Изучены возможности использования активных углей промышленного производства и модифицированных углеродных сорбентов для извлечения ионов редкоземельных элементов (РЗЭ) лантана и тербия из водных растворов. Разработка инновационных технологий для выделения РЗЭ из всех возможных источников и создание на их основе новых функциональных материалов являются актуальными задачами как с экономической, так и с экологической точки зрения. Для извлечения редкоземельных элементов из растворов применяются экстракционные, осадительные и сорбционные методы.

Одними из наиболее доступных и эффективных сорбентов, используемых в различных отраслях промышленности, являются активные угли (АУ). Они обладают рядом преимуществ, обусловленных узким гранулометрическим составом, высокими сорбционными и стабильными прочностными характеристиками.

В работе использовали две марки промышленных активных углей, полученных из различных видов сырья: древесный уголь БАУ и углеродное молекулярное сито УМС на основе каменного угля. С целью повышения содержания кислородсодержащих функциональных групп кислотного характера осуществляли модифицирование поверхности угля азотной кислотой. Сорбцию РЗМ проводили из растворов нитратов лантана (III) и тербия (III) с концентрацией 50 мг/дм3 в динамическом режиме. Установлено, что активные угли БАУ и УМС могут найти применение для извле­чения лантана из водных растворов. Емкость сорбента при этом составила
0,33 мг La/г. При поглощении лантана из раствора сложного состава степень извлечения лантана снизилась до 70 % и менее. Степень извлечения ионов тербия активными углями не превышает 20 %.

Ключевые слова: редкоземельные элементы, активные угли, сорбция, тербий, лантан, БАУ.

Максимов Андрей Сергеевич (Пермь, Россия) – завлабораторией НИОКР «НИЦ коллективного пользования» Пермского государственного национального исследовательского университета (614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15; e-mail: htb03starosta@gmail.com).

Юминова Александра Александровна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, старший преподаватель кафедры аналитической химии и экспертизы Пермского государственного национального исследовательского университета (614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15).

Фарберова Елена Абрамовна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: elenafarb@gmail.com).

Тиньгаева Елена Александровна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: teengaeva@mail.ru).

1. Редкие металлы на мировом рынке: в 2 кн. – Кн. 2: Металлы попутного производства / под ред. Т. Ю. Усовой; ИМНРЭ. – М., 2008. – 162 с.

2. Михайлов В.А. Редкоземельные руды металлов: геология, ресурсы, экономика: моногр. / Киев. ун-т. – Киев, 2010. – 223 с.

3. Туляганов З.Я. Физико-химические свойства редкоземельных элементов, используемых в активных компонентах волоконно-оптических систем передачи // Молодой ученый. – 2017. – № 20. – С. 83–85.

 4. Супоницкий Ю.Л. Химия редкоземельных элементов. – М.: Изд-во РХТУ, 2007. – 107 с.

 5. Корпусов Г.В., Патрушева Е.Н. Экстракционные методы разделения РЗЭ // Редкоземельные элементы: сб. науч. тр. – М.: Изд-во АН СССР, 1970. – С. 195–208.

6. Папкова М.В. Сорбционное извлечение редкоземельных металлов и других элементов из раствора фосфорной кислоты: дис. ... канд. техн. наук: 15.17.01. – М., 2016. – 113 c.

7. Сорбционное концентрирование лантана на модифицированных малополярных сорбентах / А.А. Терещенкова, М.А. Статкус, Т.И. Тихомирова, Г.И. Цизин  // Вестник Моск. ун-та. сер.2. Химия. – 2013. – Т. 54, № 4. –
С. 203–209.

8. Олонцев В.Ф. Российские активные угли. – Пермь: Мультиграф, 1995. – 89 с.

9. Фарберова Е.А., Тиньгаева Е.А., Кобелева А.Р. Технология получения активных углей и их применение. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед.
политехн. ун-та, 2018. – 147 с.

10. Мухин В.М., Тарасов А.В., Клушин В.Н. Активные угли России. – М.: Металлургия, 2000. – 352 с.

11. Фарберова Е.А., Тиньгаева Е.А., Максимов А.С. Синтез активных углей с однородной пористой структурой // Журнал прикладной химии. – 2015. – Т. 88, вып. 4. – С. 546–552.

12. Алехина М.Б. Промышленные адсорбенты. – М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Мен­делеева, 2013.– 116 с.

