Научная статья на тему 'Научное направление «Катализ» в Южно-Российском государственном политехническом университете (НПИ) имени
 М.И. Платова. Часть 1. Начало исследований (1966 – 1985 годы)'

Научное направление «Катализ» в Южно-Российском государственном политехническом университете (НПИ) имени М.И. Платова. Часть 1. Начало исследований (1966 – 1985 годы) Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
3
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
научное направление / катализ / Новочеркасский политехнический институт / история формирования / современное состояние / scientific direction / catalysis / Novocherkassk Polytechnic Institute / history of formation / current state

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Савостьянов Александр Петрович, Ильин Владимир Борисович

Представлена история создания в Новочеркасском политехническом институте (ныне Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова) научного направления «Катализ», связанного с необходимостью подготовки специалистов для химической индустрии. Включена информация о начале исследований в области сернокислотного катализа в НПИ. Описан путь коллектива, принимавшего активное участие в создании лаборатории катализа, развитии исследований, направленных на экстремальные условия эксплуатации: при повышенных температурах, в загрязнённых сырьевых потоках, повышенных концентрациях реагентов, давлениях, в нестационарных условиях по концентрации одного из реагентов, при внешнем воздействии электрического поля и др. Первый этап (1966 – 1985 гг.) отмечен тем, что была создана материальная база лаборатории катализа и каталитических реакций, сформирована научная группа молодых сотрудников, подготовивших и защитивших тринадцать кандидатских и две докторские диссертации. Организовано сотрудничество с ведущими научными центрами: института катализа СО АН СССР, Ленинградского технологического института (ЛТИ), научно-исследовательского института удобрений и инсектофунгицидов (НИУИФ) и др. Результаты научных исследований были широко представлены в научной печати, на различных конференциях и совещаниях. В работе принимали активное участие студенты.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Савостьянов Александр Петрович, Ильин Владимир Борисович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Scientific direction «Catalysis» in the Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI). Part 1. Beginning of research (1966 – 1985)

The article presents the history of the creation of the scientific direction «Catalysis» at the Novocherkassk Polytechnic Institute (NPI) (now the Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)), associated with the need to train specialists for the chemical industry. The first part of the work includes information about the beginning of research in the field of sulfuric acid catalysis at NPI. It describes the path of the team that took an active part in the creation of the catalysis laboratory, the development of research aimed at extreme operating conditions at elevated temperatures, in contaminated feedstock flows, increased concentrations of reagents, pressures, in non-stationary conditions for the concentration of one of the reagents, under the external influence of an electric field, etc. The article presents the history of the creation of the scientific direction «Catalysis» at the Novocherkassk Polytechnic Institute (NPI) (now the Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)), associated with the need to train specialists for the chemical industry. The first part of the work includes information about the beginning of research in the field of sulfuric acid catalysis at NPI. It describes the path of the team that took an active part in the creation of the catalysis laboratory, the development of research aimed at extreme operating conditions at elevated temperatures, in contaminated feedstock flows, increased concentrations of reagents, pressures, in non-stationary conditions for the concentration of one of the reagents, under the external influence of an electric field, etc.

Текст научной работы на тему «Научное направление «Катализ» в Южно-Российском государственном политехническом университете (НПИ) имени М.И. Платова. Часть 1. Начало исследований (1966 – 1985 годы)»

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2025. No 1

ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ, НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ, МЕТАЛЛУРГИЯ

CHEMICAL TECHNOLOGIES, _SCIENCES ABOUT MATERIALS, METALLURGY_

Научная статья УДК 544.47

http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2025-1-68-75

Научное направление «Катализ» в Южно-Российском государственном политехническом университете (НПИ) имени М.И. Платова. Часть 1. Начало исследований (1966 - 1985 годы)

А.П. Савостьянов, В.Б. Ильин

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия

Аннотация. Представлена история создания в Новочеркасском политехническом институте (ныне Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова) научного направления «Катализ», связанного с необходимостью подготовки специалистов для химической индустрии. Включена информация о начале исследований в области сернокислотного катализа в НПИ. Описан путь коллектива, принимавшего активное участие в создании лаборатории катализа, развитии исследований, направленных на экстремальные условия эксплуатации: при повышенных температурах, в загрязнённых сырьевых потоках, повышенных концентрациях реагентов, давлениях, в нестационарных условиях по концентрации одного из реагентов, при внешнем воздействии электрического поля и др.

Первый этап (1966 - 1985 гг.) отмечен тем, что была создана материальная база лаборатории катализа и каталитических реакций, сформирована научная группа молодых сотрудников, подготовивших и защитивших тринадцать кандидатских и две докторские диссертации. Организовано сотрудничество с ведущими научными центрами: института катализа СО АН СССР, Ленинградского технологического института (ЛТИ), научно-исследовательского института удобрений и инсектофунгицидов (НИУИФ) и др. Результаты научных исследований были широко представлены в научной печати, на различных конференциях и совещаниях. В работе принимали активное участие студенты.

Ключевые слова: научное направление, катализ, Новочеркасский политехнический институт, история формирования, современное состояние

Для цитирования: Савостьянов А.П., Ильин В.Б. Научное направление «Катализ» в Южно-Российском государственном политехническом университете (НПИ) имени М.И. Платова. Часть 1. Начало исследований (1966 - 1985 годы) // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2025. № 1. С. 68-75. http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2025-1-68-75.

Review article

Scientific direction «Catalysis» in the Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI). Part 1. Beginning of research (1966 - 1985)

A.P. Savostyanov, V.B. Ilyin

Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia,

Abstract. The article presents the history of the creation of the scientific direction «Catalysis» at the Novocherkassk Polytechnic Institute (NPI) (now the Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)), associated with the need to train specialists for the chemical industry. The first part of the work includes information about the beginning of research in the field of sulfuric acid catalysis at NPI. It describes the path of the team that took an active part in the creation of the catalysis laboratory, the development of research aimed at extreme operating conditions - at elevated temperatures, in contaminated feedstock flows, increased concentrations of reagents, pressures, in non-stationary conditions for the concentration of one of the reagents, under the external influence of an electric field, etc.

© ЮРГПУ (НПИ), 2025

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2025. No 1

At the first stage (1966 - 1985), the material base of the laboratory of catalysis and catalytic reactions was created, a scientific group of young employees was formed, who prepared and defended thirteen candidate and two doctoral dissertations. Cooperation with leading scientific centers was organized: the Institute of Catalysis of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences, the Leningrad Technological Institute (LTI), the Research Institute of Fertilizers and Insectofungicides (NIUIF), etc. The results of scientific research are widely presented in the scientific press, at various conferences and meetings. Students actively participated in the work.

Keywords: scientific direction, catalysis, Novocherkassk Polytechnic Institute, history of formation, current state

For citation: Savostyanov A.P., Ilyin V.B. Scientific direction «Catalysis» in the Platov South -Russian State Polytechnic University (NPI). Part 1. Beginning of research (1966 - 1985). Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Techn. nauki=Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Technical Sciences. 2025;(1):68-75. (In Russ.). http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2025-1-68-75.

Химический катализ - это явление ускорения желаемого канала химических превращений субстрата с помощью особого вещества (катализатора), способного многократно производить некоторые промежуточные соединения с субстратом превращения и восстанавливать свой состав после каждого цикла такого превращения. Катализаторы и каталитические технологии - структурообразующий базис химической промышленности и смежных отраслей экономики всех развитых стран. Эти технологии направлены на решение следующих задач: снижение энергетических затрат при производстве и потреблении ресурсов; повышение качества продукции; расширение сырьевой базы экономики; уменьшения или ликвидации экологических проблем. Мировой рынок катализаторов достигает 36 млрд долларов; прогноз на 2032 год -около 60 млрд долларов США [1]. Вклад каталитических технологий в материальную часть валового внутреннего продукта (ВВП) составляет в России 12 - 15 %, в США - 35 %. Значение науки и развитие технологии катализаторов сопоставимо со значением технологий производства атомного оружия [2].

Создание новых катализаторов и каталитических технологий требует интеграции многих отраслей экономики: энергетики, металлургии, фармацевтики, химических производств и др. (рис. 1).

Пишевая промышленность

Рис. 1. Взаимосвязь каталитической отрасли с другими отраслями экономики

Fig. 1. The relationship of the catalytic industry with other sectors of the economy

По своей сущности катализ является химическим явлением. Как науку, его можно отнести к разделу физической химии, а именно, к кинетике химических реакций. Из набора приёмов ускорения химических превращений (температура, давление, концентрация реагентов, меха-нохимическое) каталитическое воздействие позволяет с наименьшим расходом энергии в сотни, миллионы раз увеличить скорости для термодинамически разрешённых химических реакций. При выполнении исследований в области катализа необходимо использовать знания в органическом и неорганическом синтезах, материаловедении, владеть методами физических исследований.

