авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

Секція 1:

ТЕХНОЛОГІЯ ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН ТА ПАЛИВА АЭРОЗОЛЬНЫЙ НАНОКАТАЛИЗ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

И.М. Гликина, М.А. Гликин, Н.Ф. Тюпало

Северодонецкий технологический институт

Восточноукраинский национальный университет им. В. Даля

Технология аэрозольного нанокатализа (АС) – новое перспективное направление. Оно берет

свое начало с работ 1985 года проводившихся в стенах СТИ. Мотивацией исследований было

преодоление ограничений катализа на носителях. В настоящее время по информации помещенной в Интернете эти работы получили развитие в ряде других стран.

Научная основа АС – нанохимия и ее раздел: катализ наночастицами. Большинство исследований в этом направлении связано с определением физических свойств наночастиц:

адсорбционных, электропроводности, поверхностной энергии, поверхностного натяжения, работы выхода электрона, электромагнитного эффекта и других. Технология АС осваивается промышленностью и базируется на получении наночастиц и сохранении их чрезвычайно высокой активности – в 104–105 раз выше, чем у катализаторов на носителях. До данной работы аппаратурное и технологическое оформление решалось применением псевдоожиженного слоя (ПОС) инертных тел, осуществляющих синтез наночастиц и их механохимактивацию insitu.

Системные исследования выполненные в институте «Химтехнология» показали некоторые недостатки технологии ПОС и необходимость их преодоления. Поиски решений привели к технологии виброожиженного слоя. Изучение АС в новом аппаратурном оформлении, показало возможность управлять активностью каталитической системы – движущиеся инертные тела и наночастицы катализатора. Выявлены новые факторы управления: частота, амплитуда, скорость колебаний каталитической системы;

размер, форма и другие свойства инертных тел. Получающиеся при этом наночастицы имеют более высокую реакционную способность. Активность связана с изменением морфологии и энергии взаимодействия.

Естественно это приводит к изменению химических и каталитических свойств частиц.

Частицы катализатора, используемые в технологии аэрозольного нанокатализа, имеют размеры 10-8-10-9 м.

По данной технологии уже исследованы процессы глубокого и парциального окисления органических и неорганических соединений, оксидехлорирования, димеризации природного газа до этилена, пиролиз нефтепродуктов с получением этилена, а также процессы обезвреживания промышленных отходов, решающие экологические проблемы.

Механохимактивация катализатора insitu является основным условием данной технологии как с псевдоожиженным слоем, так и с виброожиженным слоем. Это отражается на увеличении активности катализатора в сравнении с традиционными технологиями в 105- раз. При этом уменьшается количество катализатора от 200 кг до 4-10 г/м3, а при применении технологии с виброожиженным слоем - менее 1 г/м3.

Реактор с виброожиженным слоем каталитической системы, позволяет уменьшить объем промышленного реактора в 50-250 раз, упрощается организация и управление процессом варьированием интенсивностью механообработки.

Специфическая зависимость была отмечена при влиянии концентрации катализатора на энергию активации для процесса глубокого окисления природного газа. Установлено, что превышение концентрации катализатора выше оптимального приводит к снижению скорости реакции и ее торможению, при дальнейшем увеличении концентрации катализатора практически до полного прекращения химического взаимодействия. Это было проверено на процессах глубокого окисления органических соединений. Математическая модель процесса должна включать концентрацию катализатора. АС более чем другие варианты катализа сближает гомогенный и гетерогенный катализ, эта одна из задач современной теории катализа.

В настоящее время выяснено, что основной характеристикой является механохимическое взаимодействие частиц в реакционном объеме (insitu). При постановке эксперимента появились новые возможности такие, как увеличение газодинамического диапазона исследований;

возможность работы с концентрацией катализатора менее 1 г/м3 реакционного объема и 10-3 г/м3 реакционной смеси;

влияние варьирования виброожижением на процесс механохимактивации и химического превращения;

повышение точности результатов и снижение трудозатрат. В условиях виброожиженного слоя изменилась область протекания реакции от внешнедиффузионной к переходной и внешнекинетической. Это привело к росту скорости реакции даже с процессом АС в ПОС более чем на порядок.

Из изложенного выше следует, что технология аэрозольного нанокатализа как в псевдоожиженном, так и в виброожиженном слоях каталитической системы имеет большое научное и практическое значение.

ПИРОЛИЗ В ЖИДКОМ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕ – ПЕРСПЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ Тарасов В.Ю.

Научный руководитель – д.т.н., проф. Гликин М. А.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В. Даля Важнейшей задачей нефтеперерабатывающей промышленности является -углубление переработки нефти, развитие производства автомобильных, дизельных и др. видов топлив, сырья для нефтехимии и микробиологии на основе использования новых эффективных катализаторов, разработка современного оборудования, внедрение принципа комбинированных процессов в составе единой установки повышенной мощности.

Практический интерес представляет способ переработка нефти пиролизом в жидком высокотемпературном теплоносителе (ЖВТ). Основные приемы и аппаратура данного метода близки металлургическому производству. Нами разрабатывается технология переработки нефти, позволяющая в различных зонах реактора поддерживать восстановительную или окислительную среду. Так как при пиролизе и окислении образуются химически активные соединения, то необходимо исключить взаимодействие компонентов теплоносителя сырья и продуктов реакции. В качестве теплоносителя рекомендуется использовать термодинамически устойчивые неорганические соли с приемлемой температурой плавления и температурой кипения. Нами разрабатывается технология ЖВТ для осуществления химических реакций с целью решения экологических проблем и производства товарной продукции.

Часть сырья (рис) поступает непосредственно в теплоноситель зоны пиролиза (поз. 5) на определенную глубину, а оставшаяся – используется для закалки отходящих продуктов пиролиза. Это позволяет регулировать время контакта. При этом температура теплоносителя снижается до значений 950–10000С в зависимости от состава нефти, термодинамики и кинетики реакций.

Рис. Технологическая схема установки пиролиза в ЖВТ 1 – ротаметры;

2 – дозаторы жидкости;

3 – испаритель;

4 – пусковая горелка;

5 – реактор, зона пиролиза;

6 – реактор, зона окисления;

7 – холодильник;

8 – колба;

9 – кран;

10 – манометр;

A – газообразные реагенты;

B – жидкие реагенты или вода;

C – воздух;

D – природный газ;

E – продукты окисления, K – газообразные продукты реакции.

В качестве товарных или промежуточных продуктов могут образовываться газообразные непредельные углеводороды, светлые нефтепродукты, пироуглерод, Me и, если есть кислородсодержащие продукты, то и H2O, СО, CO2. При этом происходит испарение и пиролиз компонентов нефти в восстановительной среде. Содержащиеся в нефти минеральные примеси образуют твердые или расплавленные частицы, которые растворяются в теплоносителе или смешиваются с ним. Углерод, образованный при пиролизе нефти остается в расплаве. Металлы выделяются из теплоносителя и направляются на переработку.

Теплоноситель, содержащий углерод из зоны пиролиза поступает в зону подогрева (поз.6).

Углерод окисляется воздухом в зависимости от потребностей до СО или СО2, нагревая теплоноситель до температур 1000–12000С. Их высокопотенциальная тепловая энергия используется для получения пара технологических и энергетических параметров.

Основными достоинствами метода переработки нефти пиролизом в ЖВТ являются:

эффективный массо- и теплообмен;

компактность установки;

получение и дальнейшее использование вторичных энергоресурсов;

отсутствие токсичных выбросов в атмосферу;

отсутствие твердых остатков, требующих захоронения;

отсутствие потребности в высоколегированных жаропрочных и жаростойких сталях.

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ АЭРОЗОЛЬНОГО НАНОКАТАЛИЗА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ Аспирант Босов О. А.

Научный руководитель – д.т.н, проф. Гликин М. А.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В. Даля Аэрозольный нанокатализ (АС) является одним из наиболее перспективных процессов химической технологии. Он позволяет сблизить границы между гомогенным и гетерогенным катализами. Это возможно, так как размеры частицы нанокатализатора сопоставимы с размерами молекулы. Достоинство процессов аэрозольного катализа – развитая поверхность наночастиц без носителя. Экспериментальные данные показывают, что в зоне реакции присутствуют частицы размером 8-100 нм. Расчеты (табл.1) показывают что в полидисперсной системе поверхность сопоставима с классическими катализаторами на носителе (200-1000 м2/г). При этом скорость реакции при АС в 104 –105 раз выше, чем при катализе на носителях.

Табл 1.Расчетные данные по зависимости поверхности от диаметра наночастиц Размер наночастицы, 1 10 50 100 нм Поверхность, м2/г 1145 114,5 22,92 11,45 5, В мире, при производстве азотной кислоты на установках «УКЛ-7,8» используют пакеты с платиновыми сетками, с общей массой до 20 килограммов. Срок их эксплуатации 3 месяца Технология аэрозольного катализа, позволяет принципиально обойтись без платины, и в качестве катализатора использовать менее дефицитный Fe2O3. Учитывая количество установок в Украине, и во всем мире, применение аэрозольного катализа позволит предприятиям экономить значительную часть эксплуатационных расходов. Как следствие удешевление продукции.

Проблему механоактивации наночастиц катализатора предлагается решить при помощи виброреактора с виброожиженным слоем. Суть метода состоит в использовании каталитической систем, состоящей из движущегося в объеме реактора инертного материала и катализатора без носителя. Эта система обеспечивает смешение реагентов, теплообмен и механоактивацию катализатора. Как показали многочисленные эксперименты, скорость химической реакции увеличивается в 104 – 105 раз, а концентрация катализатора составляет 1-4 г/м3.

В настоящее время идет доводка лабораторной установки и её освоение.

