Изобретение относится к наноструктурированному катализатору селективного гидрирования ацетилена, состоящему из наноструктурированного носителя, содержащего, % масс.: алюмосиликатные нанотрубки 40-80, оксид алюминия 20-60, палладий в количестве 0,01-2,0% от массы носителя и металл группы I-б Периодической системы химических элементов в количестве 0,01-8,0% от массы носителя, нанесенных на поверхность носителя и интеркалированных во внутреннюю полость алюмосиликатных нанотрубок. Технический результат заключается в повышении селективности катализатора за счет интеркалирования наночастиц палладия и металла группы I-б Периодической системы химических элементов во внутреннюю полость алюмосиликатных нанотрубок и образования высокодисперсной активной фазы, что обеспечивает увеличение площади контакта молекул углеводородного сырья с каталитическими центрами. 7 пр.

Изобретение относится к катализаторам селективного гидрирования ацетилена и может быть использовано в нефтехимической промышленности для очистки этиленовых фракций.

Селективное гидрирование ацетилена в этилен используется для очистки этан-этиленовых фракций, получаемых паровым крекингом углеводородного сырья, от ацетилена, который является ядом для катализаторов полимеризации. Традиционно используются катализаторы, содержащие в качестве активного металла палладий или никель, в качестве промоторов добавляют серебро, галлий, цинк и др. (US 4484015, US 7745370 В2, ЕР 1834939 A1, Rase, Howard F. Handbook of commercial catalysts: heterogeneous catalysts. CRC press, 2000), а в качестве носителя используют оксиды алюминия, цинка, титана, циркония, церия, магния, шпинели, алюмосиликаты (US 7745370 В2, US 4484015 A, KR 19980057182 А). Наиболее активным металлом в гидрировании ацетилена является палладий. Главным его недостатком является низкая селективность по этилену, особенно при высоких конверсиях ацетилена. Для повышения селективности палладий промотируют серебром, галлием, цинком, золотом и др. Носитель обеспечивает высокую дисперсность металлов, а также отсутствие диффузионных ограничений.

Процесс гидрирования проводят при температурах 40-100°C, давлении 2-3 МПа, типичный состав этан-этиленовой фракции, поступающей на гидрирование: 0,5-2% ацетилена, ~80% этилена и ~18-20% этана.

Известен нанесенный катализатор, содержащий палладий и золото, на котором осуществляют селективное гидрирование ацетилена при очистке этилена (US 6509292, 2003). Катализатор содержит от 0,001 до 0,028% палладия и от 0,18 до 1% золота, причем соотношение золота и палладия составляет от 6:1 до 50:1. Недостатком данного катализатора является низкая селективность - не более 52,2% согласно примерам, указанным в патенте.

Описан катализатор Pd-Zn/A₂O₃ для селективного гидрирования ацетилена в смеси с этиленом, приготовленный из биметаллического комплекса Pd-Zn(ацетат)₄(ОН)₂. Этот катализатор обладает более высокой селективностью, чем катализаторы, приготовленные совместным нанесением ацетатных комплексов Pd и Zn. Однако, при конверсии ацетилена >90% селективность катализаторов Pd-Zn/Al₂O₃ по этилену составляет лишь 40-50% (Машковский И.С. и др. // Кинетика и катализ. 2009. Т. 50. С. 798-805).

Известен катализатор селективного гидрирования алкинов и алкадиенов (US 20040176651, 2004), состоящий из носителя (аморфного или кристаллического оксида, карбида кремния, нитрида кремния, нитрида бора, углерода или их комбинации), не менее одного Металла, выбранного из группы платины иди никеля, не менее одного металла, выбранного из групп 1-10 Периодической системы химических элементов, и не менее одного металла, выбранного из групп 11-12 Периодической системы химических элементов. Недостатками данного катализатора являются низкая селективность по этилену (не более 44,2% при конверсии ацетилена всего 56,3%), а также сложность утилизации, из-за большого количества компонентов.

Предложен катализатор селективного гидрирования ацетилена (CN 100434168, 2008), состоящий из носителя с площадью поверхности не менее 20 м²/г и объемом пор более 0,4 см³/г, палладия и металла из группы I-б Периодической системы химических элементов. Недостатком данного катализатора является низкая селективность по этилену - минус 10,10% при конверсии ацетилена 99,70%.

Описан катализатор селективного гидрирования на основе диоксида кремния содержащий 0,001-1% палладия и 0,005-5% промотирующего металла из группы I или II (US 5856262, 1999). При практически полной конверсии ацетилена селективность составляет 56%. Недостатком данного катализатора является возможность вымывания из катализаторов щелочных или щелочноземельных промоторов в процессе регенерации, которая проводится в потоке пара.

