2023 № 1 Хімія, хімічна технологія та екологія
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Ion pair conversion thermodynamics in hydrogen bromide alcohol solutions(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Bulavin, Viktor Ivanovich; Vyunnik, Ivan Nikolaevich; Kramarenko, Andrii Viktorovich; Rusinov, Alexander IvanovichThe thermodynamic quantities of dissociation of contact and solvent-separated ion pairs into ions, conversion of contact ion pairs into solventseparated ion pairs of HBr ionogen in n-alcohols from methyl to n-octyl have been calculated by the procedure we set forth earlier for the HCl – nalcohol systems in the same solvents at 278.15–328.15 K. The following regularities were established in this work: a) positive values of ΔdisGº of contact and solvent-separated ion pairs increase with increasing temperature, the number of carbon atoms in the n-alcohol molecule, and decreasing radius of halide ion, and their sign and magnitude are determined by the entropic component (–TΔdis Sº). In this case, the values of ΔdisGº of contact ion pairs exceed the same values for solvent-separated ion pairs; b) ΔconvGº values for HCl and HBr are also positive, except for ΔconvGº values in methanol at 278.15–328.15 K and HBr solutions at the same temperatures in ethanol. For these cases, by contrast, ΔdisGº(RIP) > ΔdisGº(CIP) and ΔconvGº are negative. As the temperature and radius of the halide ion increase, ΔconvGº become more negative, and vice versa as the hydrocarbon radical increases; c) the concentration of contact ion pairs increases in the methanol-n-octanol series, decreases slightly with increasing temperature and anion radius, and changes within ~30 % (methanol) to 95 % (n-octanol) at 278.15 K. In methanol, solvent-separated ion pairs predominate; in ethanol, the concentration of both types of ion pairs is approximately the same; in other n-octanols, contact ion pairs predominate.Документ Використання карбаміду для очіщення відпрацьованих напівсинтетичних моторних олив(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Червінський, Тарас Ігорович; Прокоп, Роман Іванович; Гринишин, Олег БогдановичПід час експлуатації автотранспортних засобів з бензиновими чи дизельними двигунами внутрішнього згорання, моторна олива зазнає впливу високих температур, постійно контактує з металами, її вуглеводнева частина зазнає хімічних перетворень, забруднюється продуктами зносу еталевих поверхонь, розкладу присадок, залишками неповноти згорання палива. В результаті цього моторна олива зазнає незворотних змін її якісного хімічного складу й втрати експлуатаційних властивостей. У роботі описано результати з вивчення процесу очищення відпрацьованих напівсинтетичних моторних олив кристалічним карбамідом. Як відпрацьовані напівсинтетичні моторні оливи було вибрано оливу марки Castrol 10W-40, яка використовується у дизельних двигунах вантажних автомобілів та оливу марки ELF Evolution 700 STI, яка використовується у бензинових двигунах легкових автомобілів. Вивчено вплив основних чинників керування процесом (кількості карбаміду, тривалості й температури) на зміну експлуатаційних властивостей очищених моторних олив. Встановлено, що найнижчі значення бракувальних показників (кислотне число, вміст води, зольність, вміст механічних домішок) були отримані за 140 ºС, тривалості 80 хв. та 5 % мас. кристалічного карбаміду. Окрім цього, відбувається незначне зростання значень кінематичної в’язкості та індексу в’язкості. Методом рентгенофлуоресцентного аналізу підтверджено, що в очищених карбамідом оливах, порівняно з відпрацьованими, зменшився вміст металів. ІЧ-спектроскопічним дослідженням підтверджено, що за встановлених оптимальних умов процесу очищення кристалічним карбамідом в очищених напівсинтетичних моторних оливах значно зменшився вміст кисневмісних продуктів «старіння» (альдегідів, кетонів, спиртів, етерів, естерів, органічних кислот). Запропоновано процес очищення відпрацьованих моторних напівсинтетичних олив у присутності кристалічного карбаміду використовувати як проміжну стадію комбінованого технологічного циклу регенерації відпрацьованих моторних олив.