Литературка Литературная Газета - Литературная Газета 6441 ( № 48 2013)

Ввод в эксплуатацию GTL-установки будет способствовать монетизации газовой программы компании. GTL – это технологический прорыв, позволяющий решать экологические вопросы, в том числе проблему утилизации попутного нефтяного газа, и производить при этом моторные топлива с уникальными качествами в удалённых местах добычи нефти, получая дополнительную прибыль.

Технология GTL повысит технологический уровень отечественной газоперерабатывающей промышленности и увеличит долю производства высокотехнологической продукции в ВВП.

Качественная синтетическая нефть, производимая по технологии GTL, может претендовать на более высокую стоимость относительно стоимости сорта Brent примерно на 30%. Она также характеризуется экологической чистотой и превосходит по своим характеристикам основные марки минеральных нефтей.

Учёные РН-ЦИР разрабатывают технологии GTL, аккумулируя лучший мировой опыт и собственные уникальные наработки. Монетизация большого количества попутного газа, который сгорает на факелах, а также для утилизации низконапорного и природного газа небольших месторождений внесёт свой вклад в социально-экономическое развитие регионов Сибири и Дальнего Востока. Увеличение доли добавленной стоимости продукции, возможность диверсификации экспорта, перспектива завоевания новых сегментов рынка и увеличение поступлений в бюджет скажутся на экономике страны положительным образом.

Макромолекула полиэтилена

Впервые каучук был обнаружен в Эквадоре в XVIII веке. На сегодняшний день 60% натурального каучука идёт на производство шин. Настоящей научно-технической революцией стало изобретение синтетических каучуков. Первым синтетическим каучуком, имевшим промышленное значение, был полибутадиеновый (дивиниловый) каучук, производившийся синтезом по методу С.В. Лебедева (анионная полимеризация жидкого бутадиена в присутствии натрия), однако из-за невысоких механических качеств применялся ограниченно. В Германии бутадиен-натриевый каучук нашёл довольно широкое применение под названием "Буна".

Катализаторы для синтеза каучуков

Синтез каучуков стал значительно дешевле с изобретением катализаторов Циглера-Натта.

Катализаторы на основе титана были открыты и запатентованы осенью 1953 года группой немецких химиков под руководством Карла Циглера, при этом заявлялась способность синтезировать высокомолекулярный полиэтилен. Первое время найденные соединения назывались смешанными мюльхаймскими катализаторами по месту расположения лаборатории (Мюльхайм-на-Руре), однако вскоре за ними закрепилось название катализаторов Циглера.

Для синтеза упорядоченных полимеров, в первую очередь альфа-олефинов, катализаторы были использованы итальянцем Джулио Наттой, дружившим и сотрудничавшим с Циглером с 1940-х годов и убедившего компанию Montecatini, где Натта работал консультантом, выкупить права на использование результатов Циглера.

За эти достижения Циглеру и Натте в 1963 году была присуждена Нобелевская премия по химии.

Полученный Циглером полиэтилен низкого давления был чересчур «жёстким» и неудобным для переработки. Температура его размягчения и плотность оказались значительно выше, чем у широко известного в то время полиэтилена высокого давления, созданного английскими химиками перед Второй мировой войной.

Натта решил применить циглеровский катализатор к пропилену. Первые эксперименты с триалкилалюминием и тетрахлоридом титана (катализатор Циглера) в качестве продуктов давали смесь полипропиленов с аморфными и кристаллическими фракциями. Тогда, несколько модифицировав катализатор (вместо ТiCl4 был использован ТiCl3), Натта получил новый класс синтетических высокомолекулярных соединений – стереорегулярные полимеры.

Немного школьной химии

Напомним, что полимерами называются высокомолекулярные вещества, состоящие из больших молекул цепного строения (от греч. «поли» – много, «мерос» – часть).

Например, полиэтилен, получаемый при полимеризации этилена CH2=CH, имеет такое строение:

...-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-... или (-CH2-CH2-)n

Молекула полимера называется макромолекулой (от греч. «макрос» – большой, длинный).

Молекулярная масса макромолекул достигает десятков сотен тысяч (и даже миллионов) атомных единиц.

Химическое строение макромолекул, от которого в первую очередь зависят свойства материала, – это порядок соединения структурных звеньев в цепи.

Полимеры, у которых структурные звенья симметричны, называются регулярными.

Что касается пространственной формы макромолекул полимеров, то она бывает трёх видов. Линейной формой, когда одно звено следует за другим, отличаются полиэтилен низкого давления и невулканизированный натуральный каучук. Разветвлённая форма характерна для полиэтилена низкого давления. Пространственная (трёхмерная или сетчатая) форма специфична для вулканизированного каучука.

Стереополимеры – новое слово в оргсинтезе

Возвращаясь к катализаторам Циглера–Натта, отметим, что в 1954 году Натта и его коллеги открыли метод каталитической полимеризации пропилена, при котором образующийся высокомолекулярный продукт отличался тем, что все боковые цепи каждого мономерного звена в нём были расположены по одну сторону молекулы, а не ориентированы как попало.

Натта обнаружил, что новый полимер был прочным, обладал высокой точкой плавления, высокой степенью кристалличности и во многих отношениях превосходил полиэтилен, полученный Циглером. Проведённые им рентгенографические и электронографические исследования нового материала с целью установления его молекулярной структуры показали, что новые катализаторы Циглера вызывали образование макромолекул с необыкновенным регулярным атомным пространственным соотношением. Получение кристаллического полипропилена открыло новую область полимерной химии – стереоспецифическую полимеризацию. Новый класс полимеров с объёмно упорядоченной структурой получил название стереорегулярных, а каталитические системы на основе триалкилалюминия и трихлорида титана и другие подобные стали называть катализаторами Циглера–Натты. Эти катализаторы позволяют химикам осуществлять полный контроль над структурой и пространственной ориентацией новых полимеров.

С помощью супруги, профессора лингвистики, Натта разработал номенклатуру стереорегулярных полимеров и получил все мыслимые типы регулярных структур: синдиотактические, изотактические, а также атактические с различной степенью регулярности, линейные неразветвлённые полимеры других моноолефинов. Все эти сложные названия, которые Натте подсказала его жена-лингвист, обозначают трёхмерную ориентацию макромолекул.