Fine Chemical Technologies (E-Journal) / Тонкие химические технологии
Not a member yet
1367 research outputs found
Sort by
Многослойные углеродные нанотрубки – компонент энергоемких суспензионных реактивных горючих
Get PDFObjectives. The addition of high-density carbon materials to jet fuels can lead to a significant increase in the volumetric energy of the fuel combustion. The purpose of the current study was to thermodynamically analyze the possibility of obtaining model hydrocarbon fuels from toluene and T-1 using stacked-cup multiwall carbon nanotubes (MWCNTs). Methods. Bomb combustion calorimetry was used to define the combustion energy of the MWCNTs in the crystalline state. The temperature dependence of the MWCNTs’ heat capacity in the range 5–370 K and the fusion parameters were estimated using low-temperature adiabatic calorimetry. The physical density of MWCNTs was measured using the pycnometric method. The sedimentation stability of the mixtures of MWCNTs with liquids was determined using centrifugation at 7000 g. The calculations were carried out in MS Excel. Results. The energy and enthalpy of combustion of a technical sample of MWCNTs in the crystalline state were determined. Based on the smoothed heat capacity values, the standard thermodynamic functions (enthalpy, entropy, and Gibbs reduced energy) of MWCNTs in the crystalline state were obtained in a temperature range of 0–2000 K. The extrapolation of the MWCNTs’ heat capacity was carried out at a temperature of up to 2000 K using the heat capacity of crystalline graphite. It has been established that mixtures of MWCNTs with liquids containing more than 33 mass % of MWCNTs are stable during centrifugal sedimentation at 7000 g. For the toluene–MWCNTs and fuel T-1–MWCNTs model systems, the specific and volumetric combustion energies, the adiabatic combustion temperatures, and the conditional final maximum speed of the model rockets with fuel of various compositions were also calculated. Conclusions. The thermodynamic analysis showed that the addition of MWCNTs can significantly increase the volumetric energy intensity of traditional jet fuels, which can in turn improve the operational characteristics of drones and rockets. Цели. Добавление высокоплотных углеродных материалов в реактивные топлива может привести к значительному увеличению его объемной энергоемкости. Цель работы заключалась в проведении термодинамического анализа возможности получения модельных углеводородных топлив из толуола и Т-1 с многослойными углеродными нанотрубками (МУНТ). Методы. Свойства МУНТ были исследованы при помощи следующих методов: энергия сгорания в кристаллическом состоянии определена методом бомбовой калориметрии, температурная зависимость теплоемкости в интервале 5–370 K – методом адиабатической калориметрии, физическая плотность – пикнометрическим методом, седиментационная устойчивость смесей с жидкостями – центрифугированием при 7000 g. Расчеты проводились в программе MS Excel. Результаты. Определены энергия и энтальпия сгорания технического образца МУНТ в кристаллическом состоянии. На основании сглаженных значений теплоемкости получены стандартные термодинамические функции (энтальпия, энтропия и приведенная энергия Гиббса) МУНТ в кристаллическом состоянии в интервале 0–2000 K. Экстраполяция теплоемкости МУНТ до температуры 2000 K проведена с использованием теплоемкости кристаллического графита. Установлено, что смеси МУНТ с жидкостями, содержащими МУНТ более 33 масс. %, седиментационно устойчивы в центрифуге при 7000 g. Для модельных систем толуол–МУНТ, горючее Т-1–МУНТ вычислены массовые и объемные энергии сгорания, адиабатические температуры горения, условная конечная максимальная скорость модельных ракет с горючим различных составов. Выводы. Термодинамический анализ показал, что добавление МУНТ существенно повышает объемную энергоемкость традиционных реактивных топлив, что должно приводить к улучшению эксплуатационных характеристик летательных аппаратов.
