Исследованы технология получения эффективного и экономичного нефтяного сорбента на основе пенополиуретана, наполненного хитозаном, и его свойства.

Важным фактором для сорбентов является плавучесть. Эластичные пенополи-уретаны имеют в своей структуре сообщающиеся ячейки, что закономерно способствует высокой поглощающей способности таких пен. Однако в сатурированном состоянии они могут потерять плавучесть и затонуть, что негативно сказывается на живых организмах водных объектов. Жесткие пенополиуретаны, наоборот, имеют закрытопористую структуру, т.е. ячейки в пене не сообщаются, что затрудняет проникновение сорбата в пену, однако в то же время такой сорбент сохраняет плавучесть в сатурированном состоянии. Поэтому использовали два типа сорбентов, предполагая, что если эластичный пенополиуретан будет иметь склонность к «затапливанию», то жесткий пенополиуретан избежит этого недостатка.

В качестве наполнителя использовался хитозан двух видов: хитозан, растворимый в воде, и хитозан, растворимый в кислоте, в количестве от 20 до 50 мас. %
от суммы компонентов пенополиуретанов.

Отмечено, что с ростом количества введенного хитозана растет плотность сорбентов, что негативно отражается на их сорбционной активности.

Тип хитозана влияет на процесс вспенивания как относительно плотности адсорбента, так и временных параметров вспенивания. Это оказывает свое влияние на баланс протекающих реакций.

Водорастворимый хитозан в процессе получения пенополиуретанов частично может растворяться в воде, присутствующей в полиольном компоненте пенополиуретанов, и способен реагировать с изоцианатным компонентом, конкурируя с гидроксильными группами полиольного компонента. Таким образом, изоцианатного компонента в системе становится недостаточно для полноценного вспенивания пенополи-уретановой композиции.

Для кислоторастворимого хитозана этот процесс невозможен в силу его стойкости к воде.

Показано, что самой высокой адсорбционной способностью по отношению к нефти обладает эластичный сорбент с использованием хитозана в количестве 30 мас. %, поглощающая способность которого по отношению к нефти составляет »13,65 г/г.

На практике разливы нефти чаще всего происходят на водной поверхности. Для выявления преимущественной способности поглощать нефть или воду были проведены исследования сорбционной емкости сорбентов по отношению к воде.

Выявлено, что самой высокой адсорбционной способностью по отношению к воде обладает также эластичный сорбент с использованием хитозана 30 мас. %, поглощающая способность которого по отношению к воде составляет » 8,49 г/г.

При этом сорбент преимущественно поглощает нефть с коэффициентом поглощения 0,6.

При сравнении сорбентов, наполненных различным типом хитозана, выявлено, что сорбент, содержащий хитозан, растворимый в кислоте, имеет большую нефтеемкость, чем сорбент, содержащий хитозан, растворимый в воде.

Ключевые слова: сорбент, хитозан, пенополиуретана, нефть, наполнение.

Куен Тхи Куинь Ань (Казань, Россия) – аспирант кафедры технологии синтетического каучука, Казанский национальный исследовательский технологический университет (420015, г. Казань, К. Маркса ул., 68; e-mail: quynhanhmoitruong@gmail.com).

Зенитова Любовь Андреевна (Казань, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры технологии синтетического каучука, Казанский национальный исследовательский технологический университет (420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68; e-mail: liubov_zenitova@mail.ru).

1. Pagter R.H. De, Whiddon D.J. Strategy of Remedial Investigations. SPE Paper 27173 // 2nd Int. Conf. on Health, Safety & Environment in Oil & Gas Exploration & Production. – Jakarta, Indonesia, 1994.

2. Ratliff M.D. Treatment Techniques of Oil-Contaminated Soil and Water Aquifers. SPE Paper 27170 // 2nd Int. Conf. on Health, Safety & Environment in Oil & Gas Exploration & Production. – Jakarta, Indonesia, 1994.

3. Yrum K., Pekdemir T., Copur M. Surfactents treatment of crude oil contaminated soils // Journal of Colloid and Interface Science. – 2004. – № 276. – P. 456–464.

4. Чикина Н.С. Ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов с использованием сорбента на основе пенополиуретана и отходов зерновых культур: дис. … канд. техн. наук / Казан. гос. технол. ун-т. – Казань, 2010. – 163 с.

5. Application of chitosan for the removal of metals from wastewaters by adsorption – Mechanisms and models review / V.K. Gerente, C. Lee, P. Lee, G. McKay // Critical Reviews in Environmental Science and Technology. – 2007. – № 37. – P. 41.

6. Adsorptive removal of / Y.H. Chang, C.F. Huang, W.J. Hsu, F.C. Chang // J. Appl. Polym. Sci. – 2007. – № 104. – P. 2896.

7. Очистка сточных вод с применением хитозана / Е.А. Тарановская, Н.А. Собгайда, И.П. Алферов, П.А. Морев // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2015. – № 10 (85). – С. 322–326.

8. Тарановская Е.А., Собгайда Н.А., Маркина Д.В. Технология получения и использования гранулированных сорбентов на основе хитозана // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2016. – № 5. – С. 42–45.

9. Абдуллин В.Ф., Артеменко С.Е., Арзамасцев О.С. Особенности процессов экстрагирования при извлечении биополимера хитина из панциря ракообразных // Химические волокна. – 2008. – № 6. – C. 21–24.

10. Абдулин В.Ф. Технология и свойства биополимера хитозана из панциря речного рака: дис. … канд. техн. наук. – Саратов, 2006. – 116 с.

11. Арзамасцев О.С., Артеменко С.Е., Абдуллин В.Ф. Интенсификация процесса получения пленок хитозана // Вестник Саратовского государственного технического университета. – 2011. – № 4 (60). – Вып. 2. – C. 112–114.

12. Иванова М.А., Зенитова Л.А. Регенерация поглощенной нефти из сорбента ППУ-ОЗК // Актуальные проблемы науки о полимерах. – 2011. –
С. 75–76.

13. Снижение экологической нагрузки от разливов нефти и нефтепродуктов с помощью сорбента на основе пенополиуретана и отходов зерновых культур / Н.С. Чикина, А.В. Мухамедшин, А.В. Анкудинова, Л.А. Зенитова, А.С. Сироткин, А.В. Гарабаджиу // Вестник Казанского технологического университета. – 2009. – № 6. – С. 184–192.

14. Сорбент «OILFORMSORB» для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов / М.А. Иванова, Л.А. Зенитова, Н.С. Чикина, Р.Т. Муртазина,
В.В. Янов // Современные проблемы безопасности жизнедеятельности: теория и практика: материалы II междунар. науч.-практ. конф. – Ч. II. – Казань, 2011.

15. Регенерация поглощенных продуктов сорбентом ППУ-ОЗК /
М.А. Иванова, Р.Т. Муртазина, Н.С. Чикина, В.В. Янов, Л.А. Зенитова // Всероссийская рабочая химическая конференция «Бутлеровское наследие – 2011». – Казань, 2011.

Использование в производстве вакцин метода культивирования клеток и вирусов на микроносителях в суспензии в биореакторах позволяет увеличить выход клеточной популяции и вирусного материала. Культивирование клеток в суспензии требует применения бессывороточных сред с высокой концентрацией питательных веществ, обогащенных микроэлементами, витаминами, факторами роста и другими компонентами.

Цель настоящего исследования – разработка технологии культивирования клеток 4647 в бессывороточных средах на микроносителях в биореакторах.

Проведено сравнительное изучение эффективности бессывороточных сред ВекторВак-ПС2, SFM4 MegaVir и OptiМЕМ при культивировании клеток на различных микроносителях в биореакторе.

В результате проведенных исследований отработан метод культивирования клеток в биореакторе. Установлено, что использование декстрановых микроносителей в качестве подложки не отражается на морфологии клеток и на особенностях их репродукции. Для культуры клеток 4647 оптимальным является микроноситель Cytodex-1. Бессывороточные среды SFM4 MegaVir и OptiМЕМ пригодны для культивирования клеток и могут быть использованы в процессе получения вакцин.

Ключевые слова: культура клеток 4647, микроносители, бессывороточная питательная среда, биореактор, вакцины.

Радаева Ирина Федоровна (Кольцово, Россия) – заведующая лабораторией ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора (630559, р.п. Кольцово, Новосибирская область, e-mail: radaeva@vector.nsс.ru).

Думченко Наталья Борисовна (Кольцово, Россия) – научный сотрудник ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора (630559, р.п. Кольцово, Новосибирская область, e-mail: dumchenko@vector.nsc.ru).