ПИРОЛИЗ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ В ЖИДКОМ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕ Ходакова Е.В.

Научный руководитель – д.т.н., проф. Гликин М. А.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В. Даля Водород как технический продукт широко используют во многих отраслях народного хозяйства при переработки нефти, производства аммиака, метанола, в металлургической промышленности и в других отраслях техники. В последнее время водород рассматривают как универсальный теплоноситель, и экологически совершенное топливо.

Потребности общества в энергетических ресурсах непрерывно возрастают. Они могут быть удовлетворены при переходе на термоядерную энергетику, которая, вероятно, будет реализована в ближайшие десятилетие. Естественно, универсальным энергоносителем может являться водород, поскольку он обладает высокой теплотой сгорания (примерно в 3 раза большей, чем углеводородные горючие, в пересчете на массу топлива ) и не загрязняет окружающую среду вредными продуктами сгорания. Это выгодно отличает его от органических горючих, огромное потребление которых сопровождается большими выбросами в атмосферу оксидов углерода, азота, серы и других вредных веществ, что вызывает нарушение экологического равновесия в природе.

В настоящие время сырьем для получения водорода служит ископаемое органическое топливо (природный газ, каменный и бурый уголь, горючие сланцы) и вода. Запасы последней неограниченны и возобновляемы, поскольку водород при окислении (сгорании) превращаются в экологически чистую воду.

В данной работе разрабатывается метод получения водорода пиролизом углеводородного сырья в расплавленной среде. Его достоинства: возможность переработки практически любых видов сырья от легких углеводородных газов до тяжелых жидких фракций;

высокоэффективная теплопередача, обусловленная непосредственным контактом сырья с расплавом и высокоразвитой поверхностью теплообмена;

простота непрерывной эвакуации из реакционной зоны твердых продуктов распада (сажи, кокса ),благодаря чему отпадает необходимость в периодических остановках реактора для выжига кокса;

эффективное разделение продуктов реакции и теплоносителя;

значительное повышение теплового коэффициента полезного действия пиролиза за счет циркуляции жидкого теплоносителя в замкнутом контуре.

В качестве теплоносителя рекомендуется использовать термодинамические устойчивые неорганические соли или металлы с приемлемой температурой плавления и температурой кипения. Процесс представляет собой предельную ступень дегедрирования. Получаемый водород не загрязнен окислами углерода, т.е. отпадает необходимость в стадиях паровой конверсии СО и очистки его от окислов углерода.

Углерод, получаемый параллельно, можно окислить и образующееся при этом тепло достаточно не только для ведения процесса, но и для производства значительных количеств водяного пара.

Сущность эксперимента заключается в барботировании углеводородного сырья через слой расплава, и при определенном времени контакта образуются продукты реакции. Углерод, образовавшейся при этом растворяется в жидкой фазе. Одним из вариантов отделения углерода является вывод его в отдельную зону реактора, где происходит окисление воздухом. При этом можно получить моно и ди оксиды углерода. За счет реакции окисления выделяется тепло идущие на нагрев теплоносителя возращаемого в зону пиролиза.

Задача эксперимента – получение кинетических уравнений для каждой стадии процесса.

Эксперимент проводился при следующих условиях:

t=0,003с;

t=920°C. Исходный состав приведен в таблице 1:

Таблица 1. Состав исходного газа Состав природного газа Содержание %(об) О2 Н/опр N2 0, CO2 0, C2H6 0, C3H8 0, и-С4H10 0, н-С4Н10 0, и-С5H12 0, н-С5Н12 0, СН4 98, В ходе проведения эксперимента были получены следующие данные, которые представлены в таблице 2:

Таблица 2. Состав продуктов пиролиза Компа- водо- ме- Эти- бутан Про- диви- гептанбутен род тан лен пан нил ненты Содержание,3.27 92.39 2.44 0.05 0.33 0.02 0.02 0. %(об) Но это только первый опыт. Теоретически содержание водорода должно быть близко к 100%. Однако были произведены расчеты, показывающие, что пиролиз в ЖВТ протекает по следующей реакции:

СН4®2Н2+С.

Так как эта реакция относится к реакции первого порядка, то константа скорости равна:

K= K= ln =23(1/c) Это позволяет оценить кинетику процесса.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ КОНДЕНСАЦИИ МЕТАНОЛА-СЫРЦА НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ АГРЕГАТА СИНТЕЗА МЕТАНОЛА.

Комарова И.В.

начальник лаборатории научно-технического центра Попов Н.С.

ГПП "Объединение Азот", г.Северодонецк В последнее время значительно возросла потребность в метаноле. Это объясняется развитием производства формальдегида, уксусной кислоты, карбамидных смол и других многочисленных продуктов, использующих метанол в качестве сырья.

Для удовлетворения внутренних и внешних потребностей в метаноле на СГПП "Объединение Азот" была увеличена мощность действующего агрегата синтеза метанола (М 100) за счет увеличения нагрузки по исходному газу до 68000м3/ч.

Для охлаждения парогазовой смеси в действующей технологической схеме предусмотрены холодильники-конденсаторы с воздушным охлаждением (АВО).

Повышение мощности агрегата вызвало повышение температуры парогазовой смеси после АВО, что повлекло за собой увеличение потерь метанола-сырца.

Научно-техническим центром СГППО "Азот" было проведено обследование работы агрегата М-100 при повышенных нагрузках с целью определения влияния температуры циркуляционного газа, (т.е. температуры конденсации метанола-сырца) на производительность агрегата.

Температуру конденсации метанола-сырца регулировали включением и отключением АВО и выдерживали в пределах 30С, 40С, 50С.

Результаты обследования сведены в таблицу.

Содержание МеОН в Фактический газе, % удельный Тем-ра Выработка расход конденсации, метанола- после сырья после сырца, т/ч * колонны С сепаратора (на метанол синтеза сырец), м3/т 30 23,96 2,2 0,65 40 23,52 2,3 0,82 50 23,09 2,3 0,99 * В таблице приведены данные при нагрузке агрегата 58000м3/ч.

Из таблицы видно, что с повышением температуры циркуляционного газа после АВО ухудшается конденсация метанола и его концентрация в газе растет, а, следовательно, выработка метанола-сырца снижается, что приводит к увеличению норм удельного расхода сырья. Эта зависимость приведена на рисунке.

Для обеспечения стабильной работы агрегата на повышенных нагрузках необходимо произвести усовершенствование узла конденсации метанола агрегата М-100 путем установки дополнительных холодильников-конденсаторов, охлаждаемых оборотной водой.

CИНТЕЗ МЕТАНОЛА В РЕАКТОРЕ СИНТЕЗА АММИАКА ФИРМЫ AMMONIA CASALE.

ЧалышА.А ШмелевА.С., к.х.н., ст.н.с. ГНИПИ «Химтехнология»

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В.И. Даля и ГНИПИ «Химтехнология»

Исторически сложилось так, что первые установки синтеза метанола комбинировали с агрегатами синтеза аммиака. Первый метанол из синтез - газа получали в аммиачных реакторах. Сегодня метанол получают в реакторах различной конструкции, однако, один из их главных недостатков – неэффективное использование катализатора вследствие его избытка. Существует реальная возможность вести процесс синтеза метанола в реакторах для синтеза аммиака.

В данной работе показана возможность синтеза метанола в реакторе фирмы AmmoniaCasale, конструкция которого позволяет достичь более высокой удельной производительности катализатора, чем в существующих агрегатах синтеза метанола. Расчет был проведен с помощью программы «САТРАПиС» с использованием теоретической кинетической модели синтеза метанола, разработанной Розовским А.Я. Данные расчета приведены в таблице 1.

Таблица Вход в реактор Выход из реактора Компонент %.об Вес, кг Компонент %.об Вес, кг Водород 27,99 Водород 65,21 57,36 23, Азот 125,50 Азот 20,07 22,14 125, Оксид 49,29 Оксид 5,02 4,57 40, углерода(IV) углерода(IV) Оксид 53,38 Оксид 8,54 5,23 29, углерода(II) углерода(II) Метан 12,76 Метан 3,56 3,93 12, Метанол 3,58 Метанол 0,50 5,70 36, Вода 0,40 Вода 0,10 1,07 3, Из данных, полученных в результате расчета видно, что производительность по метанолу в реакторе фирмы «AmmoniaCasale» при объеме загруженного катализатора 36 м3составляет 33,36 т/ч, или 266 тыс. тонн в год. Для сравнения мощность установки синтеза метанола М 100 на СГПП «Объединение Азот» в 2003 г. составила 170 тыс. тонн в год при объеме загруженного катализатора 60м3. Результаты исследования не являются оптимальными, так как расчет велся для одних определенных условий и заданном составе рециркуляционного газа. Однако полученный результат представляет интерес с точки зрения экономии катализатора и повышения мощности установки при одинаковой загрузке исходного сырья.

Исходя из выше приведенных данных, видна возможность применения такого реактора в синтезе метанола.

ПОЛУЧЕНИЕ НЕНАСЫЩЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ В ЖИДКОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕ Губанищева Ю. В.

Руководитель д.т.н. проф. Гликин М.А.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В. Даля Развитие промышленности органической химии основано на использовании низших олефинов. Единственным освоенным и широко распространенным в промышленности методом получения этилена является пиролиз в трубчатых печах. Однако возможности и перспективы этой технологии ограничены из-за:

- трудности с применением жидкого сырья, склонного к повышенному коксообразованию;

- роста удельного расхода сырья;

- повышения удельных энергетических затрат;

- роста капитальных вложений.

Это привело к разработке новых процессов пиролиза:

1. в присутствии гетерогенных катализаторов;

2. высокотемпературный пиролиз с использованием газообразных теплоносителей;

3. термоконтактный пиролиз:

- пиролиз с твердым теплоносителем;

- пиролиз в расплаве металлов и их солей.

Последний имеет перспективу развития и ряд достоинств. В их числе возможность переработки любых видов сырья, высокоэффективная теплопередача, простота непрерывной эвакуации из реакционной зоны и использования твердых продуктов распада. В качестве расплава употребляют некоторые металлы и их сплавы, соли или многокомпонентные солевые расплавы, а также шлаковые расплавы.

Солевые расплавы не имеют основного недостатка металлических – интенсивной окисляемости, но обладают меньшей теплопроводностью. Они также дешевы и доступны.

Кинетическими закономерностями реакций пиролиза, требующими сочетание высоких температур (до1500°С) с малым временем контакта (10-2 –10-3 с). Такие условия и обеспечивает термоконтактный пиролиз.

Реакции идущие при пиролизе можно разделить на три группы:

1. реакции деструкции с образованием непредельных углеводородов;

2. реакции конденсации и полимеризации, ведущие в конечном итоге к коксообразованию;

3. реакции молекулярного распада с образованием сажи и водорода.

В соответствии с результатами термодинамических расчетов производство низших олефинов целесообразно проводить температурах, превышающих 600-7000С и давлении, приближающемся к атмосферному, и при разбавлении сырья водяным паром.

Скорость химической реакции уравнением:

W = 1,21* С t = 0,826 ln[ 1/ (1-a) ] k = 1,21 е-3673/Т k – константа скорости реакции;

С - конечная концентрация вещества;

n – порядок реакции.

t - время контакта, с a - степень превращения исходного вещества.

Это позволяет по кинетическим данным определить время реакции.

КАТАЛИЗАТОР ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА И ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.

Никитина В.В.

начальник лаборатории научно-технического центра Попов Н.С.

ГПП "Объединение Азот", г.Северодонецк Защита окружающей среды от загрязнения производственными выбросами всегда являлась актуальной задачей. Крупные промышленные площадки, такие как СГПП "Объединение Азот" уделяли и уделяют этому вопросу особое внимание.

Так с 1987 года введена в эксплуатацию установка каталитической очистки выхлопных газов процесса окисления циклогексана, содержащих около 30г/нм3 монооксида углерода и около 1,6г/нм3 органических веществ (в пересчете на циклогексан). В качестве катализатора использовался алюмопалладиевый катализатор марки АПК-2, что приводило к увеличению стоимости процесса очистки газов.

В Научно-техническом центре СГППО "Азот" проводились исследования по разработке способа очистки газа от монооксида углерода и органических соединений с использованием нового, легко доступного и дешевого катализатора. Для решения этой задачи была создана лабораторная установка, моделирующая цеховой процесс. На установке определялась активность различных катализаторов в процессе каталитической очистки газов от СО и циклогексана. При испытании катализаторов использовались газовые смеси, состоящие из азота, кислорода, моно- и диоксида углерода, циклогексана. Подготовленную газовую смесь пропускали через реактор с электрообогревом, позволяющий варьировать температуру процесса окисления. Скорость подачи модельной смеси также регулировалась. В таких условиях был испытан ряд катализаторов, выпускавшихся нашим предприятием. Наиболее активным оказался железохромовый катализатор марки СТК-1, не уступающий катализатору АПК-2.

На основании лабораторных исследований было предложено заменить катализатор АПК-2 на СТК-1. Катализатор этой марки очищает отходящие газы при температуре 400–600С и объемной скорости газового потока 4000–14000ч-1.

Поиск, проведенный по источникам научно-технической и патентной информации, показал, что разработанный в Научно-техническом центре способ очистки газа от СО и органических соединений, в частности циклогексана, с использованием железохромового катализатора в широком диапазоне температур и объемных скоростей газа, обладал новизной и поэтому был запатентован в Украине (патент №36036А).

После реконструкции катализаторной корзины в реакторе промышленной установки очистки выхлопных газов, в октябре 1999 года был загружен катализатор марки СТК-1. Учитывая плановые и внеплановые остановки катализатор был в работе 3 года и через него прошло 95,8млн.м3 газа. Объемная скорость суммарного газового потока колебалась в пределах 2200–2900ч-1. В начальный момент работы и на момент выгрузки степень очистки газов снизилась по СО с 99,8% до 99,5%;

по циклогексану (ЦГ) с 99,3% до 87,0%.

Эксплуатацию СТК-1 вели в регламентном режиме катализатора АПК-2. Однако катализатор СТК-1 уступает АПК-2 по прочностным показателям и температурному интервалу работы.

Для выявления причин падения активности был проведен рентгеноструктурный анализ отработанного и свежего катализаторов СТК-1. В свежем выявлена только фаза -Fe2O3, а в отработанном наблюдается 2 фазы:

-Fe2O3 и Fe3O4. Причем размеры кристаллов -Fe2O3 в отработанном катализаторе больше, чем в свежем. Из-за изменения структуры катализатора уменьшилась его удельная поверхность и, как следствие, снизилась его активность. Такие изменения в катализаторе происходят в результате термического спекания.

В дальнейшем для продления срока эксплуатации катализатора и для оптимизации технологического процесса было предложено:

1. начальный момент работы катализатора снизить температуру в зоне смешения реактора до 340С и подымать ее по мере падения активности катализатора до 400С.

2. зменить схему подачи газов, идущих на очистку, вводить в реактор непосредственно в зону горения природного газа.

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ АЭРОЗОЛЬНОГО НАНОКАТАЛИЗА ДЛЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ Кудрявцев С. А.

Научный руководитель – д.т.н., проф. Гликин М. А.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского Национального университета им. В. Даля Непредельные углеводороды (этилен, пропилен, бутилен) являются основным сырьем многих процессов органического синтеза. Они применяются для получения пластических масс, высокооктановых добавок к топливу, органических кислот, спиртов и др. Достаточно большие количества этих углеводородов (этилен-5% об., пропилен-16% об., бутилен-10% об.

при выходе газа 8-12% вес. в расчете на сырье) получаются в процессах каталитического крекинга – одного из наиболее перспективных процессов вторичной переработки нефти.

Изучение процесса аэрозольного нанокатализа применительно к процессу каталитического крекинга обусловлено радом существенных недостатков, имеющихся на действующих производствах. Основной проблемой является наличие больших количеств циркулирующего в системе катализатора на носителе и необходимость его постоянной регенерации из-за отложения кокса и потери активности. В связи с этим происходят большие потери катализатора(до 0,3% об. в сутки) за счет истирания. Неизбежным результатом является усложнение аппаратурного оформления процесса и увеличение капитальных вложений.

Предварительные исследования показали, что применение технологии аэрозольного катализа позволит исключить стадию регенерации катализатора. Предполагается использовать вариант технологии с виброожиженным слоем. Каталитическая система аэрозольного катализа состоит из активного компонента и движущихся инертных частиц, осуществляющих механоактивацию катализатора insitu. Вибросоударение инертных частиц не допустит отложения кокса в зоне реакции. Необходимо будет только отделение его от продуктов реакции, что можно реализовать при помощи циклонов. Этими же циклонами будет отделяться унесенный из реакционной зоны катализатор.

Предполагается использовать в качестве катализатора Fe2O3, который является более дешевым, чем цеолитсодержащие катализаторы. К тому же его требуется много меньшее количество(1-4 г/м3 реакционного объема).

Общим результатом ожидается снижение капитальных затрат за счет избавления от стадии регенерации и уменьшения габаритов оборудования. Эксплуатационные затраты снижаются за счет использования дешевого катализатора. Можно ожидать и повышения селективности процесса за счет уменьшения времени пребывания частиц углерода в зоне реакции.

При удалении стадии регенерации катализатора возникает проблема подвода тепла в реакционную зону. Ее можно решить, сжигая углерод и дополнительное топливо в встроенном теплообменнике. Непрерывное виброожижение слоя позволит равномерно распределить температуру по всему объему реактора.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛАЦЕТАТА ДЛЯ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ.

Русанова Н.Н.

Ст. научн. сотрудник научно-технического центра, к.х.н., Деревянко С.Л.

ГПП "Объединение Азот", г.Северодонецк Вопрос экономии не нов и в наше время проблемы экономии неизмеримо актуальнее.

Повсеместное снижение отходов производства, их утилизация экономически и экологически оправдана, так как позволяет расширить сырьевую базу, получить дополнительные материальные блага и уменьшить уровень загрязнения окружающей среды.

С целью получения товарного продукта на основе отходов производств винилацетата и поливинилового спирта проведены исследования по получению метилацетата, используемого как самостоятельный растворитель в производстве лаков и красок, а также в составе смешанных растворителей типа 646 и др.

В Научно-техническом центре СГППО "Азот" разработана технология способа получения метилацетата (МА) из метанол-метилацетатной фракции (ММФ) и отхода уксусной кислоты (ОУК) путем этерификации спиртовой части компонентов в присутствии катализатора с последующим отгоном образовавшегося метилацетата и нейтрализации кислых примесей.

Лабораторные исследования показали, что различные составы ММФ и ОУК (в пределах норм, действующих на производстве регламентов) не оказывают существенного влияния на процесс получения конечного продукта.

Поскольку выделение МА из смеси метилацетат – метанол – вода усложняется наличием в ней метанола, образующего с МА положительный азеотроп, то для получения метилацетата с максимальным выходом (массовой долей 88–94%) был использован известный способ этерификации, основная реакция которого:

При выборе аппаратурного оформления и последовательности стадий процесса исходили из того, что содержание МА в готовом продукте должно быть не ниже 88% масс., а метанола после завершения процесса должно быть не выше 3,0% масс.

По завершении процесса этерификации вели отгонку МА при температуре 64 – 72С.

