ВЕСТНИК
ПЕРМСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА | ||
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА АГЛОМЕРАЦИИ ЦИКЛОННОЙ ПЫЛИ НА ВЛАЖНОМ КОНЦЕНТРАТЕ ФЛОТАЦИОННОГО ХЛОРИДА КАЛИЯ А.С. Подтынова, И.С. Фролов, М.В. Черепанова Получена: 26.01.2022 Рассмотрена: 25.02.2022 Опубликована: 28.06.2022 ![]() Аннотация:
В настоящее время на предприятиях калийной промышленности России в процессе сушки и кондиционирования хлорида калия образуется до 8 % некондиционной пылевидной фракции – циклонной пыли (ЦП). Она представляет собой тонкодисперсный порошок класса менее 100 мкм, имеет низкое содержание основного вещества (92–94 %) и повышенное количество аминов (до 300 г/т). Циклонная пыль флотационного хлорида калия, используемого в качестве удобрения, ухудшает качество готового продукта, ведет к перерасходу пылеподавляющих реагентов. В связи с этим актуальной проблемой является разработка технологии гранулирования пылевидного продукта КСl. Установлено, что данную проблему можно решить путем предварительного смешивания пылевидной фракции с влажным флотационным хлоридом калия с дискового фильтра (концентрат), с последующими процессами агломерации и сушки. При проведении исследований важными параметрами являются: влажность концентрата флотационного хлорида калия, средний размер частиц агломерата, температура ЦП, вводимой в концентрат, условия сушки получаемого продукта. В данной работе приведены результаты исследования процесса агломерации концентрата флотационного хлорида калия путем смешивания его в вертикальном грануляторе при введении ЦП КС1 и различных связующих веществ: Na2SiO3∙5H2O, H2O, K2CO3, галургический KCl, концентрация связующих (10 %) и расходы (2,5; 3,75; 5 %). Общая влажность агломерируемой смеси в ходе исследований достигала 9,6%. Вводимая ЦП имела температуру 90 ºС, что способствует формированию прочных агломератов. Сушка агломерируемой смеси проводилась при температуре 100 ºС в течение 60 мин. Установлено, что использование в качестве связующего K2CO3 с расходом 3,75 % наиболее эффективно. А при добавлении к концентрату с 20 % ЦП хлорида калия получаемый агломерат содержит 1,21 % фракции менее 0,14 мм и максимальный средний размер частиц – 1,05 мм. Полученные результаты возможно использовать в калийной промышленности для переработки флотационной циклонной пыли в агломерированный продукт, который в дальнейшем можно направить на прессование. Ключевые слова: флотационный хлорид калия, циклонная пыль, гранулирование, связующее, сушка, температура. Сведения об авторах:
Подтынова Александра Сергеевна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: ipodtynova@yandex.ru). Фролов Иван Сергеевич (Пермь, Россия) – студент кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: ivan2000.10.10@mail.ru). Черепанова Мария Владимировна (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: syromyatnikova.maria@yandex.ru). Список литературы:
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСНОВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ МЕТАНОЛА-СЫРЦА А.А. Хазеев, М.В. Черепанова Получена: 26.01.2022 Рассмотрена: 25.02.2022 Опубликована: 28.06.2022 ![]() Аннотация:
Процесс ректификации позволяет получить требуемый продукт высокого качества из смеси веществ. Ректификация – это диффузионный, массо- и теплообменный процесс, в котором происходит постоянный контакт фаз. Орошение высококипящим компонентом осуществляется путем конденсации части парового потока в укрепляющей (верхней) части колонны, а паровое орошение низкокипящим компонентом при ректификации жидкости – путем испарения части жидкости в исчерпывающей (нижней) части колонны. В производстве метанола технического ректификация является обязательной стадией. Из-за значительного содержания примесей в сырьевом потоке стадии ректификации ее проводит в несколько стадий, изначально отделяя легколетучие компоненты. А потом проводят основную ректификацию с удалением воды, прочих спиртов, масел и получением чистого метилового спирта. В действующих производствах зачастую возникают ситуации, требующие изучения и проработки ряда