Квантово-химический подход к расчету энтальпий образования ксантогенатов щелочных металлов
Get PDFObjectives. The aim of this work is to study the possibility of the joint use of quantum chemical methods and correlation analysis to determine the formation enthalpies of metal-containing organic substances using the example of alkali metal xanthates, which are of interest as biologically active substances and effective flotation reagents. Methods. Semi-empirical methods of quantum chemical calculating (Modified Neglect of Diatomic Overlap, Austin Model 1, Recife model 1 methods) and linear regression analysis were used. Results. Using the semi-empirical Modified Neglect of Diatomic Overlap, Austin Model 1, and Recife model 1 methods, the enthalpies of formation of 16 potassium and sodium alkyl xanthates were calculated, and the obtained results were compared with experimental data. It was found that the best correlation for potassium and sodium salts of dithiocarbonic acid esters could be observed using the Austin Model 1 method. Using the obtained regression equations, the enthalpies of formation were calculated for 30 xanthates, the organic part of which contained alkyl, cyclic non-aromatic structures, and one or two heteroatoms such as nitrogen, oxygen, and fluorine, and for which there are no experimental data. Conclusions. As a result of the study, an excellent correlation was established between the experimental and the calculated (by the Austin Model 1 method) values of the enthalpies of formation of potassium and sodium alkyl xanthates. The data obtained can be used to calculate the thermal effect of the xanthogenation reactions of alcohols and to design the production of the corresponding xanthates. Цели. Целью работы является исследование возможности совместного использования квантово-химических методов и корреляционного анализа для определения энтальпий образования металлосодержащих органических веществ на примере ксантогенатов щелочных металлов, которые представляют интерес как биологически активные вещества и эффективные флотореагенты. Методы. Использованы полуэмпирические методы квантово-химических расчетов Modified Neglect of Diatomic Overlap, Austin Model 1, Recife model 1 и линейный регрессионный анализ. Результаты. С помощью полуэмпирических методов Modified Neglect of Diatomic Overlap, Austin Model 1, Recife model 1 вычислены энтальпии образования 16 алкилксантогенатов калия и натрия, проведено сопоставление полученных результатов с экспериментальными данными. Выяснено, что наилучшая корреляция для калиевых и натриевых солей эфиров дитиоугольной кислоты наблюдается при использовании метода Austin Model 1. С помощью полученных уравнений регрессии вычислены энтальпии образования для 30 ксантогенатов, органическая часть которых содержит алкильные, циклические неароматические структуры и один или два гетероатома, такие как N, O, F, и экспериментальные данные по которым отсутствуют. Выводы. В результате проведенного исследования была установлена превосходная корреляция между экспериментальными и рассчитанными по методу АМ1 значениями энтальпий образования алкилксантогенатов калия и натрия. Полученные данные могут быть использованы для расчета теплового эффекта реакций ксантогенирования спиртов и проектирования производств соответствующих ксантогенатов
Синтез и биологическая активность N-(α-диэтоксифосфорилциклопропилкарбонил)аминокислот – структурных аналогов N-фосфонацетил-L-аспартата
Get PDFObjectives. With the development and improvement of new delivery systems for substances of various natures, organophosphorus compounds with an antimetabolic mechanism of action have become relevant again. A few examples of them are organophosphorus analogs of carboxylic acids, such as N-phosphonacetyl-L-aspartate (PALA) and N-phosphonacetyl-L-isoasparagine, both of which are bio-rationally developed analogs of the transition state of carbamoylaspartate in the biosynthesis of pyrimidine bases, which is catalyzed by the enzyme aspartate transcarbamoylase (ATCase). Despite their high activity, these compounds have not found widespread use as anticancer agents due to a large number of side-effects and low bioavailability. Given the emerging opportunities for the delivery of phosphate and phosphonate derivatives into target cells, obtaining more effective analogs of PALA seems to be an interesting and promising research objective. The goal of the present study was thus to synthesize and study the biological activities of novel PALA analogs that are derivatives of phosphonacetic acid.Methods. For directed work within the framework of the study, we used the molecular docking