Нечаева Елена Августовна (Кольцово, Россия) – кандидат медицинских наук, заместитель директора по научной и производственной работе ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора (630559, р.п. Кольцово, Новосибирская область, e-mail: nechaeva@vector.nsс.ru).

1. Сравнение кандидатных вакцин нового поколения против ортопоксвирусных инфекций человека / Р.А. Максютов, С.Н. Якубицкий, И.В. Колосова, С.Н. Щелкунов // Acta Naturae. – 2017. – Т. 9, № 2. – C. 93–99.
2. Максютов Р.А. Живые противооспенные вакцины // Проблемы особо опасных инфекций. – 2017. – № 2. – C. 72–77.
3. Высокоиммуногенный вариант аттенуированного вируса осповакцины / С.Н. Якубицкий, И.В. Колосова, Р.А. Максютов, С.Н. Щелкунов // Доклады Академии наук. – 2016. – Т. 466, № 2. – С. 241–244.
4. Хапчаев Ю.Х. Разработка методов получения и культивирования первичных и перевиваемых культур клеток животных для производства вирусных вакцин: дис. ... д-ра биол. наук. – М., 2003. – 180 c.

5. Новые биорезорбируемые микроносители на основе фиброина шелка / М.С. Котлярова, С.Г. Новичкова, О.И. Агапова, Д.А. Куликов, А.В. Куликов, М.С. Друцкая, И.И.Агапов, М.М. Мойсенович // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2015. – № 10. – С. 497–501.

6. Котов А.Н. Культивирование клеток на микроносителях в качестве субстрата для накопления вируса Эбола: автореф. дис. ... канд. биол. наук. – Новосибирск, 1996. – 30 с.

7. Бессывороточная питательная среда для культивирования клеток и вирусов / Е.А. Нечаева, И.Ф. Радаева, Н.Б. Думченко, Т.П. Сумкина,
М.П. Богрянцева, Т.Ю. Сенькина // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2018. – № 4. – С. 85–97.

8. Бессывороточная питательная среда для культивирования клеток Vero / Г.П. Трошкова, Л.Д. Мартынец, Е.В. Кирова, Т.П. Сумкина, А.В. Юдин // Фундаментальные исследования. – 2005. – № 5. – С. 94–94.
9. The new medium MDSS2N, free of any animal protein supports cell growth and production of various viruses / O.-W. Merten, H. Kallel, J.-C. Manuguerra,
M. Tardy-Panit, R. Crainic, F. Delpeyroux, S. Van der Werf, P. Perrin // Cytotechnology. – 1999. – Vol. 30. – Р. 191–201.
10. Думченко Н.Б. Изучение влияния растительных гидролизатов на жизнеспособность культуры клеток MDCK // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Естественные и технические науки. – 2018. – № 12/2. – С. 9–12.

11. Радаева И.Ф., Нечаева Е.А., Дроздов И.Г. Коллекция культур клеток ФГУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора. – Новосибирск: ЦЕРИС,
2009. – 251 с.

Фармакопейная статья ОФС.1.7.2.0011.15 «Требования к клеточным культурам-субстратам производства иммунобиологических лекарственных препаратов» // Государственная Фармакопея 13. – 2015. – Т. 2. – С. 672–688.

13. Миронова Л.Л., Курбатов А.В., Грачев В.П. Линия № 4647 перевиваемых клеток почки взрослой зеленой мартышки и ее применение в вирусологической практике // Вопросы вирусологии. – 1984. – № 4. – С. 503–506.

14. Культура клеток 4647 для производства рекомбинантной бивакцины против натуральной оспы и гепатита В / М.О. Скарнович, И.Ф. Радаева, Г.В. Вдовиченко, Е.А. Нечаева, А.А. Сергеев, В.А. Петрищенко, И.В. Плясунов, Л.Н. Шишкина, В.А. Терновой, М.А. Сметанников, А.П. Агафонов, А.Н. Сергеев // Вопросы вирусологии. – 2007. – № 2. – С. 37–40.

В последнее время нефть и нефтепродукты являются одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Задачи исследователей – найти нефтяные сорбенты с высокой сорбционной способностью, экономичные и легко производимые. В соответствии с этой тенденцией в настоящем исследовании в качестве наполнителя нефтяного пенополиуретанового (ППУ) сорбента использовался хитин в количестве до 50 %. Исследовалось влияние размера частиц и степени наполнения на параметры вспенивания ППУ при производстве сорбента, а также его поглощающая способность. Закономерно, что сорбент, наполненный меньшим количеством хитина (10 и 20 %), более легкий с большим количеством ячеек по сравнению с аналогом, содержащим 50 % наполнителя. Результаты исследования поглощающей способности сорбентов выявили, что нефтеемкость эластичного сорбента выше, чем у полуэластичного сорбента с одинаковой степенью наполнения. При этом использование сорбента с более мелкими частицами хитина (1–3 мм) с точки зрения поглощающей способности предпочтительнее по сравнению с более крупными частицами хитина (5–10 мм).

Наибольшей поглощающей способностью по отношению к нефти обладает эластичный сорбент, содержащий 10 % хитина с размером частиц 1–3 мм, которая составляет 13,13 г/г. При сравнении селективности разработанного сорбента по отношению к нефти и воде выявлено, что его нефтеемкость значительно выше сорбционной емкости воды.

Ключевые слова: cорбент, сорбционная способность, хитин, полиуретан, наполнение.

Чанг Чан И Доан (Казань, Россия) – аспирант кафедры технологии синтетического каучука, Казанский национальный исследовательский технологический университет (420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68; e-mail: tydtrang@gmail.com).

Зенитова Любовь Андреевна (Казань, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры технологии синтетического каучука, Казанский национальный исследовательский технологический университет (420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68; e-mail: liubov_zenitova@mail.ru).

1. Review on the effects of exposure to spilled oils on human health / F. Aguilera, J. Méndez, E. Pásaro, B. Laffon // J. Appl. Toxicol. – 2010. – № 30. – P. 291–301.

2. The use of natural sorbents for spilled crude oil and diesel cleanup from the water surface / T. Paulauskiené, I. Jucikè, N. Jušcˇenko, D. Baziukè // Water Air Soil Pollut. – 2014. – № 225. – P. 1959–1971.

3. Petroleum contamination of soil and water, and their effects on vegetables by statistically analyzing entire data set / J. Zhang, S. Fan, J. Yang, X. Du, F. Li,
H. Hou // Sci. Total Environ. – 2014. – № 477. – P. 258–265.

4. Sirotkina E.E., Novoselova L. Yu. Materials for adsorption purification of water from petroleum and oil products // Chemistry for Sustainable Development – 2005. – № 13. – P. 359–375.

5. Oil removal from aqueous state by natural fibrous sorbent: An overview / R. Wahi, L.A. Chuah, T.S.Y. Choong, Z. Ngaini, M.M. Nourouzi // Purif. Technol. – 2013. – № 113. – P. 51–63.

6. Dang Le Minh Tri. Study on the adsorption of reactive dyestuffs in textile wastewater by dyeing chitosan derived from shrimp shells. Master thesis / Chemical engineering / Hanoi national university. – Hanoi, 2012.

7. Jose Rene Rangel-Mendez, Vladimir Alonso Escobar Barrios, Jose Luis Davila-Rodriguez. Chitin based bio-composites for removal of contaminants from water: a case study of fluoride adsorption // Biopolymers. – 2010. – P. 163–180.

8. Filipkowska U. Adsorption and desorption of reactive dyes onto chitin and chitosan flakes and beads // Adsorption Science & Technology. – 2006. – № 24 (9). – P. 781–795.

9. Jae-Seong Rhee, Min-Woo Jung, Ki-Jung Paeng. Evaluation of chitin and chitosan as a sorbent for the preconcentration of phenol and chlorophenols in water // Analytical sciences. – 1998. – № 14. – P. 1089–1092.

10. Removal of phenol and conventional pollutants from aqueous efluent by chitosan and chitin / Maria Aparecida L. Milhome, Denis de Keukeleire, Jefferson P. Ribeiro e Ronaldo F. Nascimento, Tecia Vieira Carvalho, Danilo Caldas Queiroz // Nova. – 2009. – № 32 (8). – P. 2122–2127.

11. Removal of etroleum spill in water by chitin and chitosan / Francisco Cláudio de Freitas Barrosa, Luiz Constantino Grombone Vasconcellosb, Técia Vieira Carvalhoc, Ronaldo Ferreira do Nascimentoa // The Electronic Journal of Chemistry. – 2014. – № 6 (1). – P. 70–74.