Такое важное направление для фундаментальной и прикладной науки как «Катализ», не могло остаться без внимания в Новочеркасском политехническом институте (НПИ). Вопросами кинетики химических реакций занимались сотрудники кафедр физической, коллоидной и органической химии, электрохимии, процессов и аппаратов химических производств, технологии неорганических веществ. В своих работах они решали проблемы интенсификации различных химико-технологических процессов, во многих случаях используя каталитические технологии и соответствующие катализаторы. Тем более, что в этом помогали выпускники химико-технологического факультета, работающие на многих предприятиях химического, нефтехимического профиля, энергетики, металлургии, где в производственных циклах использовались катализаторы или предусматривалось их изготовление.

Научные исследования по технологии катализаторов в НПИ начаты в 1966 г. Под руководством д-ра техн. наук, профессора Константина Григорьевича Ильина аспирант Владимир Викторович Денисов совместно со студентами кафедры разработал катализаторы на основе

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2025. No 1

оксидов железа для окисления низкоконцентрированных сернистых газов - отходов ряда производств. Катализаторы уступали по активности платиновым и ванадиевым, но отличались повышенной термо- и ядостойкостью. Катализаторы испытаны на Ростовском химическом производственном объединении (РХПО) им. Октябрьской революции, где производили железооксид-ный пигмент из сульфата железа, и, соответственно, в отходящих газах содержание 802 достигало 0,5 - 1,0 %.

Ильин Константин Григорьевич (1902 - 1984 гг.)

д-р техн. наук, профессор, награжден орденом Отечественной войны и восемью медалями

А. Саенко, Б.В. Ильин и др.) продолжили исследования по тематике, которая была сформулирована в НПИ на кафедре технологии неорганических веществ. Впоследствии д-р техн. наук, профессор В.В. Денисов заведовал кафедрой химии и прикладной экологии, был ректором НИМИ (1985 - 1987 г.).

В 1971 г. исследования по катализу на кафедре ТНВ НПИ были продолжены аспирантом Виталием Андреевичем Таранушичем под руководством профессора К.Г. Ильина. К работе привлекались студенты и аспиранты. Группа молодых сотрудников самостоятельно, своими руками создавала установки по приготовлению и испытанию катализаторов. Основные исследования направлялись на создание новых железо-и хромсодержащих катализаторов на носителях (Александр Петрович Савостьянов, Галина Степановна Нечаева (Казанцева)), хромсодержа-щих систем (Леонид Владимирович Стайнов). Стабильность свойств катализаторов проверялась в промышленном реакторе сернокислотного цеха Краснодарского химического завода (г. Белореченск).

Таранушич Виталий Андреевич (1946 - 2023 гг.)

д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой ТНВ

(1982 - 2013 гг.), ректор НПИ (1988 - 1998 гг.), награждён орденом «Знак Почета», почётный работник высшего профессионального образования России

Денисов Владимир Викторович (1943 - 2015 ггО Вопросам изучения кинетики окисления

д-р техн. тук, пр°фесс°р, ^служенный деятель туки низкоконцентрированных сернистых газов пои техники России

священы работы Александра Петровича Саво-

После защиты кандидатской диссертации стьянова и Владимира Борисовича Ильина.

в 1970 г. В.В. Денисов продолжил исследова- Для этих целей впервые в НПИ использовалась

ния по теме в Новочеркасском инженерном ме- методика с дифференциальным режимом ра-

лиоративном институте (НИМИ) [3]. В 1981 г. боты слоя катализатора. Проточно-циркуляци-

Он защитил докторскую диссертацию по онный реактор был приобретён в Институте ка-

очистке газов и переработке диоксида серы в тализа СО РАН. Там же в лаборатории акаде-

серную кислоту. Его аспиранты (С.М. Мотько, мика Г.К. Борескова и А.А. Иванова аспирант

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2025. No 1

А.П. Савостьянов прошёл стажировку (1975 г.) по методам испытания активности катализаторов. Альтернативным вариантом реактора с дифференциальным режимом эксплуатации катализатора был «реактор Корнейчука Г.П.», изготавливаемый в Институте физической химии имени Л.В. Писаржевского АН УССР. (г. Киев). Неустойчивый режим работы этого реактора затруднял проведение полноценных кинетических исследований. При попытке увеличения скорости циркуляционного потока (для снятия внешнедиффузионного торможения) увеличивалась вероятность механического разрушения катализатора.