method, which allowed us to simulate the binding of N-(α-diethoxyphosphorylcyclopropylcarbonyl)-substituted amino acids to ATCase. The target compounds were synthesized using classical methods of organic synthesis. The obtained compounds’ cytotoxicity was probed in relation to cell lines of human breast cancer (MDA-MB-231), skin cancer (A-375), and glioblastoma (U-87 MG).Results. The synthesis of eight novel N-(α-diethoxyphosphorylcyclopropylcarbonyl)-substituted amino acids was carried out. A few of the synthesized derivatives were tested for anticancer activity, but none displayed significant cytotoxicity.Conclusions. N-(α-diethoxyphosphorylcyclopropylcarbonyl)-substituted amino acids are synthetically available analogs of PALA, a compound capable of strong interaction with ATCase. However, the compounds synthesized in this work did not display any pronounced anticancer properties. One of the reasons for the observed low activity may be the presence of ether groups in the phosphonate building block.Цели. С развитием и совершенствованием новых систем доставки для веществ различного характера, вновь приобретают актуальность фосфорорганические соединения с антиметаболитным механизмом действия. К ним можно отнести, например, фосфорорганические аналоги карбоновых кислот, такие как N-фосфонацетил-L-аспартат (PALA) и N-фосфонацетил-L-изоаспарагин, являющиеся биорационально разработанными аналогами переходного состояния карбамоиласпартата в реакции биосинтеза пиримидиновых оснований, которая катализируется ферментом аспартат-транскарбамоилазой (ATCase). Несмотря на высокую активность эти соединения не нашли широкого применения из-за большого количества побочных эффектов и низкой биодоступности. С учетом открывающихся возможностей по доставке фосфатных и фосфонатных производных в клетки-мишени, получение более эффективных аналогов PALA кажется интересной и перспективной задачей. Поэтому целью данной работы являлись синтез и исследование биологической активности новых производных фосфонуксусной кислоты – N-(α-диэтоксифосфорилциклопропилкарбонил)-замещенных аминокислот – аналогов N-фосфоноацетил-L-аспартата (PALA).Методы. Для направленной работы в рамках исследования применяли метод молекулярного докинга, который позволяет смоделировать связывание N-(α-диэтоксифосфорилциклопропилкарбонил)-замещенных аминокислот с аспартат-транскарбамоилазой. Целевые соединения были синтезированы с использованием классических методов органического синтеза. Исследование цитотоксичности проводили по отношению к клеточным линиям рака молочной железы человека (MDA-MB-231), рака кожи (А-375) и глиобластомы (U-87 MG).Результаты. В рамках работы был осуществлен синтез восьми новых N-(α-диэтоксифосфорилциклопропилкарбонил)-замещенных аминокислот. Исследование ряда синтезированных производных на противораковую активность не выявило значимого проявления цитотоксичности.Выводы. N-(α-диэтоксифосфорилциклопропилкарбонил)-замещенные аминокислоты представляют собой синтетически доступные аналоги PALA, способные к более сильному взаимодействию с ATCase. Тем не менее синтезированные в данной работе соединения не проявили выраженных противораковых свойств. Одной из причин низкой активности может быть наличие эфирных групп в фосфонатном структурном элементе
Изучение закономерностей синтеза пропиленкарбоната взаимодействием пропиленгликоля с карбамидом
Get PDFObjectives. Cyclic carbonates are important products of organic synthesis, which are widely used as solvents, catalysts, and reagents for the production of various compounds (in particular, urethane-containing polymers) by the non-isocyanate method. The process of carbamide alcoholysis with polybasic alcohols is a promising method for the synthesis of cyclic carbonates. The purpose of this study is to determine the reaction conditions for the interaction of propylene glycol with carbamide in the presence of zinc acetate as a catalyst.Methods. We conducted experiments to study the synthesis of propylene carbonate in a batch laboratory apparatus. Moreover, we analyzed the starting reagents and final products using gas–liquid chromatography.Results. We studied the synthesis of propylene carbonate by carbamide alcoholysis with propylene glycol in the presence of a catalyst (zinc acetate) by varying the following parameters: initial molar ratio of propylene glycol/carbamide = (0.5–5):1, synthesis temperature 130–190°С, reagent residence time in the reactor 0.5–4 h, and the catalyst amount in the reaction mixture 0–1.5 wt %.Conclusions. We determined the technological parameters of propylene carbonate synthesis in a batch reactor. Moreover, we showed that the process allowed the production of propylene carbonate with a sufficiently high yield of 80%—at the initial molar ratio of propylene glycol/ carbamide = 3:1, temperature 170°C, and residence time 2 h.