Институт химии нефти (ИХН)
Institute of Petroleum Chemistry

Создан 15 января 1970 г.
Адрес: 634021, г. Томск, просп. Академический, 3
Тел. (382 2) 25-86-23
Факс (382 2) 25-84-57
E-mail: canc@ipc.tsc.ru

Директор – д.т.н. Алтунина Любовь Константиновна
Заместители директора по науке:
д.х.н. Головко Анатолий Кузьмич
д.т.н. Иванов Виктор Григорьевич

Общая численность института 187 чел.; н.с. – 84, д.н. – 12, к.н. – 51.

Основные научные направления:
Научные основы переработки природного газа, нефти, угля, а также возобновляемого и нетрадиционного химического сырья:
- химия нефтей России: состав, строение, свойства, процессы и механизмы превращения нефтей и поверхностные явления, научные основы способов повышения нефтеотдачи и переработки углеводородного сырья.

Научные подразделения:
лаборатории:
Углеводородов нефти и высокомолекуляр ных соединений нефти (д.х.н. А.К. Головко)
Коллоидной химии нефти (д.т.н. Л.К. Алтунина)
Дисперсных материалов (д.т.н. В.Г. Иванов)
Гетероорганических соединений нефти (д.х.н. Р.С. Мин)
Геохимии нафтидов (д.х.н. О.В. Серебренникова)
Реологии нефти (к.т.н. Н.В. Юдина)
Нанопорошков для нефтепереработки и нефтехимии (к.х.н. Г.В. Иванов)
Химии и технологии композиционных материалов (к.х.н. Е.О. Коваль)
Физико-химических методов исследования (к.т.н. А.А. Великов)
Научно-исследовательский информацион ный центр с музеем нефтей (д.ф.-м.н. Ю.М. Полищук)

В совместных работах с Институтом химии твердого тела и механохимии установлено, что при механохимической обработке происходят превращения компонентов нефтяных фракций, приводящие к образованию газообразных углеводородов и соединений с молекулярной массой, меньшей, чем в исходных образцах (рис. 1). Химическим превращениям подвергаются парафиновые, ароматические углеводороды и в большей степени – высокомолекулярные соединения.

Рис. 1. Изменение состава н-алканов при механоактивации фракции 250–300 °С Талаканской нефти.
Fig. 1. The shift in composition of n-alkenes in Talakan oil, fraction 250–300 °C, caused by mechanical activation.

Совместная механохимическая обработка смесей нефтяного мазута и бурого угля приводит к увеличению содержания легких углеводородов, а также ожижению угля, что открывает перспективы получения жидких топлив и увеличения глубины переработки нефти.

На Урьевском месторождении (Западная Сибирь) успешно проведены опытно-промышленные испытания технологии ограничения водопритока путем комплексного воздействия на нагнетательные и добывающие скважины термообратимыми гелеобразующими композициями на основе эфира целлюлозы, роданистого аммония и карбамида (композиции РОМКА). По данным НК "ЛУКОЙЛ", дополнительная добыча нефти с использованием новых технологий института составляет в среднем 1 630 т нефти на одну обработку скважины. Общее количество обработок на месторождениях Западной Сибири составляет 150 – 200 в год. На рис. 2 приведены результаты по одной из скважин.

В 2001 г. институтом опубликовано 49 статей в рецензируемых журналах.

Институт химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ)
Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry

Создан 18 февраля 1944 г.
Адрес: 630128, Новосибирск, ул. Кутателадзе, 18
Тел. (383 2) 32-86-83
Факс (383 2) 32-28-47
E-mail: root@solid.nsk.su

Директор – чл.-к. РАН Ляхов Николай Захарович
Заместители директора по науке:
д.х.н. Ломовский Олег Иванович
к.х.н. Тухтаев Рахматулла Каримович

Общая численность института 201 чел.; н.с. – 95, ак. – 1, чл.-к. РАН – 1, д.н. – 12, к.н. – 55.

Основное научное направление:
Химия твердого тела, в том числе механохимия, поиск путей управления химическими реакциями в твердом состоянии с целью создания новых технологий и материалов.

Лаборатории:
Неравновесных твердофазных систем (д.х.н. Ю.Т. Павлюхин)
Химического материаловедения (чл.-к. РАН Н.З. Ляхов)
Механохимических реакций (д.х.н. Е.Г. Аввакумов)
Электрохимии гетерогенных систем (к.х.н. А.И. Маслий)
Методов синхротронного излучения (к.х.н. Б.П. Толочко)
Группа советника РАН (ак. В.В. Болдырев)

Методом изотермического химического транспорта металлов IV-V групп (Ti, Zr, Hf, V) через газовую фазу осуществлена поверхностная модификация углеродного волокнистого материала с целью придания ему термомеханической и термоокислительной устойчивости. Получены плотные, беспористые, мелкозернистые покрытия из карбидов металлов толщиной 0,4 – 0,5 мкм, точно повторяющие рельеф монофиламента. Окислением как углеродного волокна, так и покрытия на нем получены полые трубки внутренним диаметром 7 – 9 мкм, состоящие из оксидов соответствующих металлов (рис. 1).