Современные методики испытания катализаторов одновременно с освоением их в лаборатории использовались в учебном процессе при подготовке инженеров-технологов. Уже в 1973 году студент - дипломник А.П. Савостьянов был командирован в Донецкий политехнический институт на кафедру ТНВ для определения площади поверхности катализаторов по методу тепловой десорбции аргона (метод БЭТ: Бруна-уэра-Эммет-Теллера). Методика была реализована в лаборатории и использована в учебном процессе. Аспирант В.А. Таранушич изучил на кафедре технологии катализаторов ЛТИ и создал в НПИ установку для определения параметров пористой структуры адсорбентов и катализаторов методом ртутной порометрии. В 1975 году дипломная работа Лисовицкого Валерия, выполненная в лаборатории катализа и каталитических реакций, была признана лучшей среди выпускных работ студентов тридцати двух кафедр ТНВ Советского Союза.

Реальные отходящие газы большинства производств имеют в своём составе множество компонентов. В дымовых газах предприятий энергетики, кроме 802, содержатся оксиды углерода и азота. Присутствие дополнительных компонентов может повлиять на процесс окисления диоксида серы. Этому важному в теоретическом и практическом плане вопросу посвящена работа Ильина Владимира Борисовича. Он доказал, что катализаторы на основе оксидов железа и хрома проявляют высокую активность даже в присутствии указанных примесей. Одновременно с окислением диоксида серы имеет место окисление оксида углерода (II) [4].

Развитием темы очистки газов от 802 явилось изучение жидкофазного процесса каталитического окисления 802 в 80з, выполненное

доцентом Борисом Ивановичем Хорунжим совместно с инженерами Г.В. Перелыгиным и С.М. Мотько. Параллельно на кафедре «Охрана труда и техника безопасности» НПИ Борисом Алексеевичем Нагнибедой изучена кинетика окисления низкоконцентрированного диоксида серы в присутствии ванадиевого катализатора в условиях «кипящего слоя» [5].

В.А. Таранушич инициировал исследования по влиянию электрического поля на каталитическое окисление диоксида серы. Возможное воздействие этого физического фактора на скорость процесса основывалось на электронной теории катализа Ф.Ф. Волькенштейна [6]. Но, видимо, основной результат от проведённых исследований следовало ожидать не в плане изменения активности катализаторов, а в раскрытии механизма процесса окисления диоксида серы на ванадиевых катализаторах. В некоторой степени эти исследования были связаны с созданием химических источников тока (ХИТ). Зарядка слоя катализатора (возникновение ЭДС) происходила при окислении диоксида серы и зависела от условий осуществления процесса (температура, концентрация диоксида серы, степень превращения) [7, 8].

В этот период были выполнены и опубликованы результаты исследований по длительному испытанию ванадиевых катализаторов в промышленных реакторах. В работах коллектива профессора А.Г. Амелина и его ученика В.Н. Кабанова (НИУИФ и МХТИ имени Д.И. Менделеева) определено, что верхняя часть первого слоя катализатора в цехе производства серной кислоты задерживает пыль гораздо в большей степени, чем это возможно при пропускании запыленной газовой смеси через слой инертного материала [9]. В УНИХИМе заметили, что после длительной эксплуатации содержание ванадия в катализаторе в верхней части первого слоя заметно превышает его среднее содержание в катализаторе [10]. Ванадий перемещается вверх по слою при длительной эксплуатации катализатора.

Сопоставление вышеприведённых результатов исследований с данными по зарядке слоя катализатора в системе «802 - 80з - катализатор» позволяет дать объяснение обнаруженным явлениям. Позже это было сделано М.М. Томишко [11] в научно-исследовательском физико-химическом институте им. Л.Я. Карпова.

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2025. No 1

К 1977 - 1978 гг. лаборатория катализаторов и каталитических реакций сформировалась не только формально (по приказу лаборатория создана в 1972 г.), но и сумела заявить о себе на всесоюзном уровне. Ряд публикаций нашли отклик у отечественных учёных и за рубежом. Каталитические системы были испытаны в Государственном институте цветных металлов, на Донецком заводе химических реактивов, филиале НИУИФ (г. Воскресенск). Научные результаты доложены на Всесоюзных конференциях в Днепропетровске, Москве, Новосибирске, Одессе.

Группы ВВ. Денисова (НИМИ) и В.А. Таранушича (НПИ) поддерживали научные связи с сотрудниками кафедры «Технология катализаторов» Ленинградского технологического института (ЛТИ) имени Ленсовета - ведущей кафедрой в СССР и Совете экономической взаимопомощи (СЭВ). Аспиранты стажировались в ЛТИ под руководством профессора Е.И. Добкиной; на научных семинарах сотрудники выступали с докладами. Ряд молодых учёных защитили диссертации на учёном совете, председателем которого был И.П. Мухлёнов. Профессора Е.И. Добкина и В.М. Померанцев выступали оппонентами по кандидатским и докторским диссертациям.

