязательно присутствие карбамида. Методами ИК-спектроскопии и рентгенофазового анализа подтверждена принадлежность синтезированных цеолитов к семейству пентасил и определена их кристалличность. Методом низкотемпературной адсорбции азота определены текстурные характеристики цеолитов, методом сканирующей электронной микроскопии исследованы форма и размеры частиц цеолитов, методом температурно-программируемой десорбции аммиака исследованы сила и концентрация кислотных центров синтезированных цеолитных образцов и показана зависимость этих характеристик от типа применяемого темплата. Каталитическая активность молибденсодержащих катализаторов, полученных на основе синтезированных цеолитов методом сухого механического смешения наноразмерного порошка молибдена и соответствующего порошка синтезированного цеолита, изучена в процессе неокислительной конверсии метана. Показано, что использование при синтезе цеолитов в качестве темплатов бинарных и тройных систем приводит к получению более активных катализаторов по сравнению с катализаторами, полученными с использованием отдельных компонентов, входящих в состав глубоких эвтектических растворителей.

Для цитирования:

Степанов А.А., Коробицына Л.Л., Величкина Л.М., Алтунина Л.К. Исследование влияния темплата на физико-химические и каталитические свойства Мо-содержащих цеолитных катализаторов неокислительной конверсии метана. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 41-51. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.14t.

ВЛИЯНИЕ ПОРЯДКА ВВЕДЕНИЯ Co-Mo-СОДЕРЖАЩЕГО АКТИВНОГО КОМПОНЕНТА НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМООКСИДНЫХ СИСТЕМ

2025-06-17T13:06:31+03:00

В ходе исследований был синтезирован ряд образцов нанесенных металлсодержащих катализаторов методом пропитки с избытком пропиточного раствора с различным порядком введения активных компонентов. Исследование полученных образцов позволило выявить влияние порядка введения активных компонентов на физико-химические и каталитические свойства образца. В качестве источников активных металлов использовались нитрат кобальта и молибденовая синь, синтезированная методом предварительной механоактивации молибденсодержащего прекурсора. Синь также выступала источником структурообразующего металла. Механоактивация проводилась в относительно мягких условиях (ускорение мелющих тел = 5G), что упрощает синтез систем. В роли носителя выступал промышленный порошок псевдобемита, из которого путем температурной обработки получали γ-Al₂O₃. Полученные системы были исследованы методами ИК-спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии. ИК спектры показали схожие профили систем, в обоих случаях термообработка позволила почти полностью элиминировать азотсодержащие компоненты. Удаление азотсодержащих компонентов фиксировали по уменьшению интенсивности полосы поглощения в области 1380-1400 см^-1. По результатам сканирующей электронной микроскопии было выявлено, что способ введения активного компонента влияет на текстурные характеристики, значительно меняется площадь удельной поверхности, однако термообработка при 400 °C нивелирует этот эффект. На основании данных обработки около 1000 частиц был высчитан средний размер частиц для каждого образца. Было выявлено, что в зависимости от порядка введения этот параметр различается почти вдвое. Таким образом можно сделать вывод, что порядок введения не оказывает значительного влияния на химический состав поверхности, большим изменениям подвергаются некоторые текстурно-морфологические свойства.

Для цитирования:

Жиров Н.А., Акимов Ал.С., Сударев Е.А., Акимов А.С. Влияние порядка введения Co-Mo-содержащего активного компонента на физико-химические свойства алюмооксидных систем. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 52-57. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.3t.

