ВЕСТНИК
ПЕРМСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА | ||
ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЛИЗИНДЕКАРБОКСИЛАЗ ИЗ КЛЕТОК ESCHERICHIA COLI А.В. Ахова, В.И. Сагидуллина, Р.А. Хасанова, А.Г. Ткаченко Получена: 15.04.2021 Рассмотрена: 15.04.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Лизиндекарбоксилазы катализируют конверсию лизина в 1,5-диаминопентан и могут быть использованы в качестве биокатализаторов для направленного синтеза данного диамина, который, в свою очередь, применяется для производства полиамидов. Поскольку лизиндекарбоксилазы являются цитоплазматическими белками, для их выделения необходимо разрушить клеточную оболочку. Применяют различные методы дезинтеграции микробных клеток, в том числе механические, ультразвуковые, химические, энзиматические и биологические. Обработка ультразвуком (соникация) является простым, воспроизводимым способом выделения белков, позволяющим сохранить их ферментативную активность. Целью данной работы является подбор условий ультразвуковой дезинтеграции клеток Escherichia coli с использованием ультразвукового процессора CPX 130 («Cole-Parmer Instruments»), обеспечивающих наибольший выход белка с сохранением его каталитической активности. В ходе исследования выявлена прямая зависимость эффективности разрушения бактериальных клеток от амплитуды ультразвука и времени соникации. Установлено, что наибольшее количество белка содержат бесклеточные экстракты, полученные при обработке клеток ультразвуком с амплитудой 40–50 %. При обработке бактериальных клеток ультразвуком с амплитудой более 50 % наблюдалось снижение каталитической активности лизиндекарбоксилаз. Ультразвук оказывал более выраженное негативное влияние на лизиндекарбоксилазную активность, измеренную при рН = 5,5 (что соответствует активности фермента CadA у E. coli) по сравнению с таковой при рН = 7,5 (что соответствует активности фермента LdcC у E. coli). Для используемого в исследовании оборудования предложены следующие условия ультразвуковой дезинтеграции: амплитуда ультразвука 40 %, частота звука 20 кГц, продолжительность одного цикла обработки – 30 с, с последующим охлаждением в течение не менее 30 с, общее время обработки – 2 мин. Ключевые слова: соникация, лизиндекарбоксилаза, кадаверин, выделение ферментов. Сведения об авторах:
Ахова Анна Викторовна (Пермь, Россия) – кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории адаптации микроорганизмов Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН (614015, г. Пермь, ул. Ленина, 11); доцент кафедры «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: akhovan@mail.ru). Сагидуллина Вероника Илнуровна (Пермь, Россия) – студент бакалавриата кафедры «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: veronikabarda@mail.ru). Хасанова Русана Аликовна (Пермь, Россия) – студент бакалавриата кафедры «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: Rusanochik@yandex.ru). Ткаченко Александр Георгиевич (Пермь, Россия) – доктор медицинских наук, завлабораторией адаптации микроорганизмов Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН (614015, г. Пермь, ул. Ленина, 11, Список литературы:
ПОЛУЧЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ШТАММОВ МИКРООРГАНИЗМОВ SACCHAROMYCES BOULARDI Е.А. Пуховская, Е.В. Калинин, Я.М. Станишевский Получена: 30.03.2021 Рассмотрена: 30.03.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Нанотехнология – быстро развивающаяся область науки. В последние несколько лет появляются более новые способы использования наночастиц металлов. Наночастицы металлов и их оксидов могут использоваться в медицине, сельском хозяйстве, производстве еды и фармацевтическом производстве. Сейчас для создания наночастиц металлов наиболее распространен химический синтез, но у него есть такой серьезный недостаток, как использование токсичных реагентов. Физические методы тоже широко распространены, но при этом они дорогостоящие и требуют экстремальных условий получения. Разработка экологически чистого процесса синтеза металлических наночастиц является важным шагом в области применения нанотехнологий в соответствии с принципами «зеленой химии». Одним из возможных вариантов достижения этой цели является использование биологических систем в качестве восстановителей, чтобы перевести металл из ионной формы в элементарную с образованием наночастицы. Хотя для биологического синтеза чаще используют бактерии, использование грибов имеет некоторые преимущества: например, их легче культивировать, чем бактерии, а также они выделяют больше ферментов, чем бактерии. Грибы и дрожжи выделяют в окружающую среду ферменты и белки, которые могут быть использованы в качестве восстановителей и для поддержания стабильности частиц. В данном исследовании наночастицы серебра получены внеклеточным способом с использованием внеклеточных ферментов организмов штамма Saccharomyces boulardi. Также было изучено влияние pH среды на синтез наночастиц. Частицы становятся меньше, когда значения pH повышаются. Также исследована антимикробная активность полученных наночастиц. Ключевые слова: наночастицы серебра, дрожжи, Saccharomycesboulardi, биосинтез наночастиц, антибактериальная активность. Сведения об авторах:
Пуховская Екатерина Анатольевна (Москва, Россия) – магистрант Института биохимической технологии и нанотехнологии (117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 10, корп. 2, e-mailp-katia@inbox.ru). Калинин Егор Валерьевич (Москва, Россия) – аспирант Института биохимической технологии и нанотехнологии (117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 10, корп. 2, e-mail: kalinin.egor@bk.ru). Станишевский Ярослав Михайлович (Москва, Россия) – директор Института биохимической технологии и нанотехнологии РУДН, доктор химических наук, доцент (117198 г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6, e-mail. stanishevskiy-yam@rudn.ru). Список литературы:
ОПЫТ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ СУБСТАНЦИИ ИЗ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ИММУНОГЛОБУЛИНА Л.В. Волкова, Е.П. Ратегова, Е.В. Корнилова Получена: 28.03.2021 Рассмотрена: 28.03.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
На сегодняшний день переработка побочных продуктов на иммунобиологических производствах является актуальной в связи с использованием дорогостоящего сырья. На территории России с иммунобиологических производств и станций переливания крови образуются десятки тонн неутилизированных отходов, и переработка такого высокобелкового сырья имеет большие перспективы. Побочные продукты иммуноглобулинового производства содержат практически полный аминокислотный состав. Переработка такого высокобелкового сырья позволит почти полностью выделить ценные белки из донорской плазмы и тем самым свести к минимуму технологические потери. В последнее время интерес ученых все более привлекает получение белково-пептидных комплексов из продуктов природного происхождения. Низкомолекулярные антигенспецифичные цитокины, представляющие собой N-концевой фрагмент (с молекулярной массой менее 10 кДа) растворимых Т-клеточных антигенсвязывающих белков, были выделены из мембран лимфоцитов и иммунной плазмы человека. Основным способом получения продуктов из отходов производства является растворение белков, содержащихся в осадках «Б». Для этого был подобран буферный раствор, способный экстрагировать белки с получением суспензий. Рассмотрена возможность разрушения белков с помощью ультразвука и химического детергента, в частности мочевины. Определены условия ферментативного гидролиза и продолжительности процесса. Получены наиболее эффективные параметры процесса для получения низкомолекулярных полипептидов. Определены физико-химические показатели процесса, такие как рН, концентрация белка и уровень амминого азота. Проведен анализ ВЭЖХ, по результатам которого проведена оценка степени разрушения белков, проведена очистка полупродукта на мембранных фильтрах. Полупродукт был проверен на стерильность, антибактериальную активность, острую токсичность, и фагоцитарную активность нейтрофилов у кроликов. Ключевые слова: гидролиз, белки, фракционирование иммуноглобулинов, белково-пептидный комплекс. Сведения об авторах:
Волкова Лариса Владимировна (Пермь, Россия) – доктор медицинских наук, профессор кафедры биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: wolkowalw@mail.ru). Ратегова Елена Петровна (Пермь, Россия) – магистрант Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: rategova.l@mail.ru). Корнилова Екатерина Вячеславовна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: EkaterinaKornilova95@yandex.ru). Список литературы:
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ КОБАЛЬТА ИЗ СУЛЬФИДНЫХ РУД Л.С. Пан, О.И. Бахирева, Е.А. Цыпкина Получена: 22.03.2021 Рассмотрена: 22.03.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
В настоящее время все чаще используют бактериальное выщелачивание для извлечения цветных металлов. Это связано с тем, что оно позволяет извлекать металлы из бедных руд, с незначительным количеством металлов, отходов, шлаков. Бактериальные методы выщелачивания относятся к одному из современных направлений научно-технического прогресса в области переработки минерального сырья – биотехнологии металлов, которая позволяет значительно повысить комплексность использования этого сырья, культуру производства, обеспечить эффективную защиту окружающей среды, а также не требует создания сложных горнодобывающих комплексов. Внедрение бактериального выщелачивания имеет большое экономические значение. В данной работе выделены микроорганизмы рода Thiobacillus ferrooxidans из шахтной воды (г. Кизел) на среде Сильвермана и Люндгрена 9К. Изучена их толерантность по отношению к ионам кобальта. Проведена оценка перспективности использования выделенных микроорганизмов рода Thiobacillus ferroxidase выщелачивать кобальт из сульфидных руд. Показано, что, используя данные микроорганизмы, можно извлекать кобальт из сульфидных руд в 2,3 раза быстрее по сравнению с растворением сульфида кобальта в отсутствие микроорганизмов. Рассмотрена возможность извлечения кобальта из сложных по составу сульфидных руд, содержащих значительное количество никеля, меди с помощью микроорганизмов рода Thiobacillus ferrooxidans. Доказано, что с помощью выделенных микроорганизмов можно извлекать кобальт, медь и никель из сложных по составу сульфидных руд. Было установлено, что микроорганизмы рода Thiobacillus ferrooxidans более избирательны к ионам кобальта в процессе выщелачивания из смешанных сульфидных руд. Ключевые слова: микробиологическое выщелачивание кобальта из сульфидных руд, микроорганизмы рода Thiobacillus ferrooxidans, избирательность к ионам кобальта в процессе комплексного выщелачивания из сульфидных руд.
