В данном разделе не будет сделана попытка описать больше технических аспектов технологии химических реакторов.

Отличительной чертой гетерогенных химических реакций является легкость, с которой законы химической кинетики маскируются различными транспортными явлениями, связанными с существованием градиентов концентрации и/или температуры в пограничном гидродинамическом слое, окружающем частицы катализатора (внешние градиенты) или в пористой текстуре самих частиц катализатора (внутренние градиенты). Дополнительные трудности возникают в реакторах периодического действия и в проточных реакторах с перемешиванием, если смешивание недостаточно для поддержания однородных концентраций в жидкой фазе. Перемешивание особенно важно там, где один из реагентов - газ, а катализатор и другие реагенты и продукты находятся в конденсированных фазах, например, при гидрировании жидкого алкена. Здесь перемешивание должно обеспечивать фугитивность растворенных газообразных реагентов, равную их фугитивности в газовой фазе.

Если внешние градиенты таковы, что существует значительная разница между концентрацией или температурой в объеме жидкости и концентрацей или температурой на внешней поверхности катализатора, скорость реакции на поверхности значительно отличается от той, которая преобладала бы, если бы они были равны. Тогда говорят, что на каталитическую реакцию влияет внешний массо- или теплоперенос, соответственно, а когда это влияние преобладает, то скорость соответствует режиму внешнего массо - или теплопереноса.

Аналогично, если внутренние градиенты концентрации или температуры различаются на внешней поверхности частицы катализатора и в ее центре, скорость в частице существенно отличается от скорости, которая преобладала бы, если бы концентрация или температура были одинаковы по всей частице. Тогда говорят, что на каталитическую реакцию влияет внутренний массо- или теплоперенос, а когда это влияние преобладает, то скорость соответствует режиму внутреннего массо - или теплопереноса.

Такие термины, как лимитируемая диффузией или контролируемая диффузией нежелательны, потому что скорость в режимах тепло- или массопереноса может быть больше, чем в кинетическом режиме работы, т.е. когда градиенты пренебрежимо малы.

1.7.1 Отравление и ингибирование

Следы примесей в жидкости, с которой соприкасается катализатор, могут адсорбироваться на активных центрах и уменьшать или прекращать каталитическое действие. Это явление называют отравлением, а воздействующую таким образом примесь - ядом. В случае сильной и практически необратимой адсорбции яда отравление называется постоянным. Если адсорбция яда слабее и обратима, удаление яда из жидкой фазы приводит к восстановлению первоначальной каталитической активности. Такое отравление называется временным. Если адсорция яда еще слабее и не сильно преобладает над адсорбцией реагента, уменьшение скорости под действием яда можно назвать конкурентным ингибированием или ингибированием. Конечно, яда может быть гораздо больше, чем следовые количества. И конечно же, нет четких границ в последовательности: постоянное отравление, временное отравление, конкурентное ингибирование.

При селективном отравлении или селективном ингибировании яд тормозит скорость одной катализируемой реакции больше, чем скорость другой или может затормозить только одну реакцию. Например, существуют яды, которые тормозят гидрирование олефинов гораздо сильнее, чем гидрирование ацетиленов или диенов. И оказалось, что следы соединений серы селективно ингибируют гидрогенолиз углеводородов во время каталитического риформинга.

Продукт реакции также может быть ингибитором или ядом. Это явление называется самоотравление или автоотравление.

1.7.2 Дезактивация: общие положения

Конверсия в каталитической реакции, проводимой при постоянных условиях реакции, часто уменьшается со временем пробега или временем действия. Это явление называется дезактивацией катализатора или распадом катализатора. Если есть возможность определить кинетическую форму реакции и, таким образом, измерить константу скорости k каталитической реакции, то иногда становится возможным выразить скорость дезактивации эмпирической формулой.

