Доктор химических наук М. А. РЯШЕНЦЕВА, ведущий научный сотрудник Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН

Наиболее видным представителем школы академика Н. Д. Зелинского является крупный ученый в области химии углеводородов и органического катализа член-корреспондент АН СССР Н. И. Шуйкин (1898 - 1968).

Уроженец поселка Мстера Вязниковского уезда Владимирской губернии Николай Иванович в 1920 г. поступил на агрономический факультет Самарского университета, а в третьем семестре перешел на естественное отделение физико-математического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. Здесь судьба свела его с Н. Д. Зелинским - не только выдающимся химиком, но и чутким педагогом, умевшим разглядеть в отдельных студентах искорки истинного научного призвания. Так случилось и с Шуйкиным.

В 1929 г. Зелинского избрали действительным членом АН СССР, и в том же году была опубликована первая работа ученика совместно с учителем "Спироциклодекан и изомеризация его под влиянием контакта". Вскоре молодой специалист впервые в нашей стране из метилциклогексана, толуола и некоторых других углеводородов экспериментально получил на поверхности никелевого катализатора свободный метиленовый радикал (в присутствии водорода он образует метан, если же там появляется вода, - то углекислый газ и водород). Это было большим открытием, позволившим объяснить механизм многих реакций, в том числе цепных. Тогда же Николай Иванович вел практические занятия со старшекурсниками МГУ, руководил работой дипломников на кафедре органической химии и катализа, переводил зарубежную научную литературу. А в 1935 г. без защиты диссертации ему присвоили степень кандидата химических наук за работу "Исследования в области спирановых углеводородов. Синтез спираноциклодекана", выполненную под руководством Зелинского.

Через 4 года Николай Иванович возглавил в Институте органической химии АН СССР (ИОХ) созданную там лабораторию органического катализа. Одним из важнейших направлений ее деятельности стало систематическое изучение дегидрогенизации (отщепление водорода) углеводородов в присутст-

стр. 25

вии металлов, главным образом палладия и платины, проходящей с образованием ароматических соединений*. Данная область химии, основанная академиком Зелинским и называемая гладкой низкотемпературной ароматизацией, не только является важным направлением теоретических изысканий, но и непосредственно связана с практикой. Ведь определение условий, механизма и скоростей протекания подобных преобразований - реальная помощь промышленности в производстве ароматических углеводородов из бензинов при перегонке нефти (разделения ее на фракции, выкипающие в определенном интервале температур) из многих месторождений.

Одним из этих продуктов является толуол, крайне необходимый оборонным отраслям. Вот почему в 30-е годы прошлого века перед отечественными учеными встала задача поиска путей удовлетворения в нем потребностей страны. И Зелинский вместе с Шуйкиным предложили получать его путем дегидрогенизации бензина в присутствии созданного ими соответствующего катализатора. В 1939 г. новый метод прошел испытания на Краснодарском нефтеперерабатывающем заводе. Главным его преимуществом была реальная возможность увеличить годовой выпуск толуола в 5 - 6 раз при затрате неизменного количества нефти.

Уже в мае 1940 г. правительство страны приняло постановление о немедленном внедрении данной технологии. В результате в годы Великой Отечественной войны ряд химических заводов наладил производство толуола и других углеводородов в количествах, отвечающих запросам времени. А позже, в 1946 г., авторы вышеназванного метода - Н. И. Шуйкин, С. С. Новиков (член- корреспондент АН СССР с 1974 г.), Н. Д. Зелинский, разработавшие, кроме этого, "супербензины" (с высоким содержанием ароматических соединений) для авиации, - были удостоены Государственной премии СССР.

В июле 1941 г. при наступлении немецко-фашистских орд ИОХ эвакуировали из Москвы в Казань, где он располагался до 1944 г. в помещениях местного университета и Химико-технологического института. Тогда Николай Иванович, работавший ученым секретарем ИОХ, в 1942 г. защитил докторскую диссертацию на тему "Исследование в области каталитической ароматизации бензинов (к вопросу о получении толуола из нефти контактно-каталитическим путем)".

А в 1950 г. автору данной статьи довелось стать членом коллектива лаборатории, возглавляемой Николаем Ивановичем. Я попала в творческую атмосферу школы академика Зелинского, в которой проводили интересные в теоретическом и исключительно важные в практичес-

* Ароматические соединения - углеводороды (бензол, нафталин, антрацен и т.д.) и их производные (анилин, бензойная кислота, фенол и др.), содержащие в молекуле циклы - так называемые бензольные ядра (прим. ред.).

стр. 26

ком отношении исследования. Так, много внимания уделялось одной из отраслей переработки нефти - каталитическому преобразованию ее бензиновых и лигроиновых* фракций, что позволяло получать авиационное, автомобильное топливо с высоким октановым числом и одновременно значительные объемы ароматических углеводородов - бензола, толуола, ксилолов.