Документ Сорбційні властивості окисленого і неокисленого активованого вугілля щодо іонів міді(ІІ)(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Хоботова, Еліна Борисівна; Даценко, Віта Василівна; Горбань, Дмитро АндрійовичПроблема отримання ефективних сорбційних матеріалів є актуальною у зв'язку зі зростаючими об’ємами промислових стічних вод і розробкою індивідуальних технологій їх очищення, включаючи сорбційні методи. Активоване вугілля зарекомендувало себе як унікальний сорбент, що має високусорбційну ємність по відношенню до сполукрізної природи. Модифікація його поверхні, її окиснення призводить до зростання адсорбційної активності. Метою роботи є порівняння сорбційних властивостей окисленого і неокисленого активованого вугілля щодо іонів міді(ІІ). Концентрація іонів Cu(II) у розчині визначалася методом атомно-абсорбційного аналізу на спектрометрі «МГА-915». Ступінь окисленності вугілля характеризувався величиною статичної обмінної ємності. Дослідження на модельному синтетичному азотовмісному вугіллі СКН показали наявність різної кількості оксигенвмісних поверхневих функціональних груп: слабокислотних (лактонні) ‒COO‒; сильнокислотних (карбоксильних) ‒СООН; фенольних ‒ОН. Показано, що без доступу кисню механізми взаємодії активованого вугілля різного ступеню окисленності з іонами Cu(II) різні: при використанні слабоокисленого вугілля перебігає відновлювальна сорбція, якщо сорбентом слугує сильноокислене вугілля – іонний обмін. Знайдено, що для вугілля СКН з малим вмістом кисню гранична сорбція іонів Cu(II) в деаерованому середовищі складає близько 40 мг/г, в присутності кисню вона зменшується до 6 мг/г. Збільшення долі карбоксильних і фенольних груп призводить до збільшення сорбції іонів Cu(II). Відновлювальна сорбція міді(ІІ) із аерованих розчинів термодинамічно заборонена. Рекомендовано використовувати додаткове окиснення вугілля з метою підвищення вмісту поверхневих функціональних групі сорбційної здатності сорбенту. Для вилучення міді(ІІ) із технологічних водних розчинів найбільш ефективні вуглецеві матеріали з достатньою кількістю оксигенвмісних функціональних груп різної природи.Документ Технологія гібридної модифікації гуміновими кислотами бурого вугілля плівок гідроксипропілметилцелюлози(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Лебедєв, Володимир Володимирович; Мірошниченко, Денис Вікторович; Савченко, Дмитро Олександрович; Черкашина, Ганна Миколаївна; Литвиненко, Євгенія ІгорівнаРозглянуто особливості технології гібридної модифікації гуміновими кислотами бурого вугілля біодеградабельних плівок на основі гідроксипропілметилцелюлози. В результаті проведених досліджень вперше отримано гібридні біодеградабельні плівки з антибактеріальними властивостями. При одержані біодеградабельних плівок використовували використовували гідроксипропілметилцелюлозу марки Walocel, в якості каталізатора зшивання біодеградабельних полімерних плівок використовується лимонна кислота (99,88 %) за ГОСТ 3652. У рамках досліджень методом ІЧ-спектроскопії фактично визначено гібридні структури гідроксипропілметилцелюлози, модифікованої різними типами гуміновими кислотами. У результаті дослідження встановлено закономірності зміни часу появи плісняви плівок в рамках технології гібридної модифікації гуміновими кислотами бурого вугілля. Також встановлено, що технологія гібридної модифікації гуміновими кислотами бурого вугілля плівок гідроксипропілметилцелюлози із наданням їм антибактеріальних властивостей дозволяє зберегти властивості біодеградації. Встановлено, що технологія гібридної модифікації гідроксіпропілметилцелюлози гуміновими кислотами бурого вугілля біодеградабельних плівок гідроксіпропілметилцелюлози різними типами гумінових кислот при наданні їм антибактеріальних властивостей дозволяє мати біодеградацію плівкам на їх основі не менше 91% впродовж 6 місяців при оптимальному вмісті гумінових кислот 10 % мас. Отримані згідно технології гібридної модифікації гуміновими кислотами бурого вугілля біодеградабельна плівки з бактерицидними властивостями на основі гідроксипропілметилцелюлози за своїми експлуатаційними характеристиками перевершують відомі аналогічні біодеградабельна плівки на основі природних біополімерів та можуть бути рекомендовані для виготовлення пакування сухих харчових продуктів (хліб, крупи, горіхи тощо) з подовженим терміном зберігання.