22 октября 2024
Ученые создали эффективные блочные катализаторы для гидропроцессов с применением аддитивных технологий
10 октября 2024
Вести Новосибирск: Новосибирские учёные создали уникальный фильтр с платиной для очистки воздуха
Поздравления В.Пармона "С наступающим Новым 2002 Годом!"
Профессор А. Белл - Почетный профессор Сибирского отделения РАН
О премии им. В.А. Коптюга
Нобелевские лауреаты в области химии 2001 года
За рубежом
Р.А. Буянов. "Катализ: взгляд сквозь годы"
IX Международный симпозиум
"Магнитный резонанс в коллоидах и на поверхности"
А.С. Носков. Букварь для специалистов по катализу
Г.Е. Голосман
"Отечественные разработчики и производители катализаторов.
Новомосковский институт азотной промышленности"
Г.С. Яблонский "Четвертый критерий"
Не успели мы и оглянуться, как пролетел первый год уже по-настоящему XXI века. Очень приятно, что наше Российское каталитическое сообщество не только не проявило каких-либо тенденций к распаду, но, напротив, стало вновь укрепляться и консолидироваться.
Резко в гору пошли дела в отечественной катализаторной промышленности. Возобновились школы повышения квалификации для отечественных промышленников. Мы начали издавать новый полноформатный журнал "Катализ в промышленности".
Прошел ряд международных и российских конференций, непосредственно связанных с катализом. Мы договорились о возобновлении, начиная с 2002 года, больших общероссийских конференций (с международным участием) "Механизмы каталитических реакций". Мы неплохо выступили на очередном конгрессе "Европакат".
Наконец, после многих лет тишины, в уходящем году был написан и сейчас находится в стадии редподготовки русскоязычный полногабаритный учебник по гетерогенному катализу.
Так что мы неплохо поработали в уходящем году. И потому с достаточным оптимизмом можем смотреть вперед, вступая в Новый 2002 Год.
С новым Годом Вас, коллеги! Пусть год наступающий будет для всех годом успехов, счастья, радости и здоровья!
От имени составителей
"Каталитического бюллетеня", В. Пармон
На Общем собрании Сибирского отделения РАН, прошедшем 13 ноября 2001 года, профессору Алексису Беллу (Университет Беркли, США) присвоено звание Почетного профессора СО РАН за выдающийся вклад в развитие международного сотрудничества в области науки.Вручение диплома состоится в апреле 2002 года на очередном Общем собрании СО РАН.
Редакция Каталитического бюллетеня поздравляет профессора Алексиса Белла с присвоением почетного звания и от души желает сибирского здоровья, удачи и успехов в научных изысканиях, исполнения задуманного!
Российская академия наук объявляет конкурс на соискание премии имени В.А. Коптюга, присуждаемой за выдающиеся работы по химии в интересах развития и сохранения окружающей среды.
Срок представления работ до 9 марта 2002 г.
Общие положения
В целях поощрения ученых за выдающиеся научные труды, научные открытия и изобретения, имеющие важное значение для науки и практики, Российская академия наук присуждает премию имени В.А. Коптюга.
Премия присуждается за отдельную лучшую научную работу, открытие, изобретение, а также за серию научных работ по единой тематике.
На соискание премии может быть представлена работа или серия работ единой тематики, как правило, отдельного автора. При представлении работы выдвигаются лишь ведущие авторы, причем не более трех человек. Право выдвижения кандидатов на соискание премии предоставляется:
Организации или отдельные лица, выдвинувшие кандидата на соискание премии, обязаны до 9 марта 2002 г. представить в Российскую академию наук (117901. ГСП, Москва В-71, Ленинский проспект, 14) с надписью "на соискание премии имени В.А. Коптюга":
Работы, удостоенные государственной премии, а также именных государственных премий, на соискание премии имени В.А. Коптюга не принимаются.
Ученым, удостоенным премии, предоставляется право при печатании работ отмечать в заголовке "Удостоена премии имени В.А. Коптюга Российской академии наук за 2002 год".
Решение Президиума РАН о присуждении премии, а также аннотация о работе, удостоенной премии, публикуется в "Вестнике Российской академии наук" и "Известиях Российской академии наук" соответствующей серии и в газете "Поиск". В "Вестнике Российской академии наук" помещаются портреты ученых, удостоенных премии. Рассмотренные на заседании Президиума РАН печатные научные работы, за которые присуждена премия, передаются в Библиотеку Российской академии наук на хранение.
Дипломы о присуждении премии имени В.А. Коптюга вручаются удостоенным ее лицам на заседании
Справки по телефонам: 237-99-33; 237-99-65; 952-25-86
Нобелевская премия по химии в этом году была присуждена двум американским и одному японскому ученому за разработку более эффективных химических реакций, используемых для синтеза множества лекарств, в том числе препарата Эль-допа, широко применяющегося для лечения болезни Паркинсона. Половину денежного вознаграждения, составляющего в этом году 950 тысяч долларов, получат доктор Уильям Ноулз, бывший сотрудник американской биотехнологической компании Монсанто, и доктор Риоджи Нойори, директор материаловедческого исследовательского центра Нагойского университета в Японии. Другую половину вознаграждения получит доктор Барри Шарплесс, профессор химии в Исследовательском институте Скриппса в Сан-Диего, Калифорния.
По словам профессора химии из Гарварда доктора Эрика Джекобсона, лауреаты этого года революционизировали значительный раздел химической науки. Эти трое ученых создали катализаторы, способствующие селективному синтезу одной определенной разновидности из двух возможных разновидностей молекул. А это важное условие при синтезе множества лекарственных препаратов. Катализаторы - это вещества, изменяющие скорость и повышающие химические реакции, но сами остающиеся неизменными.
Один из лауреатов, доктор Ноулз, бывший пионером в этой области химии в конце 60-х годов, сказал, что он ошеломлен и удивлен присуждением ему премии за работу, выполненную им так много лет назад.
Значительная часть химических молекул существует обычно в двух формах, одинаковых по составу и аналогичных по своей структуре, с той только разницей, что одни молекулы являются зеркальными отображениями других, точно так же как левая рука является отображением правой. Хотя они и выглядят очень похожими, левосторонние и правосторонние молекулы могут обладать совершенно разными свойствами и совершенно по-разному действовать на организм. Так, например, одна такая разновидность молекул химических веществ, так называемых терпенов, содержащихся во многих растениях, пахнет лимоном, а ее зеркальные двойники пахнут апельсинами.
