- Разработаны принципиально новые математические модели для широкого класса реакционных систем: газовая фаза - твердая фаза (катализатор - ГТ), газожидкостная фаза - твердая фаза (ГЖТ).
- Из моделей ГТ выделены топохимические процессы, для описания которых используются трехфазные модели, учитывающие три группы концентрационных переменных реакционной системы: компоненты в газовом потоке, на зерне и в слое катализатора, переменные, характеризующие состав твердой фазы катализатора.
- Для моделей ГЖТ предложен новый подход для определения скорости фазового перехода, которая определяется как разница между равновесным для текущих значений фазовых переменных (Р,Т) содержанием газовой фазы и ее величиной, рассчитанной при решении системы уравнений математического описания.
- Разработан алгоритм оптимизации химико-технологических процессов с ограничениями на фазовые переменные: селективности по целевому продукту, минимальному содержанию побочных продуктов, максимальной температуры в реакторе,- основанный на методах регрессионного анализа.
- Проведено экспериментальное исследование и построены новые кинетические модели для реакционных систем: - газовая фаза-твердая фаза: алкилирование 3,5-ксиленола метанолом на железохромовом катализаторе, дегидрирование бутена-1 и метилбутенов на оксидных железокалиевых катализаторах, парциальное окисление дурола на ванадиевых и сероводорода на металлооксидных катализаторах; - газожидкостная фаза-твердая фаза: гидрирование a-пинена на силикатных катализаторах и олигомеризации a-метилстирола на цеолитном катализаторе HNaX; - топохимических процессов: пассивации (частичного окисления) никельсиликатного катализатора в процессе его приготовления и регенерации катализаторов, дезактивированных в основных процессах коксовыми отложениями структуры СHn или CHnSm.
2.Чуркин Ю.В., Балаев А.В., Свирская М.М., Егоров И.В. Оптимальная схема парофазного окисления дурола в процессе получения пиромеллитового ангидрида // Химическая промышленность. 1989. №.7 С.487-489.
3.Исмагилов Ф.Р., Подшивалин А.В., Балаев А.В., Настека В.И., Слющенко С.А. Утилизация газов регенерации цеолитов в процессе очистки природных газов от меркаптанов // Химия и технология топлив и масел. 1993. № 2. С.21-23.
4.Коржова Л.Ф., Ярополова Е.А., Балаев А.В., Чуркин Ю.В. Гетерогенно-каталитическое алкилирование 3,5-ксиленола метанолом // Химическая промышленность. 1993. №11. С.552-555.
5. Кириченко Г.А., Балаев А.В., Коржова Л.Ф., Ярополова Е.А. Получение 2,3,5-триметилфенола метилированием 3,5-ксиленола // Химическая промышленность. 1994. №3. С.146-149.
6. Балаев А.В., Коржова Л.Ф., Ярополова Е.А., Чуркин Ю.В., Гимаев Р.Н. Построение кинетической модели реакции образования 2,3,5-три-метилфенола // Кинетика и катализ. 1995. Т.36. №5. С.686-690.
7.Балаев А.В., Коншенко Е.В., Спивак С.И., Исмагилов Ф.Р., Джемилев У.М. Моделирование процесса парциального окисления сероводорода на металлоксидных катализаторах // Доклады Академии наук. 2001. Т.376. №1. С.69-72.
8.Балаев А.В., Парфенова Л.В., Халилов Л.М., Спивак С.И., Губайдуллин И.М., Джемилев У.М. Механизм реакции циклоалюминирования алкенов триэтилалюминием в алюмациклопентаны, катализируемой Cp2ZrCl2 // Доклады Академии наук. 2001. Т.381. №3. С.364-367.
9.Коншенко Е.В., Балаев А.В., Исмагилов Ф.Р., Спивак С.И., Сафин Р.Р. Прямое каталитическое окисление сероводорода // Химия и технология топлив и масел. 2001. № 3. С.50-53.
10. Бокин А.И., Баженов Ю.П., Касьянова Л.З., Кутепов Б.И., Балаев А.В. Физико-химические и эксплуатационные свойства оксидных железо-калиевых катализаторов процесса дегидрирования изоамиленов // Катализ в промышленности. 2003. №4. С. 24-28
11. Бокин А.И., Баженов Ю.П., Касьянова Л.З., Кутепов Б.И., Балаев А.В. Дезактивация катализатора К-24И при дегидрировании изоамиленовой фракции примесями хлор- и сераорганических соединений // Катализ в промышленности. 2003. №5. С.34-36.
12. Бокин А.И., Балаев А.В., Баженов Ю.П., Касьянова Л.З., Кутепов Б.И. Раз-работка кинетической модели дегидрирования изоамиленов на железосо-держащих катализаторах // Химическая промышленность. 2003. №4. С.52-55.