Цели. Циклические карбонаты являются важными продуктами органического синтеза, которые находят широкое применение в качестве растворителей, катализаторов и реагентов для получения ряда соединений, в частности, уретансодержащих полимеров неизоцианатным методом. Одним из перспективных методов их синтеза является процесс алкоголиза карбамида многоосновными спиртами. Цель данной работы – определение условий реакции взаимодействия пропиленгликоля с карбамидом в присутствии ацетата цинка в качестве катализатора.Методы. Экспериментальное исследование процесса синтеза пропиленкарбоната на лабораторной установке периодического действия. Анализ исходных реагентов и полученных продуктов с использованием газожидкостной хроматографии.Результаты. Изучены закономерности получения пропиленкарбоната алкоголизом карбамида пропиленгликолем в присутствии катализатора (ацетата цинка) при варьировании основных параметров процесса в следующих диапазонах: начальное молярное соотношение реагентов пропиленгликоль/карбамид составляло (0.5–5):1, температура синтеза 130–190 °С, время пребывания реагентов в реакторе 0.5–4 ч, содержание катализатора в реакционной смеси 0–1.5 масс. %.Выводы. Рекомендованы технологические параметры синтеза пропиленкарбоната, протекающего в реакторе периодического действия. Показано, что осуществление процесса при начальном молярном соотношении пропиленгликоля и карбамида 3:1, при температуре 170 °С и времени пребывания 2 ч позволяет получать пропиленкарбонат с достаточно высоким выходом – 80%
Способ получения соли олигогексаметиленгуанидина высокой степени чистоты
Get PDFObjectives. Given that microorganisms can become resistant to certain groups of drugs and considering also their ability to form biofilms, the development of new drugs that are active against adapted microflora is required. This study focused on the development of a new method for the synthesis of a promising compound, the branched hydrosuccinate oligohexamethylene guanidine (OHMGsucc), with high purity that meets the standards of the 14th edition State Pharmacopeia of the Russian Federation (SPRF). Previously proposed methods have managed to isolate this product, which, however, complies with the requirements of the outdated SPRF. Therefore, the main aim of this study was to update the regulatory framework for the indicated OHMG salt for its further use in the pharmaceutical industry according to modern standards.Methods. To control the residual impurities of hexamethylenediamine (HMDA) and guanidine hydrochloride (GHC), high-performance liquid chromatography (HPLC) was applied using a Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000 chromatograph, and the chromatographic signals of the test solution with those of a standard sample solution obtained by a previously published conventional method were compared.Results. The HPLC experimental data indicated a significant difference in the quantitative content of HMDA and GHC observed for the new and older preparation method of the branched OHMGsucc, suggesting that the method disclosed in this article can be used to obtain highly pure OHMGsucc.Conclusions. The specified compound was standardized with the parameter “related impurities” according to the current (14th) edition of the SPRF. The effectiveness and reproducibility of the proposed method was experimentally confirmed. In addition, a process diagram for the preparation of the indicated OHMG salt was prepared.Цели. На фоне приобретения микроорганизмами резистентности к определенным группам лекарственных средств, а также способностей образовывать биопленки, требуются новые препараты, активные против адаптированной микрофлоры. Cтатья посвящена изысканию способа получения перспективного соединения – разветвленного гидросукцината олигогексаметиленгуанидина с высокой степенью чистоты, соответствующей нормам Государственной Фармакопеи 14 издания. Так как предложенные ранее методы позволяли получить продукт, удовлетворяющий требованиям устаревшей Государственной Фармакопеи, то основной целью являлась актуализация нормативной базы в отношении указанной соли олигогексаметиленгуанидина для ее дальнейшего применения в фармацевтической отрасли согласно современным стандартам.Методы. Для контроля примесных соединений – гексаметилендиамина и гуанидина гидрохлорида применяли высокоэффективную жидкостную хроматографию, которую проводили на хроматографе Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000 методом внешнего стандарта.