проблем. Проведение экспериментов и опытно-промышленных испытаний в этом случае затруднительно. Но для оценки путей решения проблем возможно провести математическое моделирование. Актуальной проблемой для летнего периода работы основной ректификации метанола-сырца является превышение содержания этанола (более 0,01 %) в метаноле техническом. Для анализа путей ее решения проведено математическое моделирование с использованием программы DESIGNII for Windows. В результате проведенных расчетов установлено, что максимальное содержание этанола прослеживается в жидкой (4,3 % мас.) и паровой (4,8 % мас.) фазах на При дальнейшем анализе модели процесса основной ректификации установлено влияние температурных условий, а точнее их различие летом и зимой. В летний период за счет высоких температур окружающей среды и особенностей работы теплообменного оборудования происходят нарушения в технологических режимах работы колонн. Это приводит к снижению производительности по метанолу-ректификату на 28 кг/ч и повышению выхода сивушного масла на 60 кг/ч. Из-за повышения температуры в колонне возможен проскок этанола выше 10-й тарелки. Ключевые слова: метанол, метанол-сырец, ректификация, ректификационная колонна, этиловый спирт, температура, давление, тарелка, сивушное масло. Сведения об авторах:
Хазеев Алексей Алекович (Пермь, Россия) – студент кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: a.xazeev@mail.ru). Черепанова Мария Владимировна (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Список литературы:
СИНТЕЗ КОМБИНИРОВАННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ НА КРЕМНЕЗЕМНОЙ (SIO2), АЛЮМООКСИДНОЙ (AL2O3) И АЛЮМОСИЛИКАТНОЙ (AL2O3–SIO2) ОСНОВАХ М.А. Савастьянова, К.О. Ухин, В.А. Вальцифер Получена: 28.04.2022 Рассмотрена: 16.05.2022 Опубликована: 28.06.2022 ![]() Аннотация:
Энергетические конденсированные системы в современном мире находят широкое применение. Например, для повышения продуктивности скважин нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. За счет сжигания в интервале перфорации скважины заряда газогенератора 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 позволяют повысить выход нефти и газа из скважины. Одной из задач, возникающих при разработке современных газогенерирующих составов, является расширение пределов регулирования их газодинамических характеристик, в частности скорости горения заряда. Перспективным способом решения указанной проблемы является введение в состав катализаторов горения на основе оксидов переходных металлов. Работа посвящена синтезу образцов комбинированных оксидных катализаторов на кремнеземной (SiO2), алюмооксидной (Al2O3) и алюмосиликатной (Al2O3–SiO2) основах, модифицированных двумя оксидами переходных металлов (меди, никеля) в соотношении 1:1, с общей массовой долей оксидной фазы до 20 мас. %. Образцы металлооксидных катализаторов получены двумя методами: 1) методом пропитки основы растворами нитратов меди и никеля с последующей ультразвуковой обработкой, удалением воды и прокаливанием на воздухе при температуре разложения нитратов металлов до соответствующих оксидов; 2) методом прямого гидротермального темплатного синтеза в процессе соконденсации с основами при первоочередном внесении прекурсоров оксидов металлов (нитратов меди и никеля). Было исследовано влияния особенностей синтеза мезопористых металлоксидных кремнеземов на структуру и текстурные характеристики (удельная поверхность, объем и диаметр пор) полученных образцов. Ключевые слова: катализаторы, кремнеземная основа, алюмосиликатная основа, алюмооксидная основа, оксиды переходных металлов. 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 Российской академии наук (614013, г. Пермь, 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 Российской академии наук (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3, e-mail: valtsiferv@mail.ru). Список литературы:
НОВЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ, УСТОЙЧИВЫЕ К ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИМ СРЕДАМ Д.Д. Фомина, В.З. Пойлов Получена: 16.05.2022 Рассмотрена: 28.05.2022 Опубликована: 28.06.2022 ![]() Аннотация:
В настоящее время наблюдается бурное развитие новых конструкционных и функциональных материалов, устойчивых к водородсодержащим средам. Причиной этого является развитие водородной энергетики. При взаимодействии материалов с водородом происходит водородное охрупчивание (водородная коррозия) – процесс разрушения вследствие воздействия атомарного водорода. Наиболее подвержены водородному охрупчиванию некоторые высокопрочные стали, а также сплавы титана. Водород может попадать в расплавленный металл и оставаться в нем (в перенасыщенном состоянии) после затвердевания. Различают водородное охрупчивание: обратимое и необратимое, внутреннее (от водорода, растворенного внутри металла или сплава) и внешнее (от водорода в среде, находящейся в контакте с поверхностью металла или сплава), обусловленного диффузионно-подвижным водородом и продуктами его реакции с компонентами сплава. Проблема снижения последствий наводороживания заключается в разработке подходящих материалов или покрытий, которые будут устойчивы к воздействию водородной среды. При этом необходимо, чтобы материалы и покрытия сохраняли целостность и механические свойства материалов, а также устраняли или уменьшали водородное охрупчивание. Целью исследования является изучение существующих материалов, сплавов и покрытий, которые могут противостоять воздействию водорода, при этом сохранить целостность и механические свойства материалов, а также устранить или уменьшить водородное охрупчивание. Результатом данной работы является изучение существующих конструкционных и функциональных материалов и покрытий, стойких в водородсодержащих средах. Ключевые слова: конструкционные и функциональные материалы, водородное охрупчивание, сплавы устойчивые к водороду, покрытия устойчивые к водороду. Сведения об авторах:
Фомина Дарья Дмитриевна (Пермь, Россия) – магистрант кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, Пойлов Владимир Зотович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, профессор, доцент кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Список литературы:
ТЕКСТУРНО-СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОКСИДОВ МАРГАНЦА СО СТРУКТУРОЙ БЕРНЕССИТА Е.В. Саенко, Н.Б. Кондрашова, В.А. Вальцифер Получена: 20.05.2022 Рассмотрена: 28.05.2022 Опубликована: 28.06.2022 ![]() Аннотация:
Взаимодействием хлорида марганца и перманганата калия в избытке щелочи – гидроксида натрия синтезированы оксиды марганца со структурой бернессита. Рентгенофазовым и термогравиметрическим анализом, КР спектроскопией, сканирующей электронной микроскопией и методом низкотемпературной адсорбции азота исследованы текстурно-структурные характеристики синтезированных материалов от температуры термического модифицирования и состава образца (солевая, Н-форма). Показано, что образцы в солевой форме структурно связаны с гексагональной формой бернессита. Перевод в Н-форму приводит к формированию тетрагональной формы бернессита. Форма изотерм адсорбции-десорбции соответствует IV типу для всех образцов. Для солевых форм петля гистерезиса соответствует Н1 типу, для Н-форм – смешанному типу Н1/Н2. Увеличение температуры термического модифицирования приводит к спеканию и закрытию некоторых пор, вследствие чего значение удельной поверхности уменьшается с Ключевые слова: оксид марганца, бернессит, низкотемпературная адсорбция азота, текстурные свойства, удельная поверхность. Сведения об авторах:
Саенко Екатерина Владимировна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, научный сотрудник Института технической химии Уральского отделения Российской академии наук (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3, e-mail: saenko_ekaterina@mail.ru. Кондрашова Наталья Борисовна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института технической химии Уральского отделения Российской академии наук (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3, e-mail: kondrashova_n_b@mail.ru. Вальцифер Виктор Александрович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе Института технической химии Уральского отделения Российской академии наук (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3, e-mail: valtsiferv@mail.ru). Список литературы:
АНТИКОРРОЗИОННЫЕ ПРИСАДКИ К БЕНЗИНАМ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ ТАЛЛОВОГО МАСЛА С АМИНАМИ РАЗЛИЧНОГО СТРОЕНИЯ Н.С. Баклан, С.В. Котов, Г.В. Тимофеева, Б.Ю. Смирнов Получена: 26.04.2022 Рассмотрена: 15.05.2022 Опубликована: 28.06.2022 ![]() Аннотация:
Недостатком широко используемых сегодня оксигенатных топлив является их высокая коррозионная агрессивность – значительно более высокая по сравнению с таковой для автобензинов, не содержащих оксигенатов. В связи с этим возникает необходимость введения в состав топлив ингибиторов коррозии. В этом качестве перспективны производные азотсодержащих органических соединений. Из органических кислот при получении присадок интерес представляют жирные кислоты таллового масла (ЖКТМ) – побочные продукты российского лесохимического комплекса. ЖКТМ представляют собой смесь насыщенных С13–С23 и ненасыщенных С17–С21 кислот. Взаимодействия названных компонентов изучались при температуре 110 °С и мольном соотношении ЖКТМ к амину 2:1. В ходе синтеза, продолжительность которого составляла 6 ч, использовался также азеотропообразующий растворитель – толуол или о-ксилол. Отгонка последнего обеспечивала удаление образующейся воды из зоны реакции, что смещало термодинамическое равновесие в сторону образования амида. Указанные температурные условия процесса обеспечивали практически полную конверсию реагентов в целевой продукт. Получаемый после отгонки из реакционной массы растворителя кубовый продукт является активным веществом антикоррозионной присадки (АВАП). АВАП было испытано на эффективность антикоррозионного действия по СТО 11605031-006–2006 «Бензины автомобильные. Методы определения защитных свойств». Результаты проведенных испытаний показали предельные защитные свойства (степень коррозии – отсутствие) присадок на основе амидов ЖКТМ в оксигенатных бензинах. Показана возможность получения антикоррозионной присадки к бензинам на основе амида, синтезированного с использованием отечественного сырья. Доступность сырья и простота технологии делает присадку конкурентоспособной на рынке. Ключевые слова: антикоррозионная присадка, жирные кислоты талового масла, амины. 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). Тимофеева Галина Владимировна (Новокуйбышевск, Россия) – заведующий лаборатории присадок и нефтехимических продуктов 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» Самарского государственного технического университета (443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, e-mail: boris_s57@mail.ru). Список литературы: 1. Данилов А.М. О развитии производства присадок к топливам // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2005. – № 4. – С. 50–54. 2. Гуреев А.А., Азев В.С. Автомобильные бензины. Свойства и применение. – М.: Нефть и газ, 1996. – 444 с. 3. Данилов А.М. Применение присадок в топливах: справочник. – СПб.: Химиздат, 2010. – 232 с. 4. Данилов А.М. Новый взгляд на присадки к топливам (Обзор) // Нефтехимия. – 2020. – Т. 60, № 2. – С. 163–171. 5. Обзор современных многофункциональных присадок к бензину. Рынок, ключевые компоненты и методы оценки их эффективности / М.А. Ершов, В.С. Савеленко, Н.С. Шведова, Д.В. Токарева, Д.А. Потанин, И.Ф. Хабибуллин, И.В. Клокова // Мир нефтепродуктов. – 2021. – № 4. – С. 42–53. 6. Карпов С.А. Применение моющих и многофункциональных присадок для повышения экологических характеристик автомобильных бензинов // Экология и промышленность России. – 2007. – № 4. – С. 8–11. 7. Шевченко В.С. Топливные присадки: МТБЭ на пике потребления в России // Вестник химической промышленности. – 2016. – № 4 (91). – С. 14–16. 8. Карпов С.А. Особенности применения оксигенатов в автомобильном топливе: автореф. дис. … д-ра техн. наук. – Уфа, 2012. – 47 с. 9. Саблина З.А., Гуреев А.А. Присадки к моторным топливам. – М.: Химия, 1977. – 258 с. 10. Дорогочинская В.А., Данилов А.М., Тонконогов Б.П. Присадки к топливам и смазочным маслам. – М.: Изд-во Рос. гос. ун-та (НИУ) нефти и газа им. И.