Документ Гідравлічний опір та бризко віднесення у стабілізованому трифазному пінному шарі(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Моїсєєв, Віктор Федорович; Манойло, Євгенія Володимирівна; Манойло, Юрій Олександрович; Репко, Каліф Юрійович; Жуга, Олег Олексійович; Давидов, Денис ВалерійовичПромислове впровадження способу стабілізації газорідинного шару дозволяє значно розширити область застосування пінних апаратів і відкриває нові можливості для інтенсифікації технологічних процесів з одночасним створенням маловідходних технологій. У статті встановлені основні параметри, що впливають на гідродинаміку пінного апарату, розглянуті основні конструкції і режими роботи пінного апарату. Виявлено зв'язок гідродинамічних параметрів. Розглянуто гідродинамічні закономірності шару піни. Зазначені фактори впливають на процес масообміну, як в газовій, так і в рідкій фазах. Проведений аналіз ряду досліджень показав, що перспективним напрямком інтенсифікації процесу масообміну є розробка апаратів з трифазним псевдозрідженим шаром зрошуваної насадки складних форм з сітчастими матеріалами. Була розроблена нова конструкція стабілізатора з великим вільним об'ємом і сферичні рухомі насадки. Перевагою запропонованої конструкції нерегулярної насадки є перехід до режиму роботи зі структурованою піною при відносно низьких швидкостях газу, а також розвинена поверхня контакту фаз. Після експериментальних досліджень гідродинамічних характеристик комбінованого контактного елемента були отримані експериментальні дані по гідродинамічному опору і експериментальні показники бризковіднесення для контактної ступені з комбінованими контактними елементами. В результаті досліджень було встановлено, що при використанні стабілізаторів шару піни знижується бризковіднесення на ступені контакту, що призводить до більш стабільної роботи пристрою. Наведено емпіричне рівняння для визначення значення бризковіднесення. Зазначено, що механізм переходу сопла в режим підвищеного псевдозрідження буде істотно відрізнятися від звичайних балістичних сопел. Дослідження масообміну в абсорбері з псевдозрідженим шаром зрошуваної форсунки ускладнюється тим, що поверхня контакту між фазами може значно варіюватися в залежності від гідродинамічних умов, зокрема, від швидкості газу і щільності зрошення.Документ Пінокислотний розрив пласта як альтернатива стандартному ГРП та безрідинним методам розущільнення гірських порід(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Лазебна, Юлія Віталіївна; Дмитренко, Вікторія ІванівнаУ статті розглянуто питання ресурсного потенціалу щільних теригенних газонасичених колекторів, які залягають на значних глибинах у межах центральної частини Дніпровсько-Донецької нафтогазоносної області, та шляхи вирішення проблем щодо способів розробки цих покладів, оскільки вони є неконвекційними і не можуть вилучатись класичним методом. У межах цього питання у статті розглянуто метод гідравлічного розриву пласта як один із найбільш ефективних способів виклику припливу вуглеводнів із продуктивного горизонту та інтенсифікації розробки важковидобувних покладів. Виконано огляд речовин розриву, які використовуються для процесу розущільнення гірських порід, зокрема рідини на водних, вуглеводневих, кислотних основах, безрідинні методи та пінні системи. Проаналізовано склади реагентів, особливості їх застосування, перераховано їх основні недоліки. Наведено приклади світового досвіду застосування відомих рідин розриву й безрідинних способів розущільнення пласта. У цій роботі закцентовано увагу на збільшенні проникності гірських порід шляхом викориснання пінокислотних систем, оскільки вони, як показує досвід, є високоефективними в умовах щільних та неоднорідних за щільністю колекторів за рахунок селективності, їх можливо пристосувати до гірських порід різноманітного літолого-мінералогічного складу та широкого діапазону термо-баричних умов, вони мають задовільні транспортуючі властивості та здатність викликати самоочищеня свердловини.Висвітлено основні підстави для популяризації використання методів розущільнення гірських порідіз мінімальним умістом рідини у складі розривних речовин для нетрадиційних газових покладів України. Рекомендовано проведення робіт над створенням більш ефективних, екологічних та економічно вигідних нових чи удосконаленням існуючих речовин розриву, а особливо пінних систем.