Но иногда подобная разница чревата катастрофическими последствиями. Так, в известном лекарстве талидомиде молекулы одной разновидности избавляют беременных от тошноты, а зеркально отображенные молекулы, которые не были удалены производителями, вызывают врожденные уродства, от которых в 60-х годах пострадали тысячи детей, рожденных в Европе и в Канаде.
Дело в том, что в тогдашней химической технологии производства лекарств использовались реакции, приводившие к получению одинакового количества право- и левосторонних молекул. Единственным способом получения веществ с молекулами лишь одной - право- или левосторонней разновидности была их очистка от молекул одной из этих разновидностей. Но этот процесс был трудным, дорогостоящим и давал много отходов. Правда, химики уже в 50-х годах знали, что некоторые катализаторы способствуют получению веществ с измененным соотношением количества молекул либо одной, либо другой зеркально отображенной формы, но это изменение было небольшим.
"Таким образом, общий принцип уже был известен, - поясняет доктор Эрнест Элиел, профессор химии из университета Северной Каролины, - но этот принцип не годился для практического применения".
Доктор Ноулз, бывший тогда химиком-исследователем в компании Монсанто, решил добиться лучших результатов. Он изучил катализатор, способствующий внедрению двух водородных атомов в плоскую двухмерную молекулу между двумя углеродными атомами. Такая добавка заставляет молекулу выгнуться наружу, и направление этого изгиба определяет, какая именно из двух зеркально отображенных форм станет продуктом реакции.
Доктору Ноулзу удалось так модифицировать свой катализатор, что он стал воздействовать только на одну сторону молекул, заставляя все эти молекулы изгибаться одинаковым образом. В результате продуктом реакции стали молекулы только одной из двух возможных вертикальных форм.
Свою новую технологию доктор Ноулз использовал в первую очередь для синтеза Эльдопы - лекарства, противодействующего таким симптомам болезни Паркинсона, как дрожание и тугоподвижность. Вещество, состоящее из зеркально отображенных молекул, Ди-допа, токсично. В результате реакции, разработанной доктором Ноулзом, выход Эль-допы составлял 97,5% и только 2,5% приходилось на долю нежелательной Ди-допы. Эта реакция стала основой коммерческого производства лекарства.
Вклад доктора Нойори заключается в синтезе лучших катализаторов. В 1980-м году, после шестилетних усилий, он получил катализатор, способный внедрять водородные атомы во множество разных молекул и способствовать выходу еще большего процента веществ нужной зеркальной формы. Кстати, химикам нравится простое строение этого катализатора. "Он состоит из очень изящных молекул", - говорит доктор Нойори. Катализаторы доктора Нойори используются, в частности, при получении противовоспалительного лекарства напроксена.
Примерно в те же годы третий Нобелевский лауреат доктор Шарплесс разработал катализаторы с аналогичной избирательностью для реакции другого типа, когда в молекулы внедряются кислородные атомы. Это было значительным успехом, в результате которого химики смогли сочетать с атомами кислорода и другие атомы, получая в результате более сложные соединения.
Как объяснил доктор Амос Смит, профессор химии в Пенсильванском университете, исследования доктора Шарплесса позволили осуществить одни из наиболее важных химических реакций, открытых за последние 50 лет. С помощью этих реакций получают, в частности, лекарства от сердечных болезней.
"Наука в Сибири", N 47 (2333) Декабрь 2001 г.
Nitrogen Helps Catalytic TiO2 See the Light
Sunlight-driven TiO2 catalysis of reactions that oxidize organic pollutants in water or air has been a goal of chemists for several years. TiO2 normally absorbs sunlight in the UV region below about 390 nm, leading to an excited electronic state that helps to form oxygen and hydroxyl radicals that have been shown to degrade aldehydes, NOx gases, and organic solvents. Researchers have been anxious to broaden TiO2's absorption range into the visible region to beyond the maximum in the solar spectrum's intensity at 460 nm, which would make degradation reactions proceed more efficiently. Several research groups have been looking at doping TiO2 to accomplish that goal. Now, a research team led by Ryoji Asahi at Toyota Central R&D Laboratories in Japan has succeeded by doping TiO2 with nitrogen using a sputtering technique to prepare crystalline films of TiO2-xNx [Science, 293, 269, 2001]. The team evaluated the photocatalytic activity of TiO2-xNx by measuring the decomposition rates of methylene blue and gaseous acetaldehyde under various conditions. The new material outperforms TiO2 over the range of 350 to 520 nm, they find.
C&EN/July 16, 2001
Metal Catalyst Promotes [2+2] Cycloaddition
Alkene [2+2] cycloadditions are typically photochemically induced and generally exhibit poor stereoselectivity. Now, a catalyst has been developed that can extend [2+2] cycloaddition methodology to photochemically fragile substrates, enabling a new technique for the synthesis of fused cyclobutane-containing natural products. Michael J. Krische and colleagues at the University of Texas, Austin, have developed a highly stereoselective cobalt catalyst for the intramolecular [2+2] cycloaddition of bis-enones to form substituted bicyclo[3.2.0] ring systems [J. Am. Chem. Soc., 123, 6716, 2001]. The reaction is viable for a variety of substituted bis-enones, but it requires at least one aromatic enone partner. In each case, independent of the alkene geometry of the starting bis-enone, [2+2] cycloadducts are formed as single stereoisomers.
C&EN/July 16, 2001
Enantioselective Oxidations of Secondary Alcohols with Oxygen
Two research groups have developed methods for catalytic, enantioselective oxidations of secondary alcohols using molecular oxygen as the terminal oxidant. These methods can be used to resolve racemic mixtures of secondary alcohols and to break the symmetry of meso-diols. Assistant chemistry professors Brian M. Stoltz at Caltech and Matthew S. Sigman at the University of Utah and their co-workers have accomplished the feat independently and at about the same time [J. Am. Chem. Soc., 123, 7475 and 7725, 2001; manuscripts were received a week apart]. Both groups use palladium(II) catalytic systems with the chiral diamine(-)-sparteine as a ligand. After two cycles, a preparative-scale oxidative resolution of racemic a -methyl-2-naphthalenemethanol (shown) by the Caltech group resulted in 68% yield of the optically enriched product in 99% enantiomeric excess. Both groups demonstrate de-symmetrization of meso-diols in comparable yields but slightly lower enantiomeric excesses.