Рис. 1. Полые трубки из оксида титана, полученные из покрытого карбидом титана углеродного волокна.
Fig. 1. The hole tubes of titanium oxide produced from carbon fiber covered by titanium carbide.

Полученные материалы представляют интерес для высокотемпературного материаловедения.

Совместно с Новосибирским заводом химконцентратов впервые показано, что слоистый тригидроксид алюминия может быть использован для разделения изотопов лития – ⁶Li и ⁷Li. Предполагаемый механизм разделения изотопов связан с взаимодействием солей лития с гидроксидом алюминия c образованием интеркаляционных соединений по реакции: Li_nX + 2nAl(OH)₃ + aq = [LiAl₂(OH)₆]_nX·mH₂O. В интеркаляционных соединениях катионы лития локализованы в октаэдрических пустотах алюминий-гидроксидных слоев, образованных гидроксид-ионами (рис. 2). Такая специфическая координация катионов лития в интеркаля ционных соединениях обеспечивает процесс разделения, описываемый уравнением:
⁶Li⁺_р-р + [⁷LiAl₂(OH)₆] _NX·mH₂O_тв = ⁷Li⁺_р-р + [⁶LiAl₂(OH)₆] _NX·mH₂O_тв.

Рис. 2. Расположение катионов лития в структуре тригидроксида алюминия:
а – проекция на плоскость (100), b – на плоскость (001).
Fig. 2. Lithium cations displacements in the aluminium hydroxide lattice:
a – projection onto (100) plane, b – onto (001) plane.

В 2001 г. институтом опубликовано: статей в рецензируемых журналах – 118, монографий – 1.

Институт химии и химической технологии (ИХХТ)
Institute of Chemistry and Chemical Technology

Создан 20 марта 1980 г.
Адрес: 660049, Красноярск, ул. К. Маркса, 42
Тел. (391 2) 27-38-31
Факс (391 2) 23-86-58
E-mail: chem@krsk.unfo

Директор – чл.-к. РАН Пашков Геннадий Леонидович
Заместители директора по науке:
д.х.н. Аншиц Александр Георгиевич
д.х.н. Кузнецов Борис Николаевич
д.х.н. Рубайло Анатолий Иосифович
к.т.н. Самойлов Виктор Григорьевич

Общая численность института 288 чел.; н.с. – 148, чл.-к. РАН – 1, д.н. – 25, к.н. – 80.

Основные научные направления:
Научные основы комплексного использования минерального сырья:
- физико-химические основы ресурсосберегающих экологически безопасных процессов переработки природного и нетрадиционного сырья цветных, редких, благородных металлов, разработка способов получения новых материалов на их основе.
Научные основы переработки природного газа, нефти, угля, а также возобновляемого и нетрадиционного химического сырья:
- исследование химических превращений органического сырья с целью создания научных основ каталитических процессов экологически безопасной переработки возобновляе мой растительной биомассы, ископаемого твердого топлива и газа в ценные химические продукты.

лаборатории:
Проблем освоения недр (к.т.н. М.Л. Медведев)
Гидрометаллургических процессов (чл.-к. РАН Г.Л. Пашков)
Реакционной способности неорганических соединений (к.х.н. В.И. Казбанов)
Обогащения минерального сырья (к.т.н. В.Г. Самойлов)
Химии и технологии редких и благородных металлов (к.х.н. В.И. Кузьмин)
Электрохимии (д.х.н. В.Л. Корниенко)
Проблем материаловедения (к.ф.-м.н. О.Г. Парфенов)
Нетрадиционных методов переработки полезных ископаемых (д.т.н. В.Г. Кулебакин)
Проблем комплексной переработки органоминерального сырья (д.х.н. П.Н. Кузнецов)
Структурных и спектроскопических исследований неорганических веществ и материалов (д.х.н. С.Д. Кирик)
Рентгеновских и спектральных методов анализа (к.т.н. А.М. Жижаев)
Технической химии (д.т.н. В.Ф. Борбат)
Каталитической химии угля и биомассы (д.х.н. Б.Н. Кузнецов)
Каталитических превращений малых молекул (д.х.н. А.Г. Аншиц)
Процессов синтеза и превращения углеводородов (к.х.н. Н.В. Чесноков)
Комплексной переработки биомассы (д.х.н. В.Е. Тарабанько)
Превращений природных полимеров (д.т.н. М.Л. Щипко)
Молекулярной спектроскопии и анализа (д.х.н. А.И. Рубайло)

Впервые изучена роль поверхностного металлдефицитного неравновесного слоя, образующегося в ходе реакций на пирротине (Fe_1-xS, 0<x<0,125). Ранее считалось, что образование неравновесного металлдефицитного слоя приводит к пассивации. Методами электронной микроскопии, а также электрохимии и спектроскопии установлено, что в общем случае такой слой не вызывает уменьшения реакционной способности, а снижение скорости растворения и окисления исследованных минералов обусловлено образованием Fe³⁺. На рис. 1 показано, что низкая скорость реакции связана с большой интенсивностью пика железа (III) в рентгеноэлектронных спектрах поверхности пирротина (на врезках). Присутствие Fe³⁺ может вызывать андерсоновскую локализацию электронных состояний и падение проводимости поверхностного слоя.

Рис.1. Вольтамперная кривая и рентгеноэлектронные спектры пирротина (на врезках) в 1 М HCl.
Fig. 1. Current-voltage curve and X-ray electron spectra of magnetic pyrites in 1 M HCl.

Полученные результаты важны для разработки и совершенствования технологий обогащения, гидрометаллургического вскрытия минерального сырья, а также для понимания геохимических процессов и решения экологических проблем в районах добычи рудного сырья.

Совместно с Институтом катализа впервые в мировой практике разработаны методы выделения, сепарации и стабилизации более 20 типов магнитных микросфер из летучих энергетических зол – от полых цено-сфер до сплошных микросфер совершенной сферической формы с различным типом поверхности (рис. 2). Для полученных продуктов детально изучены гранулометрический, химический, фазовый состав и морфология глобул. Найдены общие закономерности формирования магнитных микросфер из железосиликатного расплава в процессах сжигания трех основных энергетических углей. Показано, что решающим фактором является вязкость расплава, которая определяется его макрокомпонентным составом и, в частности, содержанием железа. Установле на высокоселективная каталитическая активность магнитных микросфер как в реакциях окислительной конденсации метана, так и полного окисления углеводородов.

Рис. 2. Основные морфологические типы ценосфер кузнецких углей.
Fig. 2. The main types of zenospheres of Kouznetsk coals.

Определено соотношение цепных и нецепных маршрутов при окислении лигнинов в ванилин и сиреневый альдегид. Установлено, что в селективных процессах окисления лигносульфонатов или осиновой древесины при температуре от 110 до 190 ^оС выход целевых продуктов находится в интервале 1 – 10 % (при традиционной температуре процесса 160 ^оС вклад нецепного процесса не превышает 7 – 8 %).

Показано, что в некаталитическом процессе при относительно высоких температурах 190 – 200 ^оС выходы ванилина и сиреневого альдегида возрастают до значений 30 – 35 вес.%, характерных для процесса каталитического окисления лигнинов кислородом при пониженных температурах 160 – 170 ^оС.

На основании проведенных исследова ний и предложенного механизма окислительного расщепления лигнинов разработан и запатентован новый высокоэффективный способ (рис. 3) получения ароматических альдегидов. Предложенный способ получения ванилина из пихтовой древесины доведен до лабораторного регламента, переданного в Минпромнауки России в рамках проводимой по госзаказу НИР.

Рис. 3. Блок-схема условий процесса получения ванилина и сиреневого альдегида.
Fig. 3. Lay-out of conditions of the processes of obtaining of vanillin and syring aldehyde.

В 2001 г. институтом опубликовано: статей в рецензируемых журналах – 87, монографий – 2.

Отдел структурной макрокинетики Томского научного центра (ОСМ ТНЦ)
Department for Structural Macrokinetics of the Tomsk Science Center

Создан 22 декабря 1998 г.
Адрес: 634021, Томск, просп. Академический, 10/2
Тел. (382 2) 25-97-02
Факс (383 2) 25-98-38
E-mail: yurkova@fisman.tomsk.su

Руководитель отдела – д.т.н. Максимов Юрий Михайлович

Общая численность отдела 49 чел.; н.с. – 26, д.н. – 3, к.н. – 11.

Основное научное направление:
Высокотемпературные и быстропротекающие процессы в химии и материаловедении, самораспространяющийся высокотемпературный синтез и структурная макрокинетика; конструкционная керамика с использованием оксидов, нитридов, карбидов.

лаборатории:
Физической активации (к.ф.-м.н. А.И. Кирдяшкин)
Гетерогенных металлических систем (к.ф.-м.н. Ю.С. Найбороденко)
Новых металлургических процессов (к.т.н. М.Х. Зиатдинов)
Математического моделирования физико-химических процессов в гетерогенных системах (д.ф.-м.н. В.К. Смоляков)

При горении смеси порошков никеля с алюминием с использованием плазменных измерений в вакууме обнаружено, что распространение волны горения безгазовой системы сопровождается эмиссией электронов с энергией до 75 эВ (рис.1). В условиях воздействия внешнего потока электронов выявлено наличие нетеплового механизма инициирования горения, который обеспечивает существенное снижение температуры зажигания. Результаты важны для понимания причин автогенерации постоянной и переменной разности потенциалов в процессах самораспространяющегося высокотемпера турного синтеза, а также акустических колебаний и ионизации газовой фазы.

В 2001 г. отделом опубликовано 14 статей в рецензируемых журналах.