ЗАВИСИМОСТЬ УГЛЕВОДОРОДНОГО И ФРАКЦИОННОГО СОСТАВОВ ВЫСОКООКТАНОВЫХ БЕНЗИНОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРОЦЕССА, СПОСОБА МОДИФИЦИРОВАНИЯ И ДЛИТЕЛЬНОСТИ РАБОТЫ ЦЕОЛИТНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ

2025-06-17T13:06:31+03:00

Методом газовой хроматографии определен групповой углеводородный и фракционный составы высокооктановых бензинов, образующихся в процессе облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти на цеолите типа MFI и цеолитных катализаторах, полученных на его основе постсинтетической щелочной обработкой и последующим модифицированием наноразмерным порошком никеля. Исследована зависимость группового углеводородного и фракционного составов высокооктановых бензинов от температуры процесса, способов модифицирования цеолитного катализатора и количества циклов «реакция – регенерация». Сделан сравнительный анализ катализатов на соответствие современным нормативным требованиям к автомобильным бензинам по углеводородному и фракционному составам. Установлено, что повышение температуры процесса значительно увеличивает образование ароматических углеводородов, содержание которых строго нормируется, поэтому для получения высокооктановых бензинов с требуемым углеводородным составом определен оптимальный температурный диапазон реакции. Показано, что щелочная обработка цеолита приводит к значительному снижению концентрации аренов в получаемых высокооктановых бензинах, а последующее введение в цеолит нанопорошка никеля позволяет еще и повысить содержание изоалканов, являющихся, как и арены, высокооктановыми компонентами, но, в отличие от них, не ограничиваемых нормативами. Определено, что переработка прямогонной бензиновой фракции нефти на цеолитных катализаторах во всем исследованном температурном интервале процесса способствует расширению фракционного состава образующихся катализатов. По всем показателями, кроме температуры конца кипения, полученные катализаты соответствуют летнему автомобильному бензину. На катализаторах после щелочной обработки и модифицирования нанопорошком никеля образуется большее количество легких фракций по сравнению с исходным цеолитом. Показано, что проведение циклов «реакция – регенерация» для никельсодержащего цеолитного катализатора практически не повлияло на групповой углеводородный и фракционный составы полученных бензинов, что свидетельствует о перспективности применения данного катализатора для длительных испытаний.

Для цитирования:

Величкина Л.М. Зависимость углеводородного и фракционного составов высокооктановых бензинов от температуры процесса, способа модифицирования и длительности работы цеолитных катализаторов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 58-66. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.2t.

ПРЕВРАЩЕНИЕ МЕТАНА И ПРЯМОГОННОЙ БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ НЕФТИ НА ГРАНУЛИРОВАННОМ ЦЕОЛИТНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ С ИЕРАРХИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ

2025-06-17T13:06:31+03:00

В данной работе смешением порошкообразного цеолита и аморфного алюмосиликата с последующим формованием гранул и их термообработкой и гидротермальной кристаллизацией в растворе силиката натрия синтезирован гранулированный цеолит семейства пентасил с иерархической пористой структурой. Методом рентгеноструктурного анализа установлено, что синтезированный цеолит относится к типу цеолитов MFI/ZSM-5 с высокой степенью фазовой чистоты. Методом низкотемпературной адсорбции азота определена удельная поверхность исходного и молибденсодержащего цеолитов, найдено распределение пор по размерам и их количество, уменьшающееся в ряду: макро-, мезо- и микропоры, показано снижение величин удельной поверхности и пористости при модифицировании молибденом. Методом температурно-программируемой десорбции аммиака изучены кислотные характеристики исходного цеолита и его молибденсодержащей формы и показано небольшое снижение кислотности цеолита при добавлении молибдена. Каталитическая активность исходного цеолита изучена в процессе облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти, а молибденсодержащего цеолитного катализатора – в реакции дегидроароматизации метана. Установлено, что молибденсодержащий цеолит проявляет довольно высокую начальную каталитическую активность в процессе превращения метана в бензол и нафталин. При использовании немодифицированного цеолита в процессе облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти происходит образование высокооктановых бензинов, отвечающих современным стандартам качества. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования синтезированных цеолитных катализаторов с иерархической структурой в процессах переработки углеводородного сырья различного состава и требуют более детальных исследований, которые позволят оптимизировать как условия синтеза, так и возможные сферы применения данного типа цеолитных катализаторов.