C&EN/July 30, 2001
Catalysts for Producing Chemicals from Renewable Feedstocks
The US Department of Energy's Brookhaven National Laboratory and DuPont Company have developed a new class of catalysts, homogeneous hydrido complexes that could someday convert plant-derived feedstocks into industrially useful materials, such as chemicals and synthetic fibers. This research is described in the October 12 issue of the German journal Angewandte Chemie. "This is an early step in a long-term goal to develop new ways to make chemicals and fibers", said Morris Bullock, Brookhaven's principal researcher in the project.
The Brookhaven/DuPont collaboration used a ruthenium-based catalyst to accelerate the removal of oxygen from diols commonly found in plants. Selective removal of oxygen converts diols into alcohols, which are used for making industrial materials. The researchers hope to extend this deoxygenation method to more complex compounds such as diols and polyols (e.g. glucose) for converting organic plant material into chemicals for application in large-scale industrial processes.
DuPont's goal is to derive 25% of its revenues in 2010 from renewable raw materials, like carbohydrates. Paul Fagan, principal researcher on the project at DuPont, said, "This research is a starting point to develop improved industrially important catalysts for key transformations of biomolecules. We realize there is much more work to be done on these catalysts, but this is the kind of chemistry that will help DuPont meet its goal". Research is continuing to improve the activity of the new catalysts so that they become attractive for industrial use. Two patent applications have been filed on the catalysts.
Making progress on this goal, DuPont and Partners Tate&Lyle have already successfully manufactured a critical raw material,
1,3-propanediol, for its newest fabric polymer SoronaTM, using a fermentation process based on corn sugar, a renewable resource. The chemical was produced by DuPont scientists at a pilot plant located at Tate&Lyle's Decatur, Illinois, facility. Tate&Lyle, a major corn-based products company with expertise in fermentation processes, is one of DuPont's development partners in the effort. The other is Genencor, which is developing the biocatalyst for this process. The 1,3-propanediol is then reacted with petroleum-derived terephthalic acid to produce the Sonora polymer.
Reference: Marcel Schlaf, Prasenjit Ghosh, Paul J. Fagan, et al., Metal-Catalyzed Selective Deoxygenation of Diols to Alcohols. Angew. Chem. Intern. Ed., 40(20), 3887-3890, 2001.
John K. Borchardt . The Alchemist The Chem. Web Magazine
Из истории создания отечественного промышленного производства жидкого пара-водорода (р-Н2)
Р.А. Буянов
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
В послевоенные пятидесятые годы 20-го столетия в жизнь стартовало множество новых наукоемких технологий. Научно-техническая революция охватила самые разные области. Расширялись диапазоны параметров и требований, предъявляемых к новым процессам, производствам, материалам, изделиям.
Наша экономика, понесшая огромные потери в войне, усилиями всего народа, без какой-либо помощи извне в короткий срок была восстановлена, и перед страной открывались широкие перспективы дальнейшего научно-технического прогресса.
Именно тогда появилась все возрастающая потребность в больших количествах жидкого водорода, и он стал перекочевывать из области экзотики лабораторных масштабов в промышленное производство и потребление.
Сегодня жидкий водород нашел себе применение в самых разных областях человеческой деятельности. Он применяется как хладоагент в области температур от 14 до 20K, в физике твердого тела, в термобарокамерах и криогенных насосах, в создании условий для работы сверхпроводящих элементов и магнитов, в производстве сверхчистых веществ и биохимии и т.д. Но главным потребителем жидкого водорода стала ракетная и реактивная техника.
Первые сообщения в печати о начале исследований по применению жидкого водорода в качестве ракетного топлива появились в 1959 году. А уже в 1963 году в США был проведен первый успешный запуск ракетной ступени на жидком пара-водороде (р-Н2).
Как известно, по программе "Аполлон" работы завершились высадкой человека на Луну с помощью ракетной системы "Сатурн". Вторая и третья ступени системы работали на топливе "жидкий р-Н2-жидкий О2".
Сегодня известны проекты самолетов с реактивным двигателем на таком топливе, обеспечивающем более чем шестизвуковую скорость полета.
Однако, в начале пятидесятых годов, когда все это было лишь в замыслах, даже в США жидкого водорода производилось всего 0,5 тонн в сутки по цене 2,5 долл. за 1 литр. Напомним, что вес одного литра жидкого водорода составляет всего 70 грамм. Было очевидно, что необходимо организовывать многотоннажное промышленное производство и резко снизить стоимость этого продукта.
И вот здесь возникла чрезвычайно интересная и экзотическая научная проблема, имевшая многолетнюю предысторию. Как известно, в 1927 году чисто теоретически было предсказано существование двух модификаций водорода: орто-водорода (о-Н2) и пара-водорода (р-Н2). Модификации эти отличаются ядерными спинами: о-Н2 обладает параллельными спинами водородных ядер, а р-Н2 - антипараллельными. Было показано наличие связи между ориентацией спинов и вращательным квантовым числом. Спиновые функции протонов симметричны, когда два ядерных спина параллельны и антисимметричны, когда ядерные спины имеют антипараллельную ориентацию.
Условия антисимметричности общей волновой функции для молекулы водорода говорили о том, что независимые переходы молекулы водорода из состояния с нечетным вращательным числом в состояние с четным вращательным числом и обратно запрещены правилом отбора Паули.
Было определено, что соотношение о-Н2:р-Н2 при положительных температурах равно 3:1, и оно в силу правила запрета должно сохраняться при низких температурах, несмотря на то, что согласно термодинамике равновесие сдвигается в сторону увеличения концентрации р-Н2 вплоть до 100% при Т=200К.
