Главная – Журналы – Поиск по журналам

Исследовано влияние условий предварительной активации коры сосны - 1) в планетарной мельнице АГО-2; 2) водяным паром в условиях взрывного автогидролиза (ВАГ) - на сорбционную активность полученных сорбентов в отношении метиленового синего и желатина. Показано, что взрывной автогидролиз является более эффективным способом активации коры сосны и при определенных условиях приводит к увеличению сорбции метиленового синего и желатина не менее чем в 1.8 и 3.8 раза соответственно по сравнению с сорбентом из неактивированной коры. Активирующая обработка коры сосны в планетарной мельнице позволяет увеличить сорбцию метиленового синего и желатина не более чем в 1.3 и 1.2 раза соответственно. Получена математическая модель, описывающая влияние условий взрывного автогидролиза (давления водяного пара и продолжительности обработки коры сосны) на сорбционные свойства получаемых сорбентов. Определены оптимальные условия, обеспечивающие максимальную сорбцию метиленового синего получаемым сорбентом: температура 155 °С; давление водяного пара 2.62 МПа; продолжительность обработки 58.6 с. Экспериментальным способом подтверждены сорбционные свойства сорбента, прогнозируемые математической моделью. Сорбенты из коры сосны, активированной взрывным автогидролизом, по способности сорбировать метиленовый синий и желатин превосходят промышленный энтеросорбент “Полифепан” из гидролизного лигнина, что свидетельствует о перспективности их применения в качестве энтеросорбентов в медицине и ветеринарии. Результаты проведенных исследований позволяют считать кору сосны альтернативным сырьем, способным заменить гидролизный лигнин при получении эффективных энтеросорбентов.

Проведены подбор и оптимизация технологических параметров процесса риформинга, заключающиеся в повышении температуры на входе в реакторы и увеличении отбора бензолсодержащей фракции при фракционировании катализата, что позволило получить фракцию (100-200 °С) - тяжелый риформат требуемого качества по октановому числу 99.5/89.5 (исследовательский/моторный метод соответственно) и использовать его в качестве высокооктанового компонента при производстве бензина АИ-100-К5. На основании данных математического моделирования, требований по минимизации энергозатрат, а также норм по содержанию ароматических углеводородов в товарных автомобильных бензинах было предложено повысить температуру сырья на 1 °С на входе в реакторы блока риформинга. Предложена формализованная схема превращений углеводородов сырья риформинга при повышении температуры процесса, объясняющая качественные и количественные изменения во фракционном составе катализата. Установлено, что увеличение отбора бензолсодержащей фракции позволяет снизить выход легкого риформата, повысить значение октанового числа и снизить массовую долю бензола до 1.5 мас. % в тяжелом риформате. С помощью программного пакета Aspen PIMS program смоделирован оптимальный состав бензина АИ-100-К5, включающий изомеризат легкой прямогонной нафты, рафинат фракции углеводородов С₄, компонент бензиновый высокооктановый (алкилат), метил-трет-бутиловый эфир и тяжелый риформат, полученный в условиях оптимизированной схемы. Качество наработанной опытно-промышленной партии (ОПП) топлива полностью отвечает требованиям ТР ТС 013/2011, СТО 44905015-005-2017 и нормам, установленным для эксплуатационных свойств бензина АИ-100-К5, определяемых квалификационными методами и моторно-стендовыми испытаниями. Наработанная ОПП автомобильного бензина АИ-100-К5 обладает улучшенными эксплуатационными и экологическими характеристиками, поскольку уменьшено содержание серы до 8.0 мг/кг, бензола до 0.38 об. % и объемной доли ароматических и олефиновых углеводородов до 28.6 и 4.2 об. % соответственно. В результате моторно-стендовых испытаний установлено, что бензин АИ-100-К5 обладает пониженной склонностью к образованию отложений на впускных клапанах и нагара в камере сгорания двигателя.

Проведена оценка безопасности применения аэрозолей антибиотиков цефалоспоринового ряда по результатам гистологического исследования легких при ингаляциях различной длительности. Установлено, что длительная ингаляция не оказывает токсического влияния на легкие.

Проведено комплексное исследование углеводородного состава и физико-химических свойств побочных продуктов нефтепереработки и нефтехимии с целью поиска новых низкомаржинальных компонентов топлива маловязкого судового (ТМС) и оптимизации состава композиций топлива для расширения сырьевой базы ТМС. Установлена возможность вовлечения в ТМС утяжеленных фракций первичной и вторичной переработки нефти: 10-12 % утяжеленной дизельной фракции, 47-60 % прямогонной среднедистиллятной фракции, 2-10 % тяжелой дизельной фракции, 35 % вакуумного дистиллята, 10 % кубового остатка блоков гидрирования, 4-10 % легкого газойля каталитического крекинга. Найден способ получения нового компонента ТМС - фракции с пределами выкипания 180-270 °С, полученной из отходов нефтепереработки после их обезвоживания и фракционирования с выходом до 30 %, вовлечение которой в ТМС в количестве 5 % даст экономический эффект около 7 млн руб. в год. Методом математического моделирования проведена оптимизация состава топлива из основных и побочных продуктов с учетом объемов производства и фактических значений критичных показателей каждого компонента.

Решение проблем экологической безопасности при очистке водных объектов от органических загрязнений неразрывно связано с разработкой новых сорбентов и совершенствованием технологий их получения. Для производства сорбентов успешно применяются различные материалы в дисперсном и гранулированном видах. Настоящая работа посвящена созданию и совершенствованию технологий производства сорбентов нефти и нефтепродуктов. В качестве основы для разработки новых сорбентов изучены свойства гранулированного пеносиликата, полученного из отсевов отходов горнообогатительных комбинатов. Методом термохимического модифицирования в парогазовой фазе углеводородов получены опытные партии олеофильных сорбентов. Установлено, что после термохимического модифицирования пеносиликат не изменяет свою пористую структуру и аморфное состояние, сохраняя высокую сорбционную активность. В работе исследован характер пористой структуры сорбентов и влияния пористости на основные свойства: нефтеемкость, влагосодержание и плавучесть. Результаты исследования модифицированного пеносиликата различных фракций показали низкую степень водопоглощения для образцов крупной и средней фракций. Минимальное водопоглощение установлено для модифицированного материала мелкой фракции, что связано с отсутствием пор в этих образцах. Определение нефтеемкостных характеристик свидетельствует о хорошей олеофильности и сорбционной емкости модифицированного пеносиликата по отношению к нефтепродуктам. В работе приведены результаты экспериментов по регенерации сорбента после отработки своего ресурса. Представлена разработанная опытно-промышленная установка для модифицирования и регенерации пористых сыпучих материалов в неподвижном слое. Предложена технологическая схема регенерации, позволяющая за один этап обработки регенерировать и повторно модифицировать отработанный сорбент без снижения его сорбционных свойств. Преимуществом разработанной технологии восстановления свойств сорбента является простота в осуществлении и экономическая рациональность. Повторно модифицированный сорбент сохраняет свои характеристики и, в первую очередь, сорбционные свойства по отношению к нефтепродуктам. Показана целесообразность разработки новых сорбентов нефтепродуктов на основе гранулированного пеносиликата.

Использование угля из Межегейского месторождения (Республика Тыва) является перспективным направлением для производства тепловой энергии. Однако необходимо учитывать особенности технологических свойств угля, связанных с его повышенными характеристиками спекания. Указанные особенности по применяемой технологии слоевого сжигания угля приводят к перерасходу топлива из-за его недожога и высокому содержанию вредных веществ в отходящих газах. Город Кызыл уже включен в федеральный проект “Чистый воздух”, что свидетельствует об актуальности настоящего исследования и необходимости внедрения новых методов использования данного энергоресурса. Для снижения выбросов и повышения эффективности использования угля в энергетике целесообразно внедрение технологии получения и сжигания водоугольного топлива (ВУТ) с учетом специфических свойств данного угля. В работе установлена возможность получения и использования экологически чистого ВУТ из угля Межегейского месторождения. Проведен анализ технических характеристик угля, получена опытная партия ВУТ, определены характеристики сжигания этого топлива в котельной установке. Приготовление и сжигание опытной партии ВУТ было проведено на стендовой установке Сибирского государственного индустриального университета (Новокузнецк). Показано, что при использовании технологии сжигания ВУТ содержание вредных веществ в дымовых газах существенно ниже предельно допустимых значений. Развитие данной технологии использования угля Межегейского месторождения позволит снизить расход топлива на теплогенерирующих установках и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.

Исследована возможность использования азотсодержащих углеродных нанотрубок (N-УНТ) в качестве носителя для синтеза атомарных палладиевых и платиновых катализаторов. Изучено влияние содержания металлов (0.2-2 мас. %) и метода нанесения (пропитка и осаждение) на дисперсность нанесенных Pd и Pt. Определены условия для получения 100%-го атомарного катализатора: использование предшественника металла в катионной форме и содержание металла менее 0.5 мас. %. Установлено увеличение частоты оборота реакции разложения муравьиной кислоты в газовой фазе для получения водорода в 4 раза на атомах металлов, стабилизированных на пиридиноподобных азотных центрах N-УНТ, по сравнению с наночастицами размером ~1 нм. Атомарные металлические катализаторы проявляют бóльшую селективность по водороду и позволяют уменьшить концентрацию CO более чем в 2 раза. Установлена стабильность Pd и Pt атомарных форм в ходе реакции, протекающей при повышенных температурах.