Для цитирования:

Величкина Л.М., Коробицына Л.Л., Травкина О.С., Восмериков А.В. Превращение метана и прямогонной бензиновой фракции нефти на гранулированном цеолитном катализаторе с иерархической структурой. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 67-74. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.15t.

ТРАНСФОРМАЦИЯ АСФАЛЬТЕНОВ ПРИ ТЕРМОКРЕКИНГЕ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕЙ

2025-06-17T13:06:31+03:00

В работе изучен состав продуктов термического крекинга четырех тяжелых нефтей РФ. Эксперименты были проведены при температуре 450 °C и продолжительности от 60 до 120 мин. Определена оптимальная продолжительность крекинга для каждой нефти. Установлено, что при термическом крекинге ашальчинской и кармальской нефти (нефти с высоким соотношением смол к асфальтенам) по отношению к зюзеевской и усинской нефти (нефти с низким соотношением смол к асфальтенам), реакции деструкции компонентов протекают медленно, в то время как реакции конденсации более выражены. Показано, что для ашальчинской и кармальской нефти выход побочных продуктов в 3-4 раза меньше, чем для зюзеевской и усинской нефти. Для зюзеевской и усинской нефти отмечается более глубокая деструкция смолисто-асфальтеновых компонентов при крекинге, что способствует увеличению выхода светлых фракций более 20% мас. Установлено, что для нефтей Ашальчинского и Кармальского месторождений при термическом крекинге наблюдается увеличение биароматических углеводородов и снижение моно- и полиароматических углеводородов. При этом разница для данных объектов отмечается в образовании насыщенных и триароматических углеводородов. Показано, что после крекинга зюзеевской нефти в составе масел содержание насыщенных и биароматических углеводородов уменьшается, а полиароматических углеводородов – увеличивается. В то же время для этих групп углеводородов в составе масел усинской нефти наблюдаются противоположные тенденции. Установлено, что при термокрекинге ашальчинской и кармальской нефти, блочность молекул асфальтенов увеличивается, а деструкция алифатических заместителей протекает медленно. Показано, что в образовании вторичных асфальтенов участвуют различные гетероароматические фрагменты. Методом структурно-группового анализа выявлено, что для зюзеевской и усинской нефти деструкция асфальтенов протекает более интенсивно, усредненные молекулы становятся меньше, количество структурных блоков снижается в 2 раза. Реакции ароматизации и деалкилирования спообствуют большей сконденсированности молекул.

Для цитирования:

Свириденко Н.Н., Уразов Х.Х., Корнеев Д.С. Трансформация асфальтенов при термокрекинге тяжелых нефтей. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 75-83. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.12t.

ОКИСЛЕНИЕ ГАЗООБРАЗНЫХ АЛКАНОВ В ГИДРОКСИЛЬНЫЕ И КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

2025-06-17T13:06:31+03:00

Изучено окисление газообразных алканов С₂-С₄ в барьерном разряде в присутствии воды с образованием кислородсодержащих соединений и углеводородов С₁-С₅₊ предельного и непредельного строения. Установлено, что на протекание реакции влияет как начальное содержание воздуха или кислорода в исходной смеси, так и молекулярная масса окисляемого углеводорода. В ряду этан-пропан-бутан суммарное содержание кислородсодержащих соединений в исследованных условиях эксперимента составляет 61,5, 79,1 и 94,7% мас., соответственно. Кислородсодержащие соединения представляют собой преимущественно гидроксильные и карбонильные вещества с исходным числом атомов углерода в молекуле. Их содержание в продуктах реакции составляет в ряду этан-пропан-бутан 48,7, 56,4 и 75,7% мас., соответственно, что значительно превосходит традиционные термокаталитические методы окисления газообразных алканов. Исследовано влияние атмосферы воздуха и кислорода на процесс окисления газообразных алканов в барьерном разряде. На примере пропана показано, что замена воздуха на кислород приводит к уменьшению содержания углеводородов в продуктах реакции с 20,9 до 9,8% мас. Конверсия пропана за один проход реакционной смеси через реактор при времени контакта ее с разрядной зоной в 8,2 с и активной мощности разряда в ~2,5 Вт, изменяется в 2 раза с 6,2 до 12,9%. При окислении газообразных алканов, во всех случаях, в продуктах реакции кроме основных соединений — спиртов, альдегидов и кетонов исходного строения характерно образование таких веществ, как метан, этилен, ацетилен, метанол, ацетальдегид и этанол, что свидетельствует о схожем механизме окисления исследованных углеводородов.