Тем не менее, в 1929 году удалось осуществить каталитическое превращение О-Н2 в р-Н2 путем адсорбции водорода на активированном угле. Таким образом, эти работы экспериментально доказали существование о-Н2 и р-Н2 и возможность их взаимного превращения при наличии катализатора. Более того, было обнаружено медленное самопроизвольное превращение о-Н2 в р-Н2 в жидком и твердом состоянии. Как оказалось, такое превращение происходит путем поворачивания ядерного спина под влиянием молекулярных магнитных сил при взаимодействии магнитного момента ядра молекулы о-Н2 с магнитным моментом соседней молекулы о-Н2 в целом. Так открывалась возможность получать жидкий р-Н2 с концентрацией 100%. Оказалось, что это имеет большое практическое значение.
Позже было определено, что такой переход о-Н2 в р-Н2 сопровождается тепловым эффектом: о-Н2 > р-Н2 +340 кал/моль и, как уже отмечалось, константа равновесия при этом изменяется от К=3 при Т>3000К до К=0,00 при Т<200К. Поэтому после сжижения обычного водорода, содержащего 75% о-Н2 и 25% р-Н2 самопроизвольное превращение о-Н2 в р-Н2 должно приводить к выделению тепла в количестве 340х0,75 =254 кал/моль. Эта теплота превышает теплоту испарения жидкого водорода, равную 228 кал/моль. Таким образом, самопроизвольное превращение о-Н2 в р-Н2 не позволяет организовать длительное хранение жидкого водорода. Как показало впоследствии изучение испаряемости жидкого Н2, только из-за процесса самопроизвольной конверсии о-Н2 в р-Н2 за первые же сутки испаряется 18% всей жидкости, а через 4 суток потери составляют 40%. Между тем, как было показано, жидкий р-Н2 можно сохранять в хороших хранилищах в течение многих месяцев.
Так возникла не совсем обычная и весьма сложная научная и прикладная проблема создания промышленного производства жидкого р-н2.
Отметим, что в США уже в середине шестидесятых годов было построено несколько мощных заводов по производству жидкого р-Н2 и создана техника его транспортировки по трубопроводам, в автомобильных и железнодорожных цистернах. Таким образом была создана надежная система долговременного хранения жидкого р-Н2 с возможностью его немедленного использования в любой момент как ракетного топлива.
Во второй половине шестидесятых годов Институту катализа было дано специальное задание: разработать эффективные катализаторы низкотемпературной конверсии о-Н2 в р-Н2 и создать их промышленное производство. Параллельно одним из институтов в системе МХП СССР началось проектирование огромного промышленного объекта для производства жидкого р-Н2.
Отметим, что в то время теоретические представления о механизме действия катализаторов в таком процессе были весьма схематичны. Поэтому при создании промышленности жидкого р-Н2 в США катализаторы подбирались в основном эмпирически.
Перед нами стояла, можно сказать, классическая и приятная двуединая задача:
В результате теоретического рассмотрения механизма превращения о-Н2 в р-Н2 на катализаторах мы остановились на том, что в данном случае механизм переориентации ядерных спинов представляет собой своеобразный случай ЯМР. Такой механизм должен реализоваться на специфических поверхностях катализаторов, обладающих негомогенными постоянными магнитными полями, в условиях которых возникает неэквивалентность ядер молекулы водорода и переменными магнитными полями, вызывающими переориентацию ядерных спинов в молекуле Н2 без разрыва ее на атомы.
При таком подходе удалось оценить вероятность превращения о-Н2 в р-Н2 (как изменение ядерного спина молекулы Н2) и теоретически рассчитать скорость реакции на модельном железном катализаторе. Полученные результаты вполне удовлетворительно совпали с экспериментальными.
Низкотемпературная каталитическая конверсия о-Н2 в р-Н2 по чисто физическому механизму при температурах до 20К является пока единственным примером катализа с таким механизмом и при столь низких температурах.
Такова была теоретическая основа для поиска активных катализаторов. Кроме того, необходимо было учитывать и чисто практические требования, вытекающие из самой промышленной схемы и технологии производства жидкого р-Н2.
Здесь уместно пояснить, что полная теплота превращения о-Н2 в р-Н2 с точки зрения энергетических затрат на ее отвод при производстве жидкого р-Н2 представляет весьма существенную величину. И затраты эти тем более высоки, чем ниже температура охлаждения. В соответствии с зависимостью термодинамического равновесия от температуры основное тепловыделение при превращении о-Н2 в р-Н2 происходит в зоне от 130 до 20K. В идеальной схеме производства было бы выгодно производить превращение о-Н2 в р-Н2 с непрерывным отводом тепла вдоль всего пути охлаждения водорода так, чтобы состав смеси при каждой данной температуре мало отличался от равновесного. Термодинамический анализ был произведен нами для разных циклов сжижения. Однако реализация такого идеального процесса технически не приемлема. Поэтому было принято решение ограничиться двумя температурными уровнями, на которых экономически целесообразно отводить всю теплоту превращения о-Н2 в р-Н2. Это температура кипения жидкого азота под вакуумом (64К) и жидкого водорода (20-21К). Здесь мы исходим из наших оценок, в которых было показано, что в принятых проектировщиками схемах охлаждения на основе дросселирования газа при отводе всей теплоты превращения на уровне жидкого водорода работа на производство 1 кг жидкого р-Н2 составляет 9,3 квч/кг, а в случае отвода тепла на двух упомянутых уровнях она снижается до 4,9 квч/кг. Так были определены условия работы каталитических реакторов.
В результате в Институте катализа было создано четыре типа катализаторов для разных условий эксплуатации, связанных с особенностями их активации уже после загрузки в реакторы, с длительностью непрерывной работы промышленных агрегатов, с частотой их остановок и отеплений, с возможностями пассивации и повторной активации и т.д.
Были разработаны промышленные регламенты на производство катализаторов, выданы исходные данные и технические условия на проектирование технологических линий на их производство. По этой документации в 1970 году было организовано промышленное производство катализаторов.
Здесь уместно отметить, что всю эту как теоретическую, так и прикладную часть работы выполнил коллектив сотрудников Института катализа СО АН СССР всего из трех человек: Буянов Р.А. (руководитель работ), Криворучко О.П. и Головин А.В.