12. ГОСТ 409–77. Пластмассы ячеистые и резины губчатые. Метод определения кажущейся плотности. – М., 1977.

13. Куен Тхи Куинь Ань, Иванова М.А., Зенитова Л.А. Полимерная композиция на основе пенополиуретана и хитозана // Вестник технологического университета – 2017. – № 20 (11). – C. 32–35.

14. Регенерация поглощенных продуктов сорбентом ППУ-ОЗК / М.А. Иванова, Р.Т. Муртазина, Н.С. Чикина, В.В. Янов, Л.А. Зенитова // Бутлеровские сообщения. – 2011. – Т. 28, № 20. – С. 89–93.

15. Application of sorbents to the collection of crude oil and refined product spills / I.V. Kumpaneko, A.V. Roschin, N.A. Ivanova, E.O. Panin, N.A. Sakharova // Russian journal of physical chemistry B. – 2015. – № 9 (2). – P. 295–299.

16. Study on the use of banana peels for oil spill removal / G. Alaa El-Din, A.A. Amer, G. Malsh, M. Hussein // Alexandria Engieering Journal of Egypt – 2017. – № 2017. – P. 1–8.

Актуальной проблемой на сегодняшний день создания специального программного обеспечения АСУ ТП является высокая стоимость вероятных программных ошибок. Ошибки, неверные алгоритмы программного обеспечения микропроцессорных контроллеров могут привести к аварийным ситуациям на технологическом объекте управления, незапланированным остановам технологических процессов, неисправности, выхода из строя технологического оборудования и т.д. Ошибки программного обеспечения возникают как на начальных стадиях проектирования, так и в процессе кодирования. В статье рассмотрены проблемы разработки программного обеспечения АСУ ТП, связанных с вероятностями ошибок на каждой стадии проектирования. Проведен аналитический обзор материалов по разработке ПО. Рассмотрены стадии и пункты разработки специального ПО. Проведен анализ видов, вероятностей, а также стоимости устранения ошибок на этапах разработки ПО. Рассмотрены особенности технологий проектирования информационных систем с каноническим и индустриальным подходами. Для снижения вероятности ошибок АСУ ТП задействован подход, при котором моделирование системы управления на этапе НИР приводит к генерации кода ПО для микропроцессорных контроллеров. Исследования по разработке специального программного обеспечения промышленных контроллеров производится с применением среды динамического моделирования SimInTech фирмы ООО «3В Сервис» г. Москва. В разрабатываемом методе, моделях и алгоритмах индустриального проектирования с генерацией исходного кода, загружаемого в промышленные контроллеры АСУ ТП, исключены промежуточные стадии проектирования, за счет чего снижена вероятность программных ошибок.

В качестве объекта исследования задействован процесс разработки специального программного обеспечения АСУ ТП. Предметом исследования являются методы, модели, алгоритмы проектирования специального ПО АСУ ТП. Поставленной целью исследования является разработка метода, моделей и алгоритмов разработки программного обеспечения АСУ ТП в нефтегазовой отрасли на базе разработки и применения типовых, приводящих к сокращению сроков проектирования.

Ключевые слова: программное обеспечение, автоматизированная система управления технологическим процессом, дожимная насосная станция.

Боталов Дмитрий Владимирович (Пермь, Россия) – магистрант кафедры оборудования и автоматизации химических производств, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: DVBotalov@gmail.com).

Сокольчик Павел Юрьевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: PSokol@rambler.ru).

1. Малышева Е.Н. Проектирование информационных систем: учеб. пособие. – Кемерово: Изд-во КемГуКИ, 2009. – 70 с.
2. Липаев В.В. Надежность программных средств. – М.: СИНТЕГ, 1998. – 425 с.
3. Среда динамического моделирования технических систем SimInTech: практикум по моделированию систем автоматического регулирования / Б.А. Карташов, Е.А. Шабаев, О.С. Козлов, А.М. Щекатуров. – М.: ДМК Пресс, 2017. – 424 с.
4. SimInTech: офиц. сайт. – URL: http://www.3v-services.com/#simintech (дата обращения: 25.04.2019).
5. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: проектирование и разработка: учеб.-практ. пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2008. – 926 с.
6. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. – 430 c.
7. Батоврин В.К. Стандарты системной инженерии. – СПб., 2012. – Вып. 4. – 64 с. – (Серия докладов (зеленых книг) в рамках проекта «Промышленный и технологический форсайт Российской Федерации»).
8. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справ. пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 464 с.
9. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: учеб. для техникумов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1985. – 352 с.
10. Оборудование для автоматизации «Овен»: сайт. – URL: http://www.owen.ru/catalog (дата обращения: 28.04.2019).
11. Гартман Т.Н., Клушин Д.В. Основы компьютерного моделирования химико-технологических процессов: учеб. пособие для вузов. – М.: Академкнига, 2006. – 416 с.
12. Боталов Д.В., Сокольчик П.Ю. Методология проектирования специального программного обеспечения АСУ ТП с применением интегрированных сред моделирования // Химия. Экология. Урбанистика: материалы всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2019. – Т. I. – С. 250–254.
13. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум: учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 2003. – 295 с.
14. Лазарева Т.Я., Мартемьянов Ю.Ф., Схиртладзе А.Г. Интегрированные системы проектирования и управления. Структура и состав: учеб. пособие. – М.: Машиностроение-1, 2006. – 172 с.
15. Солнышкина И.В. Теория массового обслуживания: учеб. пособие. – Комсомольск-на-Амуре: Изд-во КнАГЕУ, 2015. – 76 с.

Рассмотрен процесс создания установки, предназначенной для градуировки, калибровки, настройки и наладки микроимпульсных и волновых радарных уровнемеров. Необходимость такой установки продиктована увеличивающимся объемом проводимых работ по обслуживанию уровнемеров на предприятии ПАО «Мета-фракс». Выполнен анализ уровнемеров, используемых на предприятии. Определены требования, предъявляемые к разрабатываемой установке. На основании этого анализа выбран метод калибровки уровнемеров и выбраны образцовые средства измерения (СИ). Произведен анализ возможных факторов, влияющих на точность воспроизведения уровня, выполнены необходимые метрологические расчеты.

В соответствии с требованиями к установке разработано ее аппаратурное оформление. Спроектированы и изготовлены трубопроводы, основной резервуар.

Для увеличения количества обслуживаемых уровнемеров установка оснащена микропроцессорным регулятором, позволяющим автоматизировать ряд работ по обслуживанию уровнемеров, а также автоматизировать формирование протоколов калибровки уровнемеров.

Разработан проект установки и оформлена рабочая документация.

Таким образом, создание уровнемерной установки позволит:

1) выполнять требования Федерального закона № 102 и нормативных документов по проведению калибровочных работ СИ уровня;

2) заменить имитационный метод калибровки на метод непосредственного измерения уровня рабочей жидкости;

3) расширить возможности калибровки СИ уровня за счет отказа от имитационного метода калибровки, устранить инструментальную и субъективную погрешности;

4) значительно снизить затраты на приобретение готовой уровнемерной установки;

5) снизить затраты на обслуживание парка СИ за счет отказа от обслуживания сторонними организациями.

Ключевые слова: уровнемер, проливной метод, калибровка, автоматизированная уровнемерная установка.

Величко Екатерина Петровна (Губаха, Россия) – инженер по метрологии отдела автоматизации и метрологии ПАО «Метафракс» (618250, Пермский край, г. Губаха, ул. Заводская, 1; e-mail: Veli4ko.yekat@yandex.ru).

Гершонок Борис Григорьевич (Губаха, Россия) – начальник отдела автоматизации и метрологии ПАО «Метафракс» (618250, Пермский край,
г. Губаха, ул. Заводская, 1; e-mail: Gershonok@metafrax.ru).