13. Вайман Е.В., Балаев А.В., Спивак С.И. Кинетика реакции парциального окисления сероводорода и моделирование процесса в псевдоожиженном слое катализатора // Катализ в промышленности. 2004. №3. С.29-36.
14. Бокин А.И., Балаев А.В., Баженов М, Касьянова Л.З., Кутепов Б.И. Моделирование процесса дегидрирования изоамиленов в адиабатическом реакторе с неподвижным слоем катализатора // Катализ в промышленности. 2004. №6. С.25-29.
15. Григорьева Н.Г., Джемилев У.М., Кутепов Б.И., Балаев А.В., Губайдуллин И.М., Хазипова А.Н., Галяутдинова Р.Р. Разработка кинетической модели димеризации a-метилстирола на цеолите типа Y// Химическая промышленность. 2004. №9. С.31-36.
16. Мустафина С.А., Валиева Ю.А., Балаев А.В., Спивак С.И. Выбор технологической схемы реактора по результатам теоретической оптимизации // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2005. Т.12. Вып.2. С.444-446.
17. Мустафина С.А., Валиева Ю.А., Давлетшин Р.С., Балаев А.В., Спивак С.И. Оптимальные технологические решения для каталитических процессов и реакторов // Кинетика и катализ. 2005. Т.46. №5. С.749-796.
18. Давлетшин Р.С., Мустафина С.А., Балаев А.В., Спивак С.И. О моделировании процесса гидрирования -пинена // Катализ в промышленности. 2005. №6. С.34-40.
19. Мустафина С.А., Балаев А.В., Давлетшин Р.С., Спивак С.И. Выбор типа реактора для проведения каталитического процесса гидрирования -пинена // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2005. Т.12. Вып.2, С.446-447.
20. Мустафина С.А., Балаев А.В., Давлетшин Р.С., Спивак С.И. Джемилев У.М. Моделирование процесса газожидкостного гидрирования -пинена в трубчатых реакторах // Доклады Академии наук. 2006. Т.406. №5. С.647-650.
21. Давлетшин Р.С., Мустафина С.А., Балаев А.В., Спивак С.И. Моделирование процесса гидрирования -пинена в трубчатых реакторах с неподвижным слоем никельсиликатного катализатора // Сибирский журнал индустрии-альной и промышленной математики. 2006. Т.5. №5. С.359-366.
22. С.А.Мустафина, А.В.Балаев, Д.Ю.Смирнов, С.И.Спивак. Моделирование каталитического процесса дегидрирования метилбутенов // Системы управления и информационные технологии. 2006. №1. С.10-14.
23. В.М.Ильин, А.В.Балаев, Ю.П.Баженов, Л.З.Касьянова, А.А.Сайфуллина, Б.И.Кутепов. Разработка кинетической модели дегидрирования бутенов на железокалиевых катализаторах // Химическая промышленность. 2006. №4. С.19-22.
24. В.М.Ильин, А.В.Балаев, Ю.П.Баженов, Л.З.Касьянова, А.А.Сайфуллина, Б.И.Кутепов. Моделирование процесса дегидрирования бутенов в адиабатическом реакторе с неподвижным слоем железокалиевого катализатора КД-1 // Катализ в промышленности. 2006. №5. С.42-47.
25. Parfenova L.V., Balaev A.V., Gubaidullin I.M., Abzalilova L.R., Pechatkina S.V., Khalilov L.M., Spivak S.I., Dzhemilev U.M. Kinetic Model of Olefins Hydrometallation by HAlBui2 and Al Bui3 in the Presence Cp2ZrCl2 Catalyst // Int. J. Chem. Kinet. 2007. V.39. №6. Р.333-339.
26. Балаев А.В. Об оптимизации химических реакторов с ограничениями на фазовые переменные // В сб.: «Нефтехимические процессы в многофазных системах». М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1980. С.97-103.
27. Масагутов Р.М., Кутепов Б.И., Балаев А.В., Морозов Б.Ф. Окислительная регенерация закоксованных катализаторов // В сб.: «Проблемы дезактивации катализаторов. Ч.II. Структурные изменения, регенерация катализаторов». Новосибирск: ИК СОАН СССР, 1983. С.13-35.
28. Балаев А.В. Влияние адсорбции на динамику зажигания в неподвижном слое // В сб.: «Химия и технология нефтехимического синтеза». М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1984. С.55-60.
29. Балаев А.В., Масагутов Р.М. Динамические режимы окислительной регене-рации неподвижного слоя катализатора, дезактивированного коксовыми отложениями // В сб.: «Проблемы дезактивации катализаторов. Материалы II Всесоюзного совещания». Новосибирск: ИК СОАН СССР, 1985. С.63-76.