Для цитирования:

Рябов А.Ю., Кудряшов С.В. Окисление газообразных алканов в гидроксильные и карбонильные соединения. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 84-91. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.11t.

СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ АСФАЛЬТЕНОВ НЕФТЕЙ НАФТЕНОВОГО И АРОМАТИЧЕСКОГО ТИПОВ

2025-06-17T13:06:31+03:00

Исследованы продукты окислительной деструкции асфальтенов нафтеновой нефти Русского месторождения и ароматической нефти Новопортовского месторождения перекисью водорода в присутствии уксусной кислоты. Установлено, что асфальтены нефти нафтенового типа содержат окклюдированных соединений в два раза больше, чем асфальтены нефти ароматического типа. По данным ИК-спектроскопии в структуре соединений, окклюдированных асфальтенами нефтей обоих типов, присутствуют алифатические, ароматические и кислородсодержащие фрагменты. Соединения, окклюдированные асфальтенами нефти нефтенового типа, характеризуются более высоким условным содержанием ароматических структур, а соединения, окклюдированные асфальтенами нефти ароматического типа, более высоким условным содержанием алифатических фрагментов и фрагментов, содержащих сульфоксидную группу. В составе соединений, окклюдированных асфальтенами нефтей обоих типов, идентифицированы н-алканы, стераны, гопаны и н-алкановые кислоты в форме метиловых эфиров. С использованием геохимических коэффициентов установлено, что окклюзия асфальтенами нефтей обоих типов происходила в восстановительных условиях осадконакопления, но на разных стадиях преобразования органического вещества. С использованием методов РФА и СГА показано, что удаления окклюдированных соединений приводит к изменению состава и структуры асфальтеновых компонентов. В результате реакции окисления снижается молекулярная масса асфальтенов и меняется характер распределения гетероатомов. Более компактными становятся кристаллоподобные пачечные образования в макромолекулярной структуре асфальтенов и уменьшаются размеры их усреднённой молекулы за счет снижения в их составе количества структурных блоков, количества нафтеновых и ароматических колец в нафтеноароматической системе и числа атомов углерода в парафиновых фрагментах.

Для цитирования:

Остапенко Д.В., Чешкова Т.В., Сагаченко Т.А., Мин Р.С. Структурная организация асфальтенов нефтей нафтенового и ароматического типов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 92-100. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.10t.

ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ НА СТАБИЛЬНОСТЬ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВЫСОКОСЕРНИСТОГО ВАКУУМНОГО ГАЗОЙЛЯ В ТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ

2025-06-17T13:06:31+03:00

В работе показаны характерные особенности влияния предварительного окисления и последующей термической обработки на изменения вещественного и фракционного состава продуктов крекинга вакуумного газойля. Установлено количественное содержание серы в жидких продуктах крекинга исходного и предварительно окисленного газойля. Выявлены закономерности изменения компонентного состава продуктов крекинга, углеводородный состав газообразных продуктов, вещественный и фракционный состав жидких продуктов крекинга. Показано, что окисление с последующей термической обработкой является эффективным методом обессеривания вакуумного газойля. Описаны закономерности изменения количественного содержания соединений тиофенового ряда в жидких продуктах крекинга вакуумного газойля и жидких продуктах крекинга предварительно окисленного вакуумного газойля. В качестве окислительной системы использована смесь пероксида водорода и муравьиной кислоты (мольное соотношение 3:4). Предварительное окисление позволяет снизить термическую стабильность высокомолекулярных серосодержащих компонентов, устойчивых при обычной термообработке. Крекинг исходного вакуумного газойля приводит к образованию тиофена и бензотиофена, а также их гомологов. Предварительное окисление препятствует накоплению данных соединений в составе жидких продуктов крекинга, что способствует увеличению степени удаления серы. Предположительно, основным путем образования рассматриваемых соединений является термическое разложение смол, а также высокомолекулярных серосодержащих компонентов масел. Методами ИК- и ПМР-спектроскопии, элементного анализа, определения молекулярной массы криоскопией в нафталине охарактеризованы смолы и асфальтены исходного газойля и продуктов крекинга. Результаты анализа состава смол и асфальтенов, выделенных из жидких продуктов крекинга вакуумного газойля, демонстрируют характер изменения их структуры вследствие окисления и последующей термической обработки.