Нейтрализацию полученного продукта производили путем добавления расчетного количества кальцинированной соды до достижения кислотного числа готового продукта н/б 0,06мгКОН/г.

Технология получения метилацетата доводилась до совершенства в условиях приближенных к промышленным на опытной установке. Полученный на установке продукт по всем показателям соответствовал требованиям ТУ 113-03-14-14-83 "Растворитель для лаков и красок А и А-1".

Последующие исследования были направлены на практическое применение МА и утилизацию кубовой жидкости. В качестве практического примера по использованию МА была взята пентафталевая эмаль марки ПФ-133 и осуществлен подбор растворителя взамен уайт-спирита, использующегося для данной эмали. Результаты экспериментов показали, что эмаль, разбавленная МА, легко наносится на металлическую поверхность, образует на ней однородную пленку и не липнет уже через 3 часа. Полученная лакокрасочная композиция была испытана на кислородно-наполненной станции предприятия при окраске баллонов.

Получены положительные результаты.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Дринберг С.А., Ицко В.Ф. Растворители для лакокрасочных материалов. Справочник, Ленинград: Химия, 1986. С.160.

2. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического синтеза, Ленинград: Химия, 1988. С.527.

3. ТУ "Растворители для лаков и красок на основе метилацетатной фракции, побочного продукта производства поливинилового спирта", ОАО "Азот", Невинномыск и др.

ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОЗОЛЬНОГО НАНОКАТАЛИЗА В ВИБРООЖИЖЕННОМ СЛОЕ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ Волков С.М.

Руководитель д.т.н. проф. Гликин М.А.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В. Даля С каждым годом ухудшается состояние окружающей среды из-за загрязнения атмосферы, водоемов и почвы твердыми, жидкими, газообразными отходами. Человечество истощает природные ресурсы: углеводороды, пресную воду, биоресурсы. Дальнейшее ухудшение состояния экосферы приведет к негативным последствиям для условий жизни на Земле.

Охрана окружающей среды – одна из глобальных проблем человечества. Научно технический прогресс и производственная деятельность человека привели к необходимости активного и эффективного внедрения технологий, которые позволят минимизировать или полностью нейтрализовать отходы современной промышленности.

Для решения этой важной задачи предлагается использовать аэрозольный нанокатализ – новое решение в химической технологии. Она способна реализовать разнообразные химические реакции с реагентами находящимися в любом агрегатном состоянии. Его преимуществами являются низкие температуры процессов;

высокая активность катализатора, поддерживаемая механоактивацией insitu;

отсутствие носителя и пристеночного эффекта. Это позволяет снизить расходы предприятий и улучшить состояние окружающей среды.

В данной работе рассматривается новая технология переработки отходов содержащих уксусную и пропионовую кислоты, йодистый метил и ряд других продуктов. В существующей технологии отходы сжигаются. При этом в атмосферу сбрасываются токсичные оксиды азота, монооксид углерода и йодсодержащие продукты. Задачей работы является замена технологии сжигания на управляемый каталитический процесс. При этом в реакционной зоне осуществляются реакция оксидейодирования в общем виде представленная уравнением:

CH3I + KOH + O2® KI + CO2 + H2O.

В предложенной технологии токсичные оксиды азота образоваться не могут, так как температура процесса всего 600оС. Как показано ранее содержание монооксида углерода не выше 20 мг/м3, что ниже ПДК рабочей зоны. Йод связывается в калий йодистый, температура плавления которого 682оС. То есть в продуктах реакции он находится в твердом состоянии и приведенная выше реакция сдвинута вправо. Полученный йодид калия возвращается в технологический цикл, так как он участвует в производстве катализатора.

В данной работе рассмотрены три типа реакторов с виброожиженным слоем катализатора.

Они могут использоваться как для реакции оксидейодирования, так и для других процессов с аэрозолем катализатора. Предложенная технология переработки отходов позволит не только снизить потери катализатора в производстве уксусной кислоты, но и утилизировать тепловой потенциал отходов.

ПАРОВАЯ КОНВЕРСИЯ МЕТАНА С ПРИМЕНЕНИЕМ АЭРОЗОЛЬНОГО КАТАЛИЗА.

Мельник О.Н.

Научный руководитель – д.т.н., проф. Гликин М. А.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского yационального университета им. В. Даля Основным способом переработки природного газа является его конверсия в синтез-газ.

Синтез-газ в огромных количествах используется для производства аммиака, метанола, уксусной кислоты, моторного топлива и других. В настоящее время наиболее распространенным способом производства синтез-газа является паровая конверсия природного газа на никелевом катализаторе в трубчатых реакторах. Этим методом в мире получают более 50 млн. т. водорода.

Конверсию природного газа осуществляют при температуре свыше 6000С по следующим реакциям:

СН4 + Н2О 3Н2 + СО -206,1 кДж (1) СО + Н2О Н2 + СО2 +41,17 кДж (2) СН4 + СО2 2СО + 2Н2 -247,27 кДж (3) СН4 + 2О2 СО2 + 2Н2О +890,2 кДж (4) Видно, что основные реакции (1) и (3) протекают с поглощением теплоты. Для компенсации экзотермичного эффекта 25 – 40% исходного природного газа приходится использовать в качестве топлива, сжигая его воздухе. Практически на это потребляется 50% природного газа.

Применение избытка водяного пара по сравнению со стехиометрическим (в промышленности отношение пар : газ = 1 : 3) позволяет увеличить степень конверсии, и предотвращает выделение сажи. Но это приводит к дополнительным затратам.

Себестоимость синтез-газа определяет себестоимость длинной цепочки продуктов производимых на основе оксида углерода и водорода. Большую часть в себестоимости синтез-газа занимают энергетические и сырьевые ресурсы. Снижение этих затрат является основной задачей при создании нового метода производства синтез-газа.

Замена стационарного слоя катализатора на носителе на аэрозольный катализатор позволит вести процесс при более низких температурах с большой степенью конверсии, на более простой каталитической системе, отказаться от избытка водяного пара, при этом катализатор не теряет свою активность и не требует регенерации.

Применение виброожиженного слоя катализатора имеет все преимущества «кипящего» слоя, но при этом имеет меньшее сопротивление и способствует активации катализатора.

Результатами теоретических расчетов и допущенных предположений, на основании существующего опыта других установок аэрозольного катализа, стали: возможность снижения температуры реакции;

возможность реализации процесса с мольным соотношением пар : метан = 1:1;

применение более доступного и дешевого катализатора – оксида железа (3), снижение количества катализатора;

уменьшение габаритов, компактность аппаратуры.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ ДЕМЕРКАПТАНИЗАЦИИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА Палазюк Е.П.

доцент кафедры ТОВТ, к.х.н. Мамедов Б.Б.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В. Даля Объем добычи и переработки меркаптансодержащих нефтей с каждым годом непрерывно растет. По прогнозным оценкам на 2015 г. доля добываемой высокосернистой нефти составит 58,6%.

Вся производственная цепочка добычи и переработки нефтей с высоким содержанием токсичных органических соединений по существующим схемам ведет к серьезным экологическим последствиям. При переработке такого сырья неизбежно загрязняются воздушные и водяные бассейны. Кроме того, при переработке высокосернистых нефтей вследствие низкой термической стабильности сероорганических соединений выделяются вторичные сероводород и низкомолекулярные меркаптаны, включаемые в широкую фракцию товарных легких углеводородов.

В связи с этим для обеспечения безопасности производства и получения высококачественных нефтепродуктов требуются иные физико-химические подходы и технологические решения, направленные на очистку сырья от токсичных соединений серы, прежде всего сероводорода и меркаптанов.

В разрабатываемой технологической схеме подлежит очистке от меркаптанов дизельное топливо с содержанием общей серы 0,5% масс., в том числе меркаптановой серы 0,12% масс.

Содержание меркаптановой серы после очистки не должно превышать 0,01% масс.

В основу процесса положена технология окислительной каталитической демеркаптанизации.

Данный процесс заключается в окислении меркаптанов молекулярным кислородом в присутствии гетерогенного катализатора (ИВКАЗ) до органических дисульфидов:

RSH + NaOH ® RSNa + H2O 2RSNa + 0,5 O2 + H2O Kt RSSR + 2NaOH.

Данный технологический процесс обеспечивает перевод токсичных, коррозионно-активных и экологически опасных меркаптанов в инертные дисульфидные продукты и позволяет получать дизельное топливо, удовлетворяющее существующим требованиям.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ВЫСОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В АЭРОЗОЛЕ КАТАЛИЗАТОРА Бондарь Ю.В.

Научный руководитель – доц., к.т.н. Кутакова Д.А.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В. Даля Наиболее эффективными в настоящее время являются каталитические методы обезвреживания отходов. Они классифицируются в зависимости от состояния работы катализатора (стационарный, псевдоожиженный и движущиеся слои катализатора). Для решения экологических задач используются каталитические системы, представляющие собой пористый носитель с нанесенной на его поверхность каталитически активной составляющей, которая часто содержит драгоценные металлы платиновой группы.

Анализ эффективности работы указанных технологий показывает ряд аспектов, которые ограничивают широкое использование типовых катализаторов в экологической практике.

Одним из ограничений является то, что большинство (до 90%) отходов содержит в своем составе соли органической и неорганической природы, смолы, кокс, полимеры или полимеризующиеся при повышенной температуре компоненты. Эти загрязнения дезактивируют пористый катализатор, блокируя внутреннюю поверхность.

Во избежание указанного недостатка предложена технология аэрозольного катализа, которая основана на использовании каталитической системы, состоящей из монолитного инерта (твердых частиц) и мелкодисперсной активной составляющей в виде пыли оксидов металлов – твердый аэрозоль. Причем инертные частицы работают в псевдоожиженном состоянии, а пыль катализатора – в режиме уноса. Данная организация катализа позволяет полностью снять вышеуказанные ограничения с технологий экологического катализа.

Необходимо подчеркнуть, что технология аэрозольного катализа позволяет подавать жидкие отходы непосредственно в реакционную зону без предварительного испарения и измельчения, т.к. инертные твердые частицы в кипящем слое выполняют роль мельницы испарителя.

В лабораторных условиях на примере дихлорэтана проведены исследования процесса обезвреживания в аэрозоле оксида меди и оксида железа. Основными критериями эффективности процесса в лабораторных исследованиях были степень превращения по углероду и связанному хлору. В результате изучения процесса показана высокая эффективность процесса превращения связанного хлора в хлористый водород. В экспериментальной серии исследований в качестве водородсодержащего реагента использовалась вода с избытком расхода от теоретически необходимого до 3-5%. Без водородсодержащего реагента в отходящих газах сразу появляется молекулярный хлор.

Нейтрализация хлористого водорода осуществляется путем ввода щелочного агента также непосредственно в зону катализа. В качестве щелочного агента использовался мел. В результате чего в продуктах реакции образовывается хлорид кальция, который уносится с отходящими газами в систему пылеулавливания. Степень превращения по углероду составила 99,5-99,9%.

Таким образом, обезвреживание хлорорганических отходов по технологии аэрозольного катализа может быть реализовано в промышленности с обеспечением экологической чистоты выброса в атмосферу.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАДИИ СИНТЕЗА УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ Кривенко О.И.

начальник лаборатории научно-технического центра Попов Н.С.

ГПП "Объединение Азот", г.Северодонецк В производстве уксусной кислоты методом карбонилирования метанола катализатором процесса являются комплексные соединения родия. Промотором каталитической системы являются соединения йода – йодистый метил и йодистый водород.

В последнее время в процессе синтеза уксусной кислоты наблюдается повышенное содержание НJ в реакционной массе до 9%, по рекомендации фирмы-разработчика – 3,5%.

Анализ работы стадии синтеза показал, что с использованием метанола марки Б, т.е. без ограничения по массовой доле этилового спирта, и метилацетатной фракции в системе синтеза увеличилось содержание алканов. Их вывод из системы синтеза стал осуществляться практически непрерывно.

Известно, что, накапливаясь в реакторе, алканы снижают парциальное давление оксида углерода, чем ухудшают стабильность каталитической системы. Одним из источников накопления алканов в системе синтеза является наличие парафинов в исходном метаноле.

Однако зависимости между концентрацией НJ в реакторе и парафинов в метаноле не обнаруживается.

По данным фирмы "Monsanto" концентрация промотора в реакционной массе не должна превышать 1,2моль/дм3, так как при более высокой молярности увеличиваются потери катализатора (Rh). Концентрации НJ и СН3J взаимосвязаны и при одной и той же молярности йода повышение концентрации НJ ведет к снижению концентрации СН3J.

Механизм процесса карбонилирования в реакторе описывается следующими уравнениями:

Реакции основного процесса:

• 1.

2.

3.

4.

Реакции побочного процесса:

• 5.

6.

Лимитирующей стадией процесса является реакция 3, поэтому скорость карбонилирования определяется концентрацией родия и СН3J в реакционной жидкости.

Концентрации [J] и [Rh] в системе синтеза изменяются в незначительных пределах, поэтому теоретическая скорость карбонилирования зависит от температуры процесса, а реальная – ограничивается нагрузкой реактора по метанолу. Оптимальной скоростью процесса считается скорость, составляющая 65,5% от теоретической. Работа агрегата синтеза на низких нагрузках приводит к снижению % от теоретической скорости процесса.

Из механизма процесса следует, что снижение количества метанола, поступающего в реактор, уменьшает количество образующегося по реакции 1 метилацетата, что в свою очередь приводит к увеличению не прореагировавшей по реакции 2 йодистоводородной кислоты и уменьшению образующегося по этой же реакции метилиодида в реакционной жидкости. Из механизма процесса карбонилирования следует также, что избыток НJ в реакторе синтеза ведет к повышению скорости побочных реакций 5 и 6 и к накоплению в реакторе Н2 и СО2, которые снижают парциальное давление СО, влекущее за собой нестабильность катализатора и его высаждение. Кроме того, выделяющийся Н2 участвует в реакциях гидроформилирования, в результате которых могут образовываться алканы. Нет сомнения в том, что алканы образуются в реакторе синтеза, так как их количество в продуктах, удаляемых из колонны отпарки, превышает количество алканов, поступающих с метанолом.

Из изложенного следует, что причиной повышенного содержания НJ в реакционной жидкости стадии синтеза уксусной кислоты является несоответствие нагрузок реактора синтеза по метанолу основным параметрам процесса – концентрации йода и родия в реакторе и температуре процесса.

Повышенное содержание НJ способствует снижению селективности процесса. Для снижения содержания НJ необходимо: снижать температуру процесса;

подгружать реактор по метанолу;

выводить НJ из системы.

КАТАЛИЗАТОР СИНТЕЗА ВИНИЛАЦЕТАТА "МАВС" Мостовая Е.Н., Шатохин В.Ф., Вакуленко А.Л.

начальник научно-технического центра, к.т.н., Роменский А.В.

ГПП "Объединение Азот", г.Северодонецк Винилацетат является одним из важнейших мономеров промышленного органического синтеза. Масштабы производства и применения винилацетата за последние годы достигли высокого уровня и продолжают расти высокими темпами. Рост производства винилацетата объясняется стремительным развитием и потреблением продуктов его переработки – поливинилацетатных пластиков и сополимеров с винилхлоридом и этиленом.Дальнейшая интенсификация производства винилацетата неразрывно связана с проблемами усовершенствования катализаторов синтеза, увеличением их каталитической активности и срока службы.Наиболее активными для синтеза винилацетата (ВА) являются катализаторы, приготовленные на основе ацетата цинка, нанесенного на активные угли.В производстве винилацетата из ацетилена и уксусной кислоты на Северодонецком ГПП "Объединение Азот" с 1998 года используется цинкацетатный катализатор марки "МАВС" фирмы "Монтекатини" (Италия). За период с 1998 года по 2003 год на этом катализаторе проведено 8 синтезов винилацетата. Научное сопровождение применяемого катализатора в производстве винилацетата осуществляется Научно-техническим центром предприятия.Параметры промышленных синтезов исследованных катализаторов "МАВС" различных марок представлены в таблице. Из приведенных данных видно, что пробег катализаторов составлял от 150 до 236 суток. Лучшие результаты работы показали катализаторы в синтезах №6 ("МАВС"–В) и №7 ("МАВС"–С). Анализ технологических параметров работы этих цинкацетатных катализаторов показывает, что температура синтеза повышалась плавно, в среднем на 1С в течение первых 6 суток синтеза, до температуры 168С, при этом нагрузка по свежему ацетилену составляла (470 – 550)м3/ч. Выработка винилацетата составляла (30 – 35)т/сутки.

Таблица. -Сравнительные параметры промышленного синтеза катализаторов "МАВС" различных марок.

Сумма Марка Удельный С инертов, катализатора, Съем Загрузка Суммарная Удельная № расход в % об.

винилацетата, катализатора, выработка производительность, п/п катализатора, В (СН4, 3 3 г/дм •ч м ВА, т т/м •сутки время кг/т ВА с СО, синтеза СО2) 1. "МАВС" 1998 – 10,2 57,00 22,00 3,20 6 395 1,38 1999гг.

2. "МАВС" 9,6 32,20 21,50 2,30 4 675 1,26 1999г.

3. "МАВС"–В 7,5 51,70 22,70 2,80 4 628 1,30 1999 – 2000г 4. "МАВС"–В 8,1 60,60 22,50 1,60 7 948 1,53 2000г.

5. "МАВС"–В 2000 – 7,4 62,12 23,71 1,63 7 786 1,56 2001гг.

6. "МАВС"–В 2001 – 7,7 65,40 24,15 1,43 8 950 1,57 2002гг.


7. "МАВС"–С 2002 – 3,2 69,72 23,21 1,50 8 856 1,67 2003гг.

8. "МАВС"–В 9,8 66,30 23,70 2,28 5 689 1,59 2003г.

В интервале 168 – 180С подъем температуры осуществлялся со скоростью 1С в течение суток, средняя выработка винилацетата составляла 40т/сутки. В синтезе №7 катализатор марки "МАВС"–С показал наибольшую удельную производительность 1,67т/м3•сутки.

Средний съем винилацетата за пробег составил 69,72г/дм3•ч.

Таким образом, проведенными исследованиями на промышленных агрегатах синтеза винилацетата установлено, что для определения наиболее эффективного катализатора синтеза винилацетата необходим учет, как физико-химических характеристик, так и анализ параметров технологического процесса, осуществляемого на этом катализаторе.

CИНТЕЗ ВИНИЛАЦЕТАТА НА КАТАЛИЗАТОРАХ АГН-1, АГН-3, "МАВС" Мостовая Е.Н., Шатохин В.Ф., Вакуленко А.Л.

начальник научно-технического центра, к.т.н., Роменский А.В.

ГПП "Объединение Азот", г.Северодонецк Синтез винилацетата из ацетилена и уксусной кислоты на цинкацетатных катализаторах остается до настоящего времени конкурентноспособным процессом в сравнении с окислительным ацетоксилированием этилена.На Северодонецком ГПП "Объединении Азот" более 30 лет эксплуатируются агрегаты синтеза винилацетата со стационарным слоем цинкацетатного катализатора. Выбор активного каталитического контакта синтеза винилацетата остается и сегодня актуальной задачей, определяющей в конечном итоге экономическую эффективность производства винилацетата.В работе представлены исследования промышленных партий катализаторов отечественного производства (АГН-1, АГН-3) и фирмы "Монтекатини" (Италия) – "МАВС".

В таблице приведены статистические данные о работе катализаторов АГН-1, АГН-3 и "МАВС", в течение всего пробега в агрегатах синтеза винилацетата, по составу циркуляционного газа, нагрузке по ацетилену и уксусной кислоте, выработке винилацетата, температуре синтеза и объемной скорости.Таким образом, из проведенных исследований работы цинкацетатных катализаторов отечественных следует, что в начальный период при температуре синтеза ~170оС все катализаторы работают идентично по всем показателям. При достижении температуры 180оС на катализаторе "МАВС" идет процесс метанирования.

Сумма инертов доходит до 15%, в то время как на катализаторах АГН-1 и АГН-3 этот показатель составляет от 2,7% до 4,5%.Использование катализатора МАВС" требует более плавного подъема температуры в начале синтеза и увеличенного расхода уксусной кислоты.По остальным сравнительным показателям (производительность, выработка за пробег, расход катализатора) катализатор марки "МАВС" превосходит цинкацетатные катализаторы АГН-1 и АГН-3.Проведенные исследования позволяют рекомендовать для промышленного использования импортный катализатор "МАВС" фирмы "Монтекатини Технолоджи".

Таблица. Статистические данные работы катализаторов АГН-1, АГН-3 и "МАВС" за период всего пробега.

Циркуляционный Нагрузка Марка газ, Нагрузка Объемная ВА № по уксус Температура катализатора, по С2Н2, скорость, сырец, синтеза, оС п/п к-те, м3 час- дата анализа % об. % л/час СН4 ВА СО СО 1 АГН- 4,5 3,2 7,9 1,7 470 1800 249 180 24.04.97г 2 АГН- 3,7 5,9 2,4 2,6 480 1600 248 200 24.06.97г 3 АГН- 0,5 4,8 0,6 5,7 490 1300 242 220 24.08.97г 4 АГН- 2,7 3,6 7,2 1,2 460 1600 250 180 12.08.96г 5 АГН- 1,4 5,8 2,2 2,4 470 1300 246 200 12.10.96г 6 АГН- 0,3 5,4 0,5 4,5 480 1300 242 220 12.12.96г 7 "МАВС" 15 3,3 7,9 0,2 500 2200 246 180 1.01.97г.

8 "МАВС" 2,1 5,4 2,1 0,2 510 1800 243 200 1.03.97г.

9 "МАВС" 0,4 5,2 0,2 0,2 520 1600 242 220 1.05.97г.

Секція 2:

ТЕХНОЛОГІЯ ПОЛІМЕРІВ ПЕРЕРАБОТКА ВТОРИЧНОГО ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА Гак В. С.

проф., д.х.н. Кудюков Ю. П.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В. Даля.

Постоянный рост использования полимерных материалов населением приводит к увеличению полимерных бытовых отходов. Особенно резко растет количество использованных полимерных упаковок. Значительную долю в полимерных отходах занимает использованная лавсановая тара. Решение вопроса переработки этих отходов в виде вторичного полиэтилентерефталата (ПЭТФ) в различные виды полимерных изделий имеет значительный практический интерес. В основу переработки ПЭТФ в пленкообразователи был положен процесс переэтерификации его полиолами.

Целью данной работы является изучение реакции переэтерификации ПЭТФ пентаэритритом (ПЭ).ПЭТФ подвергали переэтерификации ПЭ при весовом соотношении ПЭТФ : ПЭ = 1.0:0.1;

1.0:0.2;

1.0:0.3;

1.0:0.4: 1.0:0.5. Алкоголиз ПЭТФ проводили при 240 0С и в присутствии 0.3% карбоната натрия. Контроль над процессом проводился по определению температуры каплепадения (Тк).Влияние соотношения ПЭТФ и ПЭ на температуру каплепадения синтезированных олигомеров в зависимости от продолжительности процесса переэтерификации представлено на рис.1. Следует отметить, что за первый час переэтерификации температура каплепадения реакционной массы резко снижается.

Увеличение количества ПЭ от 0.1 до 0.5 весовой части так же приводит к снижению температуры каплепадения синтезированного продукта. С увеличением количества ПЭ от 0. до 0.5 от веса ПЭТФ все характерней становится прогиб на зависимости Тк -- t. Минимум прогиба относится к 2…3 часам проведения процесса. Анализ зависимости свидетельствует о ряде реакций, протекающих при.переэтерификации ПЭТФ.

В начальный период развивается реакция деструктивного алкоголиза ПЭТФ, и при одновременно протекают реакции, приводящие, в дальнейшем, к образованию "трехмерного" полимера, т.е. в общем виде эту реакцию можно назвать реакцией полипереэтерификации:

1. Деструктивные процессы.

OOOO 2~C- -C-O-CH2-CH2-O-C- - C-O-CH2-CH2~ + CH2–OH O O CH2–OH + 2 HO–CH2–C–CH2–OH 2 ~C- -C-O-CH2–C–CH2–OH+ CH2–OH CH2–OH OO + 2 HO–CH2–CH2–O-C- -C-O-CH2-CH2~ 2. "Трехмерная" поликонденсация.

OO O O CH2–O-C- -C-O-CH2-CH2~ ~C- -C-O-CH2–C–CH2–OH + HO–CH2–CH2–OH CH2–O-C- -C-O-CH2-CH2~ OO Низкомолекулярным продуктом поликонденсации, в данном случае является этиленгликоль.

Увеличение количества пентаэритрита приводит к снижению температуры каплепадения до 65 0С, при соотношении ПЭТФ:ПЭ = 1.0:0.5.

С учетом того, что синтезируемый олигоэфир предполагается использовать как пленкооброзователь, поэтому необходимо было выяснить способность его растворятся в лаковых органических растворителях. Определение растворимости получаемых олигомеров в растворителях показало, что растворимость в ацетоне, этилацетате, этилцеллозольве наступает после 6 часов ведения процесса.

Проведенные исследования показали возможность создания лаковых композиций на основе ПЭТФ, подвергнутого химической модификации ПЭ.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩИХ ВСПЕНЕННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Клименко Д.В.

Научный руководитель – проф., д.х.н. Кудюков Ю.П.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В. Даля Формовые пеноматериалы, предназначенные для теплоизоляции, получали на основе малотоксичной карбамидоформальдегидной смолы КФ-МТ15 в присутствии газообразующих компонентов и поверхностно-активных веществ. Перевод линейного олигомера в отвержденное трехмерное состояние производили с помощью кислотного катализатора отверждения, в качестве которого использовали хлоридную и фосфатную кислоты. В качестве газообразующего компонента использовали карбонат кальция, который с кислотным компонентом системы образуют газообразные вещества. В качестве поверхностно-активных веществ использовали традиционный стабилизатор пен ОП-10 и впервые предложенный для данного процесса поливиниловый спирт. Предложенные композиции характеризуются повышенной жизнеспособностью, что позволяет легко организовать процесс промышленного производства формовых пеноматериалов, отличающихся повышенной прочностью. Исследовано влияние соотношения исходных компонентов на свойства полученных пен. Изучен процесс пенообразования, состоящий из трех стадий, а именно стадии образований пор в материале, стадии их роста и стадии стабилизации.

Показано, что повышение прочности может быть также достигнуто при введении в композицию минерального наполнителя, в частности, алебастра. Установлено оптимальное содержание алебастра, при превышении которого уменьшается кратность вспенивания.

Полупромышленные испытания нового материала показали его пригодность в качестве теплоизолирующего материала.

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОЙ ТОНКОДИСПЕРСНОЙ ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТНОЙ ДИСПЕРСИИ.

Луганская В.И.

Ст. научн. сотрудник научно-технического центра, к.х.н., Деревянко С.Л.

ГПП "Объединение Азот", г.Северодонецк В производстве воднодисперсных красок, клеев, мастик и др. применяется тонкодисперсная поливинилацетатная дисперсия (ПВАД). Пленки и покрытия из тонких дисперсий наиболее водостойки, прозрачны, обладают повышенным блеском, но мало устойчивы при низких температурах (ниже 0С).

С целью повышения морозостойкости тонкодисперсной ПВАД в Научно-техническом центре выполнены исследования по ее модификации.

Морозостойкая тонкодисперсная поливинилацетатная дисперсия получена путем полимеризации винилацетата в водной среде в присутствии анионоактивного эмульгатора С 10 (продукт нейтрализации сульфатированных оксиэтилированных алкилфенолов), инициатора – персульфата калия и модифицирующей добавки – кислого эфира малеиновой кислоты и бутанола – монобутилмалеината. Получение морозостойкой тонкодисперсной ПВАД осуществляется при непрерывном перемешивании, температуре 65–75С и рН = 9–11.

Такие значения рН обеспечивают максимальную скорость разложения персульфата калия.

Загрузка раствора инициатора и смеси монобутилмалеината с винилацетатом ведется в пять приемов равными порциями. Количество загружаемого монобутилмалеината составляет 4% от массы винилацетата. Каждая последующая порция раствора персульфата калия и смеси мономеров загружается после срабатывания предыдущей. После окончания полимеризации ПВА-дисперсия выдерживается при температуре 65–75С в течение 2–3-х часов.


Охлажденная до температуры 20–30С ПВАД нейтрализуется нейтрализующим агентом до рН = 6,5–7,5, что обеспечивает ее стабильность к четырехкратному замораживанию при 40С и оттаиванию с сохранением всех свойств ПВАД. Пластификация дисперсии проводится по режиму, не отличающемуся от режима пластификации грубодисперсных ПВАД.