30. Вайсберг К.М., Балаев А.В., Масагутов Р.М., Бикбаев Р.Т. Проблемно-ориентированная система получения и обработки экспериментальных данных для расчета реакционных аппаратов топохимических процессов // Материалы IX Всесоюзной конференции по химическим реакторам «ХИМРЕАКТОР-9». Гродно, 1986. С.141-146.
31. Круглов А.В., Балаев А.В. Определение кинетических констант на основе принципов вариационного исчисления // В кн.: «Кинетика-4. Материалы 4 Всесоюзной конференции». М.: Наука, 1988. С.13-14.
32. Свирская М.М., Балаев А.В., Ахмадишин З.Ш., Чуркин Ю.В. Исследование влияния реакционной среды и каталитической системы на закономерности парофазного окисления дурола // В сб.: «Катализаторы и процессы гидрирования, окисления органических веществ». М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1988. С.67-73.
33. Балаев А.В., Дробышевич В.И., Губайдуллин И.М., Масагутов Р.М. Исследование волновых процессов в регенераторах с неподвижным слоем катализатора // В сб.: «Распространение тепловых волн в гетерогенных средах». Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1988. С.233-246.
34. Балаев А.В., Свирская М.М., Чуркин Ю.В. Разработка оптимального реактора парофазного окисления дурола в процессе получения ПМДА // В сб.: «Катализаторы и процессы гидрирования, окисления органических веществ». М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1988. С.73-77.
35. Бикбаев Р.Т., Балаев А.В., Вайсберг К.М. Ильясов Б.Г., Разработка проблемно-ориентированной управляющей системы экспериментальных исследований топохимических процессов // Материалы X Всесоюзной конференции по химическим реакторам «ХИМРЕАКТОР-10». Куйбышев-Тольятти, 1989. С.114-119.
36. Галлямова Р.Х., Круглов А.В., Балаев А.В., Морозов Б.Ф. Анализ режимов пассивации никельсиликатного катализатора в неподвижном слое // Материалы X Всесоюзной конференции по химическим реакторам «ХИМРЕАКТОР-10». Куйбышев-Тольятти, 1989. С.120-125.
37. Балаев А.В., Бикбаев Р.Т., Круглов А.В., Коржова Л.Ф. Расчет параметров регенерации закоксованного катализатора по составу продуктов окисления в условиях неопределенности экспериментальных данных // В сб.: «Нефте-химические процессы на основе углеводородов нефти». М.: ЦНИИТЭ-нефтехим, 1990. С.80-89.
38. Balaev A.V., Gallamova R.Kh., Kruglov A.V., Morozov B.F. Dynamic operation of nickel catalysts passivation // В сб.: «Unsteady state processes in catalysis». Utrecht, 1990. P.587-592.
39. Григорьева Г.Г., Хазипова А.Н., Губайдуллин И.М., Балаев А.В., Кутепов Б.И. Моделирование процесса олигомеризации α-метилстирола в трубчатых реакторах // В сб.: «Спектральная теория дифференциальных операторов и родственные проблемы». Уфа: Гилем, 2003. С.85-88.
40. Григорьева Г.Г., Хазипова А.Н., Губайдуллин И.М., Балаев А.В., Кутепов Б.И. Кинетическая модель олигомеризации α-метилстирола в присутствии цеолита NaHY // В сб.: «Спектральная теория дифференциальных операторов и родственные проблемы». Уфа: Гилем, 2003. С.89-92.
41. С.А.Мустафина, Балаев А.В., Р.С.Давлетшин, С.И.Спивак. Математическая модель процесса гидрирования -пинена в реакторе с неподвижным слоем катализатора // В сб.: «Современные проблемы физики и математики». Уфа: Гилем, 2004. С.202-206.
42. Балаев А.В., Губайдуллин И.М. Математическое моделирование динами-ческих режимов окислительной регенерации катализаторов в аппаратах с неподвижным слоем // В кн.: Комплексный анализ, дифференциальные уравнения, численные методы и приложения. Уфа: ИМВЦ УНЦ РАН, 1996. С.10-17.
43.Мустафина С.А., Валиева Ю.А., Балаев А.В., Спивак С.И. Математическое описание прямоточного теплообменника для процессса олигомеризации -метилстирола // Труды Средневолжского математического общества. Саранск, 2005. Т.7. №1. С.129-131.
44. Круглов А.В., Балаев А.В. Численное решение обратных задач химической кинетики на основе вариационных методов // Тез. докл. VI Всесоюзной кон-ференции «Математические методы в химии». Новочеркасск, 1989. С.48-50.
