Том 97, № 9-10 (2024)

Гидрирование фурфурола и левулиновой кислоты — это сложный многостадийный процесс, протекающий с образованием большого числа продуктов. Разработка эффективных каталитических систем селективного гидрирования левулиновой кислоты и фурфурола имеет большое практическое значение, поскольку продукты этих превращений — фурфуриловый спирт и γ-валеролактон — являются востребованным сырьем для получения смол, растворителей, пластмасс, клеев, ингибиторов коррозии, полимеров и др. В обзоре обобщены сведения об использовании гетерогенных катализаторов на основе органических полимерных носителей в селективном гидрировании фурфурола и левулиновой кислоты в фурфуриловый спирт и γ-валеролактон соответственно. При проведении процесса селективного гидрирования фурфурола и левулиновой кислоты в условиях повышенного давления водорода используются пористые полимеры с развитой поверхностью, которые могут быть модифицированы функциональными группами для оптимизации кислотных свойств и эффективного закрепления активного металла. В трансферном гидрировании с наибольшей эффективностью применяются полимерные катализаторы, в состав которых входят кислородсодержащие хелатирующие функциональные группы, решающее влияние на активность катализатора оказывает соотношение и сила кислотных центров полимерной матрицы. Использование органических полимеров в качестве носителей для гетерогенных катализаторов гидрирования фурфурола и левулиновой кислоты имеет значительные перспективы развития, обусловленные широкими возможностями получения материалов нужной пористости и модифицирования поверхности путем применения различных исходных соединений и подходов к синтезу, что позволяет создавать на их основе катализаторы, устойчивые к дезактивации и отличающиеся высокой активностью и селективностью по отношению к целевому продукту гидрирования. Основной проблемой разработки новых полимерных каталитических систем является сложность синтеза полимерных подложек. С этой точки зрения заметным потенциалом обладают природные полимеры (гуминовые кислоты, лигнин), получаемые из возобновляемых природных источников.

Исследована совместимость вторичного линейного полиэтилена низкой плотности с модельными и товарными битумами переменного состава. Совместимость оценивали на основании сорбционных свойств вторичного полиэтилена по отношению к компонентам модельного битума и стабильности получаемых смесей. Выявлено влияние асфальтенов на низкую совместимость и дестабилизацию полимерно-битумного вяжущего. Показано, что в полимерно-битумных вяжущих при высокотемпературном хранении возможна практически полная сегрегация не только полимерной, но и асфальтеновой фаз. Наглядно продемонстрировано, что оценка стабильности полимерно-битумных вяжущих с использованием параметров, рекомендованных ГОСТ, может давать некорректные результаты и не отражать реальное распределение фаз в полимерно-битумных вяжущих при высокотемпературном хранении.

С целью разработки технологии получения сложных эфиров пентаэритрита, используемых в качестве компонентов смазочных материалов, определены кинетические характеристики процесса этерификации масляной кислоты пентаэритритом. Исследования проводили в 18 различных реакционных системах, содержащих растворители с различными значениями диэлектрической проницаемости (ε = 2.2·40 Ф·м^–1) при 110–150°С в присутствии кислотных катализаторов и в их отсутствие. В результате проведенных исследований установлено увеличение скорости реакции в присутствии растворителей при относительно низких температурах (Т <120°С); обнаружен синергический эффект при сочетании сульфолана с сульфокислотами. В данной системе эффективная константа скорости процесса увеличивается (в одних и тех же условиях) на несколько порядков; энергия активации уменьшается со 129 (самокатализ, без растворителя) до 36 кДж·моль^–1; время достижения 50% конверсии по пентаэритриту снижается с 20–25 ч до 2–5 мин. Для всех изученных систем определены параметры уравнения Аррениуса, разработаны численные модели, которые могут быть использованы для выбора условий при синтезе сложных эфиров пентаэритрита.

Изучен минералогический состав комплексных NPK(Mg) удобрений с использованием в качестве фосфорсодержащего компонента аммонизированного суперфосфата и аммофоса в зависимости от способов смешения исходных реагентов и видов магнийсодержащего сырья, а также конверсионных процессов, протекающих при их получении. В качестве источника магния использованы наиболее распространенные виды магнийсодержащего сырья: сульфат магния, каустический магнезит, мука известняковая (доломит). Как установлено с использованием методов химического и рентгенофазового анализа, минералогический состав удобрений, полученных методом сухого тукосмешения при использовании в качестве магнийсодержащего компонента магнезита и доломита, соответствует составу исходных компонентов смеси, тогда как дополнительное частичное введение жидкой фазы на стадии гранулирования тукосмесей сопровождается протеканием целого ряда конверсионных процессов, приводящих к образованию новых магнийсодержащих фаз в случае использования всех видов магнийсодержащего сырья. Характер конверсионных процессов и фазовый состав конечных продуктов существенно различаются в зависимости от вида исходного магнийсодержащего компонента и применяемого фосфорсодержащего компонента (суперфосфата либо аммофоса). Рассмотрен возможный механизм химических процессов, приводящих к образованию новых магнийсодержащих фаз.

В № 7–8 2024 г. изменена рубрикация и, соответственно, порядок следования статей.