КАРБОКСИЛВМІСНІ ОЛІГОЕСТЕРИ ЯК МОДИФІКАТОРИ АДГЕЗІЇ ГУМИ ДО ТЕКСТИЛЮ Кунченко А.І.

Науковий керівник – доцент, к.т.н. Шарун О.П.

Сєвєродонецький технологічний інститут Східноукраїнський національний університет ім. В.Даля Гума є конструкційним матеріалом, який має унікальну властивість – еластичність, але міцносні показники її часто не задовольняють необхідним вимогам. Через це переважна більшість гумових виробів виготовляється не з одної гуми, а з гуми, армованої текстилем або металом. За армування гумових виробів текстильними матеріалами дуже важливо забезпечити високу міцність зв’язку гуми з текстилем, щоб утворився міцний гумотекстильний матеріал. Для підвищення адгезії гуми до волокон або тканин застосовують модифікатори адгезії – різні смоли тощо.

Нами запропоновано та випробувано застосування в гумових сумішах для виготовлення рукавів карбоксилвмісних олігоестерів, розроблених співробітниками кафедри технології полімерів. Синтез таких продуктів здійснюється лінійною поліконденсацією пентаеритриту та фталевого ангідриду з подальшою обробкою вільних гідроксильних груп надлишковою кількістю фталевого ангідриду. Великий вміст в структурі олігоестеру полярних атомів оксигену в карбоксильних та естерних групах забезпечує високу міжмолекулярну взаємодію на міжфазній поверхні гума – текстиль.

Для випробувань було обрано промислові гумові суміші виробництва гумотекстильних рукавів. Карбоксилвмісні олігоестери вводили в гумову суміш замість системи модифікатор РУ та фенолоформальдегідна смола СФ-101. Вміст нового модифікатора дорівнював вмісту традиційних модифікаторів. Випробування приготованих зразків на міцність на відрив показало, що порівняно з базовими зразками новий модифікатор забезпечує не гірші показники міцності на відрив. При цьому він набагато краще розподіляється в гумовій суміші.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГОМОПОЛИМЕРНОЙ ГРУБОДИСПЕРСНОЙ ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТНОЙ ДИСПЕРСИИ.

Мазайло Г.В., Белых Л.А.

Ст. научн. сотрудник научно-технического центра, к.х.н., Деревянко С.Л.

ГПП "Объединение Азот", г.Северодонецк Работа посвящена эмульсионной полимеризации винилацетата в кислой среде (регулируемой муравьиной кислотой) в присутствии защитного коллоида – поливинилового спирта и инициатора полимеризации, в качестве которого используют окислительно восстановительную систему: перекись водорода – сульфат закисного железа. Непрерывная полимеризация винилацетата проводится в агрегате, который состоит из пяти ступенчато расположенных реакторов-полимеризаторов, оборудованных обратными холодильниками и соединенных между собой переливными трубами [1].

При проведении полимеризации винилацетата непрерывным способом в поливинилацетатной дисперсии (ПВАД) имеют место полимерные включения в виде "сыпи" – мельчайших размягченных крупинок. Получаемая ПВАД становилась непригодной для использования в производстве лакокрасочных материалов, например, вододисперсионных красок, так как не обеспечивается достаточная степень перетира.

Это обусловлено подачей винилацетата только в первый полимеризатор, а так же наличием в водной фазе повышенной концентрации поливинилового спирта и сульфата закисного железа, что приводит к образованию в начальный момент полимеризации "центров", которые имеют слабую защитную оболочку и располагаются на поверхностной пленке жидкой фазы.

Эти "центры" по-видимому, являются накоплениями дисперсионно-полимерных частиц в ходе эмульсионной полимеризации и рассредоточиваются во всем объеме жидкой фазы.

"Центры" с абсорбированными на их поверхности дисперсионно-полимерными частицами и в их объеме путем флокуляции этих частиц, в свою очередь при завершении эмульсионной полимеризации образуют, так называемую "сыпь" разной величины или с научной точки зрения – агломератов. Как показали результаты исследований размер "агломератов" не превышает 0,1мм.

В ходе проводимых исследований изучены факторы, влияющие на образование "агломератов", что послужило основой для разработки способа получения ПВАД исключающего их наличие [2].

Предложенный способ обеспечивает качество готовой дисперсии за счет снижения концентрации поливинилового спирта и сернокислого железа в водной фазе и за счет перераспределения общей нагрузки на полимеризаторы, то есть путем порционного одновременного введения винилацетата в первый и второй полимеризаторы. Причем доля загружаемого винилацетата во второй полимеризатор составляет 30–40% от общей загрузки.

Дополнительным фактором является идеально подобранный режим эмульсионной полимеризации.

Внедрение нового способа получения ПВАД непрерывным способом на предприятии позволило улучшить внешний вид дисперсии и исключить рекламации и претензии по этому вопросу от потребителей.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ РУКАВОВ Кушнарева М.А.

Научный руководитель – доцент Попенко Г.В.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В. Даля Вулканизация каучуков с получением резины в присутствии только серы отличается низкой скоростью и неэффективным использованием серы. Однако и введение ускорителей не снимает всех проблем, поскольку ускорение процесса не обеспечивает достижения высоких физико-механических показателей изделий. Это связано со структурой вулканизационной сетки, которая в этом случае в качестве связующих мостиков содержит полисульфидные связи. Использование активатора позволяет снизить сульфидность связей, уменьшить количество вводимой серы и обеспечить приемлемое значение как прочности, так и теплостойкости вулканизатов. Функция активатора состоит в его химической реакции с ускорителем и предоставлением достаточно развитой твердой поверхности для дальнейших топохимических реакций. Чаще всего в качестве активатора используется дорогой и дефицитный оксид цинка. В то же время химическая промышленность (крупнотоннажные производства аммиака) располагает большим количеством отходов с высоким содержанием этого ценного компонента (более 80%). Использование таких отходов в резиновых смесях вместо традиционных активаторов является актуальным.

Цинксодержащие отходы (ЦСО) испытывали в резиновых смесях для производства рукавов.

Количество ЦСО в композициях варьировалось от 2 до 15 масс. частей на 100 масс. частей каучука. Результаты испытаний показали, что уровень физико-механических показателей исследуемых образцов находится на уровне промышленных или превышает их.

Рекомендуемое количество используемого отхода составляет 7,5 масс. частей на 100 масс.

частей каучука.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТНЫХ ДИСПЕРСИЙ Мазайло Г.В., Белых Л.А.

Ст. научн. сотр. научно-технического центра, к.х.н., Деревянко С.Л.

ГПП "Объединение Азот", г.Северодонецк Известен способ получения поливинилацетатных дисперсий водоэмульсионной полимеризацией винилацетата в присутствии окислительно-восстановительной системы в качестве защитного коллоида с последующей нейтрализацией дисперсии водным раствором аммиака. Однако дисперсии, полученные таким образом, недостаточно стабильны.

С целью повышения стабильности дисперсии нами предложено производить ее нейтрализацию сухой окисью кальция или сухой гидроокисью кальция.

В качестве окислительно-восстановительной системы использовали перекись водорода и сульфат железа.

Полимеризацию проводили в кислой среде в присутствии муравьиной кислоты при рН = 2,8– 3,2.

В качестве защитного коллоида использовали поливиниловый спирт.

Качество готовой дисперсии обеспечивалось за счет использования на стадии нейтрализации сухой окиси кальция или сухой гидроокиси кальция.

Катионы кальция, взаимодействуя с продуктами альдольной конденсации и продуктами гидролиза винилацетата, образуют продукты белого цвета с серебристым оттенком.

Количество вводимого нейтрализующего агента рассчитывали, исходя из кислотности реакционной среды.

Предложенный способ позволяет повысить стабильность и улучшить внешний вид дисперсии.

Нейтрализация сухой окисью и гидроокисью кальция позволяет получать дисперсию, имеющую показатель стабильности около 2%.

Это позволит исключить появление желтизны ПВАД, что так важно для полиграфической промышленности, производстве воднодисперсионных красок, стекловолокна и др.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АМИНОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ АНТИОКСИДАНТА РЕЗИН Науменко Н.Е.

Научный руководитель – ассистент Ерешко В.П.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального уиверситета им. В. Даля Основной проблемой изготовления качественных резиновых изделий является повышение их стойкости к старению, которая не очень высока из-за наличия двойных связей в макромолекулах ненасыщенных каучуков. Каждая резиновая смесь для изготовления тех или иных изделий включает дорогие и дефицитные защищающие от старения антиоксиданты, чаще всего представляющие собой производные ароматических аминов. Защитное действие ароматических вторичных аминов основано на легкости образования за счет отрыва водородного атома аминогруппы свободных радикалов, обрывающих цепь окисления. В то же время промышленность располагает некоторым количеством отходов производства дифениламина, состоящих из различных аминопроизводных ароматических углеводородов.

Замена традиционных антиоксидантов продуктами, которые позволяют хотя бы частично снизить содержание дорогого ингредиента в резиновой смеси, является актуальной и интересной.

Испытания эффективности аминосодержащих отходов проводилось на резиновых смесях для производства неформовых изделий. Основным свойством, позволяющим оценить эффективность действия, была выбрана стойкость к старению. В качестве модельной резиновой смеси использовали промышленную резиновую смесь, содержащую распространенный антиоксидант диафен ФФ – N,N-дифениламин. Исследования стойкости к старению вулканизатов резиновых смесей с введенными отходами показали, что коэффициент старения незначительно уменьшается по сравнению с вулканизатами на основе смесей с традиционными антиоксидантами аминного типа.