1. Измерение уровня: теоретические и практические основы / пер. с англ. А.А. Прохорятова. – М.: Endress+Hauser, 2015. – 220 с.
2. Винокуров Б.Б. Метрология и измерительная техника. Уровнеметрия жидких сред: учеб. пособие. – М.: Юрайт, 2019. – 187 с.
3. Мещеряков В.А., Бадеева Е.А., Шалобаев Е.В. Метрология. Теория измерений: учеб. / под общ. ред. Т.И. Мурашкиной. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Юрайт, 2019. – 167 с.
4. Волегов А.С., Незнахин Д.С., Степанова Е.А. Метрология и измерительная техника: электронные средства измерений электрических величин: учеб. пособие. – М.: Юрайт, 2019. – 103 с.
5. ГСССД 2–77. Вода. Плотность при атмосферном давлении и температурах от 0 до 100 °С. – М.: Изд-во стандартов,1978. – 6 с.
6. Сергеев А.Г., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация и сертификация: учеб. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Юрайт, 2013. – 838 с.
7. Уровнемеры микроволновые контактные VEGAFLEX 8*. Методика поверки / ГЦИ СИ «ВНИИМС». – М., 2013. – 5 с.
8. Основы автоматизации технологических процессов: учеб. пособие / А.В. Щагин, В.И. Демкин, В.Ю. Кононов, А.Б. Кабанова. – М.: Юрайт, 2019. – 163 с.
9. Клюев А.С. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 355 с.
10. Ротач В.Я. Теория автоматического управления. – М.: Энергоатомиздат, 2008. – 400 с.
11. Жуков В.К. Метрология. Теория измерений: учеб. пособие. – М.: Юрайт, 2019. – 414 с.
12. Шидловский С.В. Автоматизация технологических процессов и производств. – Томск: НТЛ, 2005 – 100 с.
13. Латышенко К.П. Технические измерения и приборы: в 2 т. – Т. 1: в 2 кн. – Кн. 2. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Юрайт, 2019. – 259 с.
14. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: проектирование и разработка. – М.: ИНФРА-Инженерия, 2008. – 928 с.

В последние годы меняется мнение о роли автоматизации технологических процессов в общем комплексе задач по повышению эффективности производства. Стали появляться руководители, которые интересуются тем, какой реальный экономический и технический эффекты дают имеющиеся на предприятии системы автоматического управления. В процессе функционирования технологического объекта поддержание параметра на нужном диапазоне обеспечивается с помощью применения автоматического регулятора. Для реальной эксплуатации систем автоматического регулирования необходимо располагать корректными настройками регулятора. Точность определения настроек регулятора влияет на показатели качества систем автоматического регулирования. В процессе эксплуатации некоторые параметры объекта изменяются, что ведет к снижению качества процессов регулирования. Таким образом, необходимо адаптировать систему автоматического регулирования в процессе ее эксплуатации. Одним из распространенных способов адаптации является адаптация с идентификацией объекта, при которой математическая модель объекта позволяет оптимизировать работу системы автоматического регулирования непосредственно в процессе эксплуатации. Внедрение математической модели объекта в состав алгоритма управления требует большой вычислительной мощности системы управления либо ведет к ограничению точности математической модели, что непосредственно скажется на качестве процессов регулирования.

Исходя из теории подобия предполагается получить аналитические зависимости непосредственно между изменяющимися параметрами объекта и оптимальными настраиваемыми параметрами систем автоматического регулирования.
В статье предлагается использование статической прямонаправленной нейронной сети в качестве инструмента описания взаимосвязи параметров объекта и оптимальными параметрами системы автоматического регулирования. В данной работе представлены результаты исследования применения нейросетевых технологий с целью создания адаптивной системы автоматического регулирования проточным неизотермическим реактором.

Ключевые слова: адаптивное регулирование, нейронная сеть, модель реактора, температурный режим.

Стафейчук Борис Григорьевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: bgstaf@mail.ru).

Шакирова Алина Язгаровна (Пермь, Россия) – инженер АСУ ТП ООО «АСУ Инжиниринг» (614022, г. Пермь, Рязанская, 80, офис 303, e-mail: ayshakirova@asu-engineering.com).

1. Ицкович Э.Л. Современные алгоритмы автоматического регулирования и их использование на предприятиях // Автоматизация в промышленности. – 2007. – № 6. – С. 39–44.

2. Торгашов А.Ю., Гончаров А.А., Самотылова С.А. Современные методы построения систем усовершенствованного управления технологическими процессами // Вестник Дальневосточного отделения РАН. – 2016. – Т. 188, № 4. – С. 102–107.

3. Опыт разработки и внедрения систем усовершенствованного управления технологическими процессами нефтепереработки на базе виртуальных анализаторов качества / А.Г. Шумихин [и др.] // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2016. – № 2. – С. 39–53.

4. Система усовершенствованного управления установкой первичной переработки нефти: создание, внедрение, сопровождение / Ю.Н. Бельков
[и др.] // Автоматизация в промышленности. – 2013. – № 8. – С. 3–10.

5. Яковис Л.М. Многоуровневое управление производством (состояние, проблемы, перспективы) // Автоматизация в промышленности. – 2009. – № 9. – С. 15–22.

6. Яковис Л.М. Повышение «интеллектуального уровня» систем управления производством – проблемы и перспективы // Труды ВСПУ-2014 / Ин-т проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН. – М., 2014. – С. 4380–4391.

7. Харазов В.Г. Интеллектуальные приборы и системы управления // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). – 2014. – Т. 52, № 26. – С. 92–94.

8. Emerson внедрила систему усовершенствованного управления технологическим процессом на газофракционирующей установке АО «Уралоргсинтез» / С.Н. Гусев [и др.] // Территория «НЕФТЕГАЗ». – 2017. – № 5. – С. 14–20.

9. Логунов П.Л., Шаманин М.В. Использование информационных технологий и математических моделей в управлении производством // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. – 2013. – № 7. – С. 28–30.

10. Смирнов Н.И., Сабанин В.Р., Репин А.И. О корректности настройки ПИД регулятора при аппроксимации переходной характеристики объекта регулирования апериодическим звеном с транспортным запаздыванием // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2007. – № 1. – С. 35–39.

11. Шумихин А.Г., Александрова А.С., Мустафин А.И. Параметрическая идентификация технологического объекта в режиме его эксплуатации с применением технологии нейронных сетей // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. – 2018. – № 26. – С. 29–41.

12. Шаровин И.М., Смирнов Н.И., Репин А.И. Применение искусственных нейронных сетей для адаптации САР в процессе их эксплуатации // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2012. – № 4. – С. 27–32.

13. Чепак Л.В. Адаптивное прогнозирующее устройство для объекта с запаздыванием по управлению в системах с явным эталоном // Информатика и системы управления. – 2002. – Т. 04, № 2. – С. 126–132.

14. Еремин Е.Л. Ильина Л.В. Адаптивные системы с динамическим упредитель-компенсатором для объектов с запаздыванием по управлению // Информатика и системы управления. – 2002. – Т. 03, № 1. – С. 97–102.

15. Антоненков А.В. Искусственная нейронная сеть как инструмент исследования переходных процессов в асинхронных двигателях: дис. ... канд. техн наук. – М., 2008. – 132 с.

16. Перов В.Л. Основы теории автоматического регулирования химико-технологических процессов. – М.: Химия, 1970. – 352 с.

В производстве нефтяных битумов в качестве реакторов для окисления сырья в настоящее время широко используются барботажные колонны. Основным конструктивным элементом таких аппаратов является узел диспергирования окислителя, в качестве которого служит сжатый воздух.

Опыт промышленной эксплуатации выявил серьезные недостатки существующих конструкций этих узлов, которые не обеспечивают высокую степень диспергирования пузырьков воздуха и подвержены быстрому закоксовыванию в процессе эксплуатации. Это в значительной степени снижает газосодержание и, как следствие, уменьшает поверхность контакта фаз между воздухом и жидкостью.

Анализ последних публикаций показал, что разработки и исследования в этой области были направлены в основном на изучение отдельных вопросов гидродинамики двухфазного потока в этих аппаратах, а также на совершенствование их конструкционных элементов. Вместе с тем в этой области имеется еще много нерешенных задач.

Для изучения гидродинамики окислительных колонн нами была разработана укрупненная плоская модель аппарата высотой 3,5 м, шириной 1,0 м и толщиной 0,2 м. Стенки колонны были изготовлены из прозрачного поликарбоната, что позволяло визуально оценивать структуру газожидкостного потока. Опыты проводилось в двух режимах работы колонны: барботажном и комбинированном газлифтно-барботажном.

Показано, что в обычном барботажном режиме в объеме аппарата формируется большое количество крупных, так называемых «транспортных» пузырей размером 70–100 мм, которые вызывают интенсивное продольное перемешивание жидкости по высоте аппарата, увлекают за собой более мелкие пузырьки и сокращают их время пребывания в реакционной зоне.

