Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассмотрены одностадийные каталитические методы очистки кислых газов от сероводорода, физико-химические особенности реакции прямого гетерогенно-каталитического окисления сероводорода до элементарной серы и основные типы катализаторов, используемые в этой реакции. Приведены результаты экспериментального исследования окисления сероводорода на оксидных катализаторах. Показано, что катализатор MgCr₂O₄/-Al₂O₃ характеризуется высокими активностью и селективностью в интервале температур 200–300 ^оС. Введение углеводородов в смесь сероводорода с воздухом не приводит к их деструкции в условиях процесса и к дезактивации катализатора. Методом ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием изучена адсорбция сероводорода на поверхности оксидных катализаторов -Al₂O₃, Fe₂O₃/-Al₂O₃ и MgCr₂O₄/-Al₂O₃, и предложен механизм реакции окисления сероводорода. Комплекс выполненных научно-исследовательских работ позволил разработать одностадийную технологию очистки газов с высоким (> 5 %) содержанием сероводорода, основанную на окислении сероводорода до элементарной серы в кипящем слое катализатора MgCr₂O₄/-Al₂O₃. Процесс прошел успешные испытания при очистке реальных сероводородсодержащих газов на пилотных установках на ПО “Астраханьгазпром” и Уфимском НПЗ, а также на опытно-промышленной установке на Шкаповском ГПЗ.

Рассмотрена проблема каталитического окисления сероводорода кислородом в газовой и жидкой фазах. На основе анализа экспериментальных данных выявлены общие закономерности механизма окисления сероводорода в растворах и на поверхности твердых катализаторов, включающие кислотно-основные процессы диссоциации сероводорода и восстановления окисленных форм серы, окислительно-восстановительные процессы, связанные с переносом электронов, и показана возможность протекания реакции по двум маршрутам – полисульфидному и прямого окисления гидросульфид-ионов кислородом. Существование обнаруженных колебательных процессов и критических явлений объяснено возможностью перехода одного механизма в другой в ходе реакции под влиянием параметров реакции. Показано, что активность катализаторов может быть обусловлена двумя факторами: активацией кислорода на поверхности оксидов переходных металлов и адсорбцией на основных центрах катализатора сернистых соединений в виде полисульфид-ионов или других, содержащих цепочку S_n. Показано, что использование низкотемпературных каталитических процессов окисления H₂S кислородом для тонкой очистки газов от сероводорода и получения серы позволяет избежать нежелательных побочных реакций с компонентами очищаемых газов. Экспериментально подтверждена перспективность тонкой очистки отходящих газов процесса Клауса методом окисления H₂S кислородом при температурах ниже точки росы серы с адсорбцией серы на поверхности катализатора и последующим удалением адсорбированной серы горячим инертным газом.

Освещены проблемы десульфуризации низкоконцентрированных серосодержащих газов в различных отраслях промышленности. Проведена сравнительная оценка технологий очистки отходящих газов установок Клаус-процесса, применяемых для регенерации серы из газов, содержащих сероводород. На примере метода СОЖ (сероочистки жидкофазной), разработанного в Институте катализа СО РАН, рассматриваются химические особенности протекания реакции Клауса в жидкой фазе. Обсуждаются варианты применения различных модификаций технологии СОЖ, разработанных для очистки и переработки промышленных газов, содержащих SO₂, H₂S и сопутствующие им примеси: COS, NH₃, HCN, NO_x, As₂O₃ и др. Приведены принципиальные технологические схемы процессов. Показаны возможности расширения ассортимента получаемых экологически безопасных продуктов утилизации токсичных примесей промышленных газов.

Проанализированы последние достижения в области исследования структуры и каталитических свойств активного компонента сульфидных катализаторов гидрообессеривания. Рассмотрена молекулярная структура активного компонента и электронная структура металлов, входящих в его состав. Показана определяющая роль окклюдированного водорода в формировании необычно высоких степеней окисления Ni (IV) и Co (III) – активных центров данных катализаторов. Обоснован концертный механизм протекания реакции гидрогенолиза C—S-связи с участием сульфидных катализаторов различного состава. Рассмотрена возможность целенаправленного синтеза высокоэффективных катализаторов глубокой гидроочистки нефтяных фракций.