Научная группа В.В. Денисова, состоящая в основном из выпускников и сотрудников химико-технологического факультета НПИ, акцентировала своё внимание на вопросах экологии. Каталитические процессы предлагалось использовать только в прикладных целях для решения отдельных проблем экологии. Большое внимание было уделено разработке способов химической мелиорации почв растворами серной кислоты, получаемой при утилизации отходящих сернистых газов промышленности и энергетики. Значительный вклад В.В. Денисов совместно с сотрудниками НИМИ и других научно-образовательных учреждений внёс в создание учебников по экологии [12], рекомендованных затем для студентов вузов Минобрна-уки, министерства обороны России и переведённых для Китайской народной республики.

Мощным толчком для развития научного направления и лаборатории катализа НПИ явилось начало работ по созданию и изучению катализаторов для высокотемпературного обратимого превращения 802 ^ 80з. Сотрудники лаборатории одними из первых в СССР системно рассмотрели процесс [13, 14], представляющий

большой интерес для атомно-водородной энергетики, производства серной кислоты, утилизации сернокислотных отходов нефтепереработки. Каталитическое разложение серной кислоты является составной частью термо-электро-химического способа получения водорода с использованием энергии высокотемпературного гелиевого реактора (ВТГР). Катализаторы на основе железа и хрома оказались наиболее устойчивыми к высоким температурам (850 - 900 °С), при которых термодинамически предпочтительно достижение высоких степеней разложения серной кислоты. Стоимость этих катализаторов значительно меньше, чем платиновых. Наличие примесей в реакционной среде не оказывает заметного влияния на активность катализаторов. Приоритет НПИ подтвержден рядом авторских свидетельств по катализаторам и способам превращения SO2 ^ SO3. В работе активное участие принимали доцент Леонид Владимирович Стайнов, инженер Сергей Алексеевич Роенко, аспирант Александр Фёдорович Зубенко.

Испытания катализаторов для процесса разложения серной кислоты проведены совместно с сотрудниками НИУИФ на пилотной установке в Гродно (ПО «Азот») и модельной установке института атомной энергии имени И.В. Курчатова. Результаты работы были поддержаны академиком В.А. Легасовым. Однако после аварии на Чернобыльской АЭС исследования в этом направлении приостановили. В XXI веке, как отмечает академик Н.Н. Пономарёв-Степной, использование высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов в тандеме с паровой конверсией метана или другими эндотермическими процессами получения водорода оценивается как перспективное направление в атомной энергетике и энерготехнологических процессах производства водорода [15].

Ряд учёных критически относились к катализаторам на основе оксидов железа и хрома. Аргументировали это возможностью образования в процессе катализа сульфатов и ожидаемой потерей активности. Изящным приёмом опровержения этого явились испытания свойств катализатора, приготовленного на основе сульфатов металлов. После некоторого периода «разработки» в реакторе катализаторы из этих прекурсоров проявили сопоставимую активность с катализаторами из гидроксидов или нитратов металлов. Температура эксплуатации железо- и хромсодержащих катализаторов была выше, чем у ванадиевых и платиновых.

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2025. No 1

При повышенной температуре возникало состояние динамического равновесия в системе «802 - 80з - оксид Бе (Сг) - сульфат Бе (Сг)». «Засульфачивание» оксидов железа (хрома) не является принципиальным недостатком предложенных катализаторов.

Значительный интерес представляют исследования по окислению диоксида серы высоких концентраций при атмосферном и повышенном давлении. Л.В. Стайнов в своих работах обнаружил экстремальный характер изменения скорости процесса в зависимости от концентрации диоксида серы [16]. Глубокая теоретическая проработка позволила ему предложить механизм процесса и на его основе объяснить противоречивые данные различных ученых как в нашей стране, так и за рубежом. Блокировка поверхности катализатора сильно сорбируемым диоксидом серы приводит к уменьшению адсорбции кислорода. При концентрациях 802 > 20 % скорость реакции уменьшается, т.е. вместо закона «действующих концентраций» проявляет себя классический для гетерофазного катализатора «закон действующих поверхностей».

Эти же теоретические предпосылки были использованы Л.В. Стайновым для обоснования процесса окисления в нестационарных условиях. В отличие от исследований профессора Ю.Ш. Матроса (ИК СО АН) «нестационарность» обеспечивалась не изменением направления подачи реакционной среды в реактор и, соответственно, возникновением режима «качели» температуры в слое катализатора, а импульсной подачей кислорода в реакционную смесь («качели» концентрации кислорода). Средняя скорость процесса в этом случае превышала скорость превращения в стационарном режиме эксплуатации катализатора, расход кислорода уменьшался [17].