Результаты изучения работы модели колонны в газлифтно-барботажном режиме показано, что при удельных расходах воздуха, близких к промышленным значениям, заметно улучшается качество аэрации жидкой фазы, резко сокращается количество образующихся крупных пузырей и снижается интенсивность продольного перемешивания.

Нами были выполнены расчеты предлагаемого газлифтного устройства, разработана конструкция и выданы рекомендации по его внедрению в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».

Ключевые слова: нефтяной битум, окислительная колонна, газосодержание, поверхность контакта фаз, газлифтное устройство.

Загидуллин Сафар Хабибуллович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: zsh@cpl.pstu.ru).

Долганов Владислав Леонидович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: dolganov@pstu.ru).

1. Современные устройства совмещения сырья и воздуха на установках получения окисленного битума / Н.Ю. Белоконь [и др.] // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2000. – № 5. – С. 41–46.
2. Окислительная колонна битумной установки / Л.Г. Груцкий [и др.] // Химия и технология топлив и масел. – 2000. – № 6. – С. 11.
3. Опыт реконструкции битумной установки / А.А. Касьянов [и др.] // Химия и технология топлив и масел. – 1999. – № 4. – С. 25–26.
4. Ипполитов Е.В., Грудников И.Б. Технология производства битумов. Недавняя история и давние проблемы // Химия и технология топлив и масел. – 2000. – № 4. – С. 18.
5. Грудников И.Б. Производство нефтяных битумов. – М.: Химия, 1983. – 192 с.
6. Пат. 2246522 РФ, МПК С 10 С 3/04. Способ получения битума / Грудников И.Б. – № 2003136708/04; заявл. 22.12.2003; опубл. 20.02.2005, Бюл. № 5.
7. Пат. 2182922 РФ, МПК С 10 С 3/04. Способ получения нефтяного битума и установка для его осуществления / Лобанов В.В., Ануфриев Ю.В. – № 2001118004/04; заявл. 03.07.2001; опубл. 27.05.2002, Бюл. № 12.
8. Пат. 2281155 РФ, МПК В 01 J 10/00. Газожидкостной реактор / Хафизов Ф.Ш. и др. – № 2005109442/15; заявл. 01.04.2005; опубл. 10.08.2006, Бюл. № 22.
9. Пат. 2095134 РФ, МПК В 01 J 10/00. Газожидкостной реактор / Комаров С.М. и др. – № 96104431/25; заявл. 05.03.1996; опубл. 10.11.1997, Бюл. № 26.
10. Построение математической модели процесса непрерывного производства битумов окислением / А.С. Ширкунов [и др.] // Вестник Пермского государственного технического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2008. – № 8. – С. 129–135.
11. Абишев А.А., Загидуллин С.Х. Современные отечественные способы улучшения работы окислительных колонн производства нефтебитумов // Вестник Пермского государственного технического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2008. – № 8. – С. 123–130.
12. Соколов В.Н., Доманский И.В. Газожидкостные реакторы. – Л.: Машиностроение, 1976. – 216 с.
13. Пороло Л.В. Воздушно-газовые подъемники жидкости. – М.: Машиностроение, 1969. – 160 с.
14. Машины и аппараты химических производств: Примеры и задачи / И.В. Доманский [и др.]; под ред. В.Н. Соколова. – Л.: Машиностроение, 1982. – 384 с.

Разработана новая конструкция сотовой насадки, по своей энергоэффективности превосходящая аналогичную. В основу предлагаемой конструкции сотовой насадки положен равносторонний шестиугольник, каждая сторона которого равна 6 мм. Испытания насадки проводили в колонне 196´196 мм, изготовленной из оргстекла. Общая высота насадки в колонном аппарате составляла 520 мм. Слои насадки в виде 4 отдельных блоков высотой 85 мм располагали в аппарате с зазором 10 мм и смещением друг относительно друга по высоте колонны, что позволяло максимально использовать «входные эффекты» и создавало оптимальные условия для разрыва пленки жидкости между соседними по высоте слоями насадки. В качестве рабочего газа использовали атмосферный воздух при температуре 20–22 оС. Расход воздуха изменяли от 60 до 484 м3/ч. Потери напора в колонном аппарате с испытуемой насадкой измеряли с помощью водяных стеклянных U-образных манометров. Плотность орошения qж составляла 20; 40; 60; 80; 100; 120 и 135 м3/(м2·ч). Для проведения массобменных испытаний сотовой насадки использовали абсорбер диаметром 80 мм. Высота рабочей части колонны 1800 мм. Регенератор диаметром 123 мм. Высота сотовой насадки 1300 мм. Диаметр блоков сотовой насадки составлял 70–74 мм. Равномерное распределение жидкости в поперечном сечении колонны обеспечивалось с помощью душа и слоя насадки из керамических колец Рашига 15´15 мм.

Результаты опытов по изучению орошаемой сотовой насадки показали, что при скоростях газового потока w0 » 2,0 м/с режим подвисания (захлебывания) наступает при плотности орошения qж в диапазоне от 20 до 60 м3/(м2·ч). При плотности орошения qж от 60 до 135 м3/(м2·ч) наблюдается более плавный характер зависимости ΔP = f(w0).

Ключевые слова: регулярная насадка, гидравлическое сопротивление, тепломассообмен.

Карпенко Артем Сергеевич (Москва, Россия) – инженер кафедры процессов и аппаратов химических производств Московского политехнического университета (107023, г. Москва, ул. Б. Семеновская, 38; e-mail: artem-karpenko@list.ru).

Беренгартен Михаил Георгиевич (Москва, Россия) – кандидат химических наук, профессор кафедры процессов и аппаратов химических производств Московского политехнического университета (107023, г. Москва, ул. Б. Семеновская, 38).

Юдина Любовь Александровна (Москва, Россия) – кандидат химических наук, инженер кафедры процессов и аппаратов химических производств Московского политехнического университета (107023, г. Москва, ул. Б. Семеновская, 38).

Пушнов Александр Сергеевич (Москва, Россия) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник кафедры процессы и аппараты химических производств Московского политехнического университета (107023, г. Москва, ул. Б. Семеновская, 38).

1. Лаптев А.Г, Фархатов М.И. Разделение гетерогенных систем в насадочных аппаратах. – Казань: Изд-во Казан. гос. ун-та, 2006. – 343 с.
2. Пушнов А.С. Геометрические характеристики хордовой насадки// Химическая промышленность. – 2014. – Т. 91, № 3. – С. 139–143.
3. Лаптев А.Г. Модели пограничного слоя и расчет тепломассобменных процессов. – Казань: Изд-во Казан. гос. ун-та, 2007. – 200 с.
4. Свойства пеноблочных насадок массообменных колонн / А.С. Полевой, А.В. Мамаев, А.С. Пушнов, В.В. Уборский // Высококачественные вещества. – 1991. – № 4. – С. 96–106.
5. Полевой А.С. Исследование высокоэффективных насадок при ректификации разбавленных растворов на основе 3-фенилэтилового спирта // Теоретические основы химической технологии. – 1996. – Т. 30, № 5. – С. 473–484.
6. Лаптев А.Г., Башаров М.М. Эффективность тепломассобмена и разделения гетерогенных сред в аппаратах нефтегазохимического комплекса: моногр. / Центр инновационных технологий. – Казань, 2016. – 344 с.

7. Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Гидравлические и тепловые основы работы. – Л.: Химия, 1979. – 176 с.

8. Башаров М.М. Энергоресурсосберегающая модернизация теплоиспользующих установок в производстве фенола: дис. … канд. техн. наук / КГЭУ. – Казань, 2011. – 200 с.

9. Ведьгаева И.А. Математическое моделирование, исследование и повышение эффективности работы промышленных градирен с сетчатой насадкой: дис. … канд. техн. наук / КГЭУ. – Казань, 2003. – 154 c.

10. Витковская Р.Ф. Разработка и исследование полимерных волокнистых катализаторов и контактных элементов для ресурсосбережения и охраны окружающей среды: дис. … д-ра техн. наук / СПГУТД. – СПб., 2005. – 366 с.

11. Эффективные конструкции структурированных насадок для процессов тепломассообмена / Г.Б. Дмитриева, М.Г. Беренгартен, М.И. Клюшенкова, А.С. Пушнов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2005. – № 8. – С. 15–17.

12. Идельчик И.Е. Аэродинамика технологических аппаратов (подвод, отвод и распределение потоков по сечению аппаратов). – М.: Машиностроение, 1983. – 351 с.

13. Пушнов А.С., Карпенко А.С. Геометрические характеристики насадок и эффективность процессов тепло- и массообмена в колонных аппаратах // Химическая технология. – 2015. – Т. 16, № 9. – С. 557–563.