Методом сканирующей электронной микроскопии в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией (СЭМ-ЭДС) проведено систематическое исследование составов индивидуальных частиц размером менее 10 мкм (РМ₁₀) дисперсной фракции золы-уноса от пылевидного сжигания бурого угля Канско-Ачинского бассейна. Установлено, что микросферы и частицы несферической формы, принадлежащие по размеру к классу экологически опасных взвешенных частиц РМ₁₀, в зависимости от содержания СаО, SiO₂, Al₂O₃ и Fe₂O₃ образуют несколько групп, в формировании которых участвуют различные минеральные прекурсоры. Значительная часть дисперсных частиц (64 %) характеризуется высоким содержанием СаО в интервале 40-68 мас. %, около 1/3 частиц - повышенным содержанием алюмосиликатных компонентов (SiO₂ и Al₂O₃) до 82 и 40 мас. % соответственно, ~3 % частиц с высоким содержанием железа (Fe₂O₃) в диапазоне 34-65 мас. %. Сравнительный анализ взаимосвязи концентраций макрокомпонентов в виде зависимостей [SiO₂] = f[Al₂O₃] и [SiO₂ + Al₂O₃] = f[CaO + Fe₂O₃ + MgO] позволил выявить основные минеральные компоненты - прекурсоры экологически опасных взвешенных частиц PM₁₀, образующихся при сжигании бурых углей. Такими прекурсорами являются комплексные Ca,Mg,Fe-гуматы, полевые шпаты, в большей степени анортит, слюдоподобные минералы хлоритового типа и кварц. При горении бурого угля полевые шпаты и слюды плавятся с образованием стеклофазы. Органически связанные Ca, Mg и Fe после окисления гуматов переходят в высокореакционные оксиды, которые легко реагируют друг с другом и SiO₂, включаются в алюмосиликатное стекло с образованием комплексных соединений различного состава: силикатов, алюмосиликатов, алюмоферритов.

Исследованы реологические (структурно-механические) свойства гелеобразующих композиций, гелей и криогелей на основе поливинилового спирта, а также разработанные в Институте химии нефти СО РАН композиции, перспективные с точки зрения борьбы с эндогенными пожарами, а также интенсификации метановыделения при поинтервальном гидроразрыве угольных пластов. В осцилляционном режиме на реометре с контролируемой деформацией получены амплитудные и кинетические зависимости модуля упругости (G'), модуля потерь (G'') и комплексной вязкости для составов, отличающихся соотношением компонентов при различных температурах. Показано, что гель начинает образовываться уже в момент смешивания компонентов, а у формирующейся структуры преобладают упругие свойства (G' > G''). Определены значения точек гелеобразования. Установлено, что с повышением концентрации сшивателя возрастает прочность образующейся структуры, а время образования геля снижается. При понижении температуры прочность образующейся структуры также возрастает. В статическом режиме деформирования образца установлено, что после цикла замораживание-оттаивание гель дополнительно стабилизируется. Разработанный состав композиции обладает прочностными свойствами и хорошей адгезией к поверхности угля, его можно использовать для защиты от самовозгорания забоев угольных разрезов и в качестве защиты от угольной пыли на технологических дорогах. Исследовано изменение зависимости “деформация - сжатие” при постоянной нагрузке от времени для геля и криогеля. Установлено, что при постоянной нагрузке (7 кПа) деформация геля достигает 25 %, а криогеля - 15 %, т. е. после цикла замораживания-оттаивания упругие свойства композиции увеличиваются. В связи с этим проведение работ на объектах предпочтительно в осенне-весенний период.

Для развития многих регионов России, Казахстана, Китая, Монголии и других стран, заинтересованных в использовании своих нетрадиционных углеводородных ресурсов (сапропелитовые угли и горючие сланцы, микроводорослевые биомассы), рассматривается новая стратегия разработки природоподобных технологий их переработки, а также разведки и добычи трудноизвлекаемых сланцевых углеводородов посредством технологизации открытия закономерности гидротермального нафтоидогенеза. Главное в этом открытии - это то, что в гидротермальных флюидах (суб- и суперкритических водных средах) можно целенаправленно производить молекулярную “разборку” органического вещества сапропелитовых пород и обогащенных липидами микроводорослей на органические соединения, которые сохраняют структурные особенности исходных фрагментов органической массы и в значительной части относятся к соединениям-биомаркерам. Эти соединения-биомаркеры надежно идентифицируются современными хроматографическими и спектральными методами, поэтому появляется возможность мониторинга информации о взаимосвязи генезиса, состава и структуры органической массы осадочных пород с их свойствами. Такая информация важна при создании высокоэффективных способов добычи сланцевых углеводородов. Она же применима и для молекулярной диагностики углеводородогенерирующего потенциала осадочных бассейнов посредством оценки литогенетической зрелости органического вещества пород по составу и содержанию соединений-биомаркеров. Ожидается получение технологически значимых результатов повышения эффективности переработки нетрадиционного углеводородного сырья за счет возможности контролируемого селективного расщепления углерод-углеродных и углерод-гетероатомных кросс-связей в органической массе микроводорослей и горючих сланцев в окислительно-гидролитических условиях, аналогичных тем, которые имеют место в природных, экологически чистых процессах нафтоидогенеза. Обоснована необходимость расширения и углубления исследований по технологизации научного открытия закономерности гидротермального нафтоидогенеза, представляющего основу развития природоподобных технологий переработки нетрадиционного углеводородного сырья в ценные химические продукты (компоненты моторных топлив, поверхностно-активные вещества и др.) и материалы (дорожные и строительные битумы).