Работы Григория Борисовича Нарочного позволили создать катализаторы для окисления 802 под давлением до 1,3 МПа [18, 19]. Наибольшую активность проявил хромсодержа-щий катализатор на силикагелевом носителе. Он обладал устойчивостью к воздействию каталитических ядов. Подтверждено, что введение в катализатор сульфата хрома не оказывает отрицательного влияния на активность катализатора. Эта сложная экспериментальная и теоретическая работа успешно апробирована в Воскресенском филиале НИУИФ и защищена в виде кандидатской диссертации.

Направленность лаборатории на создание катализаторов для экстремальных условий позволила разработать научные основы технологии неванадиевых катализаторов. Апробация катализаторов НПИ осуществлена в Государственном научно-исследовательском институте цветных металлов. Промышленные партии катализаторов изготовлены на НЗСП и НИУИФ (1980 г.). Эти материалы были обобщены в докторской диссертации В.А. Таранушича в 1985 г.

В последующие годы исследования были продолжены и выразились в теоретических обобщениях, в том числе и по ванадиевым катализаторам. Так, в работах Сергея Ивановича Сулимы научно обосновано введение в состав ванадиевых катализаторов промоторов, позволяющих уменьшить вязкость расплава активного компонента, ускорить диффузию реагентов в нём и интенсифицировать процесс окисления диоксида серы [20, 21].

Под руководством К.Г. Ильина и В.А. Таранушича развитие работ лаборатории катализа и каталитических реакций связано с решением экологических проблем, интенсификацией сернокислотного производства, атомно-водородной энергетикой. За первые 20 лет по направлению «Катализ» подготовлено и защищено 13 кандидатских и 2 докторских диссертации.

Сфера научных интересов Виталия Андреевича Таранушича расширялась и включала исследования по органическому и неорганическому синтезу новых энергоёмких, биологически активных соединений. В 1988 г. В.А. Тара-нушич был избран ректором Новочеркасского политехнического института. На десятилетний период его работы ректором приходится сложное время существования государства, высшей школы, в том числе НГТУ (НПИ переименован в 1993 году в Новочеркасский государственный технический университет). В этот период научная школа по катализу осваивает новые направления исследований, активно участвует в конкурсах на выполнение НИР. Таранушич В.А. поддерживает инициативу сотрудников лаборатории по поиску актуальных тематик для производственных предприятий. Следующий этап развития лаборатории связан с обновлением тематик НИР и ОКР.

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2025. No 1

Список источников

1. Бидвай С. Размер рынка катализаторов, доля и тенденции с 2024 по 2034 г. сайт Precedence Research // URL: https://www.precedenceresearch.com/ catalyst-market (дата обращения 22.01.2025 г.)

2. Пармон В.Н. Наука о катализе в Сибирском отделении РАН. Институт катализа СО РАН 1958 - 2023 годы. Вехи истории // Расширенное совместное заседание ученого совета ФИЦ «Институт катализа СО РАН» и президиума Сибирского отделения РАН. Новосибирск, 2023. https://www.sbras.ru/ ru/news/50086. (дата обращения 22.01.2025 г.)

3. Очистка газов производства ферритов от двуокиси серы / В.Г. Старенченко, А.П. Калашников, М.Л. Варламов, В.В. Денисов и др. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 1973. № 4. С. 64-66.

4. Ильин В.Б. Окисление диоксида серы и монооксида углерода низких концентраций на хромсодержащих катализаторах: дис. ... канд. техн. наук. Новочеркасск, 1984.

5. Нагнибеда Б.А. Окисление низкоконцентрированного диоксида серы на износоустойчивом катализаторе КС в аспекте охраны окружающей среды: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Новочеркасск, 1986.

6. Волькенштейн Ф.Ф. Электронная теория катализа на полупроводниках. М.: Физматгиз. 1960. 188 с.

7. Томишко М.М., Масленников Б.М., Караханова М.И. Физико-химические свойства активного компонента и механизм окисления SO2 на ванадиевых катализаторах // В кн.: Материалы международной школы по сернокислотному катализу. Ч. 1. Новосибирск, 1982. С. 71-78.

8. Таранушич В.А., Ильин К.Г. О заряжении слоя ванадиевого катализатора при окислении SO2 в SO3 / В кн.: Синтез и исследование неорганических соединений. Т. 272. Новочеркасск: НПИ, 1973. С. 77-81.