Результаты. На основании экспериментальных данных, полученных с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии, отображена разница в количественном содержании остаточных примесей в составе субстанции разветвленного гидросукцината олигогексаметиленгуанидина, полученной двумя разными способами. Отмечено, что способ, предложенный авторами настоящей статьи, позволяет снизить их содержание по сравнению с конвенциональным методом.Выводы. Согласно представленным данным проведена стандартизация указанного соединения по параметру «Родственные примеси» в соответствии с актуальным на данный момент изданием Государственной Фармакопеи. Вследствие того, что эффективность предложенного метода экспериментально подтвердилась, на заключительном этапе работы была составлена технологическая схема получения указанной соли олигогексаметиленгуанидина
Никелевые катализаторы для процесса очистки азотоводородной смеси от оксидов углерода
Get PDFObjectives. This study is devoted to developing new-generation nickel (Ni) catalysts for the purification of a nitrogen–hydrogen mixture from carbon oxides, which should encompass the best qualities of the NIAP-07-series solid catalysts. Methods. This study used derivatographic and radiographic methods; temperature-programmed recovery, decomposition, and joint temperature-programmed decomposition and recovery; and low-temperature nitrogen adsorption (specific surface determination). The mechanical strength of catalysts was determined using an MP-2C device by crushing granules with an applied load on the end face. The chemical composition and catalytic activity were determined by the methods of TU 2178-003-00209510 Technical Conditions. Results. Many studies regarding Ni–aluminum (Al)–calcium (Ca) methanation catalyst at all stages of its preparation have been conducted. It is demonstrated that Ni hydrocarboxyaluminate, a precursor of the active component of the catalyst, is formed when Ni hydroxocarbonate is mixed with active alumina in the presence of an aqueous solution of ammonia, and its chemical formula is established. Moreover, it was found that the mechanical strength of the catalyst is determined by the amount of industrial Ca aluminate added to the Ni–Al composition. The compositions of catalysts with different contents of the active component have been optimized. Conclusions. The developed catalyst has a low activation temperature and high catalytic activity, thermal stability, and mechanical strength and is resistant to organic and alkaline carbon dioxide absorbers. The catalyst can be produced in the form of a ring, cylindrical tablets, and extrudates of various geometric sizes. The methanation unit at Stavrolen (Budennovsk, Stavropol krai, Russia) has begun commercially operating the catalyst. Цели. Настоящее исследование посвящено разработке никелевого катализатора нового поколения для очистки азотоводородной смеси от оксидов углерода, который должен аккумулировать лучшие качества контактов серии НИАП-07. Методы. Использованы дериватографический и рентгенографический методы анализа; методы температурно-программированного восстановления, разложения и совместного температурно-программированного разложения и восстановления; низкотемпературная адсорбция азота (определение удельной поверхности). Механическая прочность определялась на приборе МП-2С раздавливанием гранул с приложением нагрузки на торец. Химический состав и каталитическую активность определяли по методикам ТУ 2178-003-00209510. Результаты. Выполнены исследования никельалюмокальциевого катализатора метанирования на всех стадиях его приготовления. Показано, что при смешении гидроксокарбоната никеля с активным оксидом алюминия в присутствии водного раствора аммиака происходит образование гидросокарбоалюмината никеля, являющегося предшественником активного компонента катализатора, и установлена его химическая формула. Обнаружено, что величина механической прочности катализатора определяется количеством технического алюмината кальция, добавляемого в Ni–Al композицию. Оптимизированы составы катализатора, имеющего различное содержание активного компонента. Выводы. Разработанный катализатор имеет пониженную температуру активации, высокую каталитическую активность и термостабильность, большую механическую прочность, устойчивость к воздействию органических и щелочных абсорбентов-поглотителей углекислого газа. Катализатор может изготавливаться в форме кольца, цилиндрических таблеток и экструдатов с различными геометрическими размерами. Начата промышленная эксплуатация катализатора в установке метанирования ООО «Ставролен», г. Буденновск, Ставропольский край, Россия.