где t - время действия, n - некая положительная константа, а B остается константой в процессе реакции, но зависит от температуры и других условий реакции. Кроме того, можно предположить, что k уменьшается в результате исчезновения активных центров, и k может быть заменено на L в предыдущем уравнении, где L рассматривается как эффективная концентрация поверхностных центров. Кроме того, обычно определяется время дезактивации (или время распада) как время реакции, в течение которого k падает до определенной доли ее первоначальной величины, часто 0,5. Времена дезактивации могут меняться от минут, как в каталитическом крекинге, до лет, как в гидрообессеривании.

Дезактивация катализатора иногда может быть обратимой, и исходная активность катализатора восстанавливается с помощью определенных операций, называемых регенерацией. Например, закоксованный катализатор крекинга регенерируется с помощью выжигания кокса (см. §§1.7.3., 1.9).

Если каталитическая реакция включает совокупность различных процессов, дезактивация может привести к изменению распределения продуктов. В таких случаях дезактивация не только снижает суммарную скорость, но и изменяет селективность.

1.7.3 Типы дезактивации

Причиной дезактивации катализатора может быть дезактивация каталитических центров из-за отравления примесями или продуктами каталитической реакции (§1.7.1). Многие реакции с участием углеводородов, особенно протекающие при повышенных температурах, приводят к отложению на катализаторе высокомолекулярных соединений углерода и водорода, которые дезактивируют катализатор. Это явление называется закоксовывание или загрязнение. Такие дезактивированные катализаторы зачастую могут быть регенерированы.

Дезактивация может быть и результатом изменения структуры или текстуры катализатора. Изменения такого рода обычно необратимы, и катализатор не может быть регенерирован. Этот тип дезактивации часто называют старением катализатора.

Спекание и перекристаллизация. Катализаторы во время использования часто страдают от постепенного увеличения среднего размера кристаллитов или роста первичных частиц. Это обычно называют спеканием. Спекание приводит к уменьшению площади поверхности и, следовательно, к уменьшению числа каталитических центров. В некоторых случаях спекание приводит к изменению каталитических свойств центров, например, для катализатора, состоящего из высокодисперсного металла на носителе каталитические свойства могут изменяться при спекании за счет изменения сравнительной доступности различных кристаллических граней металлического компонента катализатора или по какой-либо иной причине. Таким образом, спекание приводит к снижению скорости, а возможно, и к изменению селективности. Подобные явления могут наблюдаться и для окисного катализатора, применяемого для каталитического окисления. Размер кристаллов увеличивается, или изменяется первоначальная структура кристаллов. Например, твердые бинарные соединения могут разлагаться на компоненты, или аморфная масса может кристаллизоваться. Эти процессы можно назвать перекристаллизацией. В некоторых случаях "спекание" и "перекристаллизация" используются для обозначения одних и тех же процессов. Эти процессы могут сопровождаться исчезновением поверхностных дефектов.

В некоторых случаях, как, например, в каталитическом крекинге на алюмосиликатах, процессы, подобные тем, что происходят при спекании и перекристаллизации, могут привести к изменению текстуры катализатора. Уменьшается поверхность и изменяется распределение пор по размерам.

1.8 Механизм каталитических реакций

1.8.1 Общие положения

Химическая реакция включает ряд элементарных процессов (Руководство, §11.3), которые могут протекать последовательно или параллельно. Эти процессы начинаются и заканчиваются при минимуме свободной энергии компонентов (реагентов, интермедиатов и продуктов), а каждый элементарный процесс проходит через состояние с максимумом свободной энергии (переходное состояние). Для определения механизма необходимо определить элементарные процессы. Таким образом определяются интермедиаты. Нужно также знать природу (энергетику, структуру, распределение зарядов) переходного состояния. Это все так же, как в химии вообще. Особенность механизма в гетерогенном катализе - это то, что он включает реакции между сорбированными веществами и активными центрами, реакции между адсорбатами и процессы регенерации активных центров по типу цепной реакции.

В общем случае возможна только частичная реализация вышеописанного подхода к определению механизма реакции.

Иногда термин "механизм" используется в разных смыслах. Например, рассмотрим два случая.

Можно сказать, что в этих двух случаях реализуются разные механизмы или что это два варианта одного и того же механизма.