Сведения об авторах:
Пан Лариса Сергеевна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: vvv@pstu.ru). Бахирева Ольга Ивановна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: vvv@pstu.ru). Цыпкина Екатерина Алексеевна (Пермь, Россия) – студент бакалавриата Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: Cypkinakatya@mail.ru). Список литературы:
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМОЛИЗА ПЕРХЛОРАТА АММОНИЯ В ПРИСУТСТВИИ МЕТАЛЛООКСИДНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ НА УГЛЕРОДНОЙ ОСНОВЕ М.А. Савастьянова, К.О. Ухин, В.А. Вальцифер Получена: 21.04.2021 Рассмотрена: 21.04.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Энергетические конденсированные системы в современном мире находят широкое применение, например, для повышения продуктивности скважин нефтяных месторождений с трудно извлекаемыми запасами. За счет сжигания в интервале перфорации скважины заряда газогенератора на основе смесевого твердого топлива образуется большой объем пороховых газов. Их высокое избыточное давление способствует значительному приросту количества и размеров остаточных трещин в ближней зоне пласта, что в совокупности с тепловым и физико-химическим воздействием на асфальтосмолистые и парафиновые отложения позволяет повысить выход нефти и газа из скважины. Работа посвящена исследованию влияния металлооксидных катализаторов на процесс термического разложения перхлората аммония (ПХА), являющегося одним из основных компонентов газогенерирующих зарядов, применимых для интенсификации нефтедобычи методом термогазохимического воздействия. Образцы металлооксидных катализаторов получены методом пропитки углеродного носителя водными растворами солей переходных металлов (нитраты железа, меди, хрома и свинца), с последующим выпариванием растворителя и прокаливанием полученной углеродно-солевой пасты в заданных температурно-временных режимах. Определены текстурные параметры (удельная поверхность, объем и диаметр пор) синтезированных образцов. По результатам дифференциально-сканирующей калориметрии выявлено, что синтезированные образцы металлооксидных катализаторов оказывают значительное влияние на суммарный тепловой эффект и температуру начала реакции интенсивного разложения ПХА. Рассчитаны кинетические параметры термолиза ПХА как в индивидуальном виде, так и в сочетании с металлооксидными катализаторами. Установлено, что наибольшее снижение энергии активации высокотемпературной стадии разложения ПХА достигается при применении металлооксидных катализаторов, содержащих в своем составе оксид меди. Ключевые слова: перхлорат аммония, термическое разложение, металлооксидные катализаторы, углеродный носитель. Сведения об авторах:
Савастьянова Мария Анатольевна (Пермь, Россия) – инженер, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3, e-mail: mariysav75@gmail.com). Ухин Константин Олегович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, научный сотрудник, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3, e-mail: Ukhin_k@mail.ru). Вальцифер Виктор Александрович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3, e-mail: valtsiferv@mail.ru). Список литературы:
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВРЕМЕНИ ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ ПРИ СШИВАНИИ ЭПОКСИПОЛИМЕРОВ В ПРИСУТСТВИИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК Л.Б. Атлуханова, А.К. Касимов, И.В. Долбин Получена: 16.02.2021 Рассмотрена: 16.02.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Для теоретического описания процесса сшивания эпоксиполимеров в присутствии углеродных нанотрубок, в частности реализации точки гелеобразования, использованы теория перколяции и фрактальный анализ. Анализируются две точки гелеобразования эпоксиполимеров. Первая из них соответствует моменту появления в реакционной среде сетчатых кластеров (микрогелей), характеризуемых неплавкостью и нерастворимостью. Вторая точка гелеобразования реализуется на более позднем этапе протекания реакции и соответствует превращению жидкой текучей системы в упругий полимер. В настоящей работе использована структурная (перкорляционная) трактовка, предполагающая, что первая точка гелеобразования соответствует порогу перколяции сферических микрогелей в момент их касания. Теоретический расчет времени достижения первой точки гелеобразования в рамках фрактального анализа показал хорошее соответствие с экспериментом. Было также обнаружено, что в рамках кинетики реакции сшивания указанная точка гелеобразования соответствует максимальной скорости этой реакции, которая достигается быстрее при высокой вязкости реакционной среды и малой фрактальной размерности микрогелей в указанной точке. Первая точка гелеобразования не достигается при размерности микрогелей, соответствующей размерности макромолекулярного клубка разветвленного полимера в идеальном q-растворителе, а максимальное время достижения этой точки гелеобразования соответствует евклидовым микрогелям. Показано, что введение углеродных нанотрубок способствует снижению фрактальной размерности микрогелей и ускорению реакции сшивания при низких температурах сшивания, но при повышении температуры этот эффект нивелируется. Ключевые слова: сшивание, эпоксиполимер, углеродные нанотрубки, гелеобразование, фрактальная размерность, микрогель, вязкость среды. Сведения об авторах:
Атлуханова Луиза Бремовна (Махачкала, Россия) – кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры биофизики, информатики и медаппаратуры Дагестанского государственного медицинского университета (367000, г. Махачкала, пл. Ленина, 1, e-mail: bremovna77@mail.ru). Касимов Ариф Камалутдинович (Махачкала, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры биофизики, информатики и медаппаратуры Дагестанского государственного медицинского университета (367000, г. Махачкала, пл. Ленина, 1, e-mail: bremovna77@mail.ru). Долбин Игорь Викторович (Нальчик, Россия) – кандидат химических наук, старший научный сотрудник Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова (360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173, e-mail: i_dolbin@mail.ru). Список литературы: 1. Пактер М.К., Парамонова Ю.М., Белая Э.С. Структура эпоксиполимеров / НИИТЭХИМ. – М., 1984. – 46 с. 2. Липатова Т.Э. Каталитическая полимеризация олигомеров и формирование полимерных сеток. – Киев: Наукова думка, 1974. – 298 с. 3. Анализ температурной зависимости каталитической способности углеродных нанотрубок при сшивании эпоксиполимеров в рамках фрактального анализа / Л.Б. Атлуханова, Г.В. Козлов, Е.В. Румянцев, И.В. Долбин // Изв. вузов. Химия и химическая технология. – 2019. – Т. 62, № 3. – С. 64–69. 4. Puglia D., Valentini L., Kenny J.M. Analysis of the cure reaction of carbon nanotubes/epoxy resin composites through thermal analysis and Raman spectroscopy // J. Appl. Polymer Sci. – 2003. – Vol. 88, № 2. – P. 452–458. 5. Witten N.A., Meakin P. Diffusion – limited aggregation at multiple growth sites // Phys. Rev. B. – 1983. – Vol. 28, № 10. – P. 5632–5642. 6. Шкловский Б.И., Эфрос А.Л. Теория протекания и проводимость сильно неоднородных сред // Успехи физических наук. – 1975. – Т. 117, 7. Синергетика композитных материалов / А.Н. Бобрышев, В.Н. Козомазов, Л.О. Бабин, В.И. Соломатов. – Липецк: НПО ОРИУС, 1994. – 154 с. 8. Магомедов Г.М., Козлов Г.В. Синтез, структура и свойства сетчатых полимеров и нанокомпозитов на их основе. – М.: Академия естествознания, 2010. – 464 с. 9. Джорджевич З. Наблюдение скейлинга в реакции с ловушками // Фракталы в физике. – М.: Мир, 1988. – С. 581–585. 