13. Бервено А.В., Бервено В.П. Исследование сорбционно-кинетиче­ских свойств углеродных молекулярных сит // Физикохимия поверхности
и защита материалов. – 2009. – Т. 45, № 4. – С. 411–414.

14. Тарковская И.А. Окисленный уголь. – Киев: Наукова думка, 1981. – 200 с.

15. Капустина Е.В. Функциональные группы на поверхности окисленного угля // Журнал Приазовского государственного технического университета. Технические науки. – 2000. – № 10. – C. 289–292.

Изучены методы доочистки производственных стоков АО «Пермский завод “Машиностроитель”» (ПЗХО) от ионов никеля. В ходе производства ПЗХО использует электрохимические ванны, в которых после обработки конструкций образуются отходы, содержащие ионы никеля в концентрациях 140–300 г/л. При помощи осадительного метода удалось значительно уменьшить концентрацию никеля до 360 мг/л. Полученные значения превышали уровень ПДК для сточных вод, который составляет 0,02 мг/л, поэтому требуется доочистка производственных стоков с целью сбрасывания очищенной воды в городскую канализацию. В качестве метода доочистки рассмотрен биологический метод с использованием иммобилизации выделенных клеток микроорганизмов на поверхности активированного угля и внутри альгинатного геля. Для осуществления биологического метода из почв, загрязненных ионами тяжелых металлов, выделены культуры микроорганизмов, которые являются устойчивыми к ионам никеля, получены их изолированные колонии и изучены морфологические и физические свойства. Проведено микроскопирование клеток, в ходе которого выяснили, что культура представлена граммотрицательными диплококками. Исследована возможность применения выделенных культур в производственной практике. С этой целью проведена иммобилизация клеток в альгинатном геле и на поверхности активированного угля. Изучены поглотительные способности сорбентов в чистом виде и с внедренными в них культурами микроорганизмов. Эксперименты показали, что иммобилизация клеток на поверхности и внутри носителей увеличивает их поглотительную способность по отношению к ионам никеля. Применение иммобилизованных клеток упрощает задачу внедрения биологического метода в технологическую схему производства.

Ключевые слова: производственные сточные воды, осаждение, культура микроорганизмов, иммобилизация, ионы никеля, активированный уголь, альгинатный гель.

Маньковская Ольга Юрьевна (Пермь, Россия) – бакалавр кафедры химии и биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail:manechkaolka2212@gmail.com).

Бахирева Ольга Ивановна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: bahirevy@mail.ru).

Соколова Мария Михайловна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: mmsokolova@mail.ru).

Пан Лариса Сергеевна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29).

1. Маньковская О.Ю., Бахирева О.И., Соколова М.М. Применение биологического метода для доочистки производственных растворов от ионов никеля // Химия. Экология. Урбанистика: материалы всерос. науч.-практ. конф.: в 2 т. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2019. – Т. 1. – С. 425–428.

2. Штриплинг Л.О., Туренко Ф.П. Основы очистки сточных вод и переработки твердых отходов: учеб. пособие. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. – 192 с.

3. Филатова Е.Г. Обзор технологий очистки сточных вод от ионов тяжеллых металлов, основанных на физико-химических процессах // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. – 2015. – № 2(13). – С. 7.

4. Мусина С.А., Хасанова Л.Ф., Щелчкова А.И. Анализ оптимальных параметров при очистке сточных вод гальванопроизводств от никеля различными электрохимическими методами // Форум молодых ученых. – 2018. – № 3(19). – С. 427–431.

5. Domingo J.W.S., Radway J.C., Wilde E.W. Immobilization of Burkhol­deria cepacia in polyurethane-based foams: embedding efficiency and effect on bacterial activity // Industrial Microbiol. Biotechnol. – 1997. – Vol. 18. – P. 389–395.

6. Механические воздействия на микроорганизмы при культивировании / Е.В. Гусаева, Т.А. Нижегородова, Н.В. Меньшутина, Ж. Будран // Биотехнология. – 2007. – № 5. – С. 72–79.

7. Соколов Э.М., Панарин В.М., Рылеева Е.М. Антропогенное загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами // Экология и промышленность России. – 2008. – № 11. – С. 34–38.

8. Войтюк Е.А. Аккумуляция тяжелых металлов в почве и растениях
в условиях городской среды (на примере г. Чита): автореф. дис. … канд. биол. наук. – Улан-Удэ, 2011. – 22 с.

9. Cabral J.M.S., Kennedy J.F. Immobilization of microbial cells on transition metal–activated supports: Methods in enzymology / еds. S.P. Colowick, N.O. Kaplan. – Orlando: Academic Press, 1987. – Vol. 135. – Р. 357–372.

10. Демаков В.А., Максимова Ю.Г., Максимов А.Ю. Иммобилизация клеток микроорганизмов: биотехнологические аспекты // Биотехнология. – 2008. – № 2. – С. 30–45.

11. Гаврилова Н.Б., Чернопольская Н.Л. Иммобилизация клеток в гель как метод защиты микроорганизмов // Вестник омского государственного аграрного университета. – 2012. – № 4(8). – С. 116–122.

12. Пимнева Л.А., Королева М.Н. Сорбционная очистка промышленных сточных вод от ионов марганца и никеля // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 3–2. – С. 83–84.

13. Пушкарева Г.И., Гаврилова Т.Г., Цицилина Д.М. Сорбционная очистка сточных вод горнопромышленных предприятий от никеля / Интерэкспо Гео-Сибирь. – Новосибирск, 2016. – № 3. – С. 254–259.

14. Хайнасова Т.С., Балыков А.А., Левенец О.О. Исследование иммобилизации микроорганизмов и окисления железа иммобилизованной биомассой клеток // Горный информационно-аналитический бюллетень (Научно-технический журнал). – 2016. – № S31. – С. 247–253.

15. Alexandratos S.D. Ion–Exchange Resins: A Retrospective from In­dustrial and Engineering Chemistry Research // Industrial&Engineering Chemistry
Research. – 2009. – no. 48. – Р. 388–398.

Синтезированы йодсодержащие сорбенты на основе алюмогеля, полиэтилена, полиакриламида и поливинилового спирта. Полученные сферические сорбенты на основе алюмогеля имели высокую емкость по йоду, но их ресурс работы оказался недостаточным. Сорбенты на основе полиэтилена имели низкую сорбционную емкость по йоду, а сорбенты на основе полиакриламида частично растворялись в процессе эксплуатации. Сорбенты на основе поливинилового спирта получали различными способами и имели разные характеристики. Наибольший ресурс работы показал сорбент, осажденный в щелочной среде, а максимальную емкость по йоду – сорбент, осажденный в ацетоне. Испытания, проведенные в бактериологической лаборатории в Центре санитарно-эпидемиологического надзора Кировского района г. Перми, показали, что полученные сорбенты на основе поливинилового спирта могут быть использованы для обеззараживания питьевой воды в динамическом режиме на стадии доочистки.

Ключевые слова: йодсодержащие сорбенты, обеззараживание воды, алюмогель, полиакриламид, поливиниловый спирт.

Пан Лариса Сергеевна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: vvv@pstu.ru).

Бахирева Ольга Ивановна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Пермского национально-исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: vvv@pstu.ru).

Цыпкина Екатерина Алексеевна (Пермь, Россия) – студентка группы  БТ-17-1б  Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: Cypkinakatya@mail.ru).

1. Онищенко Г.Г. Проблемы качества питьевой воды в Российской Федерации и пути их решения // Водоснабжение и санитарная техника. – 2010. – № 12. – С. 5–8.

2. Зорина Е.И. Применение активированного угля в водоподготовке // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. – 2013. – № 61(109). –
С. 52–55.

3. Кутергин А.С., Кутергина И.Н. Природные алюмосиликаты для очистки воды от радионуклидов техногенного происхождения // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. – 2014. – № 3(75). – С. 12–14.

4. Щербакова Е.В. Гидролизованные природные алюмосиликаты – эффек­тивные сорбенты для очистки загрязненных вод // Вестник Санкт-Петербург­­­­ского университета. Серия 7: Геология. География. – 2007. – № 1. – С. 93–97.

5. Везенцев А.И., Трубицын М.А., Кормош Е.В. Монтмориллонитовые глины как потенциальный сорбент патогенных веществ и микроорганизмов // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2012. – Т. 12, вып. 6. – С. 998–1004.

6. Обеззараживание воды нанокомпозитами на основе пористого оксида алюминия и соединений серебра / Е.В. Золотухина, Б.А. Спиридонов, В.И. Федянин, Е.В. Гриднева // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2010. – Т. 10, вып. 1. – С. 78–85.

7. Water disinfection with ozone, copper and silver ions, and temperature increase to control "Legionella": seven years of experience in a university teaching hospital / D.S. Blanc, P. Carrara, G. Zanetti, P. Francioli // J. Hospital Infection. –2005. – Vol. 60, no. 1. – P. 69–72.

8. Благонравова А.С. Проблемные вопросы дезинфекции на современном этапе // Инфекция и иммунитет: материалы X съезда ВНПОЭМП. – М., 2012. – C. 215.

9. Static Electricity Powered Copper Oxide Nanowire Microbicidal Electroporation for Water Disinfection / L. Chong [et al.] // Nano Letters. – 2014. –
№ 14(10). – P. 5603–5608.

10. Optimizing the design and synthesis of supported silver nanoparticles for low cost water disinfection / Di He [et al.] // Environ. Sci. Technol. – 2014. –
№ 48(20). – р. 12320–12326.

11. Silver nanoparticle–alginate composite beads for point–of–use drinking water disinfection / S. Lin [et al.] // Water Research. – 2013. – Vol. 47, no. 12. – P. 3959–3965.

 12. Синтез и бактерицидные свойства ультрадисперсного порошка меди / С.Ю. Доронин, Р.К. Чернова, В.В. Алипов, Г.М. Белолипцева, М.С. Лебедев, О.Г. Шаповал // Известия Саратовского университета. Новая серия. Сер. Химия. Биология. Экология. – 2011. – Т. 11, вып. 1. – С. 18–22.

13. Dychdala G.R. Chlorine and Chlorine Compounds // Disinfection, ste­rilization and preservation. – New York: Lippincott Williams&Wilkins, 2001. – Р. 135–159.

14. Gottardi W. Iodine and Iodine Compounds // Disinfection, sterilization and Preservation. – Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2001. – Chap­ter 8. – Р. 159–185.

15. Кирсанов В.В. Санитарно-гигиеническая характеристика возможного влияния на здоровье населения побочных продуктов хлорирования сточной и питьевой воды // Вестник Казанского технологического университета. – 2012. – Т. 15, № 4. – С. 93–96.

16. Макотрина Л.В., Зверькова А.С. Влияние обеззараживания питьевой воды хлором на здоровье человека // Изв. вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. – 2011. – № 1(1). – С. 87–95.

17. Ушаков С.Н., Мохнач В.О. О соединениях йода с поливиниловым спиртом и его сополимерами и бактерицидных и лечебных свойствах этих соединений // Докл. АН СССР. – 1959. – Е128. – № 6. – С. 1317–1320.

Рассмотрены вопросы алгоритмизации задачи, связанной с принятием решений по оперативному управлению запасами сырьевых компонентов на складах производства сухих магнезиальных тампонажных смесей (СМТС), предназначенных для получения тампонажных растворов для цементирования обсадных колонн нефтяных и газовых скважин, путем затворения сухой смеси водным раствором хлорида магния, и с оценкой производственных возможностей оборудования технологической линии по их производству. Актуальность решения задачи обусловлена необходимостью оптимизации запасов хранящихся сырьевых компонентов при условии обеспечения их достаточности для выполнения поставок партий готовой продукции с учетом того, что производство сухих магнезиальных тампонажных смесей имеет признаки гибкого из-за частой смены рецептуры смеси, от которой зависят показатели качества тампонажного раствора. Требования к значениям показателей качества определяет заказчик партии сухих магнезиальных тампонажных смесей, исходя из горно-геологических, литолого-стратиграфических и термобарических условий разрезов этих месторождений, а также с учетом технико-технологических условий их применения при производстве цементировочных работ в скважинах.

В приведенном в статье примере расчетов технологическая линия по производству сухих магнезиальных тампонажных смесей рассматривается как система массового обслуживания (СМО). Алгоритм расчета запасов по каждому из сырьевых компонентов основан на принципе системы управления ими по состоянию с мониторингом достаточности и фиксированными интервалами времени между пополнениями, который позволяет предприятию-изготовителю сократить расходы на приобретение, транспортировку и хранение сырьевых компонентов для приготовления качественных магнезиальных тампонажных растворов.

Ключевые слова: нефтяные и газовые скважины, тампонажный раствор, сухая магнезиальная тампонажная смесь, производство, система массового обслуживания, рецептура, запасы сырьевых компонентов, управление.

Ваталева Мария Владимировна (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: monoceross@mail.ru).

Шумихин Александр Георгиевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры автоматизация технологических процессов Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: atp@pstu.ru).

1. Применение магнезиальных цементов при бурении скважин и добыче нефти / Г.М. Толкачев, Ю.А. Дулепов, А.М. Шилов [и др.]; ЦП НТО НГП им. академика И.М. Губкина, – М., 1987.
2. Применение магнезиальных цементов при креплении глубоких нефтяных и газовых скважин / Г.М. Толкачев, А.С. Козлов, А.В. Анисимова [и др.] // Сборник научных трудов SWorld. – Одесса, 2013. – Вып. 3. – Т. 14.
3. Козлов А.С., Пастухов А.М. Тампонажный материал для цементирования обсадных колонн в интервалах многолетнемерзлых пород // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2014. – № 10. – С. 42–48.
4. Приготовление сухих смесей магнезиальных тампонажных материалов в стационарных условиях / Г.М. Толкачев [др.] // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2008. – № 8. – С. 43–45.
5. Инновационный менеджмент: учеб. для вузов /А.Е. Абрамешин, Т.П. Воронина, О.П. Молчанова, Е.А. Тихонова, Ю.В. Шленов; под ред. О.П. Молчановой. – М.: Вита-Пресс, 2001. – 272 с.
6. Бастриков М.В., Пономарев О.П. Информационные технологии управления: учеб. пособие / Ин-т КВШУ. – Калининград, 2005. – 140 с.
7. Бородич Т.А., Загудайло А.В. Разработка системы поддержки принятия решений при управлении запасами организации // Творческое наследие А.С. Посникова и современность. – 2015. – № 8. – С. 124–128.
8. Жаворонкова М.С., Папанцева Е.И. Методология, стандартизация и сертификация: метод. указания и задания для выполнения лаб. работ. – Ставрополь: СервисШкола, 2011. – 152 с.
9. Чекалдин А.М. Управление производственными запасами на промышленном предприятии // Modern Economy Success. – 2017. – № 3. – С. 73–76.
10. Рыжиков Ю.И. Теория очередей и управления запасами. – СПб.: Питер, 2001. – 384 с.
11. Кирпичников А.П., Флакс Д.Б., Галямова К.Н. Средняя длина очереди в системе массового обслуживания с ограниченным средним временем пребывания заявки в системе // Вестник технологического университета. –2017. – Т. 20, № 2. – С. 81–84.
12. Кирпичников А.П., Фадхкал Зайнаб, Титовцев А.С. Классическая система массового обслуживания (модель М/М/1) // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. – 2015. – № 3(16). – С. 10–13.
13. Майзлиш А.В., Волынский В.Ю. Алгоритм оперативного управления запасами материальных ресурсов производственных предприятий на основе ячеечной модели // Экономический анализ: теория и практика. – 2014. –№ 42(393). – С. 22–34.
14. Лукинский В.С. Модели и методы теории логистики.– СПб.: Питер, 2008. – 448 с.
15. Петренко А.С., Емыкова А.А. Управление запасами в стратегическом управлении организацией // Вестник современных исследований. – 2018. – № 12(27). – С. 352–355.

Исследована особенность нейросетевого моделирования технологического объекта, находящегося под управлением регулятора с известной функцией регулирования. Принципиальной отличительной особенностью методики нейросетевого моделирования управляемых технологических объектов является следующее. На основе обученной нейронной сети создается модель объекта с системой управления, состоящая из нейронной сети, имитирующей поведение управляемого объекта, и модели регулятора, формирующей сигналы управляющих воздействий. Модель регулятора обеспечивает адекватную исследуемому объекту работу нейросетевой модели, так как нейронная сеть была обучена в условиях функциональной зависимости значений управляющего воздействия регулятора реальной системы от значений управляемой величины на выходе объекта. Модель регулятора может быть по структуре и параметрам идентичной регулятору, реализованному в действующей системе регулирования, либо модель регулятора с известной структурой можно идентифицировать по экспериментальным данным.

С целью сравнения указанных подходов к построению модели регулятора проведено исследование на данных с натурного объекта – лабораторной установки. Объектом является эмулятор печи. Эмулятор печи обдувается воздухом, проходящим через сужающее устройство. Объект – эмулятор печи оснащен регулятором температуры, вырабатывающим управляющее воздействие (изменение напряжения тока на нагревателе). Воздух, подаваемый на обдув, пропускается через змеевик, помещенный на водяную баню. Температура водяной бани изменяется путем добавления горячей или захоложенной воды.