М. Губкина, 2017. – 290 с. 11. Ингибиторы коррозии (обзор) / Л.С. Козлова, С.В. Сибилева, Д.В. Чесноков, А.Е. Кутырев // Авиационные материалы и технологии. – 2015. – 12. Антикоррозионная присадка к моторному топливу: пат. 2570648 Рос. Федерация, МПК С10L 1/22, C10L 1/189, C10L 10/04 / Котов С.В., Тыщенко В.А. Тимофеева Г.В., Котова Н.С. – № 2015103773/04 С1; заявл. 05.02.15; опубл. 10.12.15; Бюл. № 34. – 7 с. 13. Антикоррозионная присадка к автомобильному бензину: пат. 2678584 Рос. Федерация, МПК С10L 10/04, C10L 1/10, C10L 1/189, C10L 1/22, C10L 9/10 / Котов С.В., Тыщенко В.А., Тимофеева Г.В., Баклан Н.С., Еремин М.С. – 14. Моющая и антикоррозионная присадка к автомобильным топливам: пат. 2291186 Рос. Федерация, МПК C10L 1/223 / Андрюхова Н.П., Винокуров В.А., Ермолаев М.В., Емельянов В.Е., Ковалев В.А., Мишукова Ж.Е., Соколов В.Е., Финелонова М.В., Чурзин А.Н. – № 2005140067/04; заявл. 22.12.05; опубл. 10.01.07; Бюл. № 1. – 12 с. 15. Котова Н.С. Получение алкил (С16–С18) фенолов на макропористых сульфокатионитах и синтез фенольных оснований Манниха – моющих присадок к бензинам: дис. … канд. хим. наук. – Самара, 2012. – 198 с. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ИЗ ПРИРОДНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ А.А. Балуева, А.С. Олькова, Е.В. Баньковская, А.В. Кудинов, С.В. Чащина Получена: 18.04.2022 Рассмотрена: 15.05.2022 Опубликована: 28.06.2022 ![]() Аннотация:
Сфера применения нефтепродуктов с каждым годом становится шире. Уже в XIX в. нафталанская нефть использовалась для лечения различных видов болезней. Нафталанская нефть отличается от других видов нефти содержанием оптически активных веществ, наличием низкотемпературной хемилюминесценции, полиэкстремальным характером термохемилюминесценции и генерацией свободных радикалов. Ключевые слова: прямогонный бензин, ректификация, деароматизация, колоночная хроматография, карбамидная депарафинизация, противовоспалительная активность. Сведения об авторах:
Балуева Анна Андреевна (Пермь, Россия) – студент второго курса магистратуры факультета химических технологий, промышленной экологии и биотехнологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: balueva278@gmail.com). Олькова Алина Сергеевна (Пермь, Россия) – студент четвертого курса факультета химических технологий, промышленной экологии и биотехнологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: alinaolkova03@gmail.com). Баньковская Екатерина Владимировна (Пермь, Россия) – кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Кудинов Андрей Викторович (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: kav_ttum@mail.ru). Светлана Викторовна Чащина (Пермь, Россия) – кандидат биологических наук, доцент кафедры «Физиология» Пермской государственной фармацевтической академии (614990, г. Пермь, ул. Полевая, 2; e-mail: physiology@list.ru). Список литературы:
СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИАРИТМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НЕКОТОРЫХ СОЛЕЙ АРИЛАМИДА МОРФОЛИНОЭТАНОВОЙ КИСЛОТЫ Д.А. Веретенникова, Е.В. Баньковская, И.В. Тонкоева, А.С. Олькова, О.В. Гашкова, И.П. Рудакова Получена: 18.04.2022 Рассмотрена: 26.04.2022 Опубликована: 28.06.2022 ![]() Аннотация:
Аритмии представляют собой одно из наиболее частых проявлений таких заболеваний сердечно-сосудистой системы, как ишемическая болезнь сердца, острый инфаркт миокарда, сердечная и сосудистая недостаточность, а также ряд других патологий. Сердечно-сосудистые заболевания характеризуются внезапностью возникновения и быстротечностью развития, в то время как препараты, которые применяют для лечения аритмий в современной медицине, имеют множество побочных эффектов. В связи с этим актуальными являются исследования по поиску и внедрению новых антиаритмических средств с высокой антиаритмической активностью и низкой острой токсичностью. Перспективным классом соединений, проявляющим заданные виды биологической активности, являются соли ариламида морфолиноэтановой кислоты. В данной работе представлены результаты исследования зависимости антиаритмической активности солей ариламида морфолиноэтановой кислоты от различных физико-химических свойств соединений, в качестве которых выбраны молекулярная масса, показатель константы кислотности и температура плавления веществ. Ключевые слова: аритмия, ариламиды аминокарбоновых кислот, корреляционно-регрессионный анализ, антиаритмическая активность. Сведения об авторах:
Веретенникова Дарья Александровна (Пермь, Россия) – студент факультета химических технологий, промышленной экологии и биотехнологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: dashveretennikova@mail.ru). 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). Тонкоева Ирина Валерьевна (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Высшая математика» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: iratonkoeva@yandex.ru). Олькова Алина Сергеевна (Пермь, Россия) – студент факультета химических технологий, промышленной экологии и биотехнологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: alinaolkova03@gmail.com). Гашкова Оксана Владиславовна (Пермь, Россия) – кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры «Общая и биоорганическая химия» Пермской государственной фармацевтической академии (614990, г. Пермь, ул. Полевая, 2; e-mail: artucha2011@yandex.ru). Рудакова Ирина Павловна (Пермь, Россия) – доктор медицинских наук, заведующая кафедрой «Физиология» Пермской государственной фармацевтической академии (614990, г. Пермь, ул. Полевая, 2; e-mail: Rudakova@pfa.ru). Список литературы:
РАЗРАБОТКА НЕЙРОННОЙ СЕТИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЩЕЛОЧНОЙ ОТМЫВКИ ИЗОПЕНТАН- ИЗОПРЕН-ТОЛУОЛЬНОЙ ФРАКЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИРТУАЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА Е.А. Муравьева, Р.В. Казанцев, Д.В. Подлесский Получена: 25.03.2022 Рассмотрена: 15.04.2022 Опубликована: 28.06.2022 ![]() Аннотация:
Во всех промышленно развитых странах химический комплекс относится к числу базовых секторов обрабатывающего производства. В структуре химического комплекса особое место занимает промышленность синтетического каучука. Важность развития производства синтетического каучука в России обусловливается особой значимостью конечных изделий, наличием широкой сырьевой базы, необходимых трудовых ресурсов, высокой экономической эффективностью, а также большими перспективами роста потребления как внутри страны, так и за ее пределами. Устойчивое развитие производства синтетического каучука будет способствовать решению задач экономической безопасности, социальных проблем, задач по улучшению экологической обстановки в крупных регионах-производителях каучуков [1]. Щелочная отмывка изопентан-изопрен-толульной фракции (ИИТФ) является важным узлом при производстве полиизопренового каучука и предназначена для разрушения вредных примесей в растворителе, таких как карбонильные соединения. Качество щелочной отмывки ИИТФ непосредственно влияет на качество получаемого каучука. В ходе проекта необходимо исследовать на основе производственных данных математическую модель виртуального анализатора, а также спроектировать его рабочую модель. На основе вычисленного виртуальным анализатором показателя качества, а также других технологических параметров, таких как температура подогретой щелочи и расход щелочи, необходимо разработать нейронную сеть для регулирования данных параметров. Разработанные модели позволят повысить степень автоматизации и контроля технологического процесса. В результате проекта были разработаны виртуальный анализатор, непрерывно прогнозирующий показатель качества процесса в виде массовой доли щелочи после отмывки и нейросеть для регулирования технологических параметров щелочной отмывки. Ключевые слова: анализатор, виртуальный, сеть, нейросеть, отмывка. Сведения об авторах:
Муравьева Елена Александровна (Стерлитамак, Россия) – доктор технических наук, профессор, зав.кафедрой «Автоматизированные технологические и информационные системы» филиала ФГБОУ ВО «УГНТУ» (453118, г. Стерлитамак, Проспект Октября., 2; e-mail: muraveva_ea@mail.ru). Казанцев Радмир Валерьевич (Стерлитамак, Россия) – студент кафедры «Автоматизированные технологические и информационные системы», филиала ФГБОУ ВО «УГНТУ» в г. Стерлитамаке (453118, г. Стерлитамак, Проспект Октября, 2; e-mail: radmiraklo@yandex.ru). Подлесский Дмитрий Викторович (Стерлитамак, Россия) – магистрант кафедры «Автоматизированные технологические и информационные системы», филиала ФГБОУ ВО «УГНТУ» в г. Стерлитамаке (453118, г. Стерлитамак, Проспект Октября, 2; e-mail: radmiraklo@yandex.ru). Список литературы:
КРИТЕРИИ И АЛГОРИТМ ОПТИМИЗАЦИИ МНОГОСТАДИЙНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ Т.Н. Караневская, А.Г. Шумихин Получена: 06.02.2022 Рассмотрена: 04.03.2022 Опубликована: 28.06.2022 ![]() Аннотация:
Рассматривается решение задачи определения оптимальных значений технологических параметров, повышающих эффективность использования оборудования установок промысловой подготовки нефти. При проектировании установок критерием оптимальности в задаче служит показатель приведенных затрат на производство, при их эксплуатации в качестве критерия в задаче оптимизации выступает прибыль. В этих задачах минимум приведенных затрат и максимум прибыли соответствуют оптимальным значениям параметров по стадиям технологического процесса при подготовке нефти до товарного качества по показателю остаточного содержания воды. На примере действующей установки промысловой подготовки нефти предложен алгоритм решения задачи определения оптимальных параметров работы оборудования и расхода нефтяной эмульсии на входе многостадийного технологического процесса, при которых достигается максимальная прибыль. Алгоритм основан на принципе оптимальности Беллмана в сочетании с аналитическими моделями технологических процессов и применением искусственных нейронных сетей, аппроксимирующих зависимости выходных оптимальных значений технологических параметров процессов от входных по стадиям промысловой подготовки нефти. Критерий оптимальности для всего многостадийного процесса формулируется как аддитивная функция критериев оптимальности отдельных стадий. Для основных процессов (сепарации, обезвоживания, нагрева) в задачах оптимизации определены управляющие параметры, описана процедура получения обучающей выборки для обучения нейронной сети. Представлены результаты расчета оптимальных значений параметров технологического режима и производительности установки промысловой подготовки для получения требуемого по ГОСТ Р 51858–2002 качества подготовки нефти при выполнении условия достижения максимальной прибыли. Проверена точность полученных нейросетевых моделей. Выполнена оценка прибыли при оптимальных значениях технологических параметров и допустимом на выходе с установки качестве подготовки нефти. Результаты, представленные в работе, получены с учетом ранее проведенных авторами исследований. Ключевые слова: промысловая подготовка нефти, технологический процесс, принцип оптимальности Беллмана, критерий оптимальности, оптимальное управление, нейросетевое моделирование. Сведения об авторах:
Караневская Татьяна Николаевна (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614013, Шумихин Александр Георгиевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: atp@pstu.ru). Список литературы: 1. Караневская Т.Н., Шумихин А.Г. Оптимизация технологических режимов при управлении процессами промысловой подготовки нефти // Инженерный вестник Дона. – 2019. – № 4. – С. 22. 2. Karanevskaya T.N., Shumikhin A. G. Modeling of technological processes for algorithmization of problem of management of oil field treatment facilities // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Khimiya i Khimicheskaya Tekhnologiya. – 2020. – Vol. 63, iss. 2. – P. 84–90. 3. Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа: учеб. пособие / С.А. Ахметов, М.Х. Ишмияров, А.П. Веревкин, 4. Караневская Т.Н. Задача комплексной оптимизации технологических систем промыслового обустройства // Химия. Экология. Урбанистика. – Пермь, 2018. – Т. 1. – С. 684–688. 5. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии: учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1975. – 576 с. 6. Беллман Р., Калаба Р. Динамическое программирование и современная теория управления. – М.: Наука, 1969. – 120 с. 7. Дворецкий Д.С., Ермаков А.А., Пешкова Е.В. Расчет и оптимизация процессов и аппаратов химических и пищевых производств в среде MATLAB: учеб. пособие. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. – 80 с. 8. Лутошкин Г.С. Сбор и подготока нефти, газа и воды. – М.: Недра, 1977. – 192 с. 9. Ишмурзин А.А., Храмов Р.А. Процессы и оборудование системы сбора и подготовки нефти, газа и воды / УГНТУ. – Уфа, 2003. – 145 с. 10. Тронов В.П. Промысловая подготовка нефти. – Казань: ФЭН, 2000. – 416 с. 11. Круглов В.В., Борисов В.В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. – 2-е изд., стер. – М.: Горячая линия Телеком, 2002. – 382 с. 12. Шумихин А.Г., Бояршинова А.С. Алгоритм выбора структурных параметров искусственной нейронной сети и объема обучающей выборки при аппроксимации поведения динамического объекта // Компьютерные исследования и моделирование. – 2015. – Т. 7, № 2. – С. 243–251. 13. Хачатрян С.С., Арунянц Г.Г. Автоматизация проектирования химических производств. – М.: Химия, 1984. – 208 с. 14. Create COM Objects – MATLAB & Simulink [Электронный ресурс]. – URL: https://www.math-works.com/help/matlab/matlab_external/creating-com-objects.html (дата обращения: 22.03.2022). 15. Process Modelling and Univariate Analysis of Comminution Circuits / T. Song, T.H. Yang, J.W. Zhou, Q.K. Wang // IFAC-PapersOnLine. – 2018. – Vol. 51, iss. 21. – P. 19–23. ФИЛЬТРОВАНИЕ В РЕЖИМЕ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ Л.Ю. Александрова, Р.П. Банайтис, А.И. Мошинский Получена: 28.04.2022 Рассмотрена: 15.05.2022 Опубликована: 28.06.2022 ![]() Аннотация:
Фильтрование является гидродинамическим процессом разделения суспензий на твердую и жидкую фазы с помощью пористой фильтровальной перегородки. Работа фильтра характеризуется скоростью фильтрования, которая зависит от перепада давления по обе стороны фильтровальной перегородки (движущая сила процесса), гидравлического сопротивления фильтрующей перегородки, вязкости жидкой фазы, концентрации твердой фазы, свойств и гидравлического сопротивления осадка. При этом сопротивление осадка с увеличением толщины слоя изменяется от нуля до максимального значения в конце, а скорость необходимо рассматривать как некоторую мгновенную величину. Инженерно-технологические расчеты фильтрации производят, взяв за основу течения процесса одно из допущений: фильтрование при постоянном перепаде давления или фильтрование при постоянной скорости. На практике фильтрование производится под давлением, которое сообщает насос, из этого следует, что перепад давления зависит от расхода суспензии и может изменяться во времени. На основе модели фильтрования при зависимости перепада давления от расхода фильтрата получено аналитическое решение, описывающее работу фильтра при изменении движущей силы процесса во времени. Указаны параметры оптимальной работы фильтра. При этом рассматривается случай, когда максимум производительности фильтра достигается при максимально возможной толщине слоя осадка в фильтре. Рассмотрена р-теорема с целью сокращения количества независимых переменных. Полученное решение с применением теории размерностей сведено к простой зависимости между двумя безразмерными комплексами с добавлением только одного критерия подобия в сравнении с классическим вариантом ее использования. Ключевые слова: фильтр, насос, расход, оптимизация, теория размерности. Сведения об авторах:
Александрова Любовь Юрьевна (Санкт-Петербург, Россия) – преподаватель кафедры процессов и аппаратов химической технологии Санкт-Петербургского государственного химико-фармацевтического университета (197376, Санкт-Петербург, Аптекарский пр., 6; e-mail: lubov.aleksandrova@ pharminnotech.com). Банайтис Роман Павлович (Санкт-Петербург, Россия) – магистрант Мошинский Александр Иванович (Санкт-Петербург, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры процессов и аппаратов химической технологии Санкт-Петербургского государственного химико-фармацевтического университета (197376, Санкт-Петербург, Аптекарский пр., 6; e-mail: alexander.moshinsky@pharminnotech.com). Список литературы:
| ||