10. Копельман Р. Динамика экситонов, напоминающая фрактальную: геометрический и энергетический беспорядок // Фракталы в физике. – М.: Мир, 1988. – С. 524–527. 11. Vilgis T.A. Flory theory of polymeric fractals – intersection, saturation and condensation. // Physica A. – 1988. – Vol. 153, № 2. – P. 341-354. 12. Alexander S., Orbach R. Density of states on fractals: “fractions” // 13. Rammal R., Toulouse G. Random walks on fractal structures and percolation clusters // J. Phys. Lett. (Paris). – 1983. – Vol. 44, № 1. – P. L13-L22. РАССМОТРЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ВАНАДИЯ ПОСЛЕ ПЕРЕРАБОТКИ ХИМИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПЯТИОКИСИ ВАНАДИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕРНОЙ И АЗОТНОЙ КИСЛОТ Д.Д. Фомина, Н.Ф. Данилов Получена: 30.04.2021 Рассмотрена: 30.04.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Ванадий – достаточно распространенный элемент в земной породе. Основным потребителем ванадия является металлургическая промышленность. Главным достоинством ванадия является его способность при введении в состав сплавов нержавеющей, быстрорежущей и инструментальной стали увеличивать их прочность и износоустойчивость. В Пермском крае производство феррованадия из ванадийсодержащих шлаков, образующиеся при металлургическом переделе титано-магнетитового сырья, осуществляется на АО «Чусовской металлургический завод» После производства и выделения пентаоксида диванадия по содовой технологии получают химический отход, в котором содержится недоизвлеченный ванадий (около 3–4 % мас. в пересчете на V2O5). Этот компонент можно извлекать и получать товарный продукт. Актуальность исследования заключается в том, что довыделение ванадия из химического отхода ранее не рассматривалось. Извлечение ванадия из химических отходов включает в себя несколько процессов. В статье рассмотрен процесс выщелачивания соединений ванадия из твердого материала в раствор с использованием двух кислот: азотной и серной. Также описан процесс окислительного обжига, который предшествует кислотному выщелачиванию. В статье приведен литературный и патентный анализ данных по процессу выщелачивания для выбора способа, который позволяет достичь наилучшего извлечения соединений ванадия из твердого химического отхода. Проведены исследования для подбора оптимальных условий проведения процессов с использованием серной и азотной кислот. Представлены экспериментальные данные, полученные при проведении процесса при заданных температурах и продолжительности азотнокислого выщелачивания. Описаны методика эксперимента и методы анализа состава раствора для определения содержания соединений ванадия. Приведена сравнительная характеристика процесса с использованием на выщелачивании растворов азотной и серной кислот. Выбрана кислота, наиболее подходящая для осуществления цикловых испытаний. Ключевые слова: пентаоксид диванадия, кислотное выщелачивание, выщелачивание азотной кислотой, выщелачивание серной кислотой, химический отход переработки ванадийсодержащих шлаков. Сведения об авторах:
Фомина Дарья Дмитриевна (Пермь, Россия) – магистрант кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (e-mail: Fomina97@yandex.ru). Данилов Николай Федорович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, академик Академии технологических наук РФ, доцент кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета, (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: super.dan51@yandex.ru). Список литературы:
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ К ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КОРРОЗИИ КОМПОНЕНТОВ ПОКРЫТИЙ П.В. Сковородников, В.З. Пойлов, О.В. Погудин Получена: 30.04.2021 Рассмотрена: 30.04.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Современные исследования в направлении разработки стойких к окислению и коррозии материалов, применяемых при изготовлении защитных покрытий для различных условий эксплуатации, не прекращаются. Наиболее используемыми в настоящее время являются оксиды металлов Al2O3, Cr2O3, ZrO2, TiO2, SiO2, MgO, Y2O3, формирующих слой термобарьерного покрытия. Такие покрытия должны быть стойкими к действию корродирующих агентов, которые в результате химического взаимодействия способны привести к деструкции покрытия. В качестве корродирующих агентов могут выступать продукты полного сгорания авиационного топлива СО2 и Н2О, а также примесные соединения серы, азота и ванадия. Не исключено присутствие в рабочей среде газотурбинного двигателя солей Na2SO4 и NaCl, поступивших с потоком воздуха из атмосферы, которые также ускоряют процесс коррозии. Данная работа посвящена термодинамической оценке химической стойкости компонентов защитных покрытий при воздействии корродирующих агентов, позволяющая спрогнозировать их поведение в конкретной среде. Термодинамический анализ был проведен с использованием программного обеспечения в температурном интервале от 500 до 1200 оС с шагом 100 оС. В результате проведенных расчетов было установлено, что присутствие SO3 способствует интенсификации коррозии за счет образования сульфатов, которые при высоких температурах разлагаются с выделением серосодержащих газов. При воздействии хлор-ионов и газообразного углерода высока вероятность образования летучих хлоридов металлов. Образование газообразных продуктов приводит к формированию в покрытии трещин и каналов, способствующих транспорту корродирующих агентов. Полученные данные термодинамических характеристик представляют научный и практический интерес для исследователей, активно занимающихся разработкой и модернизацией имеющихся систем защитных покрытий материалов авиационной и космической техники. Ключевые слова: высокотемпературная коррозия, газовая коррозия, корродирующий агент, защитное покрытие, термодинамический анализ, энергии Гиббса. Сведения об авторах:
Сковородников Павел Валерьевич (Пермь, Россия) – аспирант кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: pavel.skovorodnikov@yandex.ru). Пойлов Владимир Зотович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: vladimirpoilov@mail.ru). Погудин Олег Владимирович (Пермь, Россия) – ведущий инженер кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: veretie@yandex.ru). Список литературы: 1. Коррозия металлов и защитные покрытия / В.А. Васин, О.В. Сомов, В.А. Сорокин, И.В. Суминов, В.П. Францкевич, А.В. Эпельфельд. – М.; СПб.: Реноме, 2015. – 368 с. 2. Литые лопатки газотурбинных двигателей: сплавы, технологии, покрытия / под ред. Е.Н. Каблова. – М.: Наука, 2006. – 632 с. 3. Жаропрочность литейных никелевых сплавов и защита их от коррозии / Б.Е. Патон, Г.Б. Строганов, С.Т. Кишкин, С.З. Бокштейн, А.В. Логунов, И.С. Малашенко, Б.А. Мовчан, В.А. Чумаков. – Киев: Наукова думка, 1987. – 256 с. 4. Хокинг М., Васантасари В., Сидки П. Металлические и керамические покрытия: получение, свойства и применение. – М.: Мир, 2000. – 518 с. 5. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. – М.: Высшая школа, 1988. – 496 с. 6. High-temperature corrosion of an Fe-Ni-based alloy HR6W under various conditions at 750 oC and 810 oC: effect of the temperature, water vapor, simulated ash and SO2 / Zhiyuan Liang, Tingshan Guo, Shifeng Deng, Qinxin Zhao // 7. Surface sulphide formation on high-temperature corrosion resistance alloys in a H2S-HCl-CO2 mixed atmosphere / Manuela Nimmervoll, Alexander Schmid, Gregor Mori, Stefan Honig, Roland Haubner // Corrosion Science. – 2021. – Vol. 181. – P. 1–11. DOI: 10.1016/j.corsci.2021.109241 8. Hot corrosion resistance of air plasma sprayed ceramic SSA thermal 9. Electrochemical corrosion behavior of carbon steel under dynamic high pressure H2S/CO2 environment / Zhang G.A., Zeng Y., Gua X.P., Jiang F., Shi D.Y., Chen Z.Y. // Corrosion Science. – 2012. – Vol. 65. – P. 37–47. 