Криворучко О.П., Буянов Р.А., Золотовский Б.П., Молчанов В.В., 1980г., г.Новосибирск, Институт катализа
В 1970-1971 гг. огромный объект по производству жидкого р-Н2 был введен в эксплуатацию. В государственную комиссию по пуску и его приемке в постоянную эксплуатацию входили представители проектной организации МХП СССР и Института катализа СО АН СССР. От Института в состав комиссии входил автор этих воспоминаний. В работе по пуску объекта принимал также участие О.П. Криворучко. Сам процесс пуска этого объекта заслуживает отдельного повествования. В воспоминаниях остался и самый яркий и ответственный момент. Это было в начале 1971 г. Когда объект был выведен на регламентный режим, все ожидали: быть или не быть 100%-ному жидкому р-Н2. Все члены государственной комиссии с каким-то исступленным напряжением поедали глазами шкалу анализатора р-Н2. Конечно же, мы с О.П. Криворучко были в наиболее "заряженном" состоянии. Мало ли что получалось у нас на лабораторной установочке. А здесь ведь именно мы отвечали за работу промышленного реакторного узла, за 100% р-Н2. Само по себе промышленное сжижение водорода в то время у нас в стране было уже освоено, был опыт.
И вот "поползла" стрелка анализатора р-Н2. Минуты казались бесконечностью, которая оборвалась на пределе шкалы - 100% р-Н2.
Начались шумные взаимные поздравления, телеграммы в МХП СССР, составление Акта государственной комиссии и все, что в таких случаях происходит в завершение...
Итак, в короткие сроки в СССР был создан огромный уникальный промышленный объект по производству жидкого р-Н2 и весь комплекс системы его транспортировки и хранения. Жидкий водород подавался по трубопроводу длиной в сотни метров в специальные железнодорожные цистерны емкостью до 60 м3, где мог храниться сколь угодно длительное время и транспортироваться по железной дороге к потребителям. Чтобы представить себе, что такое 60 м3 жидкого р-Н2, напомним, что это около 46 тыс.нм3 газообразного водорода! И это всего лишь одна цистерна! А теперь напомним, что температура жидкого водорода ~ 20К, при которой воздух превращается в лед, а сталь ломается как стекло. Так что вся эта техника весьма наукоемка и необычна.
Итак, задание МХП СССР было выполнено успешно. Работа по этой теме была завершена в 1972 году специальным решением МХП за подписью министра Л.А. Констандова"Об организации постоянного промышленного производства катализаторов серии ИК-5 и использовании только их в промышленности страны". Этим решением на наш Институт был возложен шефский надзор за проектированием реакторных узлов всех новых объектов, их пуском, производством и использованием катализаторов. В то время планировалось строительство и других подобных производств.
Потом мир облетела весть о космическом успехе нашей страны. В космос был запущен наш первый корабль многоразового использования - "Буран". Это была радость и для нас. Ведь он полетел на нашем топливе - жидком р-Н2.
Санкт-Петербург, 26-30 июня 2001 г.
XI Международный Симпозиум был организован Институтом катализа им. Г.К. Борескова СО РАН и Университетом Пьера и Марии Кюри (Париж) при поддержке НАТО, РФФИ, ИНТАС, Научного совета по катализу Отделения общей и технической химии РАН и фирмы Bruker Analytik (Германия).
В работе симпозиума прияли участие около 130 специалистов, включая 79 ученых из 21 страны дальнего зарубежья (Франции, Норвегии, Бельгии, США, Германии, Испании, Англии, Греции, Швеции, Японии, Дании, Новой Зеландии, Польши, Венгрии, Кореи, Израиля, Канады, Италии, Словении, Турции, Китая) и почти 50 ученых из России, Эстонии и Украины.
В работе сессии НАТО приняли участие около 20 специалистов.
Во время работы Симпозиума прошла сессия ИНТАС, научная программа которой включила устные сообщения и стендовые доклады о состоянии работ по 14 проектам ИНТАС.
На симпозиуме было представлено 16 пленарных лекций,
10 ключевых лекций, 21 устный доклад и 75 стендовых докладов (из 99 заявленных), охвативших все 10 заявленных тематик симпозиума:
Можно отметить несколько наиболее интересных пленарных и ключевых лекций, представленных на симпозиуме ведущими учеными:
Среди отечественных сообщений привлекли особое внимание:
В целом, обеспеченность в России исследований коллоидов и поверхностных явлений методами магнитного резонанса следует считать неудовлетворительной. Об этом свидетельствует тот факт, что среди устных сообщений, посвященных новым методикам в ЭПР и ЯМР, не было ни одного российского, и только две работы были выполнены с участием российских ученых, но на зарубежном оборудовании. В большинстве же чисто российских исследований использовались традиционные стационарные методы ЭПР и ЯМР.
По окончании симпозиума было принято следующее Решение.
Решение симпозиума
Со-председатели Оргкомитета Симпозиума,
О.Б. Лапина, А.А. Шубин
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
Совсем недавно в конце сентября 2001 г. Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН принимал из разных городов страны специалистов, желающих расширить свои познания в области катализа. По прошествии недели 35 человек получили в торжественной обстановке удостоверения государственного образца, выданные факультетом повышения квалификации Новосибирского государственного университета, который выступил соорганизатором курсов повышения квалификации по катализаторам и каталитическим процессам.
Пятидневная программа курсов включила 15 лекций ведущих специалистов Института катализа (практически все они имеют солидный опыт преподавательской работы) и преподавателей НГУ:
Как в студенческую пору каждая лекция длилась 1,5 часа (2 раза по 45 минут - "пара"). Таким образом, каждый день слушатели курсов имели 3 пары лекций, которые сопровождались практическим занятиями в вечернее время в исследовательских лабораториях и компьютерном классе Института катализа.
Среди практических занятий наибольший интерес слушателей привлекли:
Теперь давайте зададим себе и сами же ответим на несколько вопросов.
Организаторами курсов выступили три структуры - Институт катализа, Новосибирский государственный университет и Международный благотворительный фонд им. К.И. Замараева.
Более половины слушателей - молодые специалисты в возрасте около тридцати лет. Данный факт говорит о весьма перспективных кадровых тенденциях, просматривающихся на отечественных предприятиях. Пополнение состава технических руководителей химических предприятий начинает осуществляться за счет инициативных, энергичных молодых специалистов. Естественно, у многих еще нет обширного, приобретаемого с годами, опыта. Потому используется любая возможность интенсивного приобретения знаний, молодым стараются дать возможность пройти через разного рода курсы и школы повышения мастерства.