1.8.2 Элементарные процессы в гетерогенном катализе

В гетерогенном катализе существует намного больше типов элементарных процессов, чем в газофазных реакциях. Элементарные процессы гетерогенного катализа в общем случае разделяются на процессы адсорбции-десорбции или поверхностные реакции, т.е. элементарные процессы, включающие реакции адсорбированных групп. Свободные поверхностные центры и молекулы могут участвовать, а могут и не участвовать в стадиях поверхностной реакции.

Не существует общепринятой классификации элементарных процессов гетерогенного катализа. Однако общеприняты названия нескольких типов элементарных процессов, и получила некоторое хождение частная классификация [см. M. Boudart, Kinetics of Chemical Processes, Chap. 2 (1968)]. Реакции, приведенные ниже в качестве примеров такой терминологии, были предложены в литературе, но не установлено точно, все ли они происходят в природе с какой-либо заметной скоростью.

Адсорбция-десорбция включает процессы физической адсорбции, а также недиссоциативной хемисорбции.

* + NH₃(г) H₃N*
* + H(г) H*

Диссоциативная адсорбция и ее противоположность, ассоциативная десорбция.

2* + CH₄(г) CH₃* + H*

Можно предположить, что метан реагирует или из газовой фазы, или из физосорбированного состояния.

Диссоциативная поверхностная реакция и ее противоположность, ассоциативная поверхностная реакция.

2* + C₂H₅* H* + *CH₂CH₂*

Она включает "диссоциативную адсорбцию" адсорбата.

Сорбционное внедрение - это аналог процесса внедрения лиганда в координационной химии.

H* + C₂H₄(g) *C₂H₅

Эту реакцию также можно представить как реакцию, протекающую с адсорбцией C₂H₄ и последующим переходом лиганда (поверхностная ассоциативная реакция).

Реактивная адсорбция и ее противоположность, реактивная десорбция, похожа на диссоциативную адсорбцию, но один фрагмент присоединяется к адсорбату, а не к поверхностному центру.

В процессах отщепления и экстракции группа адсорбтива или адсорбата забирает, соответственно, адсорбированный атом или атом из решетки.

Процесс отщепления *H + H(g) * + H₂(g)

Следующий элементарный процесс, происходящий на одном или, как показано, на двух центрах, называется механизмом Риделя или Риделя-Элея:

D₂ можно рассматривать и как некую разновидность слабо адсорбированного состояния. Заметим, что один атом D никогда не образует с поверхностью интермедиат с минимальной энергией Гиббса. Именно для таких процессов рекомендован термин "механизм Риделя или Риделя-Элея". Однако он использовался и для аналогичных процессов, в которых молекула реагента и молекула продукта с примерно одинаковой энергией находились в жидкой фазе или в некотором слабо адсорбированном состоянии и в которых один или больше атомов никогда не образовывают связи с поверхностью. Примером может быть следующий элементарный процесс ,который назвали свитч-процессом. Такой термин мог бы использоваться как общее название подобных процессов. Позднее термин "механизм Риделя или Риделя-Элея" был распространен на все элементарные процессы, в которых молекула реагирует из жидкой фазы или из слабо адсорбированного состояния. Даже вышеупомянутые процессы сорбционного внедрения и отщепления попадают в круг такого расширенного определения.

1.8.3 Номенклатура поверхностных интермедиатов

Названия поверхностных интермедиатов, пока это возможно, соответствуют общей химической номенклатуре.

Адсорбированные группы могут рассматриваться как поверхностные соединения, аналогичные молекулярным соединениям. Например, *H можно назвать поверхностным гидридом, *=C=O - линейным поверхностным карбонилом, а мостиковым поверхностным карбонилом. H₂N* можно назвать поверхностным амидом, а H₃C* - поверхностным метилом или поверхностным s -алкилом.

Группа *H также может быть названа адсорбированным водородом, а *CO - адсорбированным оксидом углерода.