Для цитирования:

Кривцов Е.Б., Мержигот М.И., Свириденко Ю.А. Влияние предварительного окисления на стабильность сернистых соединений высокосернистого вакуумного газойля в термических процессах. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 101-111. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.6t.

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ТЕРМИЧЕСКОГО КРЕКИНГА ПЛАСТИКОВЫХ ОТХОДОВ НА СОСТАВ И ВЫХОД ПРОДУКТОВ

2025-06-17T13:06:31+03:00

В данном исследовании был изучен состав продуктов, полученных в результате термического крекинга смеси пластиковых отходов. Смесь включала полиэтилен (низкой и высокой плотности), полипропилен, полистирол и полиэтилентерефталат. Экспериментальные исследования проводили при температурах от 450 до 525 °C и продолжительности крекинга от 1 до 60 мин. Установлено, что при крекинге (температура 450 °C и продолжительность 15 мин) исследуемой смеси пластиковых отходов образуется значительное количество фракций, выкипающих выше 360 °C, и твердых н-алканов. Увеличение продолжительности процесса до 60 мин приводит к активной деструкции твердых н-алканов с образованием более 24% мас. газообразных продуктов. Повышение температуры процесса до 475 °C позволяет снизить продолжительность крекинга с 60 до 5 мин для активной деструкции пластиковых отходов с образованием почти 36% бензиновых и 34% мас. дизельных фракций. Крекинг смеси пластиковых отходов при температуре 500 °C в течение 5 мин позволяет получить жидкий продукт со схожим содержанием светлых фракций, как при 475 °C, но с преобладанием дизельных. Показано, что при максимальной температуре процесса (525 °C) реакции крекинга протекают быстро, на что указывает значительное образование продуктов уплотнения. Установлено, что при крекинге пластиковых отходов в интервале температур 450-500 °C наблюдается преобладание деструктивных процессов. При температуре 525 ºС появляются реакции конденсации с образованием фракций 200-360 °C и >360 °C из бензиновых. Показано, что при крекинге данной смеси пластиковых отходов в составе газообразных продуктов в основном образуются: монооксид и диоксид углерода, метан, этан, пропан, н-бутан и н-пентан. Установлено, что для получения большого количества светлых фракций при минимальных выходах побочных продуктов необходимы следующие условия – 475 ºС и 5 мин.

Для цитирования:

Свириденко Н.Н., Фролова У.А., Уразов Х.Х., Сергеев Н.С. Влияние условий термического крекинга пластиковых отходов на состав и выход продуктов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 112-118. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.13t.