Теперь об участниках курсов:
Специалисты с ряда нефтеперерабатывающих предприятий (Рязанский, Ачинский и Омский нефтеперерабатывающие заводы, ООО "Лукойл-Пермнефтеоргсинтез", ЗАО "Метанол" (Томск), Кирово-Чепецкий химкомбинат, ЗАО "Каустик" (Стерлитамак), ООО Новокуйбышевский завод катализаторов, ЗАО "Юнвист" (Редкино), научные сотрудники Казанского государственного технологического университета, инженеры с ОАО "Ярсинтез (Ярославль). Некоторые заводы направили на курсы по 3-4 специалиста.
Как видно из приведенной программы курсов, за сравнительно небольшой по времени срок мы взялись осветить слишком объемный материал. Причем, задача перед лекторами стояла довольно сложная: не просто изложить учебные основы своей дисциплины, но и дать обзор всего научного направления, познакомить с мировыми достижениями. Подобный курс лектор обычно излагает целый семестр, а тут следовало донести объемный материал буквально в одной лекции за пару часов. Многим слушателям поначалу было просто не под силу воспринимать эту информацию. Понятно, те, кто не отвык от студенческой скамьи, воспринимали материал легче.
Учитывая сложности для слушателей и преподавателей, мы решили на первых курсах обойтись без экзаменов и зачетов. Скажем больше - мы никого не отчислили за академическую неуспеваемость!
Мы провели анкетный опрос слушателей. На самый главный вопрос - оправдали ли курсы возложенные на них надежды и стоит ли их продолжать в дальнейшем - все "курсанты" как один ответили, что их надо проводить обязательно! Мы поняли, что полезнее организовывать более специализированные курсы, привлекать к чтению лекций коллег из отраслевых институтов. Мы получаем сейчас также предложения сделать курсы выездными - каждый раз проводить учебу на конкретном предприятии, но с приглашением специалистов с разных заводов.
Можно выделить, по крайней мере, две области интересов.
Во-первых, такие курсы позволяют оперативно знакомить специалистов промышленности с научно-техническими разработками, восстанавливать и укреплять связи науки с промышленностью.
Во-вторых, сейчас практически отсутствуют учебники и учебные пособия в такой интенсивно развивающейся области как "катализ". Собрав вместе такое количество высококвалифицированных специалистов, мы смогли убедить их подготовить свои лекции для печати.
А.С. Носков
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
Ммосковский институт азотной промышленности
Е.З. Голосман
По поручению Президиума Тульского отделения РХО им. Менделеева заслуженный химик РФ, вице-президент областного правления научных и общественных объединений (СНИО) Евгений Зиновьевич Голосман неоднократно беседовал с руководителями Новомосковского института азотной промышленности (НИАП) - председателем Совета директоров доктором технических наук Меньшовым В.Н., ген. директором Мироновым Ю.В., первым зам. ген. директора Обысовым А.В., техническим директором Владимировым Ю.Г., зам. ген. директора по научной работе Горожанкиным Э.В., гл. инженером проектной части Левченко Э.В., главным инженером катализаторного производства Вейнбендером А.Я.
Среди немногих"химических" островков, сохранившихся несмотря на высокий потенциал можно назвать Новомосковский институт азотной промышленности (НИАП).
Конечно же катаклизмы последних лет коснулись и бывшего филиала ГИАП с 1991 г. получившего самостоятельный статус. Новое название организации - Новомосковский институт азотной промышленности. Можно только сожалеть, что распался и сократился до опасного предела один из самых знаменитых в мире отраслевых химических институтов, каким был ГИАП (в головном институте вместе с филиалами было 12500 специалистов), но это отдельная страница.
Уменьшение же возможностей НИАП конечно прежде всего связано с сокращением до недавнего времени объемов производства химических заводов, сокращением кадров института с 1900 до 700 сотрудников, потерей оборотных средств, отсутствием возможности обновления приборов и установок, низкой зарплатой и прекращением строительства жилья. И все же. Работают проектная и научная части НИАП, крупное промышленное катализаторное производство.
За 42 года НИАП участвовал в проектировании крупнейшей в Европе Дорогобужской катализаторной фабрики, Куйбышевского катализаторного завода, катализаторного производства НИАП, ряда катализаторных установок в Северодонецке, Кемерово, Гродно, катализаторного производства в Иране и др., а также гигантов химии - Новомосковской АК"Азот", Щекинского, Ионавского, Россошанского, Дорогобужского ПО"Азот" и многих других. НИАП участвовал в проектировании гигантского аммиакопровода Тольятти-Одесса, специализированных портов в Вентспилсе и Одессе, проектировании ряда химических заводов в Средней Азии, Болгарии, ГДР, Египте, Монголии, Индии, на Кубе. НИАП имеет опыт совместной работы с фирмами США, Франции, Бельгии, Японии, Германии. В настоящее время проектируется крупнейший в России терминал по перегрузке метанола, аммиака и химических продуктов в г. Высоцке Ленинградской области - альтернативный порт в связи с тем, что Вентспилский и Одесские порты-терминалы стали иностранными. Строительство этого порта сулит большие экономические выгоды для РФ.
НИАП в течение многих лет проектирует сложнейшие инженерные сооружения, какими являются склады жидкого аммиака на 10000, 30000 тонн, способных выдержать внутренние и внешние факторы воздействия. Эти гигантские сооружения успешно эксплуатируются на заводах в Новомосковске, Вентспилсе, Кемерово, Череповце, Россоши и др. Начато проектирование огромного склада для Воскресенского завода. Разработаны ранее (заводы в Одессе, Днепродзержинске и др.) и проектируются (Обнинск) водородсодержащие установки. Совместно с научной частью НИАП выполнен проект по утилизации жидких стоков, содержащих вредные компоненты для Вентспилского завода. Вьшолняются проектные работы по производству товаров бытовой химии для предприятий Проктер энд Гэмбл. НИАП проектирует объекты соцкультбыта, котельные, жилые дома, инженерные сети.
Все работы выполняются в соответствии с имеющимися лицензиями федерального лицензионного центра и органов государственного надзора.