В результате исследования двух способов построения модели регулятора, входящей в состав нейросетевой модели управляемого объекта, предназначенной для настройки системы управления, доказана корректность предлагаемых способов построения моделей. Предпочтительным способом является построение модели регулятора в соответствии с алгоритмом, реализованным в системе управления. Идентификация параметров модели регулятора может применяться в случае, когда передаточная функция регулятора неизвестна или имитация реального регулятора не дает удовлетворительных результатов.

Ключевые слова: нейросетевое моделирование, модель регулятора, моделирование управляемых объектов.

Александрова Анна Сергеевна (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: boyarshinovaann@gmail.com).

Шумихин Александр Георгиевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29;
e-mail: shumichin@gmail.com).

1. Цыпкин Я.З. Информационная теория идентификации. – М.: Наука, 1995. – 336 с.

2. Райбман Н.С. Идентификация объектов управления (обзор) // Автоматика и телемеханика. – 1979. – № 6. – С. 80–93.

3. Моделирование систем / М.В. Аржаков, Н.В. Аржакова, В.К. Голиков, Б.Е. Демин, В.И. Новосельцев; под ред. В.И. Новосельцева. – Воронеж: Научная книга, 2005. – 216 с.

4. Эйкхофф П., Ванечек А., Савараги E. Современные методы идентификации систем / пер. с англ. под ред. П. Эйкхоффа. – М.: Мир, 1983. – 400 с.

5. Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя. – М.: Наука, 1991. – 431 с.

6. Bakhtadze N.N., Lototsky V.A. Knowledge-based models of nonlinear systems based on inductive learning // Intelligent Systems Reference Library. –2016. – Vol. 98. – P. 85–104.

7. Emerson внедрила систему усовершенствованного управления технологическим процессом на газофракционирующей установке АО «Уралоргсинтез» / С.Н. Гусев, Т.С. Камалиев, И.Т. Кимяев, В.В. Рибергер, А.В. Ерхов // Территория «НЕФТЕГАЗ». – 2017. – № 5. – С. 14–20.

8. Штейнберг Ш.Е. Идентификация в системах управления. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 197 c.

9. Дойников А.Н., Ратушняк B.C., Ратушняк Ю.Н. Особенности идентификации реальных объектов при помощи быстрого преобразования Фурье. – М., 1999. – Деп. в ВИНИТИ. – № 3299-В99. – 63 с.

10. Ротач В.Я. Об адаптивных системах управления с текущей идентификацией // Автоматизация в промышленности. – 2004. – № 6. – С. 3–6.

11. Колмогоров А.Н. О представлении непрерывных функций нескольких переменных суперпозициями непрерывных функций меньшего числа переменных // Докл. АН СССР. – 1956. – Т. 108, № 2. – С. 179–182.

12. Колмогоров А.Н. О представлении непрерывных функций нескольких переменных в виде суперпозиции непрерывных функций одного переменного // Докл. АН СССР. – 1957. – Т. 114, № 5. – С. 953–956.

13. Hecht-Nielsen R. Neurocomputing: Picking the Human Brain // IEEE Spectrum. – 1988. – Vol. 25. – P. 36–41.

14. Hecht-Nielsen R. Theory of the backpropagation neural network // Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks. – 1989. – Vol. I. – P. 593–605.

15. Круглов В.В., Борисов В.В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. – 2-е изд., стер. – М.: Горячая линия-Телеком, 2002. – 382 с.

16. Хайкин С. Нейронные сети:  полный курс: пер. с англ. – 2-е изд. – М.: Вильямс, 2006. – 1104 с.

17. 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.

18. Дли М.И., Пучков А.Ю. Нейронечеткие алгоритмы в задаче диагностики котельного агрегата // Пятнадцатая национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием: тр.: в 3 т. – Смоленск: Универсум, 2016. – С. 67–72.

19. Габитов Р.Ф. Многомерное модельно-предикторное управление прокалкой катализаторов крекинга, основанное на алгоритме с интервальной неопределенностью: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Уфа, 2012. – 19 с.

20. Идрисов И.И. Алгоритмы адаптации и обеспечения отказоустойчивости систем управления газотурбинными двигателями на основе нейросетевых технологий: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Уфа, 2009. – 19 с.

21. Иваненко Б.П., Проказов С.А., Парфенов А.Н. Нейросетевое моделирование процессов добычи нефти // Нефтяное хозяйство. – 2003. – № 12. – С. 46–49.

22. Александрова А.С. Методы и модели идентификации и управления объектами химических производств на основе нейросетевых моделей: дис. … канд. техн. наук. – Пермь, 2019. – 193 с.

23. 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.

Проанализирован технологический процесс установки атмосферно-вакуумной трубчатки, отвечающий за первичную переработку нефти с целью получения фракций, используемых для последующих процессов, и входящей в ее состав вакуумсоздающей системы. От качества первичной переработки нефти зависят показатели качества конечных продуктов. Объектом исследования является барометрический конденсатор на установке атмосферно-вакуумной трубчатки. Собрана информация, необходимая для расчетов технологического объекта регулирования.

Проведен анализ функционирования системы управления, который выявил проблему, связанную с точностью регулирования уровня в баромконденсаторе. Основным показателем технологического процесса является уровень дизельного топлива прямогонного в баромконденсаторе. Коррекция ведется по косвенному показателю – расходу дизельного топлива прямогонного на выходе из баромконденсатора. В настоящее время уровень в баромконденсаторе регулируется одноконтурной системой регулирования. Вследствие этого не обеспечивается достаточная точность поддержания уровня.

Произведена идентификация объекта управления, выбран контур регулирования, рассчитаны оптимальные настройки регулятора. Выполнено сравнение показателей качества действующей и рассчитаной систем регулирования. Выполнено конфигурирование системы управления на базе распределенной системы управления DeltaV. Для разработки алгоритма использованы языки функциональных блоков FBD и STL. Реализована система программно-логического управления насосами, включающая в себя систему противоаварийной защиты. Для оперативного управления контуром регулирования разработаны мнемосхемы.

Ключевые слова: атмосферно-вакуумная трубчатка, вакуумсоздающая система, барометрический конденсатор, автоматизированная система управления, программируемый логический контроллер DeltaV, программное обеспечение, моделирование.

Власов Сергей Алексеевич (Пермь, Россия) – ассистент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: savlasov@pstu.ru).

Шамшиева Яна Сергеевна (Пермь, Россия) – магистрант кафедры  оборудования и автоматизации химических производств Пермского
национального исследовательского политехнического университета (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: yana.shamsh@gmail.com).

1. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: учеб. пособие / С.А. Ахметов, Т.П. Сериков, И.Р. Кузеев, М.И. Баязитов;  под ред. С.А. Ахметова. – CПб.: Недра, 2006. – 868 с.

2. Пичугин А.П. Переработка нефти: прямая перегонка, термический крекинг, коксование. – М.: Гостоптехиздат, 1960. – 344 с.

3. Гальперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1981. – 812 с.

4. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справ. пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 464 с.

5. Ротач В.Я. Теория автоматического управления. – М.: Энергоатомиздат, 2008. – 400 с.

6. Сташков С.И., Орехов М.С. Анализ и синтез одноконтурных систем автоматического регулирования технологических параметров. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. – 99 с.

7. Шидловский С.В. Автоматизация технологических процессов и производств. – Томск: НТЛ, 2005. – 100 с.

8. Ицкович Э.Л. Проведение работ по автоматизации производства: метод объективного выбора системы автоматизации для конкретного технологического агрегата // Автоматизация в промышленности. – 2017. – № 9. – С. 5–10.

9. Филлипс Ч., Харбор Р. Системы управления с обратной связью. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2001. – 616 с.

10. Ицкович Э.Л. Производственные автоматизированные системы: эволюция средств и систем автоматизации технологических процессов // Автоматизация в промышленности. – 2009. – № 8. – С. 3–10.

11. Советов Б.Я. Моделирование системы. – М.: Высшая школа, 2003. – 343 с.

12. Клюев А.С. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 355 с.

13 Федоткин И.М. Математическое моделирование технологических процессов. – М.: Либроком, 2011. – 416 с.

14. Барласов Б.З., Ильин В.И. Наладка приборов и систем автоматизации. – М.: Высшая школа, 2012. – 351 с.

15. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: проектирование
и разработка. – М.: Инфра–Инженерия, 2008. – 928 с.

Рассмотрены особенности технологической схемы блока сероочистки жирного газа установок каталитического крекинга и АВТ. Выявлены недостатки существующей схемы, обусловленные сложностью и низкой интенсивностью применяемого оборудования, а также его чувствительностью к изменению нагрузок по газу и жидкости. Предложен вариант аппаратурного оформления процесса моноэтаноламиновой очистки газа с применением высокоинтенсивных и надежных в эксплуатации аппаратов с подвижной кольцевой насадкой. В связи с ограниченной информацией о работе аппаратов с применением кольцевых насадок в работе предпринято экспериментальное исследование некоторых гидродинамических характеристик аппарата с подвижной насадкой из полимерных колец: гидравлического сопротивления слоя, скорости развитого псевдоожижения и коэффициента расширения слоя. Приведена схема лабораторной установки для исследования гидродинамики АПН. Работа выполнялась с применением как традиционного однофакторного эксперимента, так и с использованием метода математического планирования эксперимента. В качестве факторов, оказывающих определяющее влияние на работу АПН, рассматривались скорость газа, плотность орошения, свободное сечение опорно-распределительной решетки, а также статическая высота слоя насадки. Установлено наличие трех гидродинамических режимов работы АПН: начальное, промежуточное и развитое псевдоожижение. В результате статистической обработки результатов эксперимента получены критериальные уравнения для расчета скорости развитого псевдоожижения и коэффициента расширения слоя.

Показана возможность значительной интенсификации процесса и упрощения технологической схемы.

Ключевые слова: аппаратурное оформление, подвижная насадка, развитое псевдоожижение, гидравлическое сопротивление, моноэтаноламиновая очистка.

Иванцов Денис Андреевич (Пермь, Россия) – магистрант кафедры, оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ivancov.ongp14@mail.ru).

Хлуденев Александр 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: hludenev46@yandex.ru).

1. Заминян А.А., Рамм В.М. Абсорберы с псевдоожиженной насадкой. – М.: Химия, 1976. – 187 с.
2. Интенсивные колонные аппараты для обработки газов жидкостями / под ред. Э.Я. Тарата. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1976. – 240 с.
3. Гельперин Н.И. Исследование работы абсорбционного аппарата с псевдоожиженным слоем орошаемой шаровой насадки // Химическое и нефтяное машиностроение. – 1966. – № 1. – С. 22–26.
4. Аппарат с «зажатыми» кипящими слоями: а.с. 144830 СССР / Живайкин Л.Я., Бляхер И.Г. – 730101/23; заявл. 11.05.1961; опубл. 01.01.1962, Бюл. № 4. – 2 с.
5. Полая шаровая насадка: а.с. 264343 СССР /  Гельперин Н.И., Аэров М.Э., Аксельрод Л.С., Быстрова Т.А., Саевский В.В. – 1088904/23–26; заявл. 02.07.1966; опубл. 03.03.1970, Бюл. № 9. – 2 с.
6. Бляхер И.Г, Живайкин Л.Я., Юровская Н.А. Исследование гидродинамики и массообмена в аппаратах с подвижной насадкой // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 1967. – № 2. – С. 18–22.
7. Гельперин Н.И., Кругляков Б.С. Гидравлические характеристики колонны с псевдоожиженной орошаемой шаровой насадкой // Химическая промышленность. – 1977. – № 11. – С. 66–68.
8. Балабеков О.С., Тарат Э.Я., Романков П.Г. Гидравлический расчет аппаратов с орошаемой взвешенной шаровой насадкой // Журнал прикладной химии. – 1971. – Т. 44, № 5. – С. 1061–1068.
9. Подвижная насадка абсорбера: а.с. 212988 СССР / Левш И.П., Крайнев Н.И. – № 1092737/23–26; заявл. 20.07.1966, опубл. 12.03.1968, Бюл. № 10. – 2 с.
10. Левш И.П., Ниязов М.И., Хаитмухамедов К.И. Исследование гидродинамики псевдоожиженного слоя орошаемой насадки из полимерных колец // Сб. науч. тр. Ташкент. политехн. ин-т. – 1972. – вып. 90. – С. 183–186.
11. Крайнев Н.И. Исследование гидродинамики и массобмена в аппарате с превдоожиженным слоем кольцевой насадки: дис. … канд. техн. наук / Ташкент. политехн. ин-та. – Ташкент, 1968. – 130 с.
12. Козак