Анализируются современные способы очистки геотермального пара, приводится описание метода, основанного на прямом окислении сероводорода до элементарной серы в реакторе с блочным катализатором сотовой структуры, разработанным в Институте катализа СО РАН. Разработана промышленная технология и создана опытная установка на Мутновском месторождении (п-ов Камчатка). Ресурсные испытания подтвердили эффективность технических решений: степень очистки пара составляет до 99.9 %. Специально разработанный катализатор сохраняет свои структурно-механические свойства и высокую активность после 2500 ч непрерывной эксплуатации.

Приведены пути синтеза разнолигандных координационных соединений диалкилдитиокарбаматов и алкилксантогенатов Zn(II), Cd(II), Mn(II) и Ln(III) с Phen, 2,2’-Bipy и 4,4’-Bipy. Рассмотрены результаты исследования монокристаллов соединений методом рентгеноструктурного анализа: молекулярные и кристаллические структуры комплексов, способы упаковки молекул в решетке. Изучены термические свойства комплексов. Найдено, что многие соединения летучи при нагревании в вакууме. Описаны условия получения сульфидов металлов при термолизе комплексов. Несколько летучих соединений предложены и использованы в качестве малотоксичных предшественников для получения пленок ZnS, CdS, ZnS : Mn и ZnS : Eu методом газофазного химического осаждения в вакууме.

Рассмотрены результаты работ преподавателей кафедры общей химии НГУ (школа Л. М. Волштейна) за период 1959 – 1999 гг. в области координационной химии Pt (II) и Pd (II) с биологически активными лигандами – аминокислотами (структурными единицами белков) и производными пиримидинов (составными частями нуклеотидов и нуклеиновых кислот). Приведены наиболее важные типы комплексов. Описано использование: 1) орто-металлированных комплексов Pd (II) с фенилпиримидинами как селективных реагентов в тонком органическом синтезе для получения орто-галогензамещенных фенилпиримидинов; 2) орто-металлированных комплексов Pt (II) с фенилпиримидинами как реагентов в реакции окисления для получения орто-металлированных комплексов Pt (IV). Показаны перспективы применения фотохимической активации для синтеза комплексов Pt (II) с аминокислотами и фенилпиримидинами. Приведены первые результаты исследования биологической активности синтезированных комплексов.

Проведено исследование процессов загрязнения снежного покрова в окрестностях угольной котельной методами постановок обратных задач переноса аэрозольных примесей в атмосфере с использованием данных наблюдений. Обсуждаются вопросы оптимального размещения точек пробоотбора. Методами атомно-эмиссионной и атомно-абсорбционной спектрометрии, хромато-масс-спектрометрии, ионной хроматографии и потенциометрии определены концентрации тяжелых металлов, полиароматических углеводородов и водо-растворимых макрокомпонентов снего-талых вод. На основе численного моделирования проведены восстановление непрерывной картины загрязнения окрестностей котельной и оценка характеристик аэрозольных выпадений. Выявлена связь между относительной молекулярной массой компонентов полиароматических углеводородов и скоростями их аэрозольного осаждения.

Проведен сравнительный анализ эффективности восстановления хрома (VI) различными восстановителями: сульфитом, сульфидом, тиосульфатом натрия, а также железом (II). Термодинамический расчет показал принципиальную возможность использования всех четырех восстановителей, из которых наиболее активным должен быть сульфит-ион. Экспериментально было показано, что наилучшим восстановителем является железо (II). Рассматривается роль протонизации реагирующих ионов в процессах восстановления хрома (VI). Рекомендованы условия восстановления хрома (VI) с помощью серосодержащих восстановителей и железа (II), необходимые для достижения санитарных норм при обезвреживании сточных вод и отходов.

Рассмотрен процесс восстановления солей хрома (VI) в водных растворах под воздействием электронного пучка. Проведены эксперименты по облучению растворов солей Cr (VI) электронным пучком как с добавлением серосодержащих восстановителей, так и без них. Показано, что наиболее эффективным восстановителем при воздействии электронного пучка на растворы является тиосульфат-ион. Для обезвреживания водных растворов солей хрома (VI) без добавления восстановителей необходимы большие (~30 Мрад) дозы облучения. Предложена модель, описывающая кинетику реакций, происходящих в растворе.