Особую проблему представляют органические адсорбаты, поскольку постоянно обсуждаются довольно сложные специфические структуры. Рекомендована номенклатура, в которой поверхность рассматривается как заместитель, который замещает один или более атомов водорода. Степень замещения указывается как моноадсорбированный, диадсорбированный и т.д. Такая терминология не определяет ни природу химической связи с поверхностью, ни ограничивает a priori валентность поверхностного центра *. Таким образом, обе группы называются 1,3-диадсорбированный пропан. Другие примеры приведены ниже:

Номенклатурную систему замещения следует рассматривать как такую, которая показывает только, как атомы связаны с поверхностью, но не определяет точную электронную структуру. Таким образом, p -адсорбированный этилен - это представленный другим образом 1,2-диадсорбированный этан.

Не стоит придерживаться номенклатуры, базирующейся на процессе образования конкретного адсорбата. Таким образом, *H может быть "диссоциативно адсорбированным водородом", но такие же группы образуются при диссоциативной адсорбции CH₄, NH₃, H₂O.

1.9 Номенклатура каталитических реакций

В общем случае название каталитической реакции может образовываться добавлением прилагательного "каталитическая" к обычному химическому названию реакции, например каталитическое гидрирование (или, если требуется внести ясность, гетерогенное каталитическое гидрирование каталитическое гидрообессеривание, каталитическое окислительное дегидрирование ,каталитическая стереоспецифическая полимеризация.

В общем случае не используется специальная терминология для реакций. Однако определенные каталитические процессы, представляющие интерес с точки зрения технологии, имеют свои собственные общеупотребимые названия. Там, где такие процессы предполагают одновременное протекание двух или более химических реакций, применение таких специальных названий неизбежно. Ниже даны примеры таких важных технологических процессов:

Каталитический крекинг. В этом процессе высококипящая фракция нефти, например, нефтяной газ, превращается, в основном, в более низкокипящий материал с высоким октановым числом. Из реакций, которые оказываются вовлеченными в процесс, можно назвать скелетную изомеризацию алканов с их последующим разложением на алкан и олефин и реакции переноса водорода, уменьшающие количество образующегося олефина и приводящие к образованию кокса и ароматических углеводородов.

Каталитический гидрокрекинг. Эта реакция похожа на промышленный каталитический крекинг, но проводится под давлением водорода и на катализаторе, содержащем компонент с гидрирующим действием.

Каталитический риформинг. Каталитический риформинг - это процесс, проводимый с целью увеличения октанового числа нафты. Он включает изомеризацию алканов, дегидрирование циклогексанов в ароматические углеводороды, изомеризацию или дегидрирование алкилциклопентанов и дегидроциклизацию алканов.

Можно упомянуть следующие реакции, являющиеся редким исключением среди гетерогенных каталитических реакций и имеющие особое значение в катализе.

Каталитическое метанирование. Это процесс удаления моноокиси углерода из потока газов или получения метана по реакции

CO + 3H₂ CH₄ + H₂O

Каталитическая дегидроциклизация. Это реакция, в которой алкан превращается в ароматический углеводород и водород, например,

гептан толуол + 4H₂

Каталитический гидрогенолиз. Это обычно используемая реакция, в которой º C-Cº  + H₂ дает º CH + HCº , например,

пропан + H₂ этан + метан

толуол + H₂ бензол + метан

бутан + H₂ 2 этан

Однако он также может использоваться и для разрыва связей, отличных от ºC-Cº, например,

бензилацетат + H₂ толуол + уксусная кислота

бензиламин + H₂ толуол + NH₃

Каталитическое гидрообессеривание. Это процесс, в котором в присутствии водорода сера удаляется в виде сероводорода.

SECTION 2. LIST OF SYMBOLS AND ABBREVIATIONS

Перевод Е. Никифорово

1.6 Transport phenomena in heterogeneous catalysis

This section will not attempt to cover the more technical aspects of chemical reactor engineering.