Научная часть НИАП как отделение прикладного института увязывает проводимые исследования с разработкой и внедрением промышленных катализаторов. Сотрудники научной части контролируют и выпуск промышленных катализаторов, благодаря чему поддерживается высокое качество выпускаемых контактов, тысячи тонн которых поставлены в различные отрасли промышленности.
Вместе с отделом маркетинга"наука" осуществляет и рекламу катализаторов, публикует в различных академических, отраслевых Российских и международных журналах большое количество статей. За последние десять лет выпущены несколько монографий по научным основам приготовления и технологии производства цементсодержащих катализаторов. К сожалению, в настоящее время ограниченные финансовые возможности не позволяют как ранее сотрудникам института выступать на научных конференциях. Особенно печально, что молодые ученые не проходят школу симпозиумов, не встречаются с ведущими учеными, не устанавливают контакты со специалистами. Конечно же это всеобщая беда, и эта ситуация требует скорейшего разрешения.
Разработки института защищаются патентами. Подается относительно немного заявок, но важно отметить, что почти все получаемые патенты внедряются в промышленность. Одной из развиваемых отделом маркетинга и дирекцией эффективных форм является внедрение катализаторов с заключением с заводом-потребителем патентно-лицензионных соглашений. В последние годы завершены разработки, освоена технология промышленного изготовления ряда новых катализаторов, которые успешно эксплуатируются на ряде заводов. Можно отметить новые модификации катализаторов низкотемпературной конверсии оксида углерода НТК-10-2ФМ (НИАП-06-03) и НТК-10-2ЛФ (НИАП-06-04) с повышенной активностью, катализатор НИАП-22 (с семью отверстиями) для процесса конверсии природного газа с очень низким гидравлическим сопротивлением, катализатор НКМ-4АП с пониженным содержанием никеля, катализаторы серии НКО-2 (НИАП-15-01, НИАП-15-02, НИАП-15-03), НКО-2-4 для очистки газов от кислорода, а также оксидов азота, углерода, низкотемпературные высокопроизводительные модифицированные катализаторы серии НТК-10-7 для процессов получения различных аминов (анилина, метиланилина и др.), катализаторы гидрирования ацетофенона КГА-48, катализаторы НТК-10-7Ф (НИАП-15-02) и НТК-10-7ФП (НИАП-15-03) очистки выбросных газов от органических примесей (бензола, толуола, ксилола, стирола, кумола, циклогексанола, ацетона, бутанола, крезольных и бескрезольных лаков, нитрилакриловой кислоты и др.), цинковый поглотитель тонкой очистки от сернистых газов ГИАП-ПС (НИАП-02-01), модифицированные катализаторы НТК-10-7 (НИАП-15-06 и НИАП-15-07) для дегидрирования циклогексанола, НКО-2-ЗФ окисления углеводородов (метана и др.), катализаторов ГТТ очистки газов от озона.
Продолжается промышленный выпуск катализаторов конверсии природного газа НИАП-18-02 (НИАП-20), синтеза метанола ДВ-8-1 (НИАП-09-03), ДВ-8-2 (НИАП-09-04), МЦА-1 (НИАП-09-01), МЦА-2 (НИАП-09-02), гидрирования растительных масел и животных жиров ВНИИЖ-1Н (НИАП-11-01), диссоциации аммиака для получения защитных атмосфер и восстановительных сред КДА-10А (НИАП-13-02), КДА-6 (НИАП-13-01), КДА-11, КДА-18А, конверсии газообразных углеводородов в эндотермических генераторах для получения защитных атмосфер КЗА (НИАП-10-01), синтеза бутиловых спиртов НТК-10-ЗФП (НИАП-06-05), синтеза аммиака СА (НИАП-08-01), катализатора Ренея для гидрирования органических продуктов (НИАП-14-01), катализаторов-хемосорбентов для тонкой очистки технологических газов от кислорода НКО-ЗХ (НКО-15-01), катализатора НТК-10-3 разложения метанола и воднометанолыюй смеси, НТК-10Б синтеза g -бутиролактона, НТК-ЮГ синтеза 2-этилгексанола и одних из лучших катализаторов в мире для процесса метанирования марки НКМ-1 (НИАП-07-01), НКМ-4А (НИАП-07-02), НКМ-4АК (НИАП-07-03), НКМ-2А. Организован выпуск катализаторов для гидрирования фурфурола и синтеза диметилового эфира. Разработан двухступенчатый процесс очистки низкоконцентрированных содержащих аммиак (до 1-2% аммиак, остальное воздух) вентиляционных выбросов с использованием катализаторов диссоциации аммиака (КДА) и хемосорбента. Установки для очистки низкоконцентрированных вентиляционных выбросов необходимы для предприятий по производству минеральных удобрений, аммиака, химволокна, мясокомбинатов, имеющих холодильные агрегаты. Завершаются работы по организации промышленного производства катализаторов для среднетемпературной конверсии оксида углерода. Будет возобновлено производство катализатора хемосорбента для поглощения сернистых соединений с одновременным гидрированием сероорганики.
Совместно с рядом организаций (ИОХ им. Зелинского, МГАТХТ им. Ломоносова, ИНХС РАН, ВНИИОС НК, НИИСинтез,"Еврохим", МГУ им. Ломоносова, НИОПИК, НИИД, НИ РХТУ им. Менделеева, Криогенмаш, ВНИИНефтехим, ПО"Хром" и др.) разработаны новые цементсодержащие катализаторы для окислительного дегидрирования этилбензола в стирол, синтеза хлорорганических продуктов (винилхлорида, хлорирования этилена и др.), дегидрирования метанола в метил-формиат, крекинга мазута, дегидрирования этанола до этилацетата, низкомолекулярных меркаптанов, Фишера-Тропша, дожига газов регенерации производства изопрена, очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.
Выпускаемые цементсодержащие катализаторы могут изготавливаться как в форме таблеток, червячков, шариков, так и в форме колец. Загрузка катализаторов в форме колец или смешанная в форме гранул и колец обеспечивает работу реакторов с низким газодинамическим сопротивлением (особенно для процессов очистки работающих без давления). Важно отметить, что катализаторы очистки выбросных газов марки НТК-10-7, НКО-2-3, НКМ-2А и другие не содержат драгоценных металлов. До недавнего времени стоимость этих контактов была в 8-12 раз ниже стоимости палладиевых катализаторов марки АПК-2. В настоящее время в связи с мировым повышением стоимости палладия, цена на эти катализаторы вышеуказанных серий в 50 раз ниже АПК-2.