ПРЯМОЕ ОКИСЛЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ КИСЛОРОДОМ В ПЛАЗМЕ БАРЬЕРНОГО РАЗРЯДА

2025-06-17T13:06:31+03:00

Изучено прямое одностадийное окисление ароматических соединений (бензол, толуол, кумол и смеси бензола с толуолом и нафталином) кислородом при температуре 20 °С в плазмохимическом реакторе с барьерным разрядом в условиях эффективного вывода продуктов реакции из реактора. Продуктами окисления бензола являются фенолы и двухатомные фенолы (в основном гидрохинон и пирокатехин). При окислении толуола в основном образуются крезолы (орто- и пара-изомеры), бензальдегид и бензиловый спирт. При окислении кумола образуются ацетофенон, диметилфенилкарбинол, бензальдегид, бензойная кислота. В процессе окисления кумола изо-пропилфенолов – гомологов фенола – не обнаружено. Окисление ароматических углеводородов в смесях происходит независимо друг от друга. При окислении смеси бензол-толуол образуются как производные бензола (фенол, гидрохинон, пирокатехин), так и толуола (крезолы, бензальдегид, бензиловый спирт). При окислении смеси бензола и нафталина продуктов окисления нафталина не обнаружено, в основном образуются фенол, гидрохинон, пирокатехин. На основе полученных результатов и имеющихся в литературе сведений об окислении углеводородов различного строения в низкотемпературной плазме барьерного разряда сделано предположение об общем механизме протекания процесса окисления. Показано, что в механизме процесса окисления ароматических углеводородов в плазме барьерного разряда кислородом можно выделить два основных направления: прямое взаимодействие атомарного кислорода с ароматическим кольцом с образованием фенольных соединений; взаимодействие атомарного кислорода с боковыми алкильными заместителями. На основе предложенной схемы удалось объяснить полученное в экспериментах распределение продуктов окисления исходных ароматических углеводородов. Обоснована целесообразность контроля условий окисления углеводородов для управления составом продуктов их одностадийного окисления в плазме барьерного разряда.

Для цитирования:

Очередько А.Н., Кудряшов С.В., Рябов А.Ю., Лещик А.В. Прямое окисление ароматических соединений кислородом в плазме барьерного разряда. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 119-125. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.16t.

БИОРАЗЛОЖЕНИЕ КРИОГЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА И КРАХМАЛА С ГЛИЦЕРИНОМ И БОРНОЙ КИСЛОТОЙ

2025-06-17T13:06:31+03:00

В работе приведены сведения о получении и исследовании способности к биоразложению криогелей на основе водорастворимых синтетического и природного полимеров - поливинилового спирта (ПВС) и крахмала и влиянии на эти свойства глицерина и борной кислоты в качестве пластификатора. Показано, что максимальный модуль упругости дали составы криогелей с включением борной кислоты – 18-45 кПа, однако они имели невысокую способность к биоразложению, теряя за месяц в воде и почве лишь 26-30 % от массы сухого вещества. Модуль упругости трехкомпонентных криогелей «вода-ПВС-крахмал» не превышал 3,8 кПа и снижался с увеличением доли крахмала в составе. Биоразлагаемость в воде и почве у таких криогелей повышалась до 70-80% за 1-1,5 мес. с ростом доли крахмала в смеси. Для получения новых материалов наибольшую перспективу имеют четырехкомпонентные составы с добавлением либо больших доз глицерина (20%), либо борной кислоты (0,5%). Криогели на основе этих растворов имели высокий модуль упругости – 12,4 и 24 кПа – и высокую биоразлагаемость в почве – 84 и 64% соответственно. Деструкция в почве всех вариантов криогелей, кроме содержащих борную кислоту, протекала с повышением общей численности почвенной микрофлоры в 3-60 раз и микроорганизмов, утилизирующих крахмал, в 10-250 раз. Криогели на основе крахмала и крахмала с глицерином в ходе деструкции в воде быстро теряли структуру, распадаясь на мелкие фрагменты. Повышение доли ПВС в составе криогеля обеспечивало долгое сохранение структуры в воде и медленное снижение массы. Максимально стойкими были образцы на основе ПВС и ПВС с борной кислотой. Деструкция в почве внешне проявлялась уменьшением размеров – образец «съеживался», потерей структуры, неровностями, порывами, изменением цвета за счет колонизирования микроорганизмами. Наиболее стойкими в почвенном тесте проявили себя составы, содержащие борную кислоту.

Для цитирования:

Овсянникова В.С., Фуфаева М.С., Драгула С.Е. Биоразложение криогелей на основе поливинилового спирта и крахмала с глицерином и борной кислотой. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 126-134. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.7t.