Известен катализатор на основе стекловолокнистого силикатного носителя с нанесенным активным металлом из VIII группы Периодической системы химических элементов в количестве 0,001% масс. и хотя бы одного металла и/или оксида щелочного или щелочноземельного элемента, олова, молибдена, вольфрама в количестве 0,01-2,0% масс. (RU 2164814 С1, 2001). Катализатор обладает селективностью 98-100% при практически полной конверсии ацетилена. Недостатком данного катализатора является его форма в виде тканого полотна, что приводит к низкой эффективности его использования вследствие проблем с его загрузкой и выгрузкой из реактора.

Наиболее близким по существу и назначению к предлагаемому изобретению является катализатор, описанный в патенте US 7745370, 2010. Катализатор содержит 0,01-0,1% масс. палладия и 0,005-0,06% металла из группы. I-б Периодической системы химических элементов, нанесенные, например, на оксидах алюминия, цинка, титана, циркония, церия, магния, никелевой шпинели, алюмосиликатах или их смесей. Катализатор готовят методом пропитки носителя с поверхностью 2-20 м²/г и объемом пор больше 0,4 см³/г, при этом не менее 90% от объема пор обеспечивается порами с диаметром больше . Носитель пропитывают солью палладия (например, хлоридом палладия), прокаливают при температуре 100-600°C, восстанавливают палладий предпочтительно в жидкой фазе (например, с помощью формиата натрия), промывают деионизированной водой до остаточного содержания галогенидов менее 100 ppm и сушат восстановленный палладиевый катализатор при температуре 100-600°C, далее наносят на катализатор металл из группы I-б, прокаливают при температуре 100-600°C, восстанавливают металл из группы I-б водородом при температуре 80-120°C в течение одного часа.

Основным недостатком данного катализатора является низкая селективность по этилену при высоких конверсиях ацетилена: при конверсии 98,6% селективность составляет 40,8%, а при конверсии 99,7% - минус 10,1%.

Технической проблемой, на которую направлено данное изобретение, является повышение селективности катализатора по этилену при высокой степени конверсии ацетилена.

Указанная проблема решается созданием наноструктурированного катализатора селективного гидрирования ацетилена, состоящего из наноструктурированного носителя, содержащего, % масс.:

- алюмосиликатные нанотрубки 40-80

- оксид алюминия 20-60,

палладия в количестве 0,01-2,0% от массы носителя и металла группы 1-6 Периодической системы химических элементов в количестве 0,01-8,0% от массы носителя, нанесенных на поверхность носителя и интеркалированных во внутреннюю полость алюмосиликатных нанотрубок.

Получаемый технический результат заключается в повышении селективности катализатора за счет интеркалирования наночастиц палладия и металла группы I-б Периодической системы химических элементов во внутреннюю полость алюмосиликатных нанотрубок и образования высокодисперсной активной фазы, что обеспечивает увеличение площади контакта молекул углеводородного сырья с каталитическими центрами. Кроме того, мезопористая внутренняя полость алюмосиликатных нанотрубок не создает стеричееких затруднений для доступа молекул ацетилена к активным центрам катализатора, а структурные особенности нанотрубок позволяют осуществлять направленную модификацию их внутренней/внешней поверхностей, что невозможно при использовании традиционных носителей (оксиды алюминия, кремния, титана). В качестве алюмосиликатных нанотрубок предпочтительно использовать галлуазит. Введение металла из группы I-б Периодической системы химических элементов приводит к переносу электронной плотности на палладий, тем самым снижая скорость гидрирования ненасыщенных углеводородов, облегчая десорбцию этилена с поверхности катализатора и уменьшая вероятность исчерпывающего гидрирования ацетилена.

Катализатор готовят в три этапа.

На первом этапе галлуазит смешивают с бемитом в заданном соотношении и добавляют пептизирующий агент. В качестве пептизирующего агента используют раствор, состоящий из 0,1-1,0% масс. азотной кислоты, 0,2-5,0% масс. полиэтиленгликоля, остальное - деионизированная вода. Полученную пластичную массу формуют в виде экструдатов диаметром 1-3 мм и длиной 5-20 мм. Формованный носитель высушивают в течение 12 часов на воздухе, далее сушат при температуре 60-110°C с шагом 10°C/час и прокаливают в токе воздуха при температуре 500-600°C в течение 4 часов. В результате получают носитель описываемого катализатора селективного гидрирования ацетилена.

На втором этапе на полученный носитель наносят благородный металл - палладий из его водного или водно-органического раствора соли методом пропитки носителя по влагоемкости, высушивают при температуре 60-110°C в течение 12-48 часов, прокаливают при 240-480 и восстанавливают в токе водорода при температуре 200-280°C. Содержание палладия составляет 0,01-2,0% масс. от массы носителя.

На третьем этапе на носитель, содержащий палладий, наносят металл группы I-б Периодической системы химических элементов (промотор) из его водного раствора соли, предпочтительно нитрата металла, методом пропитки носителя по влагоемкости. Содержание металла группы I-б составляет 0,01-8,0% от массы носителя.

Полученный катализатор высушивают при температуре 90-140°C, прокаливают при 360-550°C и восстанавливают водородом при температуре 200-280°C.

Селективное гидрирование ацетилена в смеси с этиленом, например, с целью очистки этан-этиленовых фракций проводят в стальном проточном реакторе при температуре 25-60°C и давлении 0,1 -1,0 МПа.

Ниже представлены примеры, иллюстрирующие изобретение, но не ограничивающие его.

Пример 1

Используют катализатор, содержащий, носитель, состоящий из, % масс: алюмосиликатные нанотрубки галлуазита - 80, оксид алюминия - 20, палладий - 1,5% от массы носителя, серебро - 4,0% от массы носителя.

Полученный катализатор используют в процессе селективного гидрирования ацетилена в смеси следующего состава, % мол.: ацетилен - 1,05, водород - 1,7, этилен - 5%, остальное - аргон, при температуре 42°C и давлении 0,1 МПа. Анализ продуктов проводят методом газовой хроматографии. При конверсии ацетилена 98,7%, селективность по этилену составляет 58%.

Пример 2

Используют катализатор, содержащий, носитель, состоящий из, % масс: алюмосиликатные нанотрубки галлуазита - 60, оксид алюминия - 40, палладий - 2,0% от массы носителя, серебро - 4,0% от массы носителя.

Полученный катализатор исцользуют в процессе селективного гидрирования ацетилена в смеси следующего состава, % мол.: ацетилен - 1,05, водород - 1,7, этилен - 5%, остальное - аргон, при температуре 53°C и давлении 0,1 МПа. Анализ продуктов проводят методом газовой хроматографии. При конверсии ацетилена 99,2%, селективность по этилену составляет 59%.

Пример 3

Используют катализатор, содержащий, носитель, состоящий из, % масс.: алюмосиликатные нанотрубки галлуазита - 50,0, оксид алюминия - 50,0, палладий - 0,05% от массы носителя, серебро - 0,01% от массы носителя.

Полученный катализатор используют в процессе селективного гидрирования ацетилена в смеси следующего состава, % мол.: ацетилен - 1,05, водород - 1,7, этилен - 5%, остальное - аргон, при температуре 40°C и давлении 0,1 МПа. Анализ продуктов проводят методом газовой хроматографии. При конверсии ацетилена 99,6%, селективность по этилену составляет 53%.

Пример 4

Используют катализатор, содержащий, носитель, состоящий из, % масс.: алюмосиликатные нанотрубки галлуазита - 80, оксид алюминия - 20, палладий - 0,1% от массы носителя, серебро - 8,0% от массы носителя.

Полученный катализатор используют в процессе селективного гидрирования ацетилена в смеси следующего состава, % мол.: ацетилен - 1,05, водород - 1,7, этилен - 5%, остальное - аргон, при температуре 40°C и давлении 1 МПа. Анализ продуктов проводят методом газовой хроматографии. При конверсии ацетилена 98,8%, селективность по этилену составляет 56%.

Пример 5

Используют катализатор, содержащий, носитель, содержащий, % масс: алюмосиликатные нанотрубки галлуазита - 40, оксид алюминия - 60, палладий - 0,01% от массы носителя, серебро - 0,1% от массы носителя.

Полученный катализатор используют в процессе селективного гидрирования ацетилена в смеси следующего состава, % мол.: ацетилен - 1,05, водород - 1,7, этилен - 5%, остальное - аргон, при температуре 37°C и давлении 1 МПа. Анализ продуктов проводят методом газовой хроматографии. При конверсии ацетилена 99,6%, селективность по этилену составляет 46%.

Пример 6

Используют катализатор, содержащий, носитель, содержащий, % масс.: алюмосиликатные нанотрубки галлуазита - 60, оксид алюминия - 40, палладий - 0,01% от массы носителя, золото - 0,05% от массы носителя.

Полученный катализатор используют в процессе селективного гидрирования ацетилена в смеси следующего состава, % мол.: ацетилен - 1,05, водород - 1,7, этилен - 5%, остальное - аргон, при температуре 34°C и давлении 1 МПа. Анализ продуктов проводят методом газовой хроматографии. При конверсии ацетилена 99,4%, селективность по этилену составляет 57%.

Пример 7

Используют катализатор, содержащий, носитель, содержащий, % масс.: алюмосиликатные нанотрубки галлуазита - 50, оксид алюминия - 50, палладий - 0,02% от массы носителя, медь - 0,08% от массы носителя.

Полученный катализатор используют в процессе селективного гидрирования ацетилена в смеси следующего состава, % мол.: ацетилен - 1,05, водород - 1,7, этилен - 5%, остальное - аргон, при температуре 43°C и давлении 1 МПа. Анализ продуктов проводят методом газовой хроматографии. При конверсии ацетилена 99,1%, селективность по этилену составляет 52%.

Использование описываемого катализатора, содержащего компоненты в иных концентрациях, входящих в заявленный интервал и иных металлов группы I-б, входящих в состав указанного катализатора, приводит к аналогичным результатам. Использование компонентов в количествах, выходящих за данный интервал, не приводит к желаемым результатам.

Таким образом, заявленный катализатор гидрирования ацетилена обладает высокой селективностью по этилену при высоких конверсиях ацетилена.

Наноструктурированный катализатор селективного гидрирования ацетилена, состоящий из наноструктурированного носителя, содержащего, % масс:

- алюмосиликатные нанотрубки 40-80,

- оксид алюминия 20-60,

- палладий в количестве 0,01-2,0% от массы носителя и металл группы I-б Периодической системы химических элементов в количестве 0,01-8,0% от массы носителя,

нанесенных на поверхность носителя и интеркалированных во внутреннюю полость алюмосиликатных нанотрубок.

Изобретение относится к молочной промышленности и биотехнологии. Для получения йогурта способ реализуют следующим образом.

Способ получения нанокристаллической эпсилон-фазы оксида железа // 2752330

Изобретение относится к области материаловедения и нанотехнологий, а именно к получению нанокристаллической эпсилон-фазы оксида Fe2O3, который может быть использован в водородной энергетике и средствах магнитной записи информации. Способ включает генерирование четырех последовательных импульсов железосодержащей электроразрядной плазмы в основную камеру 26, предварительно вакуумированную и наполненную кислородом при нормальном атмосферном давлении и комнатной температуре, с помощью коаксиального магнитоплазменного ускорителя со стальным стволом 1 и с составным центральным электродом из наконечника 2 из стали и хвостовика 3 из стали, с электрически плавкой перемычкой 4 из графита, размещенной между стальным стволом 1 и наконечником 2, при этом генерирование каждого следующего импульса плазмы производят через 700 мкс, используя поочередно заряд одной из четырех конденсаторных батарей 17, 19, 21, 23 емкостью каждой 7,2 мФ при зарядном напряжении 3,0 кВ, перемещают нанокристаллическую составляющую синтезированного продукта в буферную предварительно вакуумированную камеру 37, открывая перепускной клапан 38 между камерами через 10 с после последнего импульса генерирования электроразрядной плазмы, полученный продукт собирают с внутренних стенок буферной камеры 37, при этом генерируют импульсы железосодержащей электроразрядной плазмы в атмосферу основной теплоизолированной камеры 26, предварительно охлажденной до температуры от 0 до -25 °C, поддерживая эту температуру в течение времени, необходимого для получения продукта.

Способ получения наноразмерных систем олигопептид-полимерная частица на основе амфифильных сополимеров n-винилпирролидона с (ди)метакрилатами и их применение в качестве активного вещества в косметологии и медицине // 2752314

Группа изобретений относится к области косметологии и медицины. Способ получения наноразмерных систем олигопептид-полимерная частица заключается во введении в водные, спиртовые или водно-спиртовые растворы сополимеров N-винилпирролидона с (ди)метакрилатами триэтиленгликоля водного раствора олигопептида-молекулы, включающей аминокислоты, связанные пептидными связями, с последующим удалением растворителей до получения сухих пленок, которые затем растворяют в водных растворах.

Векторизованные водосовместимые полимерные мицеллярные частицы для доставки биологически активных веществ через гематоэнцефалический барьер // 2752177

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к векторизованному водосовместимому полимерному мицеллярному носителю для доставки биологически активных веществ, представляющему собой мицеллу, состоящую из амфифильных полимеров со среднечисловой молекулярной массой от 1 до 12 кДа, имеющих в гидрофильной части реакционноспособные группы, способные ковалентно связывать пептидный вектор, при этом амфифильные полимеры имеют общую формулу в которой [---M---]n - гидрофильная часть, состоящая из одинаковых или нескольких различных нерегулярно упорядоченных мономеров М, выбранных из группы: , где R1 независимо представляет собой H, С1-4алкил; R – гидрофобная часть общего строения , в которой X выбирается независимо и представляет собой H, OH, NH2 или NH3Cl, а реакционноспособная группа представляет собой аминную, карбоксильную, амидную или альдегидную группу, причем в амфифильном полимере по меньшей мере 1 мол.% мономеров составляют мономеры, содержащие реакционноспособную группу; при этом количество пептидных векторов, ковалентно связанных с мицеллой, составляет не менее одной молекулы пептида на мицеллу и пептидные векторы, связанные с одной мицеллой, одинаковы, а также к наноразмерной форме для направленной доставки биологически активных веществ, содержащей векторизованный водосовместимый полимерный мицеллярный носитель, и к применению векторизованного водосовместимого полимерного мицеллярного носителя для направленной доставки нерастворимых или плохорастворимых в воде биологически активных веществ в центральную нервную систему.

Способ получения наночастиц fe-fe3o4 со структурой ядро-оболочка и наночастица, полученная данным способом // 2752167

Изобретение относится к способу получения наночастиц Fе-Fе3O4, которые могут найти применение в качестве контрастных агентов в биомедицинских исследованиях. Способ включает электрический взрыв железной (Fe) проволоки, основанный на её распылении в газовой среде – газовой смеси инертного газа и кислорода, содержащей 1 об.% кислорода.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2752125

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов. Технология способа состоит в следующем: на кремниевой подложке 10 Ом*см (100), р-типа проводимости после обработки излучением галогенных ламп в Н2 при температуре 1000°С в течение 10 с формируют пленку оксидного слоя.

Способ синтеза желатиновых наночастиц // 2751885

Изобретение относится к области химии и фармацевтики, а именно к способу синтеза желатиновых наночастиц, предусматривающему взаимодействие подогретого раствора желатина с органическим растворителем и сшивающим агентом, отличающемуся тем, что предварительно рН раствора желатина доводят до значения 9,0, а после 5-минутной инкубации с раствором органического растворителя, объем которого в три раза превышает объем раствора желатина, добавляют в качестве сшивающего и стабилизирующего агента глутаровый альдегид из расчета 3 мкл 8%-ного раствора глутарового альдегида на 1 мг желатина, 30-минутная инкубация с которым заканчивается трехкратной промывкой водой при помощи центрифугирования и ресуспендирования осадка наночастиц кратковременным озвучиванием ультразвуком в течение 1 мин при мощности 12 Вт, при этом добавление органического растворителя к раствору желатина производится одномоментно, а все процедуры осуществляются при комнатной температуре и без постоянного контролируемого перемешивания.

Способ получения композиционного материала с ориентированными углеродными нанотрубками // 2751882

Изобретение относится к области производства композиционных материалов, состоящих из армирующего материала, полимерной матрицы и наполнителя, в роли которого выступают углеродные нанотрубки, и может быть использовано при создании композиционных материалов с повышенной прочностью за счет использования однородного постоянного электрического поля, разрушающего агломераты углеродных нанотрубок и ориентирующего нанотрубки.

Способ получения антикоррозионного покрытия на изделиях из монолитного никелида титана // 2751704

Изобретение относится к металлургии, конкретно к защитным покрытиям для медицинских имплантатов из никелида титана, и может быть использовано при производстве эндопротезов с увеличенным сроком службы. Способ получения антикоррозионного покрытия на изделиях из монолитного никелида титана включает последовательное нанесение трех чередующихся слоев титан-никель-титан в атмосфере аргона и нагрев изделий до температуры 800-900°С, достаточной для самопроизвольного начала реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, в течение 60±5 с в атмосфере аргона при давлении 10 Па.

Способ получения наночастиц хитозана с включенным ципрофлоксацином // 2751699

Изобретение относится к способу получения наночастиц хитозана с включенным ципрофлоксацином, в котором к раствору хитозана в 0,5% растворе уксусной кислоты (4 мг/мл, рН 4,6) добавляют раствор ципрофлоксацина (2 мг/мл), после чего по каплям в течение 5 мин добавляют раствор, содержащий 4 мг/мл триполифосфата натрия и 20 мг/мл октановой кислоты, затем смесь перемешивают 1 ч при (26±1)°С, наночастицы отделяют центрифугированием при 5000 об/мин в течение 30 мин.

Способ получения нанокристаллической эпсилон-фазы оксида железа // 2752330