45. Балаев А.В., Коншенко Е.В., Спивак С.И. Парциальное окисление сероводорода в псевдоожиженном слое катализатора // Тез. докл. V Международной конференции «Методы кибернетики химико-технологических процессов». Уфа. 1999. Т.2. Кн.1. С.121-123.
46. Коншенко Е.В., Балаев А.В. Анализ кинетических моделей парциального окисления сероводорода // Тез. докл. XII Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях». Новгород Великий, 1999. С.57-59.
47. Коншенко Е.В., Балаев А.В., Спивак С.И., Исмагилов Ф.Р. Дезактивация катализатора в процессе парциального окисление сероводорода // Тез. докл. III Российской конференции «Проблемы дезактивации катализаторов». Стерлитамак, 2000. С.250-251.
48. Балаев А.В., Коншенко Е.В., Спивак С.И. Термодинамический расчет парциального окисления сероводорода // Тез. докл. XIV Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях». Смоленск, 2001. Т.3. С. 56-57.
49. Balaev A.V., Konsnenko E.V., Spivak S.I., Ismagilov F.R. Selective hydrogen sulfide oxidation in a fluidized bed // Abstracts of International conference «NACS-2001», Canada, Toronto, 2001.
50.Balaev A.V., I.M.Gubaidullin. Simulation of coke burning in a fixed bed rege-nerators // Abstracts of International conference «NACS-2001», Canada, Toronto, 2001.
51. Balaev A.V., Konsnenko E.V., Spivak S.I., Ismagilov F.R. Dynamic behavior of selective hydrogen sulfide oxidation in a fluidized bed // Abstracts of XV International conference on chemical reactors «CHEMREACTOR-15». Helsinki, Finland, 2001. Р.150-152.
52.Balaev A.V., I.M.Gubaidullin. Formation of the upstream waves under coke burning in a fixed regenerators // Abstracts of XV International conference on chemical reactors «CHEMREACTOR-15». Helsinki, Finland, 2001. Р.346-349.
53.Grigor’eva N.G., Gubaidullin I.M., Balaev A.V., Khazipova A.N., Kutepov B.I., Galyautdinova R.R. Kinetic model of α-methylstyrene oligomerization in the presense of NaHY zeolite // Abstracts of XVI International conference on chemical reactors «CHEMREACTOR-16». Berlin, Germany, 2003. Р.305-307.
54. Grigor’eva N.G., Gubaidullin I.M., Balaev A.V., Khazipova A.N., Kutepov B.I., Galyautdinova R.R. Process modeling of α-methylstyrene oligomerization in tubular reactor // Abstracts of XVI International conference on chemical reactors «CHEMREACTOR-16». Berlin, Germany, 2003. Р.308-311.
55. Балаев А.В., Касьянова Л.З., Баженов Ю.П., Хазипова А.Н. Математическое моделирование процесса жидкофазного гидрирования -пинена в цис-пинан // Материалы XVI Всероссийской конференции по химическим реакторам «ХИМРЕАКТОР-16». Казань, 2003. С.230-233.
56. Мустафина С.А., Балаев А.В., Давлетшин Р.С., Спивак С.И. Численное исследование процесса гидрирования -пинена в реакторе с неподвижным слоем катализатора // Тез. докл. XVIII Международной конференции "Мате-матические методы в технике и технологиях". Казань, 2005. Т.3. С.43-45.
57. Балаев А.В., Григорьева Н.Г., Хазипова А.Н., Кутепов Б.И., Галяутдинова Р.Р. Дискриминация кинетических моделей в процессе олигомеризации -метилстирола // Тез. докл. VII Российской конференции «Механизмы каталитических реакций». Санкт-Петербург, 2006. Т.1. С.281-283.
58. Чуркин Ю.В., Кириченко Г.Н., Глазунова В.И., Чвалюк Л.А., Балаев А.В., Кириченко Г.А., Цыпышева Л.Г., Портнова Т.В. Способ получения 3,5-ксиленола // Авторское свидетельство СССР №1455589, 1987.
59. Бикбаев Р.Т., Ган Т.О., Балаев А.В., Вайсберг К.М., Масагутов Р.М. Установка для определения физико-химических характеристик гетерогенного процесса // Авторское свидетельство СССР №1658080, 1991.
60.Рахимов Ф.Х., Джемилев У.М., Кутузов П.И., Хуснутдинов Р.И., Баженов Ю.П., Кутепов Б.И., Щаднева Н.А., Касьянова Л.З., Хазипова А.Н., Балаев А.В. Способ получения пинана (2,2,6-триметил-бицикло [3.1.1.]-гептана) // Патент РФ №2200143, 2003.