10. The intergranular corrosion of mild steel in CO2+NaNO2 solution / Yong Zhou, Yu Zuo // Electrochimica Acta. – 2015. – Vol. 154. – P. 157–165. 11. Effect of nanostructure Fe-Ni-Co spinel oxides/Y2O3 coatings on the high-temperature oxidation behavior of Crofer 22 APU stainless steel interconnect / Fatemeh Saeidpour, Hadi Ebrahimifar // Corrosion Science. – 2021. – Vol. 182. – 12. Investigation of three steps of hot corrosion process in Y2O3 stabilized ZrO2 coatings including nano zones / Mohammadreza Daroonparvar, Muhamad Azizi Mat Yajid, Noordin Mohd Yusof, Hamid Reza Bakhsheshi-Rad, Esah Hamzah, Mohsen Nazoktabar // Journal of Rare Earths. – 2014. – Vol. 32, 13. Hot corrosion of Gd2Zr2O7, Gd2Zr2O7/YbSZ, YSZ+Gd2Zr2O7/YbSZ, and YSZ thermal barrier coatings exposed to Na2SO4+V2O5 / Mohadese Tabeshfar, Mehdi Salehi, Ghasem Dini, Paul Inge Dahl, Mari-Ann Einarsrud, Kjell Wiik // Surface and Coatings Technology. – 2021. – Vol. 409. – P. 1–14. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2020.126718 14. Hot corrosion behavior of La2Zr2O7 with the addition of Y2O3 thermal barrier coatings in contacts with vanadate-sulfate salts / Zhenhua Xu, Limin He, Rende Mu, Shimei He, Guanghong Huang, Xueqiang Cao // Journal of Alloys and Compounds. – 2010. – Vol. 502, no. 2. – P. 382–385. DOI: 10.1016/j.jallcom.2010.05.121 15. Hot corrosion behavior of Sc2O3-Y2O3-ZrO2 thermal barrier coatings in presence of Na2SO4+V2O5 molten salt / Liu H-f., Xiong X., Li X-b., Wang Ya-l // Corrosion Science. – 2014. – Vol. 85. – P. 87–93. DOI: org/10.1016/j.corsci.2014.04.001 16. Hot-corrosion resistance and phase stability of Yb2O3-Gd2O3-Y2O3 costabilized zirconia-based thermal barrier coatings against Na2SO4+V2O5 molten salts / Dawon Song, Taeseup Song, Ungyu Paik, Guanlin Lyu, Jinseong Kim, Seung Cheol Yang, Yeon-Gil Jung // Surface and Coatings Technology. – 2020. – Vol. 400. – P. 1–7. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2020.126197 АЛКИЛИРОВАНИЕ ФЕНОЛА АЛЬФА-ОЛЕФИНАМИ В ПРИСУТСТВИИ КАТИОНИТОВ Н.С. Баклан, С.В. Котов, Б.Ю. Смирнов Получена: 08.04.2021 Рассмотрена: 08.04.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Приведены результаты алкилирования фенола альфа-олефинами С16–С18 в присутствии гетерогенных катализаторов – макропористых сульфокатионитов. Изучены основные закономерности процесса алкилирования. Олигомеры «низкотемпертурной» олигомеризации обеспечивают более высокий выход продуктов алкилирования, чем олигомеры «высокотемпературного» процесса. В отличие от общепризнанных представлений установлено, что уже в начальной стадии алкилирования фенолов нормальными альфа-олефинами образуется смесь продуктов О- и С-алкилирования, т.е. алкилфениловых эфиров и алкилированных олефинами в ядро фенолов. Показано, что в области относительно низких температур и в условиях кинетического контроля процесса преимущественно образуются продукты реакций, характеризующихся относительно низкой энергией активации. Это реакции, переходящие через σ-комплекс, образование которого встречает наименьшие стерические затруднения. В дальнейшем эти соединения перегруппировываются в термодинамически более стабильные вещества. С повышением температуры процесс переходит в область термодинамического контроля, когда стерические затруднения не оказывают значительного влияния на протекание реакции. В результате этого начинается процесс изомеризации ряда продуктов в реакционной массе в направлении образования более термодинамически стабильных соединений. Ключевые слова: алкилирование, фенол, катионит, олигомеры этилена, алкилфенолы, алкилфениловые эфиры. Сведения об авторах:
Баклан Нина Сергеевна (Новокуйбышевск, Россия) – кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории присадок и нефтехимических продуктов ПАО «Средневолжский научно-исследовательский институт по нефтепереработке» (446200, г. Новокуйбышевск, ул. Научная, 1, Котов Сергей Владимирович (Новокуйбышевск, Россия) – доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник ПАО «Средневолжский научно-исследовательский институт по нефтепереработке» (446200, г. Новокуйбышевск, ул. Научная, 1). Смирнов Борис Юрьевич (Самара, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры «Химическая технология и промышленная экология», Самарский государственной технический университет (443100 г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, e-mail: boris_s57@mail.ru). Список литературы: 1. Алкилфениловые эфиры. Справочник химика 21. Химия и химическая технология. – URL: https://www.chem21.info/info/1027480/ (дата обращения: 30.03.2021). 2. Разработка научных основ и технологии получения моющей присадки к бензинам / Н.С. Котова, Г.В. Тимофеева, И.Ф. Крылов, А.А. Терехин // Научно-технический вестник ОАО «НК Роснефть». – 2009. – № 3. – С. 43–46. 3. Алкилирование фенола олигомерами этилена / С.В. Котов, В.Н. Фомин, И.М. Зерзева, Г.В. Тимофеева, А.В. Тарасов, А.А. Терехин, Н.С. Котова // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2010. – № 9. – С. 37–39. 4. Данилов A.M. Применение присадок в топливах для автомобилей. – М.: Химия, 2000. – 232 с. 5. Данилов A.M., Бартко Р.В., Антонов С.А. Современные достижения в области применения и разработки присадок к смазочным маслам (обзор) // Нефтехимия. – 2021. – Т. 61, № 1. – С. 43–51. 6. Многофункциональная присадка к автомобильным бензинам: пат. 2288943 Рос. Федерация / В.Ф. Вахтеев, В.Е. Емельянов, С.В. Котов, И.Ф. Крылов, В.А. Лыжников, А.И. Прокофьева, Н.И. Суздальцев, А.А. Суслин, Г.В. Тимофеева, Е.В. Типушков, Т.Н. Шабалина. – № 2005111478/04; заявл. 18.04.2005; опубл. 10.12.2006. 7. Frassica J.J., Ailinger R.E., Debaryshe M.L., Herrington R., Surette J.S., West A.I. Patent U.S. 5419310. – 1995. 8. Kimbell B. Patent U.S. 505614. – 1991. 9. Котов С.В., Тыщенко В.А. Изучение процессов гетерогенно-каталитического алкилирования фенола олигомерами этилена С16–С18 // 10. Тополюк Ю.А. Становление и развитие катализа сульфокатионитами в отечественном производстве высших алкилфенолов: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Уфа, 2001. – 23 c. 11. Оптимизация алкилфенолов – полупродуктов при производстве присадок на макропористом сульфокатионите «Amberlyst 36 Dry» / В.Н. Фомин, И.М. Зерзева, Г.В. Тимофеева, А.В. Тарасов, Н.С. Котова, И.К. Моисеев // Катализ в промышленности. – 2011. – № 1. – С. 25–29. 12. Котов С.В., Тарасов А.В. Синтез алкилфенолов в присутствии макропористого сульфокатионита // Переработка углеводородного сырья. Комплексные решения (Левинтерские чтения): материалы всерос. конф. – Самара, 2009. – С. 41–42. 13. Исследование закономерностей синтеза при получении моющих присадок к бензинам / К.Б. Рудяк, С.В. Котов, В.А. Тыщенко, Н.С. Котова 14. Влияние параметров алкилирования, состава сырья и вида катализатора на соотношение получаемых орто- и пара-алкилфенолов / С.В. Котов, В.А. Тыщенко, И.М. Зерзева [и др.] // Нефтехимия. – 2017. – № 2. – С. 199–203. 15. Черезова Е.Н., Нугуманова Г.Н., Шалыминова Д.П. Алкилирование фенола олефинами как метод синтеза стабилизаторов для полимеров: моногр. – Казань: Изд-во КНИТУ, 2013. – 80 с.
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИУСА НАДМОЛЕКУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛИДИВИНИЛИЗОПРЕНУРЕТАНЭПОКСИДНОГО ОЛИГОМЕРА А.А. Пушкарева, М.А. Леухина, Л.Л. Хименко Получена: 22.03.2021 Рассмотрена: 22.03.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Физическая структура полимерных тел, обусловленная различными видами упорядочения во взаимном расположении макромолекул, называется надмолекулярной структурой (НМС). Взаимное расположение, размеры элементов надмолекулярной структуры зависят от конфигурации и конформации, химического состава мономерных звеньев и макромолекулы в целом, размеров отдельных атомов, продолжительности и скорости структурообразования, условий синтеза и переработки. Надмолекулярная структура полимеров определяет комплекс физических свойств, скорость и механизм химических и физико-химических процессов. Вследствие различий в надмолекулярной структуре изделия из одного и того же полимера зачастую имеют разные свойства, как технологические, так и физико-механические. В связи с этим очень актуален вопрос о разработке методики определения радиуса надмолекулярной структуры полимеров. В данной работе представлена разработка методики определения среднего размера надмолекулярных образований (НМО) полидивинилизопренуретанэпоксидного олигомера в конденсированном состоянии, так как методы, используемые ранее для определения НМО, в данном случае не подходили в силу разных причин. Для определения размера надмолекулярных образований каучука был выбран метод спектрофотометрии. Исследования проведены на спектрофотометре «ПромЭкоЛаб ПЭ-5400УФ» с лампой накаливания в диапазоне длин волн от 340 до 1100 нм. Методика основана на определении логарифмической зависимости оптической плотности олигомера от длины волны проходящего через него света в видимой и ближней инфракрасной областях и на расчете среднего радиуса (r) НМО с использованием теоретических уравнений, связывающих r с другими спектральными характеристиками. В результате разработанная методика позволила определить радиус 28 промышленных партий полидивинилизопренуретанэпоксидного олигомера и выявить различие между радиусами их НМО. Ключевые слова: олигомер, надмолекулярная структура, спектрофотометрия, оптическая плотность, радиус надмолекулярной структуры, длина волны, показатель преломления, волновой экспонент. Сведения об авторах:
Пушкарева Ангелина Алексеевна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры технологии полимерных материалов, порохов, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29); инженер-химик АО «ОДК-Авиадвигатель» (614990, Леухина Мария Алексеевна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры технологии полимерных материалов, порохов, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29); старший научный сотрудник АО «Научно-исследовательский институт полимерных материалов» (614113, г. Пермь, ул. Чистопольская, 16, e-mail: Leuhina.ma@mail.ru). Хименко Людмила Леонидовна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, доцент, заведующая кафедрой технологии полимерных материалов, порохов, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: Lhimenko@yandex.ru). Список литературы: 1. Скорняков А.С. Контактные клеи на основе полиуретанов и натуральных каучуков // Клеи. Герметики. Технологии. – 2011. – № 6. – С. 2–8. 2. Лукина А.И., Студенов И.Г., Парахин И.В. Полимерные пены на основе полиуретанов // Все материалы. Энциклопедический справочник. – 2016. – № 6. – С. 23–20. 3. Разработка и исследование свойств защитного покрытия на основе модифицированного полиуретана / В.Ю. Чухланов [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 6-7. – С. 1365–1368. 4. Жесткие пенопласты на основе полиуретанов / А.И. Саматадзе [и др.] // Все материалы. Энциклопедический справочник. – 2014. – № 5. – С. 2–6. 5. Превосходство некоторой отечественной продукции из полиуретана перед зарубежными аналогами / С.В. Попов [и др.] // Молодой ученый. – 2014. – № 14-1. – С. 34–35. 6. Твердов А.И., Ворончихин В.Д. Промышленное производство диеновых олигомеров в российской федерации // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (Технического университета). – 2013. – № 22. – С. 036–038. 7. Энгельс С.Г., Евреинов В.В., Кузаев А.И. Реакционноспособные олигомеры. – М.: Химия, 1985. – 304 с. 8. Осошник, И.А., Шутилин Ю.Ф., Карманова О.В. Производство резиновых технических изделий / Воронеж. гос. технол. акад. – Воронеж, 2007. – 972 с. 9. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения: учеб. – М.: Высшая школа, 1981. –656 с. 10. Каргин В.А. Структура и механические свойства полимеров. – М.: Наука, 1979. – 451 c. 11. Зезина А.Б. Высокомолекулярные соединения: учеб. и практ. – М.: Юрайт, 2016. – 340 с. 12. Тугов И.И., Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров. – М.: Химия, 1989. – 432 с. 13. Сутягин В.М., Бондалетова Л.И. Химия и физика полимеров. – Томск: Изд-во ТПУ, 2003. – 208 с. 14. Матвеева Л.Ю., Ястребинская А.В. Взаимосвязь надмолекулярной структуры и свойств полимерных композиционных материалов на основе термореактивных связующих // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2017. – № 12. – С. 49–54. 15. Лебедев Д.В. Молекулярная подвижность в приповерхностных нанослоях полимеров: дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.04.07. – СПб., 2011. – 191 с. 16. Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров / СПбЛТА. – СПб., 1999. – 628 с. 17. Методы оптической спектроскопии / О.А. Федорова, И.И. Кулакова, Ю.А. Сотникова [и др.]. – М.: Изд-во МГУ, 2015. – 117 с. 18. Аверко-Антонович И.Ю., Бикмуллин Р.Т. Методы исследования структуры и свойств полимеров. – Казань: Изд-во КГТУ, 2002. – 604 с. – 294 с. 19. Wilfried Heller, Hari L. Bhatnagar, Masayuki Nakagaki J. Theoretical Investigations on the Light Scattering of Spheres. XIII. The “Wavelength Exponent” of Differential Turbidity Spectra* *// Journal of chemical physics. – 1962. – No. 5. – P. 1163–1170. 20. Debye P.J. Molecular-wight determination by light scattering // Phys. Coll. Chem. – 1947. – Vol. 51. – P. 18. 21. Heller W. Range of practical validity of the Debye and the Rayleigh equations for determining molecular weights from light scattering and methods allowing a limited extension of this range // J. Polym. Sci. – 1965. – Vol. 3 – P. 3313. 22. Zimm B.H. The Scattering of Light and the Radial Distribution Function of High Polymer Solutions // J. Chem. Phys. – 1948. – Vol. 16. – P. 1093. 23. Doty P., Steiner R.F. Light Scattering and Spectrophotometry of Colloidal Solutions // J.Chem. Phys. – 1950. – Vol. 18. – P. 1211. 24. Слонимский Г.Л. Современные физические методы исследования полимеров. – М.: Химия, 1982. – 256 с. 25. Золотарев В.М., Никоноров Н.В., Игнатьев А.И. Современные методы исследования оптических материалов. – СПб., 2001. – 266 с. 26. Воробьев В.В. Роль надмолекулярной структуры полярных и неполярных каучуков в формировании структурно-механических свойств связующего и полимерных композиций на их основе: дис. … канд. техн. наук: 20.02.86. – М., 1986. – 180 с. 27. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. – М.: Гослитиздат, 1951. – 288 с. 28. Эскин В.Е. Рассеяние света растворами полимеров. – М.: Наука, 1973. – 352 с. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ДЕАСФАЛЬТИЗАЦИИ ГУДРОНА Н-ПЕНТАНОМ И ИХ ПРЕВРАЩЕНИЕ В ПРОЦЕССЕ FCC А.Н. Чудинов, Д.В. Першин, Д.Г. Сорочан, Д.С. Ахрамеев Получена: 30.04.2021 Рассмотрена: 30.04.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Одним из направлений развития нефтеперерабатывающей промышленности на сегодняшний день является дальнейшее углубление переработки нефти с вовлечением более тяжелых вакуумных дистиллятов и нефтяных остатков. Каталитический крекинг (КК) является основным процессом, направленным на углубление переработки нефти, а также в значительной мере определяет технико-экономические показатели передовых и перспективных нефтеперерабатывающих заводов топливного профиля. Технологии КК постоянно совершенствуются. Например, в связи с введением жестких ограничений по содержанию серы в бензинах и дизельных топливах возникает необходимость в предварительной подготовке сырья и посточистка получаемых продуктов. Некоторые компоненты сырья КК, такие как азотистые основания, соединения металлов, смолистые вещества и др. отравляют катализаторы, что негативно влияет на эффективность процесса: резко уменьшается выход целевых продуктов, существенно ухудшаются экономические показатели. Среди существующих способов подготовки сырья КК наиболее широкое распространение получили гидрогенизационная очистка, деасфальтизация, очистка селективными растворителями, адсорбционная очистка. В данной статье представлены результаты исследования деасфальтизации гудрона н-пентаном и превращения полученных продуктов в процессе каталитического крекинга FCC. В рамках этой работы был выполнен ряд анализов для определения основных характеристик деасфальтизатов, полученных при различных соотношениях: содержание смолисто-асфальтеновых веществ и серы, плотность, коксуемость по Конрадсону и групповой углеводородный состав. Ключевые слова: каталитический крекинг, деасфальтизация, гудрон, н-пентан. Сведения об авторах:
Чудинов Александр Николаевич (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: CHudinovAN@pstu.ru) Першин Даниэль Владимирович (Пермь, Россия) – ассистент кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, Сорочан Дарья Геннадьевна (Пермь, Россия) – магистрант кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: dashasha@gmail.com). Ахрамеев Данил Сергеевич (Пермь, Россия) – магистрант кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: akhrameev.danil@yandex.ru). Список литературы: 1. Иванова М.А., Самарина И.А. Экономика, организация труда и управления в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. – М.: Химия, 1987. – 176 с. 2. Chang Samuel Hsu, Paul R. Robinson. Springer Handbook of petroleum Technology. – Springer International Publishing AG, 2017. – 1238 p. 3. Масагутов Р.М. Алюмосиликатные катализаторы и изменение их свойств при крекинге нефтепродуктов. – М.: Химия, 1975. – 272 с. 4. Ахметов С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учеб. пособие. – Уфа: Гилем, 2002. – 672 с. 5. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа. Ч. 3. Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов / под ред. А.А. Гуреева и Б.И. Бондаренко. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1978. – 424 с. 6. Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты. – М.: Техника, 2001. – 384 с. 7. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: учеб. пособие / С.А. Ахметов, Т.П. Сериков, И.Р. Кузеев, М.И. Баязитов; под ред. С.А. Ахметова. – СПб.: Недра, 2006. – 868 с. 8. Промышленный катализ в лекциях / под ред. А.С. Носкова. – М.: Калвис, 2006. – Вып. 5. – 128 с. 9. Конь М.Я., Зелькинд Е.М., Шершун В.Г. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность за рубежом: справ. пособие. – М.: Химия, 1986. – 184 с. 10. Казакова Л.П., Крейн С.Э. Физико-химические основы производства нефтяных масел. – М.: Химия, 1978 – 320 с. 11. Кудинов А.В., Старкова Н.Н., Рябов В.Г. Анализ нефти и нефтепродуктов: лаб. практ. – Ч. 2. Специальные методы анализа / Перм. гос. техн. 12. Лихтерова Н.М. Технология глубокой переработки нефти. Ч. I. Термокаталитические процессы: учеб. пособие / МИТХТ им. М.В. Ломоносова. – М., 2004 – 64 с. 13. Капустин В. М., Гуреев А.А. Технология переработки нефти: в 2 ч. – Ч. 2. Деструктивные процессы. – М.: КолосС, 2008. – 334 с. 14. Задегбейджи Р. Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое катализатора. – СПб., 2014. – 383 с. 15. Способ деасфальтизации нефтяных остатков: пат. 2395561, МПК C 10 G21/28 / Осинцев А.А., Зиганшин К.Г., Янбаев С.П., Султанов Ф.М., Зиганшин Г.К. – 2009122294/04; заявл. 10.06.2009; опубл. 27.07.2010, Бюл. № 21. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УЗЛА ПРОИЗВОДСТВА НЕНАСЫЩЕННОГО ПОЛИЭФИРА В РЕАКТОРЕ Р10 1 АО «ПЕРМСКИЕ ПОЛИЭФИРЫ» Е.И. Перевозчикова, И.А. Вялых, М.С. Орехов Получена: 17.04.2021 Рассмотрена: 17.04.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Ненасыщенные полиэфирные смолы выпускаются и перерабатываются промышленностью более 70 лет. В настоящее время это одни из основных видов связующих для армированных пластиков, а также они находят применение при изготовлении высококачественных лаков, заливочных, пропиточных и шпаклевочных составов, клеев и пластобетонов. Введение автоматизации на такие производства позволяет значительно повысить надежность и безопасность процесса, обеспечить стабильное качество выпускаемой продукции, исключить влияния «человеческого фактора», а также улучшить условия ведения технологического процесса. В данной статье рассмотрено решение задачи автоматизации технологического узла производства ненасыщенного полиэфира в реакторе позиции Р10/1 предприятия АО «Пермские полиэфиры». Исследован процесс получения полиэфира и его особенности. Проанализирован действующий технологический объект и его АСУТП, выявлены недостатки и негативные факторы, влияющие на ведение процесса. На основании требований предприятия и приведения его к современному уровню автоматизации исследован рынок выпускаемых приборов и ТСА под данные нужды. Выбраны промышленные средства автоматизации для реализации предлагаемой АСУТП. Предложено решение по автоматизации на базе системы управления PlantCruise и контроллера Honeywell ML200 с заменой некоторых приборов КИПиА. Также предусмотрено подключение к контроллеру АСУТП подобных реакторов позиции Р10/2 и Р10/3 предприятия АО «Пермские полиэфиры». Приведена функциональная схема действующего производства и функциональная схема автоматизации производства после модернизации, а также структурные схемы действующей АСУТП и предлагаемой АСУТП предприятия. Сделаны выводы о перспективе использования предлагаемой АСУТП в качестве действующей системы. Ключевые слова: автоматизация, синтез полиэфира, АСУТП, контроллер Honeywell ML200. Сведения об авторах:
Перевозчикова Екатерина Игоревна (Пермь, Россия) – студент Вялых Илья Анатольевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ilya.vyalyh@pstu.ru). Орехов Михаил Сергеевич (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: atp@pstu.ru). Список литературы: 1. Пермские полиэфиры: сайт. – URL: http://www.poliefiry.ru (дата обращения: 01.03.2021). 2. Седов Л.Н., Михайлова З.В. Ненасыщенные полиэфиры. – М.: Химия, 1977. – 231 с. 3. Грандберг И.И., Нам Н.Л. Органическая химия: учеб. – 9-е изд., стер. – СПб.: Лань, 2019. – 608 с. 4. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия: учеб. для вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Иван Федоров, 2002. – 622 с. 5. Энциклопедия АСУ ТП: сайт. – URL: https://www.bookasutp.ru (дата обращения: 09.03.2021). 6. Чарная Е.Б. Принципы и условия организации автоматизированного производства на химическом предприятии: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – 113 с. 7. Honeywell International: сайт. – URL: http://www.honeywell.ru (дата обращения: 02.04.2021). 8. Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка / сост. Ю.Н. Федоров. – М.: Инфра-Инженерия, 2018. – Т. 1. – 447 с. 9. Федоров Ю.Н. Порядок создания, модернизации и сопровождения АСУТП: метод. пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2011. – 566 с. 10. Целищев Е.С., Котлова А.В., Кудряшов И.С. Автоматизация проектирования технического обеспечения АСУТП: учеб. пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2019. – 193 с. 11. Ротач В.Я. Теория автоматического управления: учеб. для вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд. дом МЭИ, 2008. – 394 с. 12 Шидловский С.В. Автоматизация технологических процессов и производств. – М.: ТУСУР, 2005. –100 с. 13. РУСТ 95: сайт. – URL: https://roost.ru (дата обращения: 02.04.2021). 14. ТЕПЛОПРИБОРКОМПЛЕКТ: сайт. – URL: https://www.teplo-oborudovanie.ru (дата обращения: 02.04.2021). 15. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справ. пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев. –
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КЛИМАТОМ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА НА БАЗЕ АППАРАТНОЙ ПЛАТФОРМЫ ARDUINO И.В. Адищев, И.А. Вялых, А.А. Таскаева Получена: 09.04.2021 Рассмотрена: 09.04.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Автоматизация технологических процессов – это совокупность средств и методов, предназначенная для реализации различных систем, которая дает возможность осуществлять управление технологическими процессами без личного участия человека либо с оставлением за человеком возможности принятия решений, являющихся наиболее ответственными. Уровень современных технологий и скорость прогресса таковы, что уже невозможно вести эффективную трудовую деятельность, особенно в области пищевой и сельскохозяйственной промышленности, без серьезной модернизации технической базы и внедрения компьютерной техники. Автоматизация процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и безопасности, исключения влияния «человеческого фактора» и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации. В данной статье поднимается вопрос автоматизации тепличного хозяйства. Решается вопрос автоматизации управления температурой и поливом растений в защищенном грунте в летнее время года для уральских регионов. Производится анализ способов полива, регулирования температуры и влажности. Также произведен анализ рынка выпускаемой продукции под данные нужды. Представлено доступное, как для малых, так и для крупных предприятий, решение устройства автоматизации полива и регулирования температуры на основе аппаратной платформы Arduino Nano с применением датчиков влажности почвы, датчиков температуры, таймеров, актуаторов, насосов и сервоприводов. Приведены чертежи для правильной установки приборов и способы подключения средств автоматизации. Представлены алгоритмы работы системы как для регулирования влажности, так и для регулирования температуры. Сделаны выводы о перспективе использования Arduino в качестве программируемого логического контроллера в тепличном хозяйстве. Авторами предложено использовать проект в качестве минимальной системы автоматизации для всех видов тепличных хозяйств. Ключевые слова: автоматизация, Arduino, полив, влажность, датчик, актуатор. Сведения об авторах:
Адищев Илья Владимирович (Пермь, Россия) – студент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: 123-ilya-123@bk.ru). Вялых Илья Анатольевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ilya.vyalyh@pstu.ru). Таскаева Алена Андреевна (Пермь, Россия) – студент кафедры экономики и управления на предприятиях нефтяной и газовой промышленности, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: alenka.tas@yandex.ru). Список литературы: 1. Прата С. Язык программирования C++. Лекции и упражнения. – М.: Вильямс, 2017. – 1248 с. 2. Соммер У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino. – СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – 256 с. 3. Ревич Ю. Занимательная электроника. – СПб.: БХВ-Петербург, 4. Энциклопедия АСУТП. – URL: https://www.bookasutp.ru (дата обращения: 10.03.2021). 5. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка. – М.: Инфра-Инженерия, 2018. – Т. 1. – 447 с. 6. Федоров Ю.Н. Порядок создания, модернизации и сопровождения АСУТП: метод. пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2011. – 566 с. 7. Целищев Е.С., Котлова А.В., Кудряшов И.С. Автоматизация проектирования технического обеспечения АСУТП: учеб. пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2019. – 193 с. 8. Ротач В.Я. Теория автоматического управления: учеб. для вузов. – 9. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справ. пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Альянс, 2015. – 464 с. 10. Цирлин А.М. Оптимальное управление технологическими процессами: учеб. пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 399 с. 11. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. – М.: Наука, 1977. – 560 с. 12. Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования: учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 1989. – 751 с. 13. Острем К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ. – М.: Мир, 1987. – 480 с. 14. AlexGyver Technologies. – URL: https://alexgyver.ru (дата обращения: 10.03.2021). 15. РУСТ 95: сайт. – URL: https://roost.ru (дата обращения: 02.03.2021). ИДЕНТИФИКАЦИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ВОЗМУЩЕНИЙ ПО ТРЕНДАМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И СИНТЕЗА НЕЧЕТКОГО РЕГУЛЯТОРА Е.А. Муравьева, Р.Ф. Габитов, Р.Ф. Имаев Получена: 16.01.2021 Рассмотрена: 16.01.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Описана суть метода определения возмущений в системах автоматического управления по трендам на примере рассольного цикла, а именно подогрева очищенного рассола, идущего на электролиз. Цель исследования – разработка системы идентификации и количественной оценки возмущений по трендам. Использованы методы математического моделирования и нечеткая логика. Получена математическая модель процессов, протекающих в цикле подогрева рассола на электролиз. Построены структурные схемы идентификации возмущений. Разработаны нечеткие регуляторы в виде функции от его входных переменных. Предложенный метод может внедряться в системах управления по возмущению для формирования управляющих воздействий, а также для диагностических целей. Ключевые слова: нечеткость, возмущение, управление, тренд, моделирование. Сведения об авторах:
Муравьева Елена Александровна (Стерлитамак, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой автоматизированных технологических и информационных систем, Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Стерлитамаке (453118, г. Стерлитамак, Проспект Октября, 2, e-mail: muraveva_ea@mail.ru). Руслан Фаритович (Стерлитамак, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры автоматизированных технологических и информационных систем, Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Стерлитамаке. Имаев Радмир Фларитович (Стерлитамак, Россия) – магистрант кафедры автоматизированных технологических и информационных систем, Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал Список литературы:
ПРЕДСКАЗАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОДУКТИВНОСТИ СКВАЖИН НА ОСНОВЕ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ Ф.Ф. Абдрафикова, Е.А. Муравьева, М.И. Шарипов Получена: 29.03.2021 Рассмотрена: 29.03.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
На нефтяных месторождениях очень много факторов, которые влияют на работу оборудования: начиная от конструкции скважины, заканчивая процессами, которые происходят в пласте и в стволе скважины. Со временем эти осложнения приводят к резкому снижению эффективности работы оборудования нефтяных месторождений. В связи с этим актуальными являются разработки по улучшению технологических показателей работы насосов и всей установки в целом. Для решения данной проблемы рассматривается метод машинного обучения. Машинное обучение позволяет обработать, интегрировать, преобразовать данные и оптимизировать анализ данных нефтяных скважин. Данный метод является новым научным подходом к решению задачи повышения эффективности режимов работы оборудования нефтяных месторождений на основе коэффициентов продуктивности скважин. В данной работе рассмотрен Восточный участок Чутырско-Киенгопского месторождения, на котором находится 26 добывающих и 13 нагнетательных скважин. Сформирована выборка, которая включает в себя такие переменные, как дебит добывающей скважины, пластовое давление добывающей скважины, забойное давление добывающей скважины, депрессия на пласт добывающей скважины, коэффициент продуктивности добывающей скважины и состояние насоса нагнетательной скважины. Данные переменные влияют на технологический процесс добычи нефти и оказывают взаимное влияние друг на друга. Рассмотрен алгоритм работы насосов нагнетательных скважин. Данные описаны, обработаны и подготовлены. Рассмотрено влияние коэффициента продуктивности добывающей скважины на работу насоса нагнетательной скважины. С помощью приложения Regression Learner в программе MATLAB обучена регрессионная модель, предсказывающая коэффициент продуктивности добывающих скважин с учетом влияющих параметров. Данная работа позволит определять допускаемые пределы уменьшения или увеличения параметров, которые не приводят к ухудшению показателей работы скважин и преждевременному выходу из строя насосов и других оборудований нефтяных месторождений. Ключевые слова: дебит скважины, добывающая скважина, забойное давление, коэффициент продуктивности скважины, машинное обучение, нагнетательная скважина, насос, пластовое давление, регрессионная модель.
Сведения об авторах:
Абдрафикова Филюза Федоиловна (Стерлитамак, Россия) – магистрант кафедры автоматизированных технологических и информационных систем, Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Стерлитамак (453118, г. Стерлитамак, Проспект Октября, 2, e-mail: filuja-a@rambler.ru). Муравьева Елена Александровна (Стерлитамак, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой автоматизированных технологических и информационных систем, Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Стерлитамак (453118, Шарипов Марсель Ильгизович (Стерлитамак, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры автоматизированных технологических и информационных систем, Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Стерлитамак. Список литературы:
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В СИСТЕМАХ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ М.С. Орехов, П.Ю. Сокольчик, С.И. Сташков Получена: 30.04.2021 Рассмотрена: 30.04.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Рассматривается возможность реализации функции резервирования в системах промышленной безопасности с использованием газоанализаторов. Состав системы промышленной безопасности на предприятиях химической и нефтегазоперерабатывающей направленности разнообразен и зависит от конкретных особенностей производства. Так, например, в состав таких систем могут входить подситемы мониторинга загазованности рабочих зон, направленного на предупреждение возникновения и развития аварийных ситуаций, превышения предельно допустимых концентраций, контроля взрывоопасных концентраций. Технические средства автоматизации, в частности газоанализаторы, обеспечивающие мониторинг загазованности рабочих зон, являются дорогостоящими и требуют сложного в организационном плане технического обслуживания. Этим обусловлено их небольшое количество на производстве, как правило, минимально необходимое для обеспечения технологического процесса в соответствии с нормативно-технической документацией. Для повышения надежности принятия решения по загазованности рабочих зон и сигнализации, достижения не только минимально опасной, но и других значений концентраций с целью повышения безопасности предлагается реализация функции взаимного резервирования газоанализаторов и расширение их функционала. Наиболее часто газоанализаторы, установленные на производстве, имеют выходной сигнал в виде порогового значения, установленного заводом-изготовителем на определенное значение, и непрерывного аналогового сигнала. Первый предназначен для сигнализации порогового значения (предельно допустимого значения концентрации в рабочей зоне), а второй – только в качестве дополнительной информации ввиду сильной нелинейности статической характеристики газоанализатора и его существенной погрешностью. Известен метод экспресс-градуировки газоанализаторов в динамическом режиме, позволяющий с высокой точностью определить реальную статическую характеристику газоанализатора. Это позволяет производить оценку загазованности рабочей зоны в широком диапазоне. Так, например, даже при достижении предельной допустимой концентрации в рабочей зоне можно сделать вывод о достижении иных пороговых значений, неопределяемых изначально. Рассмотрен пример конкретной реализации предложенного решения. Ключевые слова: система промышленной безопасности, газоанализ, предельно допустимые значения, статическая характеристика, повышение надежности, резервирование. Сведения об авторах:
Орехов Михаил Сергеевич (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: msorehov@pstu.ru). Сокольчик Павел Юрьевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: psokol@pstu.ru). Сташков Сергей Игоревич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: sergey.stashkov@pstu.ru). Список литературы: 1. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП. Проектирование и разработка: учеб. пособие: в 2 т. – 2-е изд., доп. и перераб. – Вологда: Инфра-Инженерия, 2018. – Т. 1. – 488 с. 2. Требования нормативных документов по применению сигнализаторов загазованности, газосигнализаторов и систем контроля загазованности, поверке и обслуживанию // Официальный сайт «Ростехнадзора». 2020. – URL: http://tehss.org/stati/64-normativmat (дата обращения: 25.04.2021). 3. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: проектирование и разработка: учеб.-практ. пособие: в 2 т. – Вологда: Инфра-Инженерия, 4. Воронич С.С. Экспресс-методы контроля загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах // Экологические системы и приборы. – 2011. – № 6. – С. 30–33. 5. Коренной В.В. Методы контроля уровня загазованности на объектах нефтегазовой отрасли // Инженерные и информационные технологии, экономика и менеджмент в промышленности: сб. науч. ст. / ООО «КОНВЕРТ». – Волгоград, 2020. – С. 238–239. 6. Новиков С.П., Свирепова М.C., Плуготаренко Н.К. Анализ данных отклика чувствительных элементов сенсоров газа в химически агрессивных средах // ММТТ-32: сб. тр. междунар. науч. конф. – Саратов: Изд-во СГТУ, 2019. – Т. 3. – С. 90–93. 7. Бояршинова А.С., Шумихин А.Г., Орехов М.С. Применение нейросетевых моделей при автоматизированном управлении сложными химико-технологическими системами // Ползуновский вестник. – 2012. – № 3-2. – С. 9–12. 8. Шумихин А.Г., Бояршинова А.С., Орехов М.С. Исследование алгоритмов нейросетевого управления динамическими режимами технологических объектов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2012. – № 14. – С. 71–78. 9. Орехов М.С., Шумихин А.Г. Применение тестовых методов повышения точности измерений промышленных автоматических газоанализаторов сигнализаторов // Вестник Пермского государственного технического 10. Шумихин А.Г., Орехов М.С. Экспресс-метод градуировки газоанализаторов // Измерение, контроль, информатизация: материалы 13-й междунар. науч.-техн. конф. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2012. – Т. 2. – С. 45–48. 11. Шумихин А.Г., Орехов М.С. Математическое моделирование при разработке экспресс-метода градуировки газоанализаторов // Математические методы в технике и технологиях: сб. тр. XXV междунар. науч. конф.: в 10 т. – Саратов: Изд-во СГТУ, 2012. – Т. 8. – С. 165–168. 12. Власов С.А., Орехов М.С. Применение математического моделирования при разработке алгоритмов управления автоматизированной лабораторной установки для калибровки газоанализаторов // Инновационные технологии: теория, инструменты, практика. – 2018. – Т. 1. – С. 183–186. 13. Газоанализатор универсальный ГАНК-4С. Руководство по эксплуатации. КПГУ.413322.002 РЭ. – М., 2015. 14. Шумихин А.Г., Орехов М.С. Метод экспресс-градуировки газоанализаторов в динамическом режиме // Ползуновский вестник. – 2013. – № 2. – С. 96–99. 15. Орехов М.С. Создание виртуального анализатора содержания серы в дизельном топливе на основе нейросетевых технологий // Химия. Экология. Урбанистика. – 2018. – Т. 8. – С. 749–752. 16. Новиков С.П., Плуготаренко Н.К. Алгоритмы обработки данных отклика чувствительных элементов сенсоров газа в химически агрессивных средах // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Приборостроение. – 2020. – № 4 (133). – С. 153–164. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СБОРА И ВОЗВРАТА КОНДЕНСАТА А.А. Югова, И.А. Вялых Получена: 00.00.0000 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
На нефтеперерабатываюших и других промышленных предприятиях широко используется пар в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах, источника энергии в исполнительных механизмах и устройствах. При использовании пар отдает свою энергию, при этом образуется конденсат, происходит снижение его давления. При правильной настройке паровых линий конденсат при остаточном давлении самотеком транспортируется обратно в котельные. Однако при модернизации, расширении котельного хозяйства и числа потребителей пара увеличивается длина коллекторов, трубопроводов, как следствие, растет гидравлическое сопротивление в магистралях. Поэтому в некоторых случаях возникает необходимость принудительной транспортировки (откачки) конденсата с технологических объектов (потребителей пара) в котельную. В данной статье рассматривается конденсатная станция 81-29 сбора и транспортировки конденсата ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез», предназначенная для приема конденсата от теплообменного оборудования с технологических установок и дальнейшего его перекачивания с помощью насосов обратно к производителям пара (котельную, ТЭЦ и т.п.), отделяя пар вторичного вскипания от жидкости. Поскольку на предприятии важно учитывать потребление тепловой и электроэнергии, появляется необходимость расчета материального баланса при транспортировке конденсата системой после потребления пара. В работе предложен алгоритм циклического управления конденсатными насосами станции 81-29, выполнена его реализация для контроллера в среде RSLinx на языке LD (релейной логики) для контроллера CompactLogix 1769 фирмы Allen Bradley. Разработан алгоритм расчета часового, суточного, месячного материального баланса. Для визуализации процесса управления и состояния оборудования конденсационной станции разработаны мнемосхемы в среде RSLogix. Ключевые слова: автоматизация, перекачка конденсата, Allen Bradley.
Сведения об авторах:
Югова Анна Андреевна (Пермь, Россия) – студент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: 99817youa@mail.ru). Вялых Илья Анатольевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств, Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: ilya.vyalyh@pstu.ru). Список литературы:
УСТРОЙСТВО И ТЕХНОЛОГИЯ ГУММИРОВАНИЯ ПРИВОДНЫХ ВАЛОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА В ХИМИЧЕСКОМ МАШИНОСТРОЕНИИ Н.Н. Анашкин, Е.Р. Мошев Получена: 30.04.2021 Рассмотрена: 30.04.2021 Опубликована: 17.06.2021 ![]() Аннотация:
Показана технология нанесения резиновых покрытий на ведущий вал ленточных транспортеров. Даны результаты анализа существующих методов гуммирования, определены их слабые стороны. На основании проведенной работы показано, что существующие методы нанесения могут быть использованы современными машиностроительными предприятиями, но нуждаются в доработке. На сегодняшний день конвейерное оборудование входит в список наиболее востребованных машин высокой производительности непрерывного действия, которые используются для транспортировки грузов не только в химической и пищевых сферах, но и во многих других промышленных отраслях. В зависимости от типа конструкции трасса ленточного конвейера может быть как наклонной, так и горизонтальной, как прямой, так и поворотной, но неизменным остается принцип передачи поступательного движения ленте от привода посредством движения замкнутой ленты поверхностью цилиндрического вала. Поэтому чем больше коэффициент трения между поверхностью ведущего вала и лентой, тем большую рабочую нагрузку конвейер сможет преодолеть. Качественное гуммирование – это важнейший фактор, который непосредственно обеспечивает не только надежную работу, но и высокое качество выпускаемой продукции. Однако при всех положительных качествах данный процесс в большинстве случаев сильно зависит не только от опыта специалистов, но и от технологии процесса и оборудования, на котором осуществляется способ нанесения покрытия. Поставлены и решены технические задачи исследования, имеющие конечной целью доработку существующей технологии обрезинивания валов жидкими смесями. В процессе выполнения работы получена оптимальная схема проведения этапов процесса, а также конструкция технологической оснастки для вертикального гуммирования. Ключевые слова: гуммирование, вертикальное гуммирование вала, приспособление для гуммирования, ленточные конвейеры. Сведения об авторах:
Анашкин Николай Николаевич (Пермь, Россия) – руководитель конструкторского бюро компании ООО «Белтпром конвейер» (614500, г. Пермь, Шоссе Космонавтов, 316/7, e-mail: tocross@yandex.ru). Мошев Евгений Рудольфович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, заведующий кафедрой оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: erm@pstu.ru). Список литературы: 1. Беляева М.А., Капленков П.П. Оптимизация функционирования поточно-механизированной линии по переработке мяса птицы // Пищевая промышленность. – 2016. – № 10. – С. 22–25. 2. Хабаров А.Н. Области применения спиральных конвейеров в пищевой промышленности // Современные инновации в науке и технике: сб. науч. тр. 6-й междунар. науч.-практ. конф. – Курск: Университетская книга, 2016. – С. 179–181. 3. Щулькин Л.П. Повышение эффективности работы ленточных и винтовых конвейеров на комбинате строительных материалов // Инженерный вестник Дона. – 2013. – № 4 (27). – С. 176. 4. Хачатрян С.А., Киборт А.Н. Экономическая эффективность применения многоприводных ленточных конвейеров // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2013. – № 3. – C. 385–389. 5. Юрченко В.М. Особенности совместной эксплуатации забойного оборудования и конвейерного транспорта // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2016. – № 9. – C. 165–171. 6. Королев А.М. Комплекс ленточных конвейеров для тарно-штучных грузов массой 50 кг // Достижения науки и техники АПК. – 2007. – № 6. – C. 47–48. 7. Рубцов Ю.В. Один из подходов технологии глубокой переработки древесины // Актуальные проблемы лесного комплекса. – 2007. – № 20. – C. 128–130. 8. Оборудование для компактирования техногенных материалов / М.В. Севостьянов, Т.Н. Ильина, И.А. Кузнецова, Е.А. Шкарпеткин, 9. Ефимов А.В., Иглин Ю.С., Соловей О.И. Утилизация теплоты уходящих газов энергетических установок // Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье: тез. докл. 23-й междунар. науч.-практ. конф. / под ред. Е.И. Сокол; Нац. техн. ун-т «Харьковский политехнический институт». – Харьков, 2015. – 263 с. 10. Редько С.Г., Морозова Е.В. Особенности имитационного моделирования стеклотарного производства // Современные проблемы науки и образования. – 2009. – № 5. – С. 121–126. 11. Волков Р.А., Гнутов В.К., Дьячков В.К. Конвейеры: справ. / под ред. Ю.А. Пертена. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. – 7 с. 12. Райхонов Ш.З. Работоспособность ленточных конвейеров в условиях эксплуатации // Вопросы науки и образования. – 2019. – № 4 (49). – С. 25–28. 13. Коррозионная стойкость оборудования химических производств: Способы защиты оборудования от коррозии / под ред. Б.В. Строкана, 14. РД 24.023.52–90. Изделия химического машиностроения. Гуммирование. Типовой технологический процесс. – М., 1990. 15. Уик Ч. Обработка металлов без снятия стружки / под ред. А.Ф. Нистратова. – М.: Мир, 1965. – 117 с. 16. Гуммированные детали машин / под ред. Н.С. Пенкина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2013. – 248 с. 17. Пенкин Н.С., Пенкин А.Н., Сербин В.М. Основы трибологии и триботехники: учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 2008. – 208 с.
| ||