9. Амелин А.Г., Кабанов В.Н. Осаждение аэрозолей в слое катализатора // Колл. журн. 1976. Т. 38. №5. С. 955-958.

10. О низкотемпературных изменениях свойств ванадиевых катализаторов / Б.М. Масленников, В.В. Илларионов, В.Н. Губарева, Н.Н. Бушуев // ДАН СССР. 1978. Т. 238. №. 6. С. 1411-1414.

11. Томишко М.М. Особенности процесса взаимодействия реагирующих фаз системы «газ -катализатор» в реакции окисления диоксида серы на ванадиевых катализаторах: автореф. дис. ... д-ра. техн. наук. Москва, 1998. 37 с.

12. Основы инженерной экологии: учеб. пособие /

B.В. Денисов, И.А. Денисова, В.В. Гутенёв, Л.Н. Фесенко. Ростов н/Д.: Феникс, 2013. 623 с.

13. Термолиз серной кислоты на неплатиновых катализаторах в термоэлектрохимическом цикле получения водорода / В.А. Таранушич,

C.А. Роенко, А.Ф. Зубенко, Л.В. Стайнов // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Атомно-водородная энергетика и технология. 1982. № 3(13). С. 41-42.

14. Катализаторы расщепления серной кислоты для термохимических циклов получения водорода / Л.В. Стайнов, В.А. Таранушич, С.А. Роенко, Б.Э. Васильев // Вопросы атомной науки и техники. 1984. № 3(19). С. 15-17.

15. Пономарёв-Степной Н.Н., Столяревский А.Я. Атомно-водородная энергетика // International Scientific for Alternative Energy and Ecology. 2004. №3(11). Рр. 5-10.

16. Окисление концентрированного сернистого газа на неванадиевых катализаторах / Л.В. Стайнов, В.А. Таранушич, К.Г. Ильин, Б.Э. Васильев // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 1980. Т. 23. № 12. С. 1528-1531.

17. Таранушич В.А., Стайнов Л.В. Сернокислотные катализаторы в искусственно создаваемых нестационарных условиях // Нестационарные процессы в катализе: междун. конф. тезисы докладов. Новосибирск, 5-8 июня 1990 г. Новосибирск: ИК СО АН СССР. 1990. С. 79-80.

18. Нарочный Г.Б., Стайнов Л.В., Таранушич В.А. Каталитическое окисление диоксида серы под давлением c применением катализаторов на основе соединений железа и хрома // Журнал прикладной химии. 1990. Т. 63. № 5. С. 1132-1135.

19. Таранушич В.А., Стайнов Л.В., Нарочный Г.Б. Каталитическое окисление диоксида серы под давлением на трегерных хромсодержащих катализаторах // Журнал прикладной химии. 1990. Т. 63. № 5. С. 1128-1132.

20. Высокотемпературные жидкофазные сернокислые катализаторы / Л.В. Стайнов, Г.Б. Нарочный, А.Ф. Зубенко, С.И. Сулима // Синтез высших кислородных соединений и оксидных каталитических систем: межвуз. сб. научн. тр. Новочеркасск: НПИ, 1989. С. 94-98.

21. Сулима С.И. Жидкофазные сернокислотные катализаторы с заданными свойствами: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Новочеркасск, 1998.

References

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Bidwai S. Catalyst market size, share and trends from 2024 to 2034. Precedence Research website. Available at: https://www.precedenceresearch.com/catalyst-market (accessed 22.01.2025)

2. Parmon V.N. Science of catalysis in the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. Institute of Catalysis SB RAS 1958 - 2023. Milestones in History. Extended joint meeting of the Scientific Council of the FRC "Institute of Catalysis SB RAS" and the Presidium of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. Novosibirsk, 2023. Available at: www.sbras.ru/ru/news/50086 (accessed 22.01.2025)

3. Starenchenko V.G., Kalashnikov A.P., Varlamov M.L., Denisov V.V. et al. of ferrite production gases from sulfur dioxide. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Techn. nauki= Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region.Technical Sciences. 1973;(4):64-66. (In Russ.)

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2025. No 1

4. Ilyin V.B. Oxidation of sulfur dioxide and carbon monoxide of low concentrations on chromium-containing catalysts: Cand. Sci. Dis. (Eng.). Novocherkassk; 1984.

5. Nagnibeda B.A. Oxidation of low-concentration sulfur dioxide on wear-resistant KS catalyst in terms of environmental protection: abstract of Dr. Sci. Dis. (Eng.). Novocherkassk; 1986.