A unique feature of heterogeneous catalytic reactions is the ease with which chemical kinetic laws are disguised by various transport phenomena connected with the existence of concentration and/or temperature gradients in the hydrodynamic boundary layer surrounding the catalyst particles (external gradients) or in the porous texture of the catalyst particles themselves (internal gradients). Additional difficulties arise in batch reactors and in stirred flow reactors if agitation is inadequate to maintain uniform concentrations in the fluid phase. Agitation is particularly critical where one of the reactants is a gas and the catalyst and other reactants and products are in condensed phases, for example, in the hydrogenation of a liquid alkene. Here the agitation must be adequate to maintain the fugacity of the dissolved gaseous reactant equal to that in the gaseous phase.

When external gradients correspond to substantial differences in concentration or temperature between the bulk of the fluid and the external surface of the catalyst particle, the rate of reaction at the surface is significantly different from that which would prevail if the concentration or temperature at the surface were equal to that in the bulk of the fluid. The catalytic reaction is then said to be influenced by external mass or heat transfer, respectively, and, when this influence is the dominant one, the rate corresponds to a regime of external mass or heat transfer.

Similarly, when internal gradients correspond to differences in concentration or temperature between the external surface of the catalyst particle and its centre, the rate in the particle is substantially different from that which would prevail if the concentration or temperature were the same throughout the particle. The catalytic reaction is then said to be influenced by internal mass or heat transfer, and, when this influence is the dominant one, the rate corresponds to a regime of internal mass or heat transfer.

Terms such as diffusion limited or diffusion controlled are undesirable because a rate may be larger in regimes of heat or mass transfer than in the kinetic regime of operation, i.e., when gradients are negligible.

1.7 Loss of catalytic activity

1.7.1 Poisoning and inhibition

Traces of impurities in the fluid to which the catalyst is exposed can adsorb at the active sites and reduce or eliminate catalytic activity. This is called poisoning and the effective impurity is called a poison. If adsorption of poison is strong and not readily reversed, the poisoning is called permanent. If the adsorption of the poison is weaker and reversible, removal of the poison from the fluid phase results in restoration of the original catalytic activity. Such poisoning is called temporary. If adsorption of the poison is still weaker and not greatly preferred to adsorption of reactant, the reduction in rate occasioned by the poison may be called competitive inhibition or inhibition. Here, of course, the poison may be present in much larger than trace amounts, There are, of course, no sharp boundaries in the sequence permanent poisoning, temporary poisoning, competitive inhibition.

In selective poisoning or selective inhibition, a poison retards the rate of one catalysed reaction more than that of another or it may retard only one of the reactions. For example, there are poisons which retard the hydrogenation of olefins much more than the hydrogenation of acetylenes or dienes. Also, traces of sulphur compounds appear selectively to inhibit hydrogenolysis of hydrocarbons during catalytic reforming.

A product of a reaction may cause poisoning or inhibition. The phenomenon is called self-poisoning or autopoisoning.

1.7.2 Deactivation: general

The conversion in a catalytic reaction performed under constant conditions of reaction often decreases with time of run or time on stream. This phenomenon is called catalyst deactivation or catalyst decay. If it is possible to determine the kinetic form of the reaction and, thus, to measure the rate constant for the catalytic reaction k, it is sometimes possible to express the rate of deactivation by an empirical equation such as ,where t is the time on stream, n is some positive constant, and B remains constant during a run but depends upon the temperature and other conditions of the reaction. Alternatively, the decline in k may be assumed to result from elimination of active sites and L may be substituted for k in the preceding equation where L is considered to be the effective concentration of surface centres. It is then common practice to define a time of deactivation (or decay time) as the time on stream during which k falls to a specified fraction of its original value, often 0.5. Times of deactivation may vary from minutes as in catalytic cracking to years as in hydrodesulphurisation.

Catalytic deactivation can sometimes be reversed and the original catalytic activity restored by some special operation called regeneration. For example, coked cracking catalyst is regenerated by burning off the coke (see §§1.7.3, 1.9).

If the catalytic reaction is a network of various processes, deactivation can lead to a change in the distribution of products. In such cases, the deactivation not only reduces the overall rate but it changes the selectivity.