Ведутся работы по оптимизации загрузки узлов сероочистки, позволившие осуществить совместную промышленную загрузку в один аппарат катализатора гидрирования сернистых соединений и поглотителя, меньшего объема по сравнению с регламентом. Разработан режим активации цементсодержащих катализаторов низкотемпературной конверсии, позволивший сократить в 1,5-2 раза время восстановления катализаторов для конверторов больших агрегатов синтеза аммиака. Продолжается совершенствование технологии разработанного ранее метода химического смешения и др.
Для всех разработанных катализаторов отработаны режимы загрузки, восстановления, пассивации, эксплуатации. Для повышения активности отработана технология выпуска катализаторов с уменьшенным диаметром гранул (3,5 и 2,8 мм) и регулируемой длиной гранул. На все разработанные катализаторы подготовлены технические условия и утверждены паспорта безопасности.
Промышленное изготовление катализаторов освоено катализаторным производством НИАП. Различные модификации катализаторов в форме гранул, таблеток, колец выпускаются партиями от десятков кг до сотен тонн. НИАП осуществляет по запросу предприятий участие в загрузке, активации и пуске разработанных катализаторов в эксплуатацию, услуги по дополнительному контролю физико-химических и физико-механических характеристик катализаторов и выдачу рекомендаций по использованию отдельных модификаций катализаторов применительно к различным процессам и конкретным условиям эксплуатации.
Разработки НИАП эффективно используются на более чем 250 предприятиях в химической, нефтехимической, металлургической, пищевой, электротехнической, машиностроительной и многих других отраслях промышленности в России, странах СНГ и дальнего зарубежья.
В представленном материале рассказано о многих, но, конечно же, не о всех работах НИАП.
Значительно большее число научных и проектных работ, расширение номенклатуры и объема выпуска промышленных катализаторов могли бы быть реализованы быстрее и эффективнее, если бы была постоянная и целенаправленная помощь государства и, конечно же, заводов.
"Химия в России" (N2, 2001)
"Четвертый Критерий"
Г.С. Яблонский
Представляем вниманию читателей очень актуальную заметку "Четвертый Критерий", принадлежащую перу профессора Григория Семеновича Яблонского- "воспитанника" Института катализа СО РАН и члена Научного совета по катализу "созыва 90 - х годов", ныне уважаемого профессора Вашингтонского университета (Сен - Луис, США). Григорий Семенович далеко от нас, но он всегда с нами.
В преддверии Нового 2002 Года Григорий Семенович сопроводил "Четвертый Критерий" новогодним поздравлением, которым мы, в качестве сюрприза, собственно и заканчиваем публикацию.
Задумывался ли кто - нибудь из организаторов симпозиумов, конференций, семинаров над вопросом "Как организовать хорошую конференцию?" Вообще, КАК ОТЛИЧИТЬ удачную конференцию от неудачной? Эти проблемы кажутся сложными лишь на первый взгляд. Предлагаю Вашему вниманию "4 критерия успешной конференции". Эти критерии, предложенные мною лет 15 - 20 тому назад, применялись многократно в практике и моей, и моих коллег. И всегда они срабатывали прекрасно! Я никогда не делал из этих критериев тайны. Но, видимо, сейчас в эпоху борьбы против интеллектуального пиратства, имеет смысл опубликовать их и защитить всей мощью авторского права.
Итак, Критерий Первый.
На конференции должны быть выдающиеся ученые.
Но не слишком много.
Критерий понятный: конфликты и возбужденные споры "корифеев" могут разрушить хрупкое академическое равновесие.
Критерий Второй.
На банкете конференции должны быть поданы горячительные напитки.
Но не слишком много.
Критерий Третий.
На конференции должны присутствовать интересные женщины.
Но не слишком много.
Критерии 2 и 3 - очевидны. Они относятся к неустранимым особенностям нашей жизни. Не будем детализировать: все и так ясно. В целом критерии 1 - 3- тривиальны. А вот четвертый критерий абсолютно нетривиален. Он- результат выношенный, плод наблюдений и раздумий.
Итак, Критерий Четвертый.
На конференции должны быть ученые, глупость которых очевидна присутствующим.
Но не слишком много ...
Выполнение Критерия 4 исключительно важно для успеха конференции в целом. Это необыкновенно сплачивает конференцию, мгновенно поднимая ее общий интеллектуальный уровень. Более того, это основа становления научного товарищества. Это определяет добрую память.
Годы, десятилетия спустя, встречаясь в коридорах науки, коллеги будут вспоминать: "А помнишь?...". "А помнишь этого идиота?..."?
Предложенные критерии 1 - 4 могут быть немедленно использованы оргкомитетами, дирекциями, президиумами любых академий. Критерии колоссально облегчают работу организаторов науки. Единственная просьба- ссылайтесь на первоисточник.
Дорогие коллеги!
В жизни порой происходят неприятные и страшные вещи. Но, к счастью, так уж случается, что неприятности как - то откладываются, и мир, подойдя к самому краешку обрыва и, потоптавшись на нем, благополучно переводит дух.
И вот Новый Год!
Это как раз то самое время, когда надо перевести дух и подумать о главном. Что может спасти мир? Только возможность придумать что - то новое, найти выход.
Только Наука, только Творчество.
С Институтом катализа я связан почти 40 лет (!), и его творческая сила представляется мне бесценным даром. А Научный совет по катализу- это активный центр Института катализа.
Я желаю Вам, дорогие коллеги, господа, товарищи и граждане, сохранять и приумножать и далее творческую силу Науки как в Новом, так и во все последующие годы!
А год - то 2002- особенный! Во - первых, это уже бесспорно Новое тысячелетие. Это Вам ни слишком рано, ни слишком поздно. Во - вторых, только в этом году будет День- 22.02.2002., да еще 2 час. 2 мин. 2 сек. Это более редкое событие, нежели солнечное затмение- и это надо пережить.
ПЕРЕЖИВЕМ!
Энергии, Успехов и Здоровья всем российским КАТАЛИТИКАМ!
Г.С.