Гідрогенізація

Гідрогеніза́ція або гідрува́ння (англ. hydrogenation, нім. Hydrogenisation f, Hydrierung f, Kohlenverflüssigung f) — приєднання водню до простих та складних речовин за наявності каталізаторів.

Гідрогенізація малеїнової кислоти до бурштинової

Може включати:

1. Відновлення сполук приєднанням водню до кратних зв'язків.
   Приклад: гідрування воднем ненасичених вуглеводнів при високій температурі, тискові та під дією гетерогенних каталізаторів (Fe, Pt, Pd, оксидів важких металів та ін.)

   >C=C< + H₂ → >CH–CH<

2. Відновлення воднем в момент виділення або ж H-вмісними відновниками, такими як LiAlH₄, коли діючою частинкою виступає гідрид-йон.

Гідрогенізація твердого палива

Докладніше: Гідрогенізація твердого палива

Гідрогенізація твердого палива є універсальним методом отримання з нього синтетичного рідкого палива. Для процесу гідрогенізації найпридатніші тверді горючі корисні копалини, в яких відношення С: Н = 8-16, вихід летких речовин на горючу масу не нижче за 35-36 %. Гідрогенізація — важливий резерв для заміни сирої нафти горючими сланцями, бітумами, вугіллям. За прогнозними оцінками Світової Енергетичної Ради, у 2050 році на частку зріджуваного вугілля припадатиме 50 % всього енергетичного вугілля, що видобуватиметься.

Гідрогенізація CO2 в метанол

Біоенергетика з уловлюванням та зберіганням вуглецю (BECCS) передбачає стійке виробництво біопалива, мінімізуючи негативний вплив на глобальне потепління основного парникового газу — вуглекислого газу (CO₂).

Одним з прикладів BECCS є виробництво метанолу з CO₂, шляхом гідрогенації вловленого промислового CO2 воднем або біоводнем.^[1]

У 2019 році мінімальна собівартість такого виробництва метанолу склала 565 доларів США.^[2]

Модифікована технологія двостадійної реакції гідрогенізації збільшила вихід метанолу у 3,4 рази за допомогою каталізатора Cu/Zn/Al2O3. Цей підхід забезпечує багатообіцяючий шлях для виробництва CH₃OH за допомогою інтегрованої двостадійної гідрогенізації CO/CO₂ при атмосферному тиску.^[3]

Гідрогенізація за Нойорі

Гомогенне асиметричне асиметричне гідрування олефінових та карбонільних зв'язків каталізоване енантіочистим рутеній (ІІ) 2,2'-біс(дифенілфосфіно-1,1'-бінафтильним комплексом((R)-BINAP-Ru(II)). Субстрати мусять мати в сусідніх до реакційного центра положеннях певні функціональні групи, які виступають спрямовуючими при перетворенні.

Парофазна гідрогенізація

Парофазна гідрогенізація проводиться на нерухомому шарі каталізатора для конверсії середньої олії в бензин, при цьому середня олія випаровується під тиском у струмені водню^[4].

Асиметричне гідрування

Асиметричне гідрування — це хімічна реакція, яка додає два атоми водню до цільової (субстратної) молекули з тривимірною просторовою вибірковістю. Важливо, що ця селективність походить не від самої цільової молекули, а від інших реагентів або каталізаторів, присутніх у реакції. Це дозволяє просторовій інформації (те, що хіміки називають хіральністю) передавати від однієї молекули до мішені, утворюючи продукт як єдиний енантіомер.

Див. також

• Гідрогеноліз
• Гідропіроліз
• Реакція Сабатьє — Сандерана

Джерела

• Глосарій термінів з хімії / укладачі: Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.
• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
• Саранчук В. І., Ільяшов М. О., Ошовський В. В., Білецький В. С. Основи хімії і фізики горючих копалин. (Підручник з грифом Мінвузу). — Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. — 640 с.