6. Volkenshtein F.F. Electronic theory of catalysis on semiconductors. Moscow: Fizmatgiz. 1960. 188 p.

7. Tomishko M.M., Maslennikov B.M., Karakhanova M.I. Physicochemical properties of the active component and the mechanism of SO2 oxidation on vanadium catalysts. In the book: Proceedings of the International School on Sulfuric Acid Catalysis. Novosibirsk; 1982. Part 1. Pp. 71-78.

8. Taranushich V.A., Ilyin K.G. On charging the vanadium catalyst layer during the oxidation of SO2 to SO3. In the book: Synthesis and study of inorganic compounds. Novocherkassk: NPI. 1973;(272):77-81.

9. Amelin A.G., Kabanov V.N. Aerosol deposition in the catalyst layer. Coll. journal. 1976;38(5):955-958.

10. Maslennikov B.M., Illarionov V.V., Gubareva V.N., Bushuev N.N. On low-temperature changes in the properties of vanadium catalysts. DAN SSSR. 1978;238(6):1411-1414.

11. Tomishko M.M. Features of the interaction process of the reacting phases of the "gas - catalyst" system in the oxidation of sulfur dioxide on vanadium catalysts: abstract of Dr. Sci. Dis. (Eng.). Moscow; 1998. 37 p.

12. Denisov V.V., Denisova I.A., Gutenev V.V., Fesenko L.N. Fundamentals of Engineering Ecology: textbook. manual. Rostov-on-Don: Phoenix; 2013. 623. p

13. Taranushich V.A., Roenko S.A., Zubenko A.F., Staynov L.V. Thermolysis of sulfuric acid on non-platinum catalysts in a thermoelectrochemical cycle of hydrogen production. Issues of atomic science and technology. Series: Atomic-hydrogen energy and technology. 1982;3(13):41-42.

14. Staynov L.V., Taranushich V.A., Roenko S.A., Vasiliev B.E. Catalysts for the splitting of sulfuric acid for ther-mochemical cycles of hydrogen production. Issues of atomic science and technology. 1984;3(19):15-17.

15. Ponomarev-Stepnoy N.N., Stolyarevsky A.Ya. Atomic-hydrogen energy. International Scientific for Alternative Energy and Ecology. 2004;3(11):5-10.

16. Staynov L.V., Taranushich V.A., Ilyin K.G., B.E. Oxidation of concentrated sulfur dioxide gas on non-vanadium catalysts. News of universities. Chemistry and chemical technology. 1980;23(12):1528-1531.

17. Taranushich V.A., Staynov L.V. Sulfuric acid catalysts under artificially created non-stationary conditions. Non-stationary processes in catalysis: int. conf. abstracts of reports. Novosibirsk, June 5-8, 1990. Novosibirsk: IK SB RAS USSR. 1990. Pp. 79-80.

18. Narochny G.B., Staynov L.V., Taranushich V.A. Catalytic oxidation of sulfur dioxide under pressure using catalysts based on iron and chromium compounds. Zhurnal prikladnoy khimii. 1990;63(5):1132-1135. (In Russ.)

19. Taranushich V.A., Staynov L.V., Narochny G.B. Catalytic oxidation of sulfur dioxide under pressure on chromium-containing catalysts. Zhurnal prikladnoy khimii. 1990;63(5):1128-1132. (In Russ.)

20. Staynov L.V., Narochny G.B., Zubenko A.F., Sulima S.I. High-temperature liquid-phase sulfuric acid catalysts. Synthesis of higher oxygen compounds and oxide catalytic systems: interuniversity. collection of scientific papers. Novocherkassk: NPI; 1989. Pp. 94-98.

21. Sulima S.I. Liquid-phase sulfuric acid catalysts with specified properties: abstract of Cand. Sci. Dis. (Eng.). Novocherkassk, 1998.

Сведения об авторах

Савостьянов Александр Петровичя - д-р техн. наук, профессор, кафедра «Химические технологии», [email protected]

Ильин Владимир Борисович - канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник НИИ «Нанотехнологии и новые материалы», [email protected]

Information about the authors

Alexander P. Savostyanov - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department of «Chemical ТеЛпо^у», [email protected]

Vladimir B. Ilyin - Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher Research Institute «Nanotechnologу and New Materials», [email protected]

Статья поступила в редакцию / the article was submitted 26.02.2025; одобрена после рецензирования / approved after reviewing 10.03.2025; принята к публикации / acceptedfor publication 11.03.2025.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.