Указанные реакции осуществляются в присутствии металлических или оксидных катализаторов на носителях из оксидов алюминия, кремния, алюмосиликатов и др. Некоторые из этих материалов, например палладий, платина, оксид молибдена, обладают свойствами гидрогенизации (присоединение водорода) и дегидрогенизации; другие, скажем оксид алюминия, алюмосиликат, - изомеризации** и т.д. Взятые вместе такие катализаторы приобрели новые качества, благодаря чему получили название бифункциональных. Ведущая роль в изучении большинства протекавших в их присутствии реакций принадлежала академикам Н. Д. Зелинскому, Б. А. Казанскому (с 1964 г.), С. С. Наметкину (с 1939 г.), члену-корреспонденту АН СССР Н. И. Шуйкину (с 1953 г.) и др.

Затем в специально сконструированных в ИОХ установках впервые в нашей стране Николай Иванович и его ученики исследовали свойства нанесенных на оксид алюминия, алюмосиликат и другие носители низкопроцентных платиновых и палладиевых катализаторов (под давлением водорода). Кроме того, требовалось выяснить их роль в преобразованиях индивидуальных углеводородов и в риформинге*** фракций бензинов, получаемых перегонкой нефти из кавказских, поволжских и уральских месторождений.

В 1951 г. настал момент проверить идеи ученых на практике. В Краснодар, на упомянутый нефтеперерабатывающий завод, выехала руководимая Шуйкиным научная бригада: Х. М. Миначев (академик с 1979 г.), С. С. Новиков, Н. Ф. Кононов, И. Л. Гаранин, Е. Д. Тулупова и М. А. Ряшенцева. Начались непрерывные испытания созданного ими 0,5%-ного алюмоплатинового катализатора для ароматизации бензиновой фракции бакинской нефти (Азербайджан, Ильско-Хадыженское месторождение). И оказалось, что при температуре 470 - 480°С, давлении водорода 20 атм он проработал 4 месяца, не снижая активности. Другой катализатор, 0,5%-ный палладий- глиноземный, показал высокую стабильность в тех же условиях в течение 260 ч. Таким образом, ученые ИОХ стали пионерами в стране по каталитическому риформингу и заложили основы соответствующей промышленной технологии.

В 50 - 60-е годы возглавляемая Николаем Ивановичем лаборатория насчитывала 25 - 30 сотрудников. Они изучали дегидрогенизацию углеводородов с образованием бензола, толуола и ксилола, различные химические преобразования в присутствии никеля, платины, палладия, других металлов. Значительных результатов добились здесь в области синтеза разнообразных органических соединений, в частности стирола и фталевой кислоты, что можно отнести к крупнейшим достижениям отечественных ученых. Кроме того, провели большой цикл исследований по каталитическим превращениям некоторых гетероциклических соединений****. В итоге был решен ряд важнейших задач тонкого органического синтеза.

Вместе с тем коллектив уделял внимание не только теоретическим, но и прикладным аспектам органической химии. Ведь, скажем, продолжительность и стабильность работы катализаторов, методы восстановления их свойств имеют первостепенное значение для продвижения соответствующих технологии в промышленность - ученые непосредственно помогали производственникам. Шуйкин совместно с кандидатом химических наук Н. Г. Бекаури, откомандированным в докторантуру ИОХ из Тбилисского государственного университета, путем каталитического превращения керосиновых фракций создал люминесцентную жидкость "Шубекол". Нанесенная на металлическое изделие, она показывала все нарушения структуры его поверхности. Данный метод дефектоскопии нашел широкое применение на практике.

Николай Иванович параллельно вел и педагогическую работу на химическом факультете МГУ. Еще в 1943 г. он создал там на кафедре нефти первую в стране лабораторию искусственного топлива и газов. Под его руководством многие молодые ученые стали кандидатами и докторами химических наук.

В 50-е годы он занимал должность заместителя директора ИОХ. Нередко выступал на международных конгрессах: нефтяном (1955 г., Рим), индустриальной химии (1956 г., Мадрид), по катализу (1956 г., Финляндия) и др., в 1961 г. участвовал в национальном химическом форуме в Индии. Видный ученый пользовался заслуженным авторитетом у зарубежных коллег: был избран членом Французского химического общества, читал лекции на Промышленной выставке СССР в Париже. Надо сказать, что свободно общаться и работать с иностранными специалистами Николаю Ивановичу помогало хорошее знание нескольких иностранных языков.

С 1953 г. ИОХ РАН с честью носит имя академика Н. Д. Зелинского, а в нынешнем году отмечает свое 70-летие. Не будет преувеличением сказать, что в его историю яркую страницу вписал Николай Иванович Шуйкин.

* Лигроин - смесь углеводородов, выкипающих при температуре 120 - 240°С (прим. ред.).

** Изомеризация - изменение структуры молекул вещества (прим. ред.).

*** Риформинг - процесс переработки нефтепродуктов при 320 - 540°С и давлении 1,5 - 7 МН/м ² для получения высокооктановых автомобильных бензинов, ароматических углеводородов и технического водорода (прим. ред.).

**** Гетероциклические соединения - класс органических соединений, в циклических молекулах которых наряду с атомами углерода содержатся атомы других элементов (гетероатомы) (прим. ред.).

Permanent link to this publication: