Ванадий является важным металлом в жизни современного человека. Основной промышленный продукт, в состав которого входит ванадий, – это пентаоксид диванадия V2O5. В основном он применяется в черной металлургии, а также в химической промышленности, цветной металлургии и авиакосмической отрасли промышленности. В ходе промышленного получения пентаоксида диванадия из металлургических шлаков образуются твердые отходы, в том числе отходы после стадии нейтрализации промышленных стоков ванадиевого производства, которые в течение длительного времени хранятся в отвалах промышленных зон предприятий, что оказывает негативное воздействие на окружающую среду, почву и воду.

Указанные отходы могут выступать в качестве альтернативных сырьевых источников для получения ванадийсодержащих продуктов. Способ переработки отходов определяется химическим составом отхода и начальным содержанием соединений ванадия. В данной работе рассмотрен процесс термической обработки ванадийсодержащего отхода, образующегося при нейтрализации стоков производства пентаоксида диванадия из конвертерных шлаков по содовой технологии на АО «Чусовской металлургический завод». Определен химический и фазовый состав отхода. Проведены лабораторные исследования процесса термической обработки с целью определения оптимальной температуры и продолжительности процесса. Установлен химический и фазовый состав материалов после термической обработки. Выявлено, что в процессе термической обработки степень перехода ванадия в растворимые соединения увеличивается и при оптимальных условиях достигает 73,4 %.
По данным рентгеноспектрального анализа установлено, что в процессе термообработки ванадий частично переходит из основной фазы в фазу гипса.

Ключевые слова: ванадийсодержащий отход, термическая обработка, пятиокись ванадия.

Сажина Мария Михайловна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29;
e-mail: sazhina-mm@yandex.ru).

Данилов Николай Федорович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, академик Академии технологических наук РФ и МАТН, доцент кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: super.dan51@yandex.ru).

Пойлов Владимир Зотович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: vladimirpoilov@mail.ru).

1. Гунько И.М., Червоный И.Ф., Егоров С.Г. Анализ техногенных источников и технологических схем производства пентаоксида ванадия // Збiрник наук. праць. – 2011. – Вип. 25. – С. 59–67.
2. Курмаев Р.Х. О твердых, жидких и аэрозольных отходах в производстве технической пятиокиси ванадия // Химия и технология ванадиевых соединений. Материалы Первого Всесоюзного совещания по химии технологии и применению соединений ванадия (Пермь, 1972). – Пермь: Перм. кн. изд-во, 1974. – С. 43–46.
3. Phase evolutions, microstructure and reaction mechanism during calcification roasting of high chromium vanadium slag / T. Jiang, J. Wen, M. Zhou, X.X. Xue // J Alloys Compd. – 2018. – № 742. – P. 402. DOI: 10.1016/J.JALLCOM.2018.01.201
4. Oxidation process of low-grade vanadium slag in presence of Na2CO3 / X.S. Li, B. Xie, G.E. Wang, X.J. Li // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. – 2011. – Vol. 21, no. 8. – P. 1860. DOI:10.1016/S1003-6326(11)60942-4
5. Asynchronous extraction of vanadium and chromium from vanadium slag by stepwise sodium roasting–water leaching / H.Y. Li, H.X. Fang, K. Wang, W. Zhou, Z. Yang, X.M. Yan, W.S. Ge, Q.W. Li, B. Xie // Hydrometallurgy. – 2015. – № 156. – P. 124. DOI:10.1016/j.hydromet.2015.06.003
6. Highly efficient utilization of hazardous vanadium extraction tailings containing high chromium concentrations by carbothermic reduction / G. Wang, J. Diao, L. Liu, M. Li, H.Y. Li, G. Li, B. Xie // J. Cleaner Prod. – 2019. – № 237. – art. No. 117832. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.117832
7. Recovery of tailings from the vanadium extraction process by carbothermic reduction method: Thermodynamic, experimental and hazardous potential assessment / J.Y. Xiang, Q.Y. Huang, W. Lv, G.S. Pei, X.W. Lv, C.G. Bai // J. Hazard. Mater. – 2018. – No. 357. – P. 128. DOI:10.1016/j.jhazmat.2018.05.064
8. Novel strategy for green comprehensive utilization of vanadium slagwith high-content chromium ACS Sustainable / G. Wang, M.M. Lin, J. Diao, H.Y. Li, B. Xie, G. Li // Chem. Eng. – 2019. – No. 7 (21). – P. 18133. DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b05226
9. Leaching of vanadium from vanadium-containing residue by NaOH sub-molten Salt, Chin / L. Li, D.H. Chen, R.G. Bai, S.L. Zheng, D.U. Hao, S.N. Wang, Z. Yi // J. Process Eng. – 2011. – Vol. 11. – P. 747–754.
10. Vanadium recovery from extracted vanadium residue by atmospheric pressure acid leaching / G. Fan, C. Wei, H.W. Ge, M.T. Li, Z.G. Deng, C.X. Li // Nonferrous Met. – 2010. – No. 62 (4). – P. 65–68.
11. Pathbreaking experimentation study of a new leaching technology of extracted vanadium residue by acid leaching under oxygenpressure / H.W. Ge, C. Wei, G. Fan, M.T. Li, Z.G. Deng, C.X. Li // Shangxi Metall. – 2008. – No. 6. – P. 17–19.
12. Способ извлечения ванадия: пат. 2193072 Рос. Федерация / Тарабрин Г.К., Рабинович Е.М., Бирюкова В.А., Сухов Л.Л., Чернявский Г.С., Кузьмичев С.Е., Рабинович М.Е., Шаповалов А.С., Выговская И.В., Полищук А.В., Савостьянов В.С.; заявитель ОАО «Ванадий-Тула». – № 2001132272/02; опубл. 20.11.2002, Бюл. № 32.
13. Способ переработки ванадийсодержащих конвертерных шлаков: пат. 2230128 Рос. Федерация / Данилов Н.Ф., Вдовин В.В., Карпов А.А., Каменских А.А., Кудряшов В.П. – № 2003109343/02; заявл. 03.04.2003; опубл. 10.06.2004, Бюл. № 16.
14. Выговская И.В. Разработка физико-химических основ и технологии утилизации техногенных ванадийсодержащих отходов в известково-сернокислотном производстве пентаоксида диванадия: дис. … канд. техн. наук. – Тула, 2002. – 208 с.
15. Кологриева У.А., Почтарев А.Н. Разработка сернокислотной технологии переработки шламов гидрометаллургического производства пентаоксида ванадия // Проблемы черной металлургии и материаловедения. – 2015. – № 4. – С. 63–67.
16. Способ переработки ванадийсодержащих отходов производства: пат. 2201986 Рос. Федерация / Кудрявский Ю.П., Трапезников Ю.Ф., Казанцев В.П., Стрелков В.В., Анашкин В.С., Беккер В.Ф.; патентообладатель: ООО Научно-производственная экологическая фирма «ЭКО-технология». – № 2001116303/02; опубл. 10.04.2003, Бюл. № 10.
17. Способ переработки ванадиевого промпродукта: пат. 2175358 Рос. Федерация / Кудрявский Ю.П., Потеха С.И., Фиртов Г.А., Трапезников Ю.Ф., Шундиков Н.А.; патентообладатель: ОАО «АВИСМА титано-магниевый комбинат». – № 2000123025/02; опубл. 27.10.2001, Бюл. № 30.
18. Способ переработки медно-ванадиевых отход процесса очистки тетрахлорида титана: пат. 2528610 Рос. Федерация / Тетерин В.В., Черезова Л.А., Рымкевич Д.А., Бездоля И.Н., Танкеев А.Б.; патентообладатель: ОАО «Копорация ВСМПО-АВИСМА». – № 2013117780/02; опубл. 20.09.2014, Бюл. № 26.
19. Сажина М.М., Данилов Н.Ф., Пойлов В.З. Методология переработки химических отходов производства пентаоксида диванадия // Химия. Экология. Урбанистика. – 2020. – Т. 4. – С. 148–151.
20. Комплексная переработка ванадиевого сырья: химия и технология / В.Г. Мизин [и др.] / УрО РАН; Ин-т химии твердого тела. – Екатеринбург: [б. и.], 2005. – 415 с.
21. Аналитическая химия ванадия / В.Н. Музгин, Л.Б. Хамзина, В.Л. Золотавин, И.Я. Безруков. – М.: Наука, 1981. – 216 с.

Для оценки концентрации углеводородных газов ряда метана используют газовые датчики, среди которых наиболее простыми являются термокаталитические датчики, в которых протекает каталитическая реакция горения газа с последующим определением температуры каталитического микроэлемента. В таких датчиках для определения усредненной температуры чувствительного элемента используется терморезистор, роль которого часто исполняет спираль из инертного металла – платины, встроенная внутрь пористого керамического элемента, содержащего катализатор в коллоидном состоянии. Обычно применяется пара чувствительных элементов, причем один из них не содержит катализатора и является пассивным элементом сравнения.

Важнейшим параметром термокаталитических датчиков является чувствительность. Разработано множество способов ее повышения, однако все они обладают определенными ограничениями, в связи с чем разработки по повышению чувствительности термокаталитического датчика остаются актуальными. Величина сигнала и, как следствие, чувствительность термокаталитического датчика зависят от средней температуры измерительного (активного) пеллистора при протекании реакции горения, поэтому дополнительное повышение его температуры относительно сравнительного (пассивного) датчика приводит к увеличению амплитуды сигнала. В связи с этим достаточно перспективным способом может стать нанесение на керамический элемент слоя теплоизоляции, поскольку такой метод не требует серьезных капиталовложений и изменений конструкции датчика.

В данной работе впервые представлена возможность повышения чувствительности датчика за счет покрытия слоем инертной теплоизоляции. Показана зависимость чувствительности датчика от толщины теплоизоляционного слоя. Рассчитана математическая модель термокаталитического датчика со слоем теплоизоляции, в этой модели проведены расчеты по определению необходимой толщины теплоизоляции. Показано положительное влияние теплоизоляции на величину сигнала датчика и, как следствие, его чувствительность. Результаты математической модели подтверждены практическим экспериментом.

Ключевые слова: керамика, газовый датчик, термокаталитический датчик, теплоизолирующий слой, чувствительность датчика.

Пунькаев Вячеслав Викторович (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29;
e-mail: punkaev96@mail.ru).

Углев Николай Павлович – кандитат химических наук, доцент кафедры «Химические технологиий» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: ouglev2014@gmail.com).

1. Рязанов А.В., Докичев А.Н. Чувствительные элементы на основе литого микропровода // Датчики и системы. – 2007. – №11. – С. 42–45.

2. Лашков А.В. О влиянии неравномерного нагрева линейки термокаталитических датчиков на распознавание газовых смесей // Вестник СГТУ. – 2013. – № 1 (69). – С. 39–43.

3. Дрейзин В.Э., Брежнева Е.О., Бондарь О.Г. Моделирование каталитического датчика водорода // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2011. – Ч. 1, № 5 (38). – С. 69–76.

4. Бондарь О.Г., Брежнева Е.О. Повышение эффективности измерений концентрации горючих газов термокаталитическим датчиком // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2019. – № 24 (1). – С. 189–205.

5. Chansin G., Pugh D. Environmental gas sensors 2017–2027. – Cambridge, UK: CISION, 2017. – 166 p.

6. Somov A., Baranov A., Spirjakin D. A wireless sensor-actuator system for hazardous gases detection and control // Sensors and Actuators A: Physical. – 2014. – Vol. 210. – P. 157–164.

7. Пат. 2544358C2 Рос. Федерация. Способ измерения довзрывных концентраций горючих газов воздухе / Карпова Е.Е., Миронов С.М., Сучков А.А., Карпов Е.Е., Карпов Е.Ф. – № 2013130480/28; заявл. 04.07.2013; опубл. 20.03.2015, Бюл. № 8.

8. Пат. 2210762C2 Рос. Федерация. Способ измерения концентрации метана термохимическим (термокаталитическим) датчиком / Карпов Е.Ф., Харламочкин Е.С., Карпов Е.Е., Сучков А.А.; заявитель ООО «Научно-технический центр измерительных газочувствительных датчиков». –
№ 2001124017/28; опубл. 20.08.2003, Бюл. № 23.

9. Пат. 2698936 Рос. Федерация. Способ измерения концентрации газа каталитическим датчиком / Бондарь О.Г., Брежнева Е.О. – № 2018147099; заявл. 28.12.2018; опубл. 02.09.2019, Бюл. № 25.

10. Пат. 2304278 Рос. Федерация. Способ стабилизации параметров микронагревателя измерительного элемента газового датчика и устройство для его осуществления / Гогиш-Клушин С.Ю., Ельчанин А.В., Харитонов Д.Ю. – № 2006110152/28; заявл. 30.03.2006; опубл. 10.08.2007, Бюл. № 22.

11. Пат. 2593527C1 Рос. Федерация. Планарный термокаталитический сенсор горючих газов и паров / Карпов Е.Е., Карелин А.П., Сучков А.А., Росляков И.В., Колесник И.В., Напольский К.С. – № 2015116151/28; заявл. 29.04.2015; опубл. 10.08.2016, Бюл. № 22.

12. Жоров Ю.М. Моделирование физико-химических процессов нефтепереработки и нефтехимии. – М.: Химия, 1978. – 376 с.

13. Углев Н.П., Черепанова М.В. Процессы тепломассопереноса в гетерогенных системах. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2019. – 88 с.

14. Математическое моделирование и оптимизация химико-технологи­ческих процессов: практ. рук. / В.А. Холоднов, В.П. Дьяконов, Е.Н. Иванова, Л.С. Кирьянова. – СПб.: Профессионал, 2003. – 480 с.

15. Володин В.М., Бутусов О.Б., Добролюбов Г.В. Алгоритмизация и программирование инженерных задач средствами МАТКАДА: учеб. пособие / МГУ-ИЭ. – М., 2000. – 185 с.

Исследовано изменение состава жидкой и твердой фаз в системе K2SO4–H3PO4–Ca(OH)2–H2O при прямом (к раствору, содержащему Н3РО4 и K2SO4, прибавляется 25%-я суспензия Са(ОН)2) и обратном (к 25%-й суспензии Са(ОН)2 прибавляется раствор, содержащий Н3РО4 и K2SO4) смешении реагентов в области температур
40–80 °С. Показано, что при прямом смешении реагентов по мере увеличения рН до 2,0–4,0, степень осаждения Са2+ в зависимости от температуры снижается с 74–92 до 70–86 %, что обусловлено образованием более растворимого Са(Н2РО4)2. При этом степень осаждения SO42–-анионов в результате образования осадка, состоящего из K2SO4·CaSO4·2H2O, K2SO4·5CaSO4·2H2O и CaSO4·nH2O (n = 0, 2), повышается с 73–83 до 78–85 %. С увеличением рН более 4,0 происходит нейтрализация ортофосфорной кислоты по второй и третьей ступеням и выпадение осадка, состоящего из СаНРО4 и Са3(РО4)2. В результате этого степень осаждения Са2+ повышается до 90–99 %, а степень осаждения SO42–-анионов вследствие распада двойных солей сульфата калия и кальция и насыщения жидкой фазы по K2SO4 снижается до 20–60 %. При обратном смешении реагентов по мере снижения рН происходит выпадение осадка Са3(РО4)2 и взаимодействие его с ортофосфорной кислотой с образованием гидро- и дигидрофосфатов кальция. В результате этого степень осаждения Са2+ понижается со 100
до 92 %. При этом степень осаждения SO42–-анионов вследствие образования K2SO4·CaSO4·2H2O, K2SO4·5CaSO4·2H2O и CaSO4·nH2O (n = 0, 2) повышается с 16 до
84 %. Отмечено, что при повышении температуры с 40 до 80 °С происходит сужение области молярных соотношений Са(ОН)2/Н3РО4 и рН, отвечающих нейтрализации ортофосфорной кислоты по трем ступеням.

Ключевые слова: получение дигидрофосфата калия, осаждение сульфата кальция, нейтрализация ортофосфорной кислоты.

Сумич Андрей Иванович (Минск, Беларусь) – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории минеральных удобрений ГНУ «Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси» (220072, Республика Беларусь, г. Минск, ул.Сурганова, 9/1,
e-mail: sumich.andrey@gmail.com).

Шевчук Вячеслав Владимирович (Минск, Беларусь) – доктор технических наук, доцент, заведующий лабораторией минеральных удобрений ГНУ «Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси» (220072, Республика Беларусь, г. Минск, ул. Сурганова, 9/1,
e-mail: shevchukslava@rambler.ru).

Медведева Наталья Дмитриевна (Минск, Беларусь) – научный сотрудник лаборатории минеральных удобрений ГНУ «Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси» (220072, Республика Беларусь, г. Минск, ул. Сурганова, 9/1, e-mail: nataly71@mail.ru).

Сак Кирилл Викторович (Минск, Беларусь) – младший научный сотрудник лаборатории минеральных удобрений ГНУ «Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси» (220072, Республика Беларусь, г. Минск, ул. Сурганова, 9/1, e-mail: sa4ela@gmail.com).

Соколова Татьяна Петровна (Минск, Беларусь) – младший научный сотрудник лаборатории минеральных удобрений ГНУ «Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси» (220072, Республика Беларусь, г. Минск, ул. Сурганова, 9/1, e-mail: sokol2tatiana@yandex.by).

1. Дормешкин О.Б., Воробьев Н.И., Шатило В.И. Безотходный технологический процесс получения бесхлорного водорастворимого комплексного удобрения на основе фосфата калия // Химическая технология. – 2014. – Т. 15, № 6. – C. 324–333.

2. Jančaitiene K., Šlikšiene R. Influence of the molar ratio of basic materials and temperature on production of potassium dihydrophosphate // Chemija. – 2014. – Vol. 25, no. 2. – P. 89–95.

3. Jančaitiene K. Sustainable technology of potassium dihydrogen phosphate production and liquid waste recovery: summary of doctoral dissertation. Technological Sciences, chemical engineering (05T) / Kaunas University of Technology. – Kaunas, 2017. – 36 p.

4. Process for the manufacture of monopotassium phosphate: pat. 4836995 USA, C01B25/30; C01B25/46; (IPC1-7): C01B15/16; C01B25/26 / Haifa Chemicals Ltd. (Haifa, IL), Manor Shalom, Pipko Grigori, Langham Adrian, Friedman Nitza, Steiner Amalia; application date 23.11.1988; publication date 06.06.1989.

5. Production process for producing food-grade monopotassium phosphate and dipotassium phosphate from phosphorite: pat. CN 107352522A, C01B25/30; C01B25/32 / LUFENG TIANBAO PHOSPHORUS CHEMICAL CO LTD, Su Yu, Zhou Rongchao, Zhou Rongmin, Peng Qiming; application date 18.07.2017; publication date 17.11.2017.

6. Monopotassium phosphate production method: pat. CN 106744764A, C01B25/30 / UNIV EAST CHINA SCIENCE & TECH; LOMON LAND AGRICULTURE CO LTD, Chen Kui, Zhou Xiaokui, Fang Wenhua, Wen Jun, Chen Xiang, Zhu Jiawen; application date 15.11.2016; publication date 31.05.2017.

7. Process for the manufacture of monopotassium phosphate: pat. 1326753 Canada, IPC C 01 B 25/30, C 01 B 25/301 / Menachem Bar-On, Alexander Iosef; application date 11.06.1986 ; publication date 08.02.1994.

8. Fertilizing composition and process for its preparation: pat. 128837 Israel, IPC C 05 B 11/04 / Rotem Amfert Negev LTD ; application date 04.03.1999 ; publication date 31.10.2001.

9. Method for preparing monopotassium phosphate with co-production of potassium-ammonium dihydrogen phosphate: pat. 108117054 China, IPC C 01 B 25/30, C 01 B 25/45, C 05 B 7/00 / Zhang Xiaoyan, Xiao Linbo, Dou Dejun, Jin Yanfeng, Liao Qishi; Hubei Sanning Chemical Industry Co., LTD; application date 18.12.2017; publication date 05.06.2018. LTD; application date 18.12.2017; publication date 05.06.2018.

10. Справочник по растворимости: в 3 т. / Всесоюз. ин-т науч.-техн. информ. АН СССР. – Л.; М.: (б. и.), 1961 – 1670. – Т. 3: Тройные и многокомпонентные системы, образованные неорганическими веществами. – Кн. 1. – Л.: Наука, 1969. – 347 с.

11. Цитович И.К. Курс аналитической химии: учеб. – 8-е изд., стер. – СПб.: Лань, 2004. – 496 с.

12. Медведева А.П., Мазель М.И. О применении комплексонометрического определения сульфат-иона при анализе калийных солей и продуктов их переработки // Вестн. Акад. наук БССР. Сер. физ-техн. наук. – 1961. – № 4. – С. 83–87.

13. Алексеев В.Н. Количественный анализ / под ред. П.К. Агасяна. – Изд. 4-е, перераб. – М.: Химия, 1972. – 504 с.

14. Методы анализа и контроля производства серной кислоты и суперфосфата / под ред. Б.В. Михальчука. – М.: Госхимиздат, 1955. – 144 с.

15. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. – 4-е изд. – М.: Химия, 1971. – 456 с.

В машиностроении широко используются различные сплавы на основе свинца с добавками сурьмы, олова и прочих элементов, которые называются баббитами. Они отличаются легкоплавкостью и сравнительно невысокой стоимостью. Также легированные свинцовые сплавы обладают высокими антифрикционными свойствами, что дает возможность использовать их в производстве деталей и механизмов, работающих в критериях трения и скольжения. Основное преимущество свинцовых баббитов – это невысокая стоимость, которая часто является основным критерием при выборе металла для решения определенных целей. Отличная устойчивость к коррозии позволяет использовать эти виды баббитов в условиях повышенной влажности и даже в воде.

Коррозия металлов считается одной из главных проблем безотказной работы любого механизма. Из-за сброса химических веществ в окружающую среду детали машин подвергаются коррозионному воздействию. Одним из способов защиты от такой активности является применение новых сплавов на основе свинца.

В работе приведены результаты экспериментального исследования анодного поведения свинцового баббита БК (PbSb15Sn10К) в среде электролита NACl, модифицированного калием от 0,01 до 1,0 мас. %. Показано, что добавки калия уменьшают скорость коррозии исходного сплава PbSb15Sn10 на 15 %. С ростом концентрации калия в электролите NACl потенциалы коррозии, питтингообразования и репассивации смещаются в положительную область значений. С ростом концентрации хлорид-иона в электролите NACl увеличивается скорость коррозии сплавов, что сопровождается основных смещением в отрицательную область электрохимических потенциалов сплавов.

Ключевые слова: антифрикционный материал, свинцовый баббит БК (PbSb15Sn10К), калий, электролит NACl, анодное поведение, потенциостатический метод, коррозионная стойкость.

Ганиев Изатулло Наврузович (г. Душанбе, Таджикистан) – академик, доктор химических наук, профессор кафедры «Технология химического
производства», Таджикский технический университет имени академика
М.С. Осими (734042, Республика Таджикистан, г. Душанбе, пр. Академиков Раджабовых, 10, e-mail: ganiev48@mail.ru).

Ходжаназаров Хайрулло Махмудхонович (г. Душанбе, Таджикистан) – старший преподаватель кафедры «Технология, машины и оборудование полиграфического производства», Таджикский технический университет имени академика М.С. Осими (734042, Республика Таджикистан, г. Душанбе,
пр. Академиков Раджабовых, 10; e-mail: khayrullo.khodzhanazarov@bk.ru).

Ходжаев Фируз Камолович (г. Душанбе, Таджикистан) – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Металлургия», Таджикский технический университет имени академика М.С. Осими (734042, Республика Таджикистан, г. Душанбе, пр. Академиков Раджабовых, 10; e-mail: firuz1083@mail.ru).

Одиназода Хайдар Одина (г. Душанбе, Таджикистан) – член-корреспон­дент Национальной академии наук Таджикистана, доктор технических наук, профессор кафедры «Материаловедение, металлургические машины и оборудование», Таджикский технический университет имени академика М.С. Осими (734042, Республика Таджикистан, г. Душанбе, пр. Академиков Раджабовых, 10; e-mail: odhaidar@mail.ru).

1. Александров В.М. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учеб. пособие. – Ч. 1. Материаловедение / Северный (Арктический) федер. ун-т. – Архангельск, 2015. – 327 с.
2. Лужникова Л.П. Материалы в машиностроении. – Т. 1. Цветные металлы и сплавы. – М., 1967. – 287 с.
3. Фильченков А.С., Грицай П.В., Иванов Г.В. Влияние химического состава на газонасыщенность и образование дефектов вспучивания переплава баббита БК2 // Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании: сб. науч. тр. по материалам междунар. науч.-практ. конф. – 2006. – Т. 3, № 3. – С. 19–24.
4. Легирование расплава подшипников скольжения на основе баббита / В.К. Шелег, М.А. Леванцевич, Е.В. Пилипчук, М.А. Кравчук, И.А. Богданович, Т.Я. Богданова // Наука и техника. – 2020. – Т. 19, № 6. – С. 475–479.
5. Зернин М.В., Яковлев А.В. К исследованию усталостной долговечности баббитового слоя тяжелонагруженных подшипников скольжения // Заводская лаборатория. – 1997. – № 11. – С. 39–47.
6. Потенциал свободной коррозии сплавов системы Pb-Sn, в среде электролита NaCl / Х.П. Наврузов, И.Н. Ганиев, Х. Амонулло, Б.Б. Эшов, Н.М. Муллоева // Химия. Экология. Урбанистика. – 2021. – Т. 2021-1. – С. 415–419.
7. Анодное поведение сплавов системы Pb-Cd в среде электролита NaCl / Х.П. Наврузов, И.Н. Ганиев, Х. Aмoнулло, Б.Б. Эшов, Н.М. Муллоева // Вестник Технологического университета. – 2020. – Т. 23, № 8. – С. 54–58.
8. Анодное поведение свинцового сплава ССу3 с кадмием в среде электролита NaCl / И.Н. Ганиев, М.С. Аминбекова, Б.Б. Эшов, У.Ш. Якубов, Н.М. Муллоева // Вестник Технологического университета. – 2019. – Т. 22, № 1. – С. 42–46.
9. Влияние щелочно-земельных металлов на анодное поведение сплава Ссу3 в нейтральной среде электролита NaCl / И.Н. Ганиев, О.Х. Ниезов, Н.М. Муллоева, Б.Б. Эшов // Литье и металлургия. – 2018. – № 1 (90). – С. 84–89.
10. Потенциодинамическое исследование сплава ССу3, легированного кальцием в среде электролита NaCl / О.Х. Ниезов, И.Н. Ганиев, Н.М. Муллоева, С.У. Худойбердизода // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. – 2018. – № 1 (23). – С. 37–41.
11. Хайдаров А.М., Эшов Б.Б., Ганиев И.Н. Анодное поведение сплавов системы Pb-Bi в среде электролита NaCl // Политехнический вестник. Инженерные исследования. – 2018. – № 2 (42). – С. 62–65.
12. Ходжаназаров Х.М., Ганиев И.Н., Ходжаев Ф.К. Анодное поведение свинцового баббита PbSb15Sn10 с натрием, в среде электролита 3%-ного NaCl // Современные проблемы металлургической промышленности: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Душанбе, 2021. – С. 59–63.
13. Ходжаназаров Х.М., Ганиев И.Н., Ходжаев Ф.К. Влияние добавок лития на коррозионно-электрохимические свойства свинцового баббита PbSb15Sn10 в среде электролита 0,03%-ного NaCl // Современные проблемы металлургической промышленности: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Душанбе, 2021. – С. 138–142.
14. Влияние добавок свинца на анодное поведение проводникового алюминиевого сплава AlMgSi в среде электролита NaCl / И.Н. Ганиев, А.П. Абулаков, Дж.Х. Джайлоев, Н.И. Ганиева, У.Ш. Якубов // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1: Естественные и технические науки. – 2020. – № 2. – С. 109–113.
15. Потенциодинамическое исследование сплавов свинца с теллуром, в среде электролита / С.У. Худойбердизода, И.Н. Ганиев, Н.М. Муллоева, Д.Х. Джайлоев, У.Ш. Якубов // Вестник Таджикского национального университета. Серия естественных наук. – 2020. – № 2. – С. 238–245.
16. Муллоева Н.М., Ганиев И.Н., Обидов Ф.У. Повышение анодной устойчивости свинца легированием щелочно-земельными металлами: моногр. – Lambert Academic Publishing, 2012. – 84 с.

Растущая обеспокоенность последствиями изменения климата обращает внимание ученых и практиков на источники и эффективность производства и потребления энергии. Сегодня на промышленность приходится около одной трети всего энергопотребления, это больше, чем на любой другой сектор экономики, и ожидается, что потребление энергии вырастет примерно на 11 % (0,4 % в год) в течение следующих 25 лет. Как известно, нефть является основным источником глобального спроса на энергию и ключевым компонентом транспортного топлива.
В 2020 г. на нефть приходилось 34 % мирового потребления энергии и 36 % глобальных выбросов парниковых газов, в то время как транспортный сектор в США и ЕС потреблял 71 и 62 % от общего объема нефтепродуктов соответственно. В данном контексте вопросы соблюдения экологических стандартов, снижения уровня энергопотребления нефтеперерабатывающими заводами приобретают особую актуальность и значимость. С учетом вышеизложенного цель статьи заключается в рассмотрении перспективных путей повышения энергоэффективности установки первичной переработки нефти. Для достижения поставленной цели в работе использовался широкий инструментарий научного анализа, базирующийся на комплексном подходе и оптимальном сочетании различных методов, способов и приемов. В частности, нашел свое применение метод индукции и дедукции, сравнения, прогнозирования, систематизации, обобщения и моделирования. В ходе проведенного исследования было рассмотрено три перспективных подхода повышения энергоэффективности нефтеперерабатывающих предприятий: замена теплообменного оборудования на более прогрессивное и совершенное, пинч-анализ, а также нагрев с прямым впрыском горячей струи и использованием гидронагревателя. Полученные результаты имеют практическую ценность, так как могут быть использованы на предприятиях, изготавливающих различные продукты нефтепереработки.

Ключевые слова: энергия, эффективность, предприятие, нефть, переработка, этанол, конденсат, теплообменник.

Кожун Артем Сергеевич (Уфа, Россия) – магистр 2-го курса, кафедра «Технологии нефти и газа», Уфимский государственный нефтяной технический университет (450064, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; e-mail: ne-123@mail.ru).

Валитова Диана Рафаэлевна (Уфа, Россия) – магистр 2-го курса,
кафедра «Технологии нефти и газа», Уфимский государственный нефтяной технический университет (450064, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; e-mail: v25diana@mail.ru).

Хафизов Айдар Рифович (Уфа, Россия) – магистр 2-го курса, кафедра «Технологии нефти и газа», Уфимский государственный нефтяной технический университет (450064, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; e-mail: xafizov98@list.ru).

Сафутдинова Ульяна Ильфритовна (Уфа, Россия) – магистр 2-го курса, кафедра «Технологии нефти и газа», Уфимский государственный нефтяной технический университет (450064, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; e-mail: ulianasafutdinova@yandex.ru).

1. Zhao Fu. Assessment of efficiency improvement and emission mitigation potentials in China's petroleum refining industry // Journal of cleaner production. – 2021. – Vol. 280, no. P2. – Р. 113–117.
2. Lim Chansu. An analysis of the efficiency of the oil refining industry in the OECD countries // Energy policy. – 2020. – Vol. 142. – Р. 89–95.
3. Родин С.С. Совершенствование технологии получения высоковязких масел с помощью эффективного перераспределения энергетических ресурсов // Тонкие химические технологии. – 2020. – Т. 15, № 1. – С. 37–45.
4. Jia Feng-Rui. Paraffin-based crude oil refining process unit-level energy consumption and CO2 emissions in China // Journal of cleaner production. – 2020. – Vol. 255. – Р. 231–243.
5. Канищев М.В., Мешалкин В.П., Ульев Л.М. Определение энергоэффективности установки первичной переработки нефти // Территория Нефтегаз. – 2019. – № 7-8. – С. 80–92.
6. Овчинников К.А., Першина К.В. Повышение энергоэффективности технологических схем с применением трубчатых печей при подготовке нефти // PROнефть. Профессионально о нефти. – 2021. – Т. 6, № 1. – С. 59–63.
7. Васильева Е.К. Анализ практики повышения энергоэффективности в нефтедобыче // Академия педагогических идей Новация. Серия: Научный поиск. – 2020. – № 1. – С. 40–43.
8. Лядов А.С., Короленко И.А. Энергоменеджмент в производственных процессах переработки нефти: европейский подход // Главный энергетик. – 2021. – № 9. – С. 40–45.
9. Abdeev Eldar. Development of energy-efficient techniques and technology for environmentally friendly microwave processing of oil sludge // IOP conference series. Earth and environmental science. – 2020. – Vol. 578. – Р. 16–21.
10. Alternative integration strategies for simultaneous energy recovery and separation of oil sands pyrolysis products / Zhang Zisheng [et al.] // Fuel. – 2019. – Vol. 249. – P. 400–410.
11. Табачникова Т.В., Юмалин А.В., Швецкова Л.В. Автоматизированные системы мониторинга и технического диагностирования как перспективы электротехнического развития в нефтегазовой отрасли // Ашировские чтения. – 2019. – Т. 1, № 1 (11). – С. 369–373.
12. Stephen A. Roosa. International solutions to sustainable energy, policies and applications. – Lilburn: Fairmont, 2020. – 278 р.
13. Ian C. Kemp, Jeng Shiun Lim. Pinch analysis for energy and carbon footprint reduction: user guide to process integration for the efficient use of energy. – Amsterdam: Butterworth-Heinemann, 2020. – 143 р.
14. Юшкова Е.А. Структурная оптимизация эксергетическим пинч-анализом // Энергобезопасность и энергосбережение. – 2020. – № 5. – С. 37–41.
15. Скворцов С.А., Косицына С.С. Оптимизация технологических потоков установки первичной переработки нефти с целью повышения энергоэффективности НПЗ // Научно-практические исследования. – 2020. – № 5–9 (28). – С. 77–78.

Изучены некоторые молекулярные свойства новых производных 2-арилокси-N-алкилэтанаминов, находящихся на стадии планирования химического синтеза. С помощью веб-ресурса chemicalize.org определен ряд показателей: молекулярная масса, коэффициент распределения в системе октанол–вода (log P), площадь полярной поверхности, количество акцепторов водородной связи, количество доноров водородной связи, количество вращающихся связей, соответствие «правилу пяти» Липинского, фильтрам Muegge и Veber, lead likeness, биодоступность. Установлено, что все исследуемые соединения удовлетворяют «правилу пяти» Липинского по следующим параметрам: молекулярная масса ≤ 500; количество акцепторов водородной связи (не более 10 атомов кислорода и азота); количество доноров водородной связи (не более 5 атомов кислорода и азота с одним или двумя атомами водорода);
log P < 5. Обнаружено, что площадь полярной поверхности для производных
2-арилокси-N-алкилэтанаминов варьирут в пределах 25,48–51,8, молекулярная масса соединений 187,7–313,6 г/моль, количество доноров водородной связи составляет
1–2, количество акцепторов водородной связи 1–2, коэффициент распределения в системе октанол–вода (log P) изменяется от 0,461 до 2,380. Определено, что количество вращающихся связей исследуемых веществ изменяется от 4 до 5. Полученные данные о молекулярных свойствах соединений могут быть использованы при целенаправленном синтезе биологически активных веществ.

Результат прогноза спектра биологической активности представлен в PASS Online в виде упорядоченного списка названий соответствующих активностей и вероятностей Pa – «быть активным» и Pi – «быть неактивным» для прогнозируемого соединения. Это позволяет объединять в одной обучающей выборке информацию о биологически активных соединениях, собранную из многочисленных источников. Упорядочение списка выполнено по убыванию разности Pa–Pi, соответственно более вероятные виды активности находятся в начале спрогнозированного спектра.

В результате прогнозирования спектра биологической активности в системе PASS online было выявлено, что для производных 2-арилокси-N-алкилэтанаминов с высокой вероятностью экспериментального подтверждения прогнозируется наличие аналептического (34–77 %), местноанестезирующего (22–47 %) эффекта. Также для исследуемых соединений прогнозируется антидепрессантная активность, вероятность экспериментального подтверждения которой составляет 70–90 %.

Ключевые слова: арилоксиалкиламины, компьютерный анализ, количество доноров водородной связи, количество акцепторов водородной связи, коэффициент распределения в системе октанол-вода (log P), количество вращающихся связей, количество конденсированных ароматических колец, площадь полярной поверхности.

Баньковская Екатерина Владимировна (Пермь, Россия) – кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: albit2302@mail.ru).

Костина Елена Владимировна (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Высшая математика» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29;
e-mail: sta73858280@yandex.ru).

Чувызгалова Александра Ивановна – студентка факультета химических технологий, промышленной экологии и биотехнологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990,
г. Пермь, Комсомольский пр., e-mail: tveritina2001@gmail.com).

1. Семеновых Е.В. Синтез, свойства и биологическая активность 2-арилокси-N-алкил- и -N,N-диалкилэтанаминов: автореф. дис. ... канд. фарм. наук (15.00.02; 14.00.25) / Перм. гос. фарм. акад. – Пермь, 2006. – 20 с.

2. Синтез и противомикробная активность производных 2-арилокси-N,N-диэтилэтанамина / Е.В. Семеновых, В.И. Панцуркин, В.В. Новикова, Т.Ф. Одегова, Б.Я. Сыропятов, М.И. Вахрин // Химико-фармацевтический журнал. – 2007. – Т. 41, № 4. – С. 33–36.

3. Баньковская Е.В., Тонкоева И.В. Исследование корреляционной зависимости гипотензивной активности веществ от липофильных констант заместителей // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2019. – № 1. – С. 13–21.

4. Patent 103484 USA. Certain 3-substituted 2-alkyl benzofuran derivatives. Kennedy T.P. Pend. 30.09.87; Publ. 25.07.89.

5. Patent 383998 Switzerland. Verfahren zur Herstellung neuer sekundärer Amine. Druey J., Schenker К. Pend. 5.08.59; Publ. 29.01.65.

6. Patent 6300368 USA. Anilide derivatives and antiarrhythmic agents containing the same. МПК 7 А 61 К 31/166, А 61 К 31/341. Yamashita H., Togashi K., Kai A., Mohri J. [et all.]. № 09/340022. Pend. 28.06.99; Publ. 09.10.01.

7. Patent 390943 Switzerland. Verfahren zur Herstellung neuer sekundärer Amine. Schenker K. Pend. 18.12.59; Publ. 31.08.65.

8. Patent 371458 Switzerland. 12q, 14/04. Verfahren zur Herstellung neuer sekundärer Amine. Druey J., Schenker K. Pend. 02.10.58; Publ. 15.10.63.

9. Patent 4024282 USA, 424-330, (А 61 К 31/135). Pharmaceutically active 2-(3-Alkylaminopropoxy)diphenylmethanes. Kikumoto R., Tobe A., Tonomura S., Ikoma H. № 635147. Pend. 25.11.75; Publ. 17.05.77.

10. Predictive services PASS online. – URL: http://www.way2drug.com/ PassOnline/ predict.php (accessed 23 January 2022).

11. Компьютерный прогноз спектров биологической активности органических соединений: возможности и ограничения / В.В. Поройков, Д.А. Филимонов, Т.А. Глориозова [и др.]. // Известия академии наук. Сер. Химическая. – 2019. – № 12. – С. 2143–2154.

12. Баньковская Е.В., Тонкоева И.В., Мишарин К.Д. Синтез и исследование местноанестезирующей активности 2-арилокси-N-алкилэтанаминов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2021. – № 4. – С. 70–80.
DOI: 10.15593/2224-9400/2021.4.06

13. Раевский О.А. Дескрипторы молекулярной структуры в компьютерном дизайне биологически активных веществ // Успехи химии. – 1999. –
Т. 68, № 6. – С. 555–575.

14. Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings / C.A. Lipinski, F. Lombardo, B.W. Dominy, P.J. Feeney // Adv. Drug Discovery Rev. – 1997. – Vol. 23, no. 1–3. – P. 3–25.

15. Липатников К.В., Пулина Н.А., Собин Ф.В. Компьютерный анализ молекулярных свойств новых производных бензо[d]тиазола и 1,3,4-тиади­азола // Химия в интересах устойчивого развития. – 2016. – Т. 24, № 5. –
С. 693–697. DOI: 10.15372/KhUR20160514

16. Ghose A.K., Viswanadhan V.N., Wendoloski J.J. A knowledge-based approach in designing combinatorial or medicinal chemistry libraries for drug discovery. 1. A qualitative and quantitative characterization of known drug databases // J. Comb. Chem. – 1999. – Vol. 1, no. 1. – P. 55–68.

17. Molecular properties that influence the oral bioavailability of drug candidates / D.F. Veber, S.R. Johnson, H.-Y. Cheng, B.R. Smith, K.W. Ward,
K.D. Kopple // J. Med. Chem. – 2002. – Vol. 45, no. 12. – P. 2615–2623.

18. Chemicalize.org by ChemAxon. – URL: http://www.chemicalize.org (accessed 13 December 2021).

19. Ertl P., Rohde B., Selzer P. Fast Calculation of Molecular Polar Surface Area as a Sum of Fragment-Based Contributions and Its Application to the Prediction of Drug Transport Properties// J. Med. Chem. – 2000. – Vol. 43, no. 20. –
P. 3714–3717.

Одним из перспективных методов синтеза водорастворимых акрилатных полимеров является радикальная полимеризация в обратных эмульсиях. При осуществлении полимеризации в обратных эмульсиях возможно получение высокомолекулярных полимеров с высокими скоростями, легкое удаление выделяющегося при полимеризации тепла, проведение реакции в маловязких средах, использование концентрированных растворов мономеров и получение латексов, которые легко концентрируются путем азеотропной дистилляции и быстро растворяются в воде.

Объектом проводимых исследований являются обратные водно-изооктановые эмульсии, которые будут использоваться для исследования радикальной сополимеризации в обратной эмульсии акрилатных ионогенных терполимеров. Характерной чертой обратных эмульсий является их значительная агрегативная неустойчивость по сравнению с прямыми эмульсиями.

Основная цель данной работы заключается в установлении закономерностей влияния низкомолекулярных электролитов и температуры на дисперсионные характеристики обратноэмульсионной сополимеризации акриламида (АА), нитрила акриловой кислоты (АН) и натриевой соли 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты (АМПСNa).

Методом радикальной сополимеризации в обратной эмульсии (вода – изооктан) синтезирован терполимер АА-АН-АМПСNa. Установлено влияние присутствия низкомолекулярных электролитов и температуры на кинетику изменения межфазного натяжения (МФН) и размеры дисперсной фазы. Определено, что время наступления равновесного состояния МФН сопоставимо со временем протекания процесса полимеризации. Установлено, что процесс радикальной сополимеризации оказывает незначительное влияние на увеличение среднего размера обратной эмульсии и не влияет на устойчивость обратной эмульсии. Определено, что повышение температуры среды до 70 °С приводит к линейному росту средних размеров частиц эмульсии в 1,5 раза, при этом увеличения индекса полидисперсности не происходит.

Ключевые слова: радикальная полимеризация, полимеризация в обратных эмульсиях, полиакриламид, агрегативная устойчивость, межфазное натяжение.

Воронина Наталья Сергеевна (Пермь, Россия) – младший научный сотрудник, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Ак. Королева, 3; e-mail: voronina.n@itcras.ru).

Нечаев Антон Игоревич (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, научный сотрудник, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Ак. Королева, 3; e-mail: nechaev.a@itcras.ru).

Вальцифер Виктор Александрович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Ак. Королева, 3; e-mail: valtsiferv@mail.ru).

1.  Inverse emulsion Polymerization / J.W. Vanderhoff, E.B. Bradford,
H.L. Tarkowski, J.B. Shaffer, R.M. Wiley // Advances in Chemistry. – 1962. –
Vol. 34. – P. 32–51. DOI: 10.1021/ba-1962-0034.ch002

2.  Bartoň J., Capek I. Radical polymerization in disperse systems. – Ellis Horwood Limited, 1994. – 352 p. DOI: 10.1002/pi.1994.210350112

3.  Anderson C.D., Daniels E.S. Emulsion polymerisation and latex applications. – iSmithers Rapra Publishing, 2003. – Vol. 14. – 160 p.

4.  Ouyang L., Wang L., Schork F.J. Synthesis and nucleation mechanism
of inverse emulsion polymerization of acrylamide by RAFT polymerization:
A comparative study // Polymer. – 2011. – Vol. 52, № 1. – P. 63-67. DOI: 10.1016/j.polymer.2010.10.063

5.  Barari M., Abdollahi M., Hemmati M. Synthesis and Characterization of High Molecular Weight Polyacrylamide Nanoparticles by Inverse-emulsion Polymerization // Iranian Polymer Journal. – 2011. – Vol. 20, № 1. – P. 65–76.

6.  К вопросу об устойчивости эмульсий акриламида типа вода-масло / И.М. Яковлева, Г.А. Симакова, И.А. Грицкова, Э.Н. Телешов, В.Ф. Громов, К.О. Кобякова // Коллоидный журнал. – 1991. – Т. 53, № 5. – P. 955–961.

7.  Albers W., Overbeek J.T.G. Stability of emulsions of water in oil: I. The correlation between electrokinetic potential and stability // Journal of Colloid Science. – 1959. – Vol. 14, № 5. – P. 501–509. DOI: 10.1016/0095-8522(59)90015-7

8.  Almeida M.L., Charin R.M., Nele M., Tavares F.W. Stability studies of high-stable water-in-oil model emulsions // Journal of Dispersion Science and Technology. – 2017. – Vol. 38, № 1. – P. 82–88. DOI: 10.1080/01932691.2016.1144195

9.  Claesson P.M., Blomberg E., Poptoshev E. Surface forces and emulsion stability // Encyclopedic Handbook of Emulsion Technology / ed. J. Sjoblom. – New York: Marcel Dekker Inc., 2001. – P. 305–326.

10.  Ushikubo F.Y., Cunha R.L. Stability mechanisms of liquid water-in-oil emulsions // Food Hydrocolloids. – 2014. – Vol. 34. – P. 145–153. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2012.11.016

11.  High molecular weight polyacrylamide nanoparticles prepared by inverse emulsion polymerization: reaction conditions-properties relationships / Y. Tamsilian, A.R. Sa, M. Shaban, S. Ayatollahi, R. Tomovska // Colloid and Polymer Science. – 2016. – Vol. 294, № 3. – P. 513–525. DOI: 10.1007/s00396-015-3803-5

12.  Ouyang L., Wang L., Schork F. J. Synthesis and nucleation mechanism of inverse emulsion polymerization of acrylamide by RAFT polymerization:
A comparative study // Polymer. – 2011. – Vol. 52, № 1. – P. 63–67. DOI: 10.1016/j.polymer.2010.10.063

13.  Nanoemulsions with enhanced temperature stability using thermo-sensitive association of nonionic surfactant and amphiphilic polyelectrolytes /
J. Galindo-Alvarez, V. Sadtler, P. Marchal, P. Perrin, C. Tribet, E. Marie, A. Durand // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2012. – Vol. 396. – P. 115–121. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2011.12.051

14.  Stabilization of water-in-octane nano-emulsion. II Enhanced by amphiphilic graft copolymers based on poly (higher α-olefin)-graft-poly (ethylene glycol) / Z. Fu, M. Liu, J. Xu, Q. Wang, Z. Fan // Fuel. – 2010. – Vol. 89, № 12. – P. 3860–3865. DOI: 10.1016/j.fuel.2010.07.006

15.  Goddard E.D. Polymer/surfactant interaction: interfacial aspects // Journal of Colloid and Interface Science. – 2002. – Vol. 256, № 1. – P. 228–235. DOI: 10.1006/jcis.2001.8066

16.  Синтез и противотурбулентные свойства терполимеров на основе акриламида, акрилонитрила и натриевой соли 2-акриламидо-2-метилпропан­сульфоновой кислоты / А.И. Нечаев, М.Н. Горбунова, И.И. Лебедева,
В.А. Вальцифер, В.Н. Стрельников // Журнал прикладной химии. – 2017. –
Т. 90, № 9. – С. 1234–1242. DOI: 10.1134/S1070427217090233

17.  Stability of the dispersed system in inverse emulsion polymerization of ionic acrylate monomers / A.I. Nechaev, N.S. Voronina, V.A. Valtsifer [et al.] // Colloid and Polymer Science. – 2021. – Vol. 299. – P. 1127–1138. DOI: 10.1007/s00396-021-04832-7

Одним из нетривиальных явлений, связанных с полимерами, является эффект Томса – снижение гидравлического сопротивления турбулентных потоков жидкостей при введении малых количеств высокомолекулярных соединений (10–100 ppm). Добавка полимеров приводит либо к увеличению скорости потока жидкости при постоянном давлении/энергопотреблении, либо к снижению давления/энергопотребления перекачки при постоянной скорости течения жидкости. Данное обстоятельство приобретает значимость в тех областях, где возникает необходимость в транспортировке больших объемов жидкости, например, в нефтедобывающей промышленности при перекачке воды, нефти, эмульсий, нефтепродуктов. Поскольку эффект Томса зависит от размера макромолекулярных клубков, то для ионогенных полимеров на величину эффекта значительное влияние оказывают рН и ионная сила.

Основной задачей данного исследования является установление влияния ионной силы раствора и кислотности среды на размеры макромолекулярных клубков и реологические свойства акрилатных сополимеров АА-АН-АМПСNa и, как следствие, на эффект снижения гидродинамического сопротивления турбулентных водных потоков данными сополимерами.

Установлено, что увеличение содержания звеньев АМПСNa в сополимерах
АА-АН-АМПСNa приводит как к увеличению размеров полимерных клубков, так и к снижению влияния ионной силы раствора на средний размер макромолекулярных клубков. Определено, что введение АМПСNa, содержащей сильную кислотную группу ‒SO3-, способствует увеличению устойчивости макромолекул к повышенной кислотности среды вплоть до рН 1,65. Методом капиллярной турбулентной вискозиметрии установлено отсутствие влияния низкомолекулярных электролитов
(до ионной силы раствора 1,9 моль·л-1) и повышенной кислотности среды (до рН 1,65) на эффект снижения гидродинамического сопротивления акрилатным сополимером АА-АН-АМПСNa с мольным соотношением [65]:[15]:[20].

Ключевые слова: полимеризация в обратных эмульсиях, полиакриламид, эффект Томса, макромолекулярный клубок, относительная вязкость.

Нечаев Антон Игоревич (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, научный сотрудник, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Ак. Королева, 3; e-mail: nechaev.a@itcras.ru).

Воронина Наталья Сергеевна (Пермь, Россия) – младший научный сотрудник, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Ак. Королева, 3; e-mail: voronina.n@itcras.ru).

Вальцифер Виктор Александрович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Ак. Королева, 3; e-mail: valtsiferv@mail.ru).

1. Pereira A.S., Andrade R.M., Soares E.J. Drag reduction induced by flexible and rigid molecules in a turbulent flow into a rotating cylindrical double gap device: Comparison between Poly (ethylene oxide), Polyacrylamide, and Xanthan Gum // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. – 2013. – Vol. 202. – P. 72–87. DOI: 10.1016/j.jnnfm.2013.09.008

2. Манжай В.Н. Физико-химические аспекты турбулентного течения разбавленных растворов полимеров: дис. … д-ра хим. наук: 02.00.04, 02.00.06. – Томск, 2009. – 277 с.

3. Development of pH sensitive polyacrylamide grafted pectin hydrogel for controlled drug delivery system / P.B. Sutar [et al.] // Journal of Materials Science: Materials in Medicine. – 2008. – Vol. 19, № 6. – P. 2247–2253. DOI: 10.1007/s10856-007-3162-y

4. Анисимов И.А., Миронов Б.П. Зависимость эффекта Томса от размеров макромолекул полимеров // Влияние полимерных добавок и упругости поверхности на пристенную турбулентность. – Новосибирск, 1978. – С. 7–15.

5. Lewandowska K. Comparative studies of rheological properties of polyacrylamide and partially hydrolyzed polyacrylamide solutions // Journal of applied polymer science. – 2007. – Vol. 103, № 4. – P. 2235–2241. DOI: 10.1002/app.25247

6. Water-soluble copolymers. Effects of molecular parameters, solvation, and polymer associations on drag reduction performance / C.L. McCormick,
R.D. Hester, S.E. Morgan [et al.] // Macromolecules. – 1990. – Vol. 23, № 8. –
P. 2132–2139. DOI: 10.1021/ma00210a006

7. Swelling behavior of polyacrylamide/laponite clay nanocomposite hydrogels: pH-sensitive property / P. Li [et al.] // Composites Part B: Engineering. – 2009. – Vol. 40, № 4. – P. 275–283. DOI: 10.1016/j.compositesb.2009.01.001

8. Effects of Alkali, Salts, and Surfactant on Rheological Behavior of Partially Hydrolyzed Polyacrylamide Solutions / S. Abhijit, B. Achinta, O. Keka [et al.] // Journal of Chemical Engineering. – 2010. – Т. 55, № 10. – P. 4315–4322. DOI: 10.1021/je100458a

9. Мягченков В.А., Чичканов С.В. Зависимость эффекта Томса от концентрации ионогенных сополимеров акриламида, ионной силы и природы электролита // Журнал прикладной химии. – 2003 – Т. 76, № 5. – С. 842–846.

10. Bruno M.O., Silveira L.F., Rosângela B.Z. Rheological approach of HPAM solutions under harsh conditions for EOR applications // International Journal of Engineering and Technology. – 2016. – Vol. 16, № 3. – P. 1–8.

11. Characterization of co‐and post‐hydrolyzed polyacrylamide molecular weight and radius distribution under saline environment / V. Patel, Y. Dalsania, M.S. Azad [et al.] // Journal of Applied Polymer Science. – 2021. – Vol. 138,
№ 26. – P. 50616. DOI: 10.1002/app.50616

12. Bonapasta A.A. Buda F., Colombet P. Interaction between Ca ions and poly(acrylic acid) chains in macro-defect-free cements: a theoretical study // Chem. Mater. – 2001. – Vol. 13. – P. 64–70. DPI: 10.1021/cm000505o

13. Чиканов С.В., Мягченков В.А. Эффект Томса – перспективные области применения // Вестник Казанского технологического университета. Химия, технология и использование полимеров. – 2003. – Т. 2. – С. 314–329.

14. Stability of the dispersed system in inverse emulsion polymerization of ionic acrylate monomers / A.I. Nechaev, N.S. Voronina, V.A. Valtsifer [et al.] // Colloid and Polymer Science. – 2021. – Vol. 299. – P. 1127–1138. DOI: 10.1007/s00396-021-04832-7

15. Влияние параметров среды и концентрации акрилатного ионогенного терполимера на эффект Томса / А.И. Нечаев, И.И. Лебедева, В.А. Вальцифер
[и др.] // Журнал прикладной химии. – 2017. – Т. 90, № 11. – С. 1826–1832.

Действие биологической коррозии приводит к частому выходу из строя технологического оборудования в нефтедобывающей отрасли, наносит большой урон промышленной безопасности и способствует увеличению техногенной нагрузки на биосферу. Проведено комплексное определение токсикологических характеристик четырех бактерицидов (биопаг, глутаровый альдегид, катамин АБ, формальдегид), применяемых в нефтедобывающей промышленности, по их влиянию на прокариотические (сульфатредуцирующие бактерии) и эукариотические (Triticum aestivum L. и Pisum sativum L.) организмы. Определено влияние бактерицидов на качественные показатели товарной нефти Баганского месторождения Российской Федерации (РФ). Наиболее эффективным бактерицидом по отношению к сульфатредуцирующим бактериям Бузулукского месторождения Оренбургской области РФ является катамин АБ. Несколько меньшую активность проявляют глутаровый альдегид и формальдегид. У биопага отмечена минимальная бактерицидная активность. При изучении влияния бактерицидов на одно- и двудольные тест-растения (яровая пшеница и горох посевной) установлено, что катамин АБ обладает наибольшей фитотоксичностью. Глутаровый альдегид и формальдегид проявляют сопоставимую фитотоксичность, но несколько меньшую, чем катамин АБ. Биопаг также угнетает развитие Triticum aestivum L. и Pisum sativum L. Только катамин АБ обладает высокой токсичностью как для прокариотических, так и для эукариотических организмов. Все бактерициды не оказывают влияния на показатели качества товарной нефти. Поэтому по совокупности представленных данных только глутаровый альдегид, катамин АБ и формальдегид можно рекомендовать для создания композиций, препятствующих коррозии оборудования в нефтедобывающей промышленности.

Ключевые слова: нефть, биологическая коррозия, бактерициды, сульфатредуцирующие бактерии, тест-растения.

Дегтярева Ирина Александровна (Казань, Россия) – доктор биологических наук, доцент, главный научный сотрудник Татарского НИИАХП – обособленного структурного подразделения ФИЦ КазНЦ РАН (420059, г. Казань, Оренбургский тракт 20а; e-mail: peace-1963@mail.ru); профессор Казанского национального исследовательского технологического университета.

Давлетбаев Арслан Маратович (Казань, Россия) – ведущий научный сотрудник испытательной лаборатории АО «НИИнефтепромхим» (420061,
г. Казань, Н. Ершова, 29; e-mail: dawletbaew2015@yandex.ru).

Миникаев Данис Тимурович (Казань, Россия) – младший научный сотрудник Татарского НИИАХП – обособленного структурного подразделения ФИЦ КазНЦ РАН (420059, г. Казань, Оренбургский тракт, 20а; e-mail: danis_minickaew@mail.ru.

1. Гатилова А.А. Подавление микробиологической коррозии в металлических конструкциях // Наука молодых – будущее России. – Курск, 2019. – С. 77–78.

2. Ивановский В.Н. Мониторинг скорости коррозии: преимущества и детали // Территория «НЕФТЕГАЗ». – 2016. – № 2. – С. 71.

3. Интаева К.В., Борисенкова Е.А. Классификация механизмов коррозионного разрушения // Инновации, качество и сервис в технике и технологиях. – Курск, 2018. – С. 184–188.

4. Насибуллина О.А. Ингибиторная защита от коррозии в нефтяной промышленности // Нефтегазовое дело. – 2019. – Т. 17, № 1. – С. 120–123.

5. Шавалеева А.В., Коротков Ю.Г., Дремина Л.И. Ингибиторная защита установок электроцентробежных насосов в условиях осложненных отложениями солей и коррозией // Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горношахтного и нефтепромыслового оборудования. – 2019. – Т. 1. – С. 272–277.

6. Слепцов Д.Д. Понятие о биокоррозии в трубопроводах // Студенческая наука: современные реалии. – Чебоксары, 2019. – С. 60–62.

7. Полякова А.В. Изучение процессов биокоррозии металлов // Все материалы. Энциклопедический справочник. – 2016. – № 11. – С. 22–28.

8. Мавлоний М.Э., Нурманов С.Э. Изучение причин биокоррозий нефтепромысловых трубопроводов в Узбекистане // Естественные науки и медицина: теория и практика. – Новосибирск, 2019. – С. 5–9.

9. Латыпов О.Р., Лаптев А.Б., Бугай Д.Е. Перспективы использования физических и химических методов для подавления жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий // Коррозия металлов, предупреждение и защита: материалы конф. в рамках инновационно-промышленного форума «ПРОМЭКСПО–2006». – Уфа, 2006. – С. 119.

10. Латыпов В.Ф. Развитие методов повышения стойкости магистральных нефтепроводов к биокоррозии // Современные научные исследования и разработки. – 2019. – № 1. – С. 630–632.

11. Юдаш С.Г. Анализ причин отказов трубопроводов, транспортирующих серосодержащие нефтегазовые среды // Интеллект. Инновации. Инвестиции. – 2017. – № 2. – С. 70–77.

12. Яркеева Н.Р., Насыров Э.А., Газизова Э.Р. К вопросу о микробиологической коррозии на месторождениях Западной Сибири // Проблемы сбора, подготовки транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2019. – № 3. – С. 89–94.

13. Мухамадеева Г.Р., Левашова В.И., Черезова Е.Н. Исследование моно-n-бензилдиэтилендиаминоаммоний хлорида в качестве ингибитора биокоррозии // Вестник Казанского технологического университета. – 2016. –
Т. 19, № 4. – С. 27–29.

14. Грибанькова А.А., Агиевич М.А., Мазова О.В. Коррозия стали под действием СРБ и Escherichia coli и ее подавление органическими веществами // Перспективы науки. – 2016. – № 8. – С. 7–10.

15. Арсланова Л.З. Микробиологические технологии по предотвращению образования солей в системе сбора продукции скважин // Сборник научных трудов 43-й Международной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 60-летию филиала УГНТУ
в г. Октябрьском. – Уфа, 2016. – С. 29–32.

16. Порядок применения химических реагентов на объектах добычи углеводородного сырья компании ОАО «Роснефть» № П1-01.05 Р-0339. – М., 2017. – 38 с.

17. ГОСТ 12038–84. Методы определения всхожести. – М.: Госстандарт России, 2011. – 64 с.

18. Галицкая П.Ю., Селивановская С.Ю., Гумерова Р.Х. Тестирование отходов, почв, материалов с использованием живых систем: учеб.-метод. пособие. – Казань, 2014. – 57 с.

19. Блинова З.П. Биотестирование почвенного покрова городских территорий с использованием проростков Raphanus sativus // Вестник МГОУ. Естественные науки. – 2014. – № 1. – С. 18–23.

20. ГОСТ Р 51858–2002. Нефть. Общие технические условия. – М.: Госстандарт России, 2002. – 13 с.