ВЛИЯНИЕ МОДИФИКАЦИИ НА СВОЙСТВА КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ Мороз Т.Ю., Пролыгина О.В.

Ст. научн. сотр. научно-технического центра, к.х.н., Деревянко С.Л.

ГПП "Объединение Азот", г.Северодонецк Использование КФ-смол в производстве пенопластов сдерживается, прежде всего, их токсичностью, т.е. наличием свободного формальдегида в самой смоле, в изделии, получаемом на основе смолы, а также малой прочностью готового изделия.

Поэтому проблема снижения эмиссии свободного формальдегида при производстве пенопластов, как и в процессе эксплуатации в промышленных зданиях и сооружениях жилищно-коммунального и бытового строительства, а также использование в тепло- или звукоизоляции автомобилей, судов, вагонов и др. является весьма актуальной.

Оптимальный комплекс свойств полимерных материалов, применяемых в промышленности, достигается разными методами модификации полимеров. Все более широко используют химическую модификацию. В этой связи проведены исследования по улучшению свойств карбамидоформальдегидных смол за счет изменения их химического строения.

Химическую модификацию смолы осуществляют путем поликонденсации смолы с гидроксилсодержащим соединением на стадии доконденсации.

Исследования показали, что увеличение гидроксилсодержащего соединения значительно снижает эмиссию формальдегида и придает прочность готовому изделию на основе смолы.

Количество модификатора подбирается таким образом, чтобы полученный материал обладал необходимыми свойствами и уровень других полезных свойств (особенно прочностных) не снижался.

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СТЕКЛОВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ.

РУЛОННЫЙ СТЕКЛОПЛАСТИК ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ДАННОЙ КОМПОЗИЦИИ Прапро А.В., Васильченко Л.В.

научный сотрудник научно-технического центра Косовский Г.Н.

ГПП "Объединение Азот", г.Северодонецк Рулонный стеклопластик теплоизоляционного назначения (РСТ) представляет собой стеклоармированный материал, пропитанный полимерным связующим с наполнителями и пластификаторами или без них. РСТ предназначен для применения в качестве покровного слоя теплоизоляции трубопроводов, находящихся внутри и вне помещений.

С целью улучшения эксплуатационных свойств рулонного стеклопластика (повышение морозостойкости, атмосферостойкости, механической прочности) научно-техническим центром предприятия была разработана композиция для стекловолокнистых материалов и подобраны марки стеклоткани, обладающие необходимой прочностью и хорошей смачиваемостью поверхности.

При работе над созданием новой композиции были апробированы различные виды связующих: латексы гетерополимерные карбоксилсодержащие, бутадиенстирольные латексы, хлорсодержащие латексы, поливинилацетатные гомо- и сополимерные (акриловые) дисперсии;

ускорители отвердения латексов – карбамидоформальдегидные смолы;

наполнителей: пудра алюминиевая, каомен, бентонит, мел, аэросил, зола-унос Северодонецкой ТЭЦ, кизельгур и др.

В результате научно-исследовательских работ было определено, что наиболее технологичными являются композиции на основе бутадиенстирольного (БС) латекса, латекса сополимера винилиденхлорида, винилхлорида и малеиновой кислоты (ВДВХМк) и поливинилацетатной или акрилового сополимера поливинилацетатной дисперсии в сочетании с каолином (бентонитом) – инертным наполнителем, алюминиевой пудрой, которая придает стойкость пленке на основе композиции к ультрафиолетовому излучению (повышает атмосферостойкость). Карбамидоформальдегидная смола вводится для укрепления латексной пленки, как вулканизирующий агент, а также для исключения липкости готового покрытия.

Рулонный стеклопластик, пропитанный данной композицией, имеет лучшие показатели, в сравнении с РСТ-200-КВ, РСТ-200Л, РСТ-220ЛН – выпускаемыми в Украине, по водопроницаемости более чем в 600 раз, механическую прочность на разрыв выше на 35– 40%, может работать при низких температурах – порядка минус 40С, он стоек к действию кислот и растворителей.

По рецептуре композиции оформлена заявка №2003054504 на патент Украины.

МОДИФИКАЦИЯ ЖИДКИХ СТЕКОЛ Жихор Д.В.

доцент кафедры ОФХ, к.т.н. Кудюкова Г.П.

Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В. Даля В научно-технической литературе отмечалась возможность модифицирования жидких стекол (ЖС) мочевиной [1]. Однако, другие виды аминов исследователи не применяли для модификации ЖС. Поэтому представляло значительный интерес провести модификацию и изучить свойства получаемых продуктов при использовании различных аминов.

Модификацию ЖС в данной работе проводили диметиланилином и сравнивали полученные данные с данными, полученными ранее при модификации ЖС триэтилентетрамином, анилином. При этом данные по изменению вязкостных свойств ЖС оказались идентичными во всех случаях, даже в случае такого амина как диметиланилин, не обладающего подвижными атомами водорода. В то же время в работе [1] отмечается, что идет химическое взаимодействие мочевины с ЖС. Проведенные нами исследования по изменению реологических свойств в случае разбавления жидкостекольных композиций водой (при одинаковой степени разбавления) показывают, что вязкость ЖС и продуктов его модификации стремится к единым значениям при разбавлении до 18-22% концентрации. Т.е.

в этом случае не происходит химической модификации ЖС.

Таким образом, видимо, в случае модификация ЖС аминами химического взаимодействия не происходит, а происходит лишь образование водородных связей в системе или за счет подвижных атомов водорода, или за счет неподеленной пары электронов азота.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Разговоров П.Б., Игнатов В.А. и др.//Известия ВУЗ. - 1993. -36.№1.-с.68-70.

ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕМПЕРАТУРИ НА КІНЕТИКУ СИНТЕЗУ СУЛЬФОВМІСНИХ ОЛІГОЕСТЕРІВ Чучук Ю.М.

Науковий керівник – завідувач кафедрою загальної та фізичної хімії, доцент Заіка Р.Г.

Сєвєродонецький технологічний інститут і Лисичанський багатопрофільний ліцей Об’єктом дослідження є сульфовмісні олігоестери, що добуто поліестерифікацією еквімольних сумішей карбоксилвмісних мономерів (малеїнового ангідриду та себацинової кислоти) та гідроксилвмісних мономерів (діетиленгліколю та натрієвої солі пропанхлоргідрин-сульфокислоти). Такі продукти є новими та перспективними з точки зору заміни органічних розчинників в лаках та фарбах на воду. Промислове впровадження нових продуктів потребує знання основних закономірностей перебігу реакції їх синтезу, зокрема, кінетичних характеристик. Метою дослідження було визначення констант швидкості реакції за різних температур в присутності обраного каталізатора, а саме сульфанілової кислоти, а також температурного коефіцієнта швидкості реакції. Робота є продовженням досліджень, виконаних минулого року, в яких визначено кінетику тільки за двох температур: 160 та С. Додаткові експерименти, що проведено за температур 170 та 200 0С, дозволили більш коректно встановити кінетичні характеристики процесу добування нових олігомерів, які можуть застосовуватись як плівкоутворювачі в екологічно безпечних лакофарбних матеріалах. Кінетичні характеристики вивчено за зміни концентрації карбоксильних груп, які легко та коректно можна визначити шляхом титрування реакційної суміші розчином лугу.

Рекомендовано вивчити кінетику процесу за іншого вмісту себацинової кислоти та сульфовмісного співмономеру.

АНТРАХІНОНВМІСНІ САМОЗАБАРВЛЕНІ ОЛІГОЕСТЕРИ Галущак Н.М.

Науковий керівник – доцент, к.т.н. Мякухіна В.Т.

Сєвєродонецький технологічний інститут і Лисичанський багатопрофільний ліцей Суть використання самозабарвлених олігоестерів як плiвкоутворювачiв лакофарбних матеріалів полягає у можливості їх переходу у кольорову плівку покриття на твердому матеріалі після твердіння, Утворення тримірних просторових не розчинних у органічних розчинниках плівок та твердіння олiгоестеру здійснюється за рахунок подвійних зв’язків макромолекули. Подвійні зв’язки вводили шляхом використання в поліконденсації як карбоксилвмісного співмономеру малеїнового ангідриду, а колір надавали за рахунок використання забарвлених похідних антрахінону. Проведено поліконденсацію малеїнового ангідриду в суміші з себациновою кислотою та діетиленгліколю в суміші з біфункціональними похідними антрахінону – 1,5-діаміноантрахіноном та 1,4-діетаноламіно 5,8-діоксіантрахіноном. Добуто самозабарвлені олігоестери, що вміщують кольорові ланки з залишками похідного антрахінону. Шляхом переосадження, а також даними розрахунків та елементного аналізу доведено, що похідне антрахінону бере участь в поліконденсації і утворює хімічний зв’язок з реагентами. Визначено кількісні значення молекулярної маси кольорових олігоестерів, добутих за мольного співвідношення себацинової кислоти до малеїнового ангідриду 1:1;

1:3;

3:1.

Випробувано механічні властивості плівок-покрить на основі синтезованих олігоестерів та визначено оптимальний склад поліконденсаційної реакційної суміші.

Добуті продукти є структурнозабарвленими, тобто такими які складаються з кольорових макромолекул, що забезпечує підвищену стійкість до зовнішніх факторів.

ТРИМЕТИЛСИЛИЛИРОВАННЫЙ ПОЛИВИНИЛБУТИРАЛЬ В КАЧЕСТВЕ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ КЛЕЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ, СТЕКЛОПЛАСТИКОВ ПРОПИТОЧНЫХ СРЕДСТВ Бородина И.В., Русанова Н.Н., Фоменко Т.С.

Ст. научн. сотр.научно-технического центра, к.х.н., Деревянко С.Л.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.