1.7.3 Types of deactivation

Catalyst deactivation can result from deactivation of catalytic sites by poisoning either by impurities or by products of the catalytic reaction (§1.7.1). Many reactions involving hydrocarbons and particularly those run at higher temperatures lead to the deposition on the catalyst of high molecular weight compounds of carbon and hydrogen which deactivate the catalyst. This phenomenon is called coking or fouling. Catalysts so deactivated can often be regenerated.

Catalyst deactivation may also result from changes in the structure or in the texture of the catalyst. Changes of this kind are usually irreversible and the catalyst cannot be regenerated. This type of deactivation is often called catalyst ageing.

Sintering and recrystallisation. Catalysts often suffer during use from a gradual increase in the average size of the crystallites or growth of the primary particles. This is usually called sintering. The occurrence of sintering leads to a decrease in surface area and, therefore, to a decrease in the number of catalytic sites. In some cases, sintering leads to a change in the catalytic properties of the sites, for example, for catalysts consisting of highly dispersed metals on supports, catalytic properties may change on sintering due to a change in the relative exposure of different crystal planes of the metallic component of the catalyst or for other reasons. Thus sintering leads to a decrease in rate and perhaps also to a change in selectivity. Similar phenomena can occur in oxide catalysts as used in catalytic oxidation. The crystal size increases, or the initial structure of the crystals changes. For example, a binary solid compound may decompose into its components or an amorphous mass may crystallise. These processes may be called recrystallisation. In some cases the terms sintering and recrystallisation may refer to the same process. The removal of surface defects may accompany these processes.

In some cases, as for example in catalytic cracking on silica-alumina, processes similar to those involved in sintering and recrystallisation can lead to a change in the texture of the catalyst. Surface areas are diminished and the pore-size distribution is changed.

1.8 Mechanism of catalytic reactions

1.8.1 General

A chemical reaction proceeds by a set of elementary processes (the Manual, §11.3) which are in series and perhaps also in parallel. These processes start and terminate at species of minimum free energy (reactants, intermediates and products) and each elementary process passes through a state of maximum free energy (the transition state). To specify the mechanism, one must specify the elementary processes. This specifies the intermediates. One must also give the nature (energetics, structure, charge distribution) of the transition state. So much is true for chemistry in general. The special features of mechanism in heterogeneous catalysis are those which involve reactions between sorptives and active sites, reactions among adsorbates, and processes which regenerate active sites to give a type of chain reaction.

In general, only partial approaches to the specification of mechanism as given above have been possible.

Mechanism is sometimes used in different senses. For example, consider the two situations.

A + B C	vs	A + B C
C D		C D

It may be said that the two situations have different mechanisms or that they are two variants of the same mechanism.

1.8.2 Elementary processes in heterogeneous catalysis

There are many more types of elementary processes in heterogeneous catalysis than in gas phase reactions. In heterogeneous catalysis the elementary processes are broadly classified as either adsorption-desorption or surface reaction, i.e., elementary processes which involve reaction of adsorbed species. Free surface sites and molecules from the fluid phase may or may not participate in surface reaction steps.

There is no generally accepted classification of elementary processes in heterogeneous catalysis. However, names for a few types of elementary processes are generally accepted and terminology for a partial classification [see M. Boudart, Kinetics of Chemical Processes, Chap. 2 (1968)] has received some currency. The particular reactions used below to exemplify this terminology are ones which have been proposed in the literature but some have not been securely established as occurring in nature at any important rate.

Adsorption-desorption. This includes the process of physical adsorption as well as non-dissociative chemisorption.

* + NH₃(g) H₃N*
* + H(g) H*

Dissociative adsorption and its reverse, associative desorption.

2* + CH₄(g) CH₃* + H*

The methane might be supposed to react either from the gas phase or from a physisorbed state.

Dissociative surface reaction and its reverse, associative surface reaction.

2* + C₂H₅* H* + *CH₂CH₂*

This involves "dissociative adsorption" in an adsorbate.

Sorptive insertion. This is analogous to the process of ligand insertion in coordination chemistry.