Влияние железорудного концентрата (магнетита) на кинетику вулканизации резиновых смесей на основе бутадиен-стирольного каучука в присутствии различных ускорителей
Get PDFObjectives. To investigate the possibility of using a cheaper ingredient, such as magnetite, in the synthesis of rubber compounds based on butadiene–styrene rubber by examining its effect on the process of sulfuric vulcanization of butadiene–styrene rubber in the presence of various accelerators.Methods. The influence of magnetite on the vulcanization kinetics was studied using an Alpha Technologies PRPA 2000 rotorless rheometer. Thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) were performed using a Mettler Toledo TGA/DSC 2 device to evaluate the effect of magnetite on the butadiene–styrene rubber-based vulcanizates’ oxidation.Results. Magnetite was found to affect the kinetics of SBR-1500 butadiene–styrene rubber sulfuric vulcanization in the presence of thiazole-type accelerators (2-MBT, 2-MBS); in contrast, magnetite was inactive in the case of diphenylguanidine, sulfenamide T, and tetramethylthiuram disulfide. The obtained TGA/DSC data showed that magnetite has no significant effect on the butadiene–styrene rubber-based vulcanizates’ oxidation and thermal destruction.Conclusions. The obtained data confirmed magnetite’s capability to act as a butadiene–styrene rubber sulfuric vulcanization activator in the presence of various accelerators. The most significant effect was observed in the presence of thiazole-type accelerators.Цели. Изучить возможность применения в рецептурах резиновых смесей на основе бутадиен-стирольного каучука более дешевого ингредиента – магнетита путем оценки его влияния на процесс серной вулканизации бутадиен-стирольного каучука в присутствии различных ускорителей.Методы. Влияние магнетита на кинетику вулканизации исследовали с помощью без- роторного реометра AlphaTechnologies PRPA 2000. Методами термогравиметрического анализа (ТГА) и дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) оценили влияние магнетита на процесс окисления вулканизатов на основе бутадиен-стирольного каучука на приборе Mettler Toledo TGA/DSC 2.Результаты. Показано, что магнетит влияет на кинетику серной вулканизации бутадиен-стирольного каучука SBR-1500 в присутствии ускорителей тиазолового ряда (дибензотиазолдисульфид, 2-меркаптобензотиазол), в то время как в случае с 1,3-дифенилгуанидином, сульфенамидом Т (N-трет-бутил-2-бензтиазолсульфенамид) и тиурамом (тетраметилтиурамдисульфид) магнетит малоактивен. Данные, полученные с ТГА/ДСК, демонстрируют, что магнетит незначительно влияет на окисление, а также на термодеструкцию вулканизатов на основе бутадиен-стирольного каучука.Выводы. Исследовано влияние магнетита на кинетику процесса серной вулканизации бутадиен-стирольного каучука в присутствии различных ускорителей. Наибольший эффект наблюдается в присутствии ускорителей тиазолового ряда
Исследование влияния процесса модификации на групповой состав битума и модификаторов методом Фурье-ИК-спектроскопии
Get PDFObjectives. This study evaluates the effect of the modification process on the group composition of bitumen and bitumen binders containing rubber powder and hybrid modifier that is based on styrene–butadiene thermoplastic elastomer and rubber crumb. The aim of the study was to determine the presence or absence of functional groups that reflect the direction of physicochemical processes during the preparation of a hybrid modifier in rotary dispersers and during the modification of bitumen binders. Methods. Rubber powder and hybrid modifier were obtained by high-temperature shear grinding using a rotary disperser. Bitumen and modified bitumen binders were investigated via Fouriertransform infrared spectroscopy. Using the method of spectral subtraction, it was determined that during the process of manufacturing modified bitumen binders, structural changes occur in both bitumen and modifiers. During this study, the extraction of modifiers (rubber powder and hybrid modifier) in toluene was performed. Results. The quantitative analysis of changes in the group composition of modifiers before and after the modification procedure was carried out. The active polymer and structural indices were determined. The general trend of the change in the active polymer and structural indices was noted for the initial spectra of the rubber powder and hybrid modifier, and their spectra were obtained after the procedure of subtraction from the spectra of bitumen binders. Conclusions. The interdiffusion of aromatic compounds between the bitumen component and modifier particles was confirmed. On the basis of the results of the extraction of modifiers in toluene, and by taking into account the infrared spectroscopy data, it was determined that during the production of hybrid modifier during the simultaneous grinding of rubber crumb and styrene– butadiene thermoplastic elastomer, there was a chemical interaction between them. Цели. В статье проанализировано влияние процесса модификации на групповой состав битума и битумных вяжущих, содержащих резиновый порошок и гибридный модификатор на основе бутадиен-стирольного термоэластопласта и резиновой крошки. Целью исследования было определение наличия или отсутствия функциональных групп, отражающих направленность физико-химических процессов при получении гибридного модификатора в роторных диспергаторах и при модификации битумных вяжущих. Методы. Резиновый порошок и гибридный модификатор получены методом высокотемпературного сдвигового измельчения на роторном диспергаторе. Битумы и модифицированные битумные вяжущие исследованы методом инфракрасной спектроскопии с Фурье преобразованием. С помощью метода вычитания спектров установлено, что в процессе изготовления модифицированных битумных вяжущих происходят структурные изменения как в битуме, так и в модификаторах. В работе также проведена экстракция модификаторов (резинового порошка и гибридного модификатора) в толуоле. Результаты. Проведен количественный анализ изменений, происходящих в групповом составе модификаторов до и после процедуры модификации. Определены активный полимерный и структурный индексы. Отмечена общая тенденция в изменении активного полимерного и структурного индексов для исходных спектров резинового порошка и гибридного модификатора и их спектров, полученных после процедуры вычитания из спектров битумных вяжущих спектра битума.Выводы. Подтверждена взаимодиффузия ароматических соединений между битумной составляющей и частицами модификаторов. На основании результатов экстракции модификаторов в толуоле и с учетом данных ИК-спектроскопии найдено, что в процессе производства гибридного модификатора совместным соизмельчением резиновой крошки и бутадиен-стирольного термоэластопласта между ними происходит химическое взаимодействие.
Синтез и реакции алкенил-гем-дихлорциклопропанов на основе пиперилена
Get PDFObjectives. This study aims to obtain alkenyl-gem-dichlorocyclopropanes from piperylene. The products are then subjected to thermocatalytic isomerization and hydrogenation.Methods. To determine the qualitative and quantitative composition of the reaction crudes, the following analytical methods were used: gas-liquid chromatography using the Crystal 2000 hardware complex, mass spectrometry using a Chromatec-Crystal 5000M device with the NIST 2012 database, and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy using a Bruker AM-500 device at operating frequencies of 500 and 125 MHz.Results. Alkenyl-gem-dichlorocyclopropanes were synthesized in the presence of triethylbenzyl ammonium chloride as catalyst. Their isomerization and hydrogenation gave the corresponding gem-dichlorocyclopentene and isomers of alkyl-gem-dichlorocyclopropanes. The structure of synthesized substances were analyzed by gas-liquid chromatography, mass spectrometry, and NMR spectroscopy.Conclusions. The results show that formation of four isomeric substituted gem-dichlorocyclopropanes occurs in high yield during incomplete dichlorocyclopropanation of piperylene. The thermocatalytic isomerization of substituted gem-dichlorocyclopropanes in the presence of SAPO-34 zeolite leads to the formation of one product, i.e., gem-dichlorocyclopentene, and hydrogenation of substituted gem-dichlorocyclopropanes in the presence of Pd/C catalyst gives three isomeric alkyl-gem-dichlorocyclopropanes.Цели. Получить алкенил-гем-дихлорциклопропаны на основе пиперилена, провести их термокаталитическую изомеризацию и гидрирование.Методы. Для определения качественного и количественного состава реакционных масс использованы следующие методы анализа: газожидкостная хроматография (на аппаратно-программном комплексе «Кристалл 2000»), хроматомасс-спектрометрия (на приборе «Хроматэк-Кристалл 5000М» с базой NIST 2012) и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) (на приборе «Bruker AM-500» с рабочими частотами 500 и 125 МГц).Результаты. Алкенил-гем-дихлорциклопропаны синтезированы в присутствии катализатора триэтилбензиламмоний хлористый. Дальнейшей их изомеризацией и восстановлением получены соответствующие гем-дихлорциклопентен и изомеры алкил-гем-дихлорциклопропанов. Строение синтезированных веществ проанализировано и доказано методами газожидкостной хроматографии, масс-спектрометрии и ЯМР-спектроскопии.Выводы. Установлено, что неполное дихлорциклопропанирование пиперилена протекает количественно с образованием четырех изомерных замещенных гем-дихлорциклопропанов, при термокаталитической изомеризации которых в присутствии цеолита SAPO-34 происходит образование одного продукта – гем-дихлорциклопентена, а при их восстановлении с помощью катализатора Pd/C наблюдается образование трех изомерных алкил-гем-дихлорциклопропанов
Области энергетического преимущества схем разделения смесей, содержащих компоненты с близкими летучестями
Get PDFObjectives. The conditions for the effective application of the sharp distillation technique (without a component distributed between the distillate and bottom flows) for the separation of quaternary zeotropic mixtures containing components with similar volatilities were determined. The area of energy advantage for the flowsheet based on the preliminary fractionation of the mixture, compared with the flowsheet, the first distillation column of which works based on the indirect separation mode, was identified for an ethyl acetate–benzene–toluene–butyl acetate system. Energy savings of up to 20% were achieved. The direct and indirect distillation modes can become competitive when the point of the original composition is located near single K-surfaces or in a region with a different ratio of distribution coefficients. Sharp distillation is not suitable for the separation of a mixture containing a pair of components exhibiting relative unity volatility with medium boiling points.Methods. The mathematical modeling in the Aspen Plus V.10.0 software package was chosen as the research method. The simulation was based on the Wilson local composition equation. The relative errors in the description of the phase equilibrium did not exceed 3%.Results. The structure of the vapor–liquid equilibrium diagram and diagram of surfaces of the unit component distribution coefficients were studied for the ethyl acetate–benzene–toluenebutyl acetate and acetone–toluene–butyl acetate–o-xylene systems. Flowsheets based on the sharp, indirect (both systems), or direct (second system) distillation modes were proposed. The distillation process was simulated, and the parameters of the column work were determined (the quality of the substances meets the State Standard requirements of the Russian Federation for minimal energy consumption).Conclusions. Recommendations regarding the use of sharp distillation for the separation of quaternary mixtures containing components with similar volatilities were devised.Цели. Для ректификации четырехкомпонентных зеотропных смесей, содержащих компоненты с близкими летучестями, определены условия эффективности применения промежуточного заданного разделения (при отсутствии компонента, распределенного между дистиллятным и кубовым потоками). На примере системы этилацетат–бензолтолуол–бутилацетат выделена область энергетического преимущества схемы, основанной на использовании предварительного фракционирования смеси, по сравнению со схемой, первая ректификационная колонна которой работает по второму заданному разделению. Экономия энергозатрат составляет до 20%. Реализация первого и второго заданного разделения может стать конкурентной при расположении точки исходного состава вблизи единичных K-поверхностей или в области с другим соотношением коэффициентов распределения. Промежуточное разделение не может быть рекомендовано для разделения смеси с близкой к единице относительной летучестью пары компонентов со средними температурами кипения.Методы. В качестве метода исследования выбрано математическое моделирование в программном комплексе Aspen Plus V.10.0. Моделирование основывалось на уравнении локального состава Wilson. Относительные ошибки описания фазового равновесия не превышают 3%.Результаты. Исследована структура диаграммы парожидкостного равновесия и диаграммы поверхностей единичных коэффициентов распределения компонентов для систем этилацетат–бензол–толуол–бутилацетат и ацетон–толуол–бутилацетат–о-ксилол. Предложены схемы, основанные на использовании промежуточного, второго (обе системы) или первого (вторая система) заданного разделения. Проведен расчет процесса ректификации и подобраны параметры работы колонн, обеспечивающие получение веществ, качество которых отвечает требованиям ГОСТ при минимальных энергозатратах.Выводы. На основе проведенных исследований сформулированы рекомендации по использованию промежуточного разделения при ректификации четырехкомпонентных смесей, содержащих компоненты с близкими летучестями