Мал золотник, да дорог

Может быть, о реакции гидрирования, то есть присоединения водорода к молекулам с двойными и тройными связями между атомами углерода, не все слышали, но результаты этой реакции наверняка видели все. Например, полиэтилен можно получать только из этилена, освобожденного от примеси ацетилена, для чего ацетилен избирательно гидрируют.

Особенно высокие требования к избирательности гидрирования предъявляются при производстве химических реактивов, синтетических душистых веществ, фармацевтических препаратов. Счет здесь идет всего на килограммы, зато и ценность этих веществ огромна. Многие из них до сих пор получают малопроизводительным и трудно автоматизируемым периодическим способом, в дорогих аппаратах высокого давления — автоклавах.

Сделать процесс непрерывным, проводить его в одну стадию вместо- нескольких помогают мембранные катализаторы, созданные совместными усилиями целого ряда академических и отраслевых институтов.

Простейший тип таких катализаторов — это трубка из палладиевого сплава диаметром 1 миллиметр и с толщиной стенки до 0,1 миллиметра. Однако чтобы сделать химический реактор, надо еще знать, как упаковать в него эту тончайшую трубочку. А может быть, предпочесть фольгу? Ее легче изготовить, она может быть тоньше, чем стенка трубки. Зато фольга непрочна, ее приходится гофрировать, а это требует высокоточных штампов; она коробится, когда ее обтекают горячие реактивы. Реактор получается очень сложным в изготовлении. Гораздо легче изготовить его с мембранным катализатором из прямых тонко стенных трубок, но вот беда — отличия в степени температурного удлинения трубок и корпуса реактора не позволяют прикреплять их к корпусу обоими концами, иначе они могут разорваться. В результате конструкция получается такой, что значительная доля наружной поверхности трубок, которая и дает эффект катализа, используется плохо. Ученые СКБ Института нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева АН СССР решили проблему, применив трубки в форме двухзаходной спирали. Завивка спирали осуществляется с помощью особого устройства, без заполнения трубок. Полученные плоские спирали накладываются друг на друга, причем концы всех нечетных спиралей соединены одной парой трубчатых коллекторов, а всех четных — другой парой. Из трубки трехметровой длины получается спираль диаметром около десяти сантиметров. Двести уложенных друг на друга спиралей и составляют начинку химического реактора размером чуть больше трехлитровой банки.

Испытания маленького реактора дали большие результаты. Например, по обычной технологии витамин К получается в четыре стадии, а с помощью мембранного катализатора — в одну. Да при этом выход готового продукта поднимается с 80 до 95 — 98 процентов. На реакторе получен линалоол — жидкость с ароматом ландыша, незаменимая в парфюмерной промышленности и в фармацевтике, где из него получают цигерол — мощное лекарство против ожогов и язв. Раньше лина- лоол получали из масла семян кориандра, и стоил он втрое дороже.

И это лишь первые шаги. Кто знает, какую высоту наберет спираль из тоненькой трубки.