Выпуск журнала "Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика" за 2022 год №4

Обложка свежего выпуска

Год выпуска

Номер выпуска

Язык статей

Сортировка

2022, №4

сс. 3-13

Статьи

Ключевые слова: водный сток, фенол, ацетон, сверхкритическая флюидная экстракция, диоксид углерода, пропан-бутановая смесь, фазовое поведение, система «CO2-ацетон»

Представлен анализ фазового поведения бинарных систем, включающих органические компоненты (фенол и ацетон) и потенциальные экстрагенты (диоксид углерода и пропан-бутановая смесь), которые предполагаются использовать в сверхкритическом состоянии для очистки промышленного водного стока ПАО «Казаньоргсинтез». Проведено исследование фазового поведения термодинамической системы «CO2—ацетон» в околокритической области состояния (313 K) с использованием оптической ячейки высокого давления. Зафиксированы различные фазовые состояния, включая области критической опалесценции и безграничного смешивания для этой бинарной системы. Приведены результаты использования метода сверхкритической флюидной экстракции для очистки модельного водного раствора фенола и ацетона с концентрацией, соответствующей промышленному стоку.

doi:10.34984/SCFTP.2022.17.4.001

2022, №4

сс. 14-31

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическое антисольвентное осаждение, кристаллизация, морфология, дикарбоновые кислоты, растворимость в сверхкритических флюидах

Показано, что выход продуктов микронизации при сверхкритическом антисольвентном  осаждении  (SAS)  можно  использовать  для  качественной  оценки растворимости субстанций в смесях СО2-растворитель. Рассмотрены допущения к этому подходу и обозначены рекомендации для увеличения точности оценки при его использовании. Исследовано влияние степени пересыщения системы СО2-растворитель-микронизуемое вещество на морфологию и размер частиц малоновой и янтарной кислот, микронизованных методом SAS. Продемонстрирована возможность получения α-янтарной кислоты методом SAS.

doi:10.34984/SCFTP.2022.17.4.002

2022, №4

сс. 32-43

Статьи

Конформационный анализ ФЛУФЕНАМОВОЙ кислоты в СК-СO2 методом 2D NОЕSУ

К.В. Белов, А.А. Дышин, М.А. Крестьянинов, B.B.Соборнова, И.А. Ходов, М.Г. Киселев.

Цитировать

Ключевые слова: сверхкритический флюид, флуфенамовая кислота, фенаматы, конформеры, 2D NOESY

В работе продемонстрированы возможности спектроскопии ядерного эффекта Оверхаузера (NOESY) при определении долей групп конформеров молекул фенаматов на примере флуфенамовой кислоты. Установлено, что доли групп конформеров объекта исследования меняются до 32 % при переходе от системы с чистым ДМСО-д6 к растворителю на основе СК-СО2 с добавлением 2 мол. % ДМСО-д6. Результаты проведенного исследования демонстрируют перспективность использования растворителей на основе сверхкритических флюидов для контроля преобладающей конформации малых молекул слаборастворимых соединений, что имеет высокий потенциал для подбора условий их микронизации методами RESS, SAS, DELOS.

doi:10.34984/SCFTP.2022.17.4.003

2022, №4

сс. 44-53

Статьи

Растворимость серы в сверхкритической пропан-бутановой смеси

T.Р. Билалов, И.Ш. Хабриев, В.Ф. Хайрутдинов, Т.Р. Ахметзянов, Ф.М. Гумеров.

Цитировать

Ключевые слова: сера, сверхкритическая пропан-бутановая смесь, фазовое равно­весие, растворимость, термодинамическая модель, уравнение Пенга-Робинсона.

С использованием оптической ячейки высокого давления в интервале температур 403-443 К и давлений 5,3-24,5 МПа исследовано фазовое равновесие системы сера-пропан/бутан и установлен V-й тип фазового поведения. Растворимость серы в сверхкритической пропан-бутановой смеси оценена на основе характеристик паровой ветви фазового равновесия системы сера-пропан/бутан и описана с использованием уравнения состояния Пенга-Робинсона в сочетании с правилом комбинирования Мухопадхъяи и Рао. Установлено, что пропан-бутановая смесь в сверхкритическом флюидном состоянии, наряду с хорошими экстракционными свойствами, позволяет осуществить процесс обессеривания товарных углеводоро­дов. Например, снижение давления с 25 до 7 МПа позволяет уменьшить содержание серы в продукте на изотерме 413 К в два раза, а на изотерме 443 К - в 10 раз.

doi:10.34984/SCFTP.2022.17.4.004

2022, №4

сс. 54-70

Статьи

Ключевые слова: растворимость, уравнение Чрастила, сверхкритический ди­оксид углерода, сорастворитель, гидроксибензойные кислоты, молекулярная ди­намика.

В работе исследуется возможность использования репараметризованных уравне­ний Чрастила для расчета растворимости полярных органических соединений в чистом и модифицированном сорастворителем сверхкритическом диоксиде угле­рода на основе молекулярно-динамического моделирования. Проведено моделирование методом молекулярной динамики растворов орто-, мета- и пара-гидро­ксибензойных кислот в чистом и модифицированном метанолом (0,035 мольной доли метанола) сверхкритическом диоксиде углерода при температурах 318, 328, 338 и 348 К и плотностях 600, 700 и 800 кг/м3. Из полученных данных рассчитана растворимость кислот в рассматриваемых сверхкритических флюидах с использо­ванием уравнения Чрастила. Показано, что данная методика расчета с приемле­мой точностью воспроизводит известные из литературы экспериментальные дан­ные по растворимости.

doi:10.34984/SCFTP.2022.17.4.005

2022, №4

сс. 71-83

Статьи

Ключевые слова: тандемные реакции, альдольно-кротоновая конденсация, гидрирование, гидридный перенос, ацетон, изопропанол, сверхкритические условия, катализатор станнат магния, оксид мезитила, оксид изомезитила

Представлены результаты исследования тандемных реакций - альдольно-крото­новой конденсации и гидрирования по механизму гидридного переноса в смеси ацетон-изопропанол на катализаторе МgSnО3 при 300-400 °С и 12,0 МПа. При этих условиях смесь субстратов и продуктов реакции находится в сверхкритиче­ском состоянии. Рассмотрены зависимости от температуры степени превращения реагентов (ацетона и изопропанола) и селективности по продуктам конденсации и гидрирования. Установлено, что гидрирование продуктов альдольно-кротоновой конденсации ацетона протекает путем присоединения водорода от молекул изопропанола по С=О-связям изомерных оксидов мезитила и форонов и сопровож­дается реакциями дегидратации спиртов и изомеризации двойной С=С-связи. Оптимальные условия образования продуктов гидрирования карбонильной груп­пы - 350 °С и соотношение ацетон: изопропанол = 7 : 3. При соотношении ацетон: изопропанол = 1 : 1 в продуктах превращения оксида мезитила преоблада­ют метилпентадиены. Реакция гидрирования протекает также с участием изофо­ронов - продуктов конденсации трех молекул ацетона.

doi:10.34984/SCFTP.2022.17.4.006