14. Процессы и аппараты защиты окружающей среды. Насадочные скрубберы для контактного теплообмена: учеб. пособие / М.Г. Беренгартен, Р.Ф. Витковская, А.А. Городилов, А.С. Пушнов; СПГУТД. – СПб., 2014. – 82 с.

15. Mackowiak, J. Fluid dynamics of packed columns, Chemische Technik / Verfahrenstechnik. – Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010. – 260 p.

Добыча и переработка нефти зачастую сопровождается процессом образования асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО). Данные отложения значительно снижают производительность и эффективность работы технологического оборудования, что в свою очередь требует поиска оптимальных методов борьбы с их образованием. АСПО представляют собой сложную гетерогенную систему, которая характеризуется повышенными вязкостью и температурой застывания. Механические и тепловые методы борьбы с АСПО, широко применяемые в настоящее время, являются сравнительно малоэффективными. В связи с этим стало актуальным применение химических реагентов для растворения отложений и их диспергирования с последующим выносом с нефтяным потоком, а также для регулирования низкотемпературных свойств нефтяной системы.

Следует отметить, что для каждой нефти компонентный состав АСПО индивидуален. Поэтому выбор присадки для улучшения низкотемпературных свойств углеводородной системы тесно связан с ее химическим составом. Таким образом, подбор реагента и определение его оптимальной дозировки является крайне важной задачей при борьбе с АСПО.

Целью данной научно-исследовательской работы является изучение воздействия депрессорных присадок комплексного действия на снижение температуры застывания и предотвращение процесса образования АСПО при добыче, транспорте, хранении и переработке нефти.

В представленной работе проведены исследования влияния различных депрессорных присадок на нефть путем определения температуры застывания и количества отложений по методу «холодного стержня». Результаты анализов показали, что применение ряда депрессорных присадок позволяет улучшить низкотемпературные свойства и сократить образование АСПО в нефти, что приведет к решению целого комплекса технологических проблем.

Ключевые слова: асфальтосмолопарафиновые отложения, депрессорная присадка, нефть, низкотемпературные свойства, температура застывания, метод «холодный стержень».

Журавлев Александр Вадимович (Пермь, Россия) – начальник опытно-исследовательского цеха ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» (614055,
г. Пермь, ул. Промышленная 84, e-mail: Aleksandr.ZHuravlev@pnos.lukoil.com).

Павленина Виктория Ивановна (Пермь, Россия) – лаборант химического анализа опытно-исследовательского цеха ООО «ЛУКОЙЛ-Перм-нефтеоргсинтез», (614055, г. Пермь, ул. Промышленная 84, e-mail: vikapavel56@gmail.com).

Пухова Елена Юрьевна (Пермь, Россия) – инженер-химик 1 категории опытно-исследовательского цеха ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеорг-синтез» (614055, г. Пермь, ул. Промышленная 84, e-mail: Elena.Pukhova@pnos.lukoil.com).

1. Осложнения в нефтедобыче / под общ. Н.Г. Ибрагимова, Е.И. Ишемгу-жина. – Уфа: Монография, 2003. – 302 с.
2. Минерально-сырьевые ресурсы Пермского края: энцикл. / Ю.А. Яковлев [и др.]; под ред. А.И. Кудряшова, Б.М. Осовецкого. – Пермь, 2006. – С. 142–157.
3. Турбаков М.С., Чернышов С.Е., Устькачкинцев Е.Н. Анализ эффектив-ности технологий предупреждения образования асфальтосмолопарафиновых отложений на месторождениях Пермского Прикамья // Нефтяное хозяйство. – 2012. – № 11. – С. 122–123.
4. Особенности состава и строения нефтяных отложений / А.В. Шарифул-лин, Л.Р. Байбекова, А.Т. Сулейманов, Р.Ф. Хамидуллин, В.Н. Шарифуллин // Технологии нефти и газа. – 2006. – № 6. – С. 19–24.
5. Удаление асфальтосмолистых веществ и парафина из нефтепроводов НГДУ «Южарланнефть» / Н.Г. Хохлов, Р.Р. Вагапов, З.М. Шагитов, А.С. Мустафин // Нефтяное хозяйство. – 2006. – № 1. – С. 110–111.
6. Персиянцев М.Н. Добыча нефти в осложненных условиях. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2000. – 653 с.
7. Трушин С.С., Юшин В.Я., Терентьев В.Е. Ингибирующая присадка комплексного действия НХТ-И: рук. по применению. – Кемерово, 2010. – 16 с.
8. Уэнг С.Л., Фламберг А., Кикабхан Т. Выбор оптимальной дисперсион-ной присадки // Нефтегазовые технологии. – 1999. – № 2. – С. 90–92.
9. Хайрулина Э.Р. Опыт и перспективы ингибиторной защиты нефтепромыслового оборудования // Нефтепромысловое дело. – 2004. – № 5 – С. 23–26.
10. Горошко С.А. Влияние ингибиторов парафиноотложений на эффективность транспорта газового конденсата месторождения «Прибрежное»: дис. … канд. техн. наук. – Краснодар, 2003. – 163 с.
11. Егоров А.В., Николаев В.Ф., Султанова Р.Б. Упрощенный метод холодного стержня для оценки ингибирующего действия реагентов, применяемых при профилактике и удалении парафиноотложений с металлических поверхностей при добыче и транспорте нефти // Проблемы нефтедобычи, нефтехимии, нефтепереработки и применения нефтепродуктов. – 2012. – № 8. – С. 295–298.
12. Стрижков И.В. О динамике образования АСПО при перекачке высокопарафинистой нефти обработанной различными депрессорными присадками // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2007. – № 2. – С. 70–75.
13. Глущенко В.Н., Шипигузов Л.М., Юрпалов И.А. Оценка эффектив-ности ингибиторов асфальтеносмолопарафиновых отложений // Нефтяное хозяйство. – 2007. – № 5. – С. 84–87.
14. Методология подбора реагента для ингибирования высокопарафи-нистых нефтей / П.Н. Шадрина, А.И. Волошин, Л.Е. Ленченкова, Д.С. Мочалкин // Нефтегазовое дело. – 2016. – № 4. – С. 64–68.
15. Юрпалов И.А., Драчева Г.Ю., Глущенко В.Н. Практика применения метода холодного контакта для подбора ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений из нефти // Проблемы и перспективы развития химической промышленности на Западном Урале: сб. науч. тр. / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2005. – С. 258–262.

Образование водонефтяных эмульсий значительно осложняет добычу, сбор и подготовку товарной нефти, создавая дополнительные проблемы при ее транспорте и хранении. При этом устойчивость водонефтяных эмульсий обусловлена формированием прочной межфазной оболочки, состоящей из смол и асфальтенов, на каплях эмульгированной воды. Кроме того, смолы и асфальтены способствуют интенсивному формированию асфальтосмолопарафиновых отложений на поверхности нефтепромыслового оборудования, тем самым снижая продуктивность скважин и пропускную способность нефтепроводов. При недостаточном стабилизирующем действии окружающей дисперсионной среды частицы асфальтенов ассоциируются, что приводит к потере кинетической устойчивости системы. Изменение состава дисперсионной среды, изменение температуры, механические воздействия и другие факторы способствуют коагуляции асфальтенов, при этом частицы их слипаются, образуя более крупные агрегаты, выпадающие в осадок. В данной работе на основе комплексного анализа спектров оптического поглощения, полученных методом спектрофотометрии в видимой области, исследовано изменение устойчивости асфальтенов, выделенных из асфальтосмолопарафиновых отложений эмульсий с различным содержанием воды. Асфальтены асфальтосмолопарафиновых отложений водонефтяных эмульсий с небольшим содержанием воды характеризуются максимальными значениями коэффициента светопоглощения. Осадок 10 и 30 % водонефтяных эмульсий формируют более способные к агрегированию асфальтены, характеризующиеся максимальными значениями коэффициента светопоглощения. Дальнейшее увеличение содержания воды в эмульсии до 50 и 70 % приводит к тому, значения коэффициента светопоглощения снижаются, т.е. осадок образуют более устойчивые асфальтены. Наименее стабильные асфальтены содержат высокоароматичную полярную фракцию, характеризуются высокими значениями молекулярных масс и выпадают из эмульсий с небольшим содержанием воды и минимальными средними размерами капель.

Ключевые слова: асфальтены, асфальтосмолопарафиновые отложения, водонефтяные эмульсии, коэффициент светопоглощения.