Документ Застосування НВЧ установок для виготовлення формових теплоізоляційних виробів на основі рідинного скла(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Римар, Тетяна ЕрнстівнаУ статті проводиться дослідження процесів спучення рідинноскляних композицій та виготовлення теплоізоляційних матеріалів на їх основі при конвективному і НВЧ нагрівi. В роботі було встановлено, що характер кривих спучення рідинноскляних композицій в умовах НВЧ випромінювання і конвективного нагріву значно відрізняються. Так при конвектовному нагріві має місце наявність індукційного періоду, але потім швидкість різко зростає і далі процес поступово затухає. У разі НВЧ випромінювання індукційний період відсутній, і процес з самого початку йде з великою швидкістю, а потім у міру зменшення концентрації газоутворюючих речовин сповільнюється. На відміну від процесу спучення під дією НВЧ випромінювання, при конвективному нагріві процес проходить рівномірно з поступовим виділенням води внаслідок чого відбувається переважно сушка матеріалу, а не його спучення. Порівняльний аналіз процесів спучення рідинноскляних композицій при конвективному і НВЧ нагрівi показав більш високу ефективність спучення за допомогою НВЧ випромінювання. Необхідна тривалість такої термообробки складає 8-10 хв. Найбільш близькими до таких матеріалів за коефіцієнтом спучення є матеріали, отримані при конвективному нагріві при температурі 300°С, тривалість такого нагріву триває понад 15 хв. До того ж розрахований ККД НВЧ установки майже в два рази перевищує ККД сушильної установки, так для НВЧ-установки він складає 0,79, а сушильної установки – всього 0,46. Отже, під дією НВЧ випромінювання можна виготовляти ефективні теплоізоляційні матеріали на основі рідинного скла при більш низьких температурах та впродовж значно меншого часу термообробки, в порівнянні з традиційним конвективним нагрівом. В роботі наводяться промислові НВЧ-установки, які можуть бути використані для проведення процесу спучення. Це камерні НВЧ-установки періодичної дії, які застосовують переважно для сушки або нагріву виробів великого розміру.Документ Режимно-технологічна й апаратурно-конструктивна оптимізація сепараторів установки підготовки газу(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Хуссейн, СейфВ результаті проведеного аналізу було визначено, що актуальним завданням є розробка методик режимно-технологічної та апаратурно-конструктивної оптимізації сепараційного обладнання установок підготовки газу. При цьому слід звернути увагу не лише на емпіричні залежності а й на числові моделювання. Підготовка та переробка нафти і газу – це технологічні процеси, які реалізують за допомогою технологічних ліній, що в свою чергу складаються зі значної кількості основного обладнання. При цьому існуючі установки не завжди є високоефективними та потребують вдосконалення, оскільки з часом кількість цільових компонентів у сировині, що добувається зі свердловини, знижується, а вміст води, парафінів та інших шкідливих домішок зростає. Це змушує підвищувати інтенсивність процесів сепарації та масообміну. Запропонована методика для оптимізаційних технологічних та конструктивних розрахунків сепараційного обладнання (сепараторів І та ІІ ступені) установки підготовки газу, що дозволяє визначити раціональні конструктивні розміри та оптимальні режимні параметри роботи для забезпечення високого ступеня розділення компонентів газової суміші. Для чисельного дослідження та оптимізації хіміко-технологічних процесів установок підготовки газу, призначених для виробництва вуглеводневої продукції були обрані методи статичних та динамічних оптимізаційних моделювань хіміко-технологічних процесів з застосуванням інструментальних засобів CAE-систем термодинамічного моделювання, що дозволило при використанні відомих математичних моделей швидко та точно обраховувати теплові та матеріальні баланси як окремого технологічного обладнання так і установок в цілому. Це дозволило отримати максимальну ефективність обладнання та ефективність роботи установок в цілому. Змодельована робота установки атмосферної переробки вуглеводнів та установка підготовки вуглеводневого газу для якої визначені оптимальні режими роботи сепараторів І та ІІ ступені установки підготовки вуглеводневого газу.