H* + C₂H₄(g) *C₂H₅

This reaction might also be imagined to proceed by adsorption of C₂H₄ followed by ligand migration (an associative surface reaction).

Reactive adsorption and its reverse, reactive desorption. This resembles dissociative adsorption but one fragment adds to an adsorbate rather than to a surface site. In abstraction and extraction processes, an adsorptive or adsorbate species extracts an adsorbed atom or a lattice atom, respectively.

Abstraction process *H + H(g) * + H₂(g)

Extraction process + CO(g) 2e + CO₂(g)

The following elementary process occurring either on one site or, as shown, on two sites is called a Rideal or a Rideal-Eley mechanism:

D - D(g)		H - D(g)
H
* *		* *

D₂ may also be considered to be in some kind of a weakly adsorbed state. It will be noted that one D atom is never bonded to the surface in any minimum Gibbs energy intermediate. It is recommended that the term Rideal or Rideal-Eley mechanism be reserved for this particular elementary process. However, the term has been used for analogous processes in which there is a reactant molecule and a product molecule of nearly the same energy in the fluid phase or in some weakly adsorbed state and in which one or more atoms are never bonded to the surface. An example is the following elementary process, which has been called a switch process. The term might well be used generically for similar processes. The term Rideal or Rideal-Eley mechanism has been further extended to include all elementary processes in which a molecule reacts from the fluid phase or from some weakly adsorbed state. Even the sorptive insertion process and the abstraction process illustrated above fall within this extended definition.

1.8.3 Nomenclature of surface intermediates

Surface intermediates should be named in ways compatible insofar as possible with chemical nomenclature in general.

Adsorbed species may be treated as surface compounds analogous to molecular compounds. For example, *H may be called surface hydride, *=C=O may be called a linear surface carbonyl and may be called a bridged surface carbonyl. H₂N* may be called a surface amide and H₃C* a surface methyl or a surface s -alkyl.

The species *H may also be called an adsorbed hydrogen atom and *CO, adsorbed carbon monoxide.

Organic adsorbates pose a particular problem because quite particular structures of some complexity are regularly discussed. A nomenclature is recommended in which the surface is treated as a substituent which replaces one or more hydrogen atoms. The degree of substitution is indicated by monoadsorbed, diadsorbed, etc. This terminology does not specify the nature of the chemical bonding to the surface nor does it restrict, a priori, the valency of the surface site *. Thus, both of the following species are named 1,3-di-adsorbed propane. Other examples are:

The substitution system of nomenclature should be viewed as showing only how atoms are connected and not as indicating the precise electronic structure. Thus p -adsorbed ethylene is one representation of 1,2-diadsorbed ethane.

Nomenclature based upon the process of formation of a particular adsorbate is to be discouraged. Thus, H* may be "dissociatively adsorbed hydrogen" but the same species is formed in dissociative adsorption of CH₄, NH₃, H₂O.

1.9 Nomenclature of catalytic reactions

In general, a catalytic reaction may be named by adding the adjective "catalytic" to the standard chemical term for the reaction, for example, catalytic hydrogenation (or, if clarity demands, heterogeneous catalytic hydrogenation), catalytic hydrodesulphurisation, catalytic oxidative dehydrogenation, catalytic stereospecific polymerisation.

In general, special terminology for reactions is to be discouraged. However, certain catalytic processes of technological interest have special names in common use. Where such processes involve the simultaneous occurrence of two or more different chemical reactions, special names for the processes are probably inevitable. Some Important examples of such processes of technological interest are:

Catalytic cracking. In this process, a higher boiling cut of petroleum, for example, gas oil, is converted substantially into a lower boiling material of high octane number. Among the processes which appear to

be involved are skeletal isomerisation of alkanes followed by their cleavage into alkane and olefin, and hydrogen transfer reactions which reduce the amount of olefin formed and which lead to coke and aromatic hydrocarbons.

Catalytic hydrocracking. This is similar to catalytic cracking in its industrial purpose but it is effected under hydrogen pressure and on a catalyst containing an ingredient with a hydrogenating function.

Catalytic reforming. Catalytic reforming is a process for increasing the octane number of naphthas. It involves isomerisation of alkanes, dehydrogenation of cyclohexanes to aromatic hydrocarbons, isomerisation and dehydrogenation of alkylcyclopentanes, and dehydrocyclisation of alkanes.

The following reactions may be mentioned because they are rare except as heterogeneous catalytic reactions and have somewhat specialised meanings in catalysis.

Catalytic methanation. This is a process for removing carbon monoxide from gas streams or for producing methane by the reaction

CO + 3H₂ CH₄ + H₂O

Catalytic dehydrocyclisation. This is a reaction in which an alkane is converted into an aromatic hydrocarbon and hydrogen, for example,

heptane toluene + 4H₂

Catalytic hydrogenolysis. This is ordinarily used for reactions in which º C-Cº  + H₂ gives º CH + HCº , for example,

However, it may also be used for cleavage of bonds other than º C-Cº , for example,

benzyl acetate + H₂ toluene + acetic acid

benzylamine + H₂ toluene + NH₃

Catalytic hydrodesulphurisation. This is a process in which, in the presence of hydrogen, sulphur is removed as hydrogen sulphide.

SECTION 2. LIST OF SYMBOLS AND ABBREVIATIONS

Перевод Е. Никифорово

26-29 июня 2005 года в Доме ученых СО РАН (Новосибирск) прошло Международное рабочее совещание "Происхождение и эволюция биосферы". Совещание было призвано собрать специалистов разных направлений, чтобы обеспечить комплексный подход к проблеме происхождения и эволюции биосферы. В совещании приняли участие 200 человек, в том числе 12 иностранных ученых из 5 стран. Российские участники были представлены 68 организациями.

На совещании было заслушано 24 пленарные лекции, 29 устных докладов и представлено 80 стендовых докладов по следующим направлениям:

• Абиогенный синтез и химическая эволюция вещества на догеологических этапах формирования Земли;
• Безматричный синтез органических соединений на биоминеральных системах, биоминералы, биоминералогия;
• МИР РНК;
• Архейско-протерозойские биологические системы;
• Коэволюция абиотических и биотических событий;
• Экосистемно-биоценотическая организация и эволюция;
• Генетические механизмы биологической эволюции и корреляция био-геологических событий;
• Механизмы антропогенеза и расселение человека.

Проведены Круглые столы по укрупненным направлениям. Полные тексты докладов будут опубликованы в журнале Biogeosciences. Организаторами совещания являлись Объединенный институт геологии, геофизики и минералогии им. А.А. Трофимука СО РАН (Новосибирск), Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (Новосибирск), Институт цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск), Палеонтологический институт РАН (Москва). Необходимо отметить участие в совещании 19 действительных членов Российской Академии наук, что несомненно свидетельствует о его высоком научном уровне.

Тематика пленарных лекций отразила 8 основных направлений программы президиума РАН, которая легла в основу научной проблематики совещания. Три основополагающие лекции обеспечили возможность комплексного подхода к обсуждению проблем происхождения и эволюции биосферы. Академик Н.Л. Добрецов (Объединенный институт геологии, геофизики и минералогии
им. А.А. Трофимука СО РАН, Новосибирск) в своей лекции "О ранних стадиях зарождения и эволюции жизни" констатировал, что эволюция жизни началась примерно 3,8 млрд лет назад с "Мира РНК". Базой мог быть абиогенный синтез олигонуклеотидов РНК на монтмориллоните. Появление путем спонтанной рекомбинации и обмена олигонуклеотидами длинных макромолекул РНК с рибозимной активностью замкнуло цикл матричного воспроизводства РНК. Эксперименты, а также тот факт, что все базовые процессы в живой клетке могут идти лишь при помощи имеющихся в ней РНК разных типов, поддерживают такой сценарий. Возникнув примерно
3,6 млрд лет назад, триада "ДНК-РНК-белок" и липидная мембрана сформировали живые клетки. Условия ранней Земли заставляют предположить, что это могли быть клетки архебактерий. Огромное разнообразие про