Небогина Надежда Александровна (Томск, Россия) – кандидат химических наук, науч. сотр. лаборатории реологии нефти ИХН СО РАН (634055, г. Томск, пр. Академический, 4, e-mail: hadejka@rambler.ru).

Прозорова Ирина Витальевна (Томск, Россия) – кандидат химических наук, ст. науч. сотр. лаборатории реологии нефти ИХН СО РАН (634055, г. Томск, пр. Академический, 4, e-mail: piv@ipc.tsc.ru).

Юдина Наталья Васильевна (Томск, Россия) – кандидат химических наук, зав. лаборатории реологии нефти ИХН СО РАН (634055, г. Томск, пр. Академический, 4, e-mail: natal@ipc.tsc.ru).

Петренко Татьяна Васильевна (Томск, Россия) – кандидат химических наук, ст. науч. сотр. лаборатории физико-химических методов исследований ИХН СО РАН (634055, г. Томск, пр. Академический, 4, e-mail: uvikon@ipc.tsc.ru).

1. Тронов В.П. Механизм образования смолопарафиновых отложений и борьба с ними. – М.: Недра, 1970. –192 с.
2. Глущенко В.Н. Обратные эмульсии и суспензии в нефтегазовой промышленности. – М.: Интерконтакт Наука, 2008. – 725 с.
3. Kilpatrick P.K. Water-in-crude oil emulsion stabilization: review and unanswered questions // Energy Fuels. – 2012. – № 26. – P. 4017–4026.
4. Шевляков М. В. Особенности эмульсий высокопарафинистых нефтей // Новый университет. Технические науки. – 2011. – № 3. – С. 30–35.
5. Влияние степени обводненности и минерализации водной фазы на образование асфальтосмолопарафиновых отложений из нефтей месторождений Удмуртии / В.К. Миллер, Л.В. Иванова, Ю.А. Пугачева, В.Н. Кошелев // Труды Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина. – 2015. – № 3. – С. 117–126.
6. The Role of Inhibitors’ Molecular Structure on Asphaltene Deposition in Reservoir Conditions / A. Naseri, M. Nikazar, S. Dehghani, B. Dabir, O. Gohari // Petroleum Science and Technology. – 2011. – Vol. 29, № 10. – P. 988–999.
7. Spiecker P.M., Gawrys K.L., Kilpatrick P.K. Aggregation and solubility behavior of asphaltenes and their subfractions // J. Colloid Interface Sci. – 2003. – Vol. 267. – P. 178–193.
8. Leon O., Rogel E., Espidel J. [et al.]. Asphaltenes: Structural Characterization, Self-Association, and Stability Behavior // Energy Fuels. – 2000. – Vol. 14. – № 1. – P.6–10.
9. Особенности самоорганизации асфальтеновых молекул в тяжелых нефтях при варьировании соотношений нефть:осадитель / Ю.М. Ганеева, Т.Н. Юсупова, В.И. Морозов, Г.В. Романов // Нефтехимия. – 2013. – Т. 53, № 4. – С. 254–258.
10. Влияние компонентного состава и структурных характеристик компонентов на устойчивость тяжелых нефтей к осаждению асфальтенов / Л.М. Петрова, Н.А. Аббакумова, Д.Н. Борисов, И.М. Зайдуллин, Т.Р. Фосс, М.Р. Якубов, И.Ш. Хуснутдинов // Нефтяное хозяйство. – 2012. – № 1. – С. 74–76.
11. Особенности образования и состава жидких фаз при смешении легкокипящего алифатического растворителя с тяжелыми нефтями / М.Р. Якубов, Д.Н. Борисов, С.Г. Якубова, Г.Р. Абилова, Д.В. Милордов // Нефтяная провинция. – 2016. – № 2. – С. 80–97.
12. Исследование совместимости нефтяных смесей методом фотометрии / Е.В. Роенко, О.А. Калиниченко, Е.В. Тертышная, Л.А. Снежко // ХТТМ. – 2014. – № 3. – С. 26–30.
13. Евдокимов И.Н., Лосев А.П. Возможности оптических методов исследований в системах контроля разработки нефтяных месторождений. – М.: Нефть и газ, 2007. – 228 с.
14. Туманян Б.П. Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем. – М.: Техника, 2000. – 336 с.
15. Сафиева Р.З. Физикохимия нефти. – М.: Химия, 1998. – 448 с.
16. Мукаева Г.Р., Доломатов М.Ю. Спектроскопический контроль свойств органических веществ и материалов по корреляциям свойство – коэффициент поглощения // Журнал прикладной спектроскопии. – 1998. – Т. 65, № 3. – С. 438–440.
17. Антипенко В.Р., Лукьянов В.И. Определение удельного показателя поглощения нефтей и нефтяных фракций в видимой области спектра // Известия Томского политехнического университета. – 2009. – Т. 315, № 3. – С. 92–96.
18. Мархасин И.Л. Физико-химическая механика нефтяного пласта. – М.: Недра, 1977. – 214 с.

В настоящее время нефтяные битумы служат основным материалом для строительства автомобильных дорог, а также находят множество других применений: в качестве кровельных, гидро- и электроизоляционных материалов и др.

Качество готовых битумов, полученных по разным технологиям, существенным образом зависит от химического состава сырья, используемого в процессе их производства. В частности, асфальтены являются наиболее сложными по строению и менее всего изученными высокомолекулярными соединениями, входящими в состав битумов. Поскольку нефтяные битумы являются сложной нефтяной дисперсной системой, в которой асфальтены образуют дисперсную фазу, их содержание в значительной степени определяет коллоидное состояние битума и комплекс его характеристик.

Однако существующие методы определения концентрации асфальтенов, как правило, весьма трудоемки, требуют применения дорогостоящего оборудования, отличаются большой длительностью. Исходя из этого задача поиска альтернативных экспресс-методов определения химического состава тяжелых нефтепродуктов является очень актуальной.

В связи с этим в данной статье рассматривается возможность применения ультрафиолетовой (УФ) спектрометрии в ходе анализа содержания асфальтенов как в тяжелых нефтяных остатках, применяемых в производстве дорожных битумов, так и в самих нефтяных битумах.

По результатам проведенных исследований было выявлено, что предложенная методика, основанная на УФ-спектрометрии, позволяет определить концентрацию асфальтенов, сопоставимую со стандартизированным сольвентным методом при условии предварительного построения калибровочного графика с использованием асфальтенов, выделенных из исследуемого продукта.

Наиболее значительная абсолютная погрешность в определении содержания асфальтенов различными методами отмечается для высокоароматизированных продуктов крекинга и висбрекинга, а также окисленных битумов, что может быть связано со значительным отличием структуры их асфальтенов от усредненной в связи с активными химическими превращениями, которыми сопровождаются данные процессы.

Ключевые слова: нефтяной битум, асфальтены, сольвентный метод, ультрафиолетовая спектрометрия, групповой состав, тяжелые нефтяные остатки.

Чащина Валерия Павловна (Пермь, Россия) – магистрант кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: chas-lera@mail.ru).

Ширкунов Антон Сергеевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: sas@pstu.ru).

1. Халиулина Л.Э. Применение нефтяных битумов // Научный журнал. – 2018. – № 11. – С. 12–13.

2. Усов Б.А., Горбунова Т.Н. Современные технологии производства дорожных битумов // Системные технологии. – 2017. – № 22. – С. 67–72.

3. Ширкунов А.С. Получение нефтяных и полимермодифицированных дорожных битумов улучшенного качества компаундированием окисленных
и остаточных нефтепродуктов в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез»: дис. … канд. техн. наук. – Уфа, 2011. – 146 с.

4. Джумаева О., Солодова Н.Л., Емельянычева Е.А. Основные тенденции производства битумов в России // Вестник технологического университета. – 2015. – № 20. – С. 132–135.

5. Хужакулов А.Ф., Мадаминов О.Э., Джумаев М.А. Возможности получения дорожных битумов улучшенного качества // Молодой ученый. – 2014. – № 1. – С. 138–140.

6. Сыроежко А.М., Бегак О.Ю., Федоров В.В. Взаимосвязь структурно-группового состава гудронов и битумов из нефтей различной природы с их эксплуатационными параметрами // Журнал прикладной химии. – 2004. – № 4. – С. 661–669.

7. Галлиулин Э.А., Фахрутдинов Р.З. Исследование влияния группового состава на показатели качества неокисленных и окисленных битумов, полученных из ашальчинской сверхвязкой нефти // Вестник технологического университета. – 2017. – № 20. – С. 31–35.

8. Цукер А.А., Шеина Т.В. Асфальтены – структурирующий компонент битума // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: материалы 70-й юбилейной всерос. науч.-техн. конф. по итогам НИР 2012 г. – Самара, 2013. – С. 133–134.

9. Barrera D.M., Ortiz D.P., Yarranton H.W. Molecular Weight and Density Distributions of Asphaltenes from Crude Oils // Energy Fuels. – 2013. – No. 27. – P. 2474–2487.

10. A Unified Model for Aggregation of Asphaltenes / Nasim Haji-Akbari, Pennapa Masirisuk, Michael P. Hoepfner, H. Scott Fogler // Energy Fuels. – 2013. – No. 27. – P. 2497–2505.

11. Сапов А.В., Зимнухов А.Н., Ярцев В.П. Структура и эксплуатационные характеристики битумов // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. – 2017. – № 2. – С. 180–186.

12. Ткачев С.М. Самоорганизация надмолекулярных структур смолисто-асфальтеновых веществ // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В: Прикладные науки. Промышленность. – 2007. – № 8. – С. 2–14.

13. Вайзман Ф.Л. Основы органической химии: учеб. пособие для вузов / пер. с англ. под ред. А.А. Потехина. – СПб.: Химия, 1995. – 464 с.

14. Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ, ИК, ЯМР и масс-спектроскопии в органической химии. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. – 240 с.

15. Сильверстейн Р., Басслер Г., Моррил Т. Спектрометрическая идентификация органических соединений. – М.: Мир, 1977. – 590 с.

16. Васильев С.Г., Скирда В.Д., Шкаликов Н.В. Особенности осаждения асфальтенов в системах н-алкан/нефть // Коллоидный журнал. – 2010. – № 1. – С. 120–128.

17. Spiecker P.M., Gawrys K.L., Kilpatrick P.K. Aggregation and solubility behavior of asphaltenes and their subfractions // Journal of Colloid and Interface Science. – 2003. – No. 267. – P. 178–193.

18. Speight J.G. Petroleum Asphaltenes. Part 1. Asphaltenes, resins and the structure of petroleum // Oil & Gas Science and Technology. – 2004. – Vol. 59,
no. 5. – P. 467–477.

19. Рябов В.Д. Химия нефти газа. – М.: Техника, 2004. – 288 с.

Настоящая работа посвящена исследованию зауглероживания танталового анода на разных этапах производства оксидных полупроводниковых конденсаторов. При ее выполнении проанализированы образцы на остаточный углерод с основных стадий получения танталового анода, который показал: основное загрязнение углеродом происходит на этапе возгонки связующего. Показано, что это происходит вследствие подсоса распыленного минерального масла из вакуум-насосов, которое оседает на стенках печи и анодах. На этапе спекания часть масла улетучивается,
а часть осмоляется и остается в анодах.

В ходе данной работы проведен термодинамический анализ установленных реакций и сравнение данных из научной и патентной литературы с условиями протекания процесса спекания, из чего сделан вывод, что, помимо сажи, наличие которой в анодном теле имеет свои пагубные последствия, углерод находится в аноде в виде соединения карбида тантала, образующегося в результате спекания анодов в среде высоких температур при глубоком вакууме.

Исследование научной литературы дало понять, что загрязнение анода сажей и карбидом тантала приводит к снижению качественных электротехнических показателей, поскольку слой диэлектрика, которым является аморфный пентаоксид тантала, формируется неравномерно, что приводит к снижению срока службы и потерям тока готового чип-конденсатора из-за пробития.

При выполнении данной работы была проведена оценка способов обезуглероживания и регенерации никелевых катализаторов и выбран наиболее подходящий для удаления углерода из объема анода после этапа спекания.

Научный и практический интерес данной работы состоит в том, что она
не имеет конкретных аналогов.

Ключевые слова: карбид тантала, зауглероживание танталового анода, способы обезуглероживания танталового анода.

Гилёв Виктор Алексеевич (Пермь, Россия) – студент кафедры химических технологий направления «Технология неорганических веществ» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: vitya.gilyov.84@bk.ru).

Старостин Андрей Георгиевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: starostin26@yandex.ru).

Пойлов Владимир Зотович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: vladimirpoilov@mail.ru).

1. Закгейм Л.Н. Электролитические конденсаторы / под ред. Д.М. Казарновского, О.С. Житниковой. – М.: Госэнегроиздат, 1963. – 284 с.

2. Upadhyaya G.S. Powder metallurgical processing and metal purity: A case for capacitor grade sintered tantalum // Bull. Mater. Sci. – 2005. – Vol. 28, no. 4. – P. 305–307.

3. Долматов В.С. Электрохимические процессы при синтезе карбида тантала, двойных карбидов молибдена с никелем и кобальтом и карбида кремния: дис. ... канд. техн. наук. – Екатеринбург, 2016. – 134 с.

4. Виноградов Ю.В. Основы электронной и полупроводниковой техники. – М.: Энергия, 1972. – 536 с.

5. Angerer P., Neubauer E. Texture and structure evolution of tantalum powder samples during spark-plasma-sintering (SPS) and conventional hot-pressing // International Journal of Refractory Metals & Hard Materials. – 2007. –Vol. 25. – P. 280–285.

6. Самсонов Г.В., Упадхая Г.Ш., Нешпор В.С. Физическое материаловедение карбидов. – Киев: Наукова думка, 1974. – 454 c.

7. Ситтиг М. Извлечение металлов и неорганических соединений и отходов: пер. с англ. – М.: Металлургия, 1985. – 408 c.

8. Способ регенерации никелевого катализатора: пат. 2539986 Рос. Федерация / Асхабова Х.Н., Исаева С.Х., Оздыханов М.С. – № 2013119922/04; заявл. 29.04.2013; опубл. 10.11.2014, Бюл. № 31.

9. Регенерированный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, способ регенерации дезактивированного катализатора и процесс гидроочистки углеводородного сырья: пат. 2484896 Рос. Федерация / Будуква С.В., Климов О.В., Корякина Г.И., Леонова К.А., Перейма В.Ю., Дик П.П., Носков А.С. – № 2012113883/04; заявл. 09.04.2012; опубл. 20.06.2013, Бюл. № 17.

10. Способ регенерации отработанного катализатора для гидроочистки нефтяного сырья: пат. 2299095 Рос. Федерация / Иконников В.Г., Левтринская Н.А., Шарыпина Н.Н. – № 2005104057/04; заявл. 15.02.2005; опубл. 20.05.2007, Бюл. № 14.

11. Способ реактивации никельсодержащих катализаторов гидрирования жиров: пат. 2001941 Рос. Федерация / Меламуд Н.Л., Носкова Н.Ф., Рыжова Р.Я., Савельев С.Р., Корнеев Н.Н., Храпова И.М. – № 5033034/13; заявл. 31.01.1992; опубл. 30.10.1993, Бюл. № 39-40.

12. Покрытый карбидом тантала углеродный материал и способ его получения: пат. 2337899 Рос. Федерация / Фудзирава Хироказу, Ямада Норимаса, Абе Йосихиса – № 2006131563/03; заявл. 07.02.2006; опубл. 10.11.2008, Бюл. № 31.

13. Углеродный материал с покрытием из карбида тугоплавкого металла и способ его получения: пат. 2516405 Рос. Федерация / Казаков Л.И., Минков О.,Б., Молев Г.В. – № 2012118731/03; заявл. 10.05.2012; опубл. 20.11.2013, Бюл. № 32.

14. Состав для синтеза карбидов тугоплавких металлов: пат. 2043967 Рос. Федерация / Анфиногенов А.И., Горшков А.В., Добрынин А.И., Илющенко Н.Г., Ряпосов Ю.А., Чебыкин В.В., Чернов Я.Б., Чуб А.В. – № 94000494/02; заявл. 05.01.1994; опубл. 20.09.1995, Бюл. № 13.

15. Кай А. Танталовые конденсаторы. Особенности применения [Электронный ресурс] // Электронные компоненты. – 2000. – № 3. – URL: compel.ru/lib/articles/tantalovyie-kondensatoryi-osobennosti-primeneniya (дата обращения: 21.03.2019).

16. Киффер Р., Бенезовский Ф. Твердые сплавы: пер. с нем. – М.: Металлургия, 1971. – С. 392.

17. Косолапова Т.Я. Карбиды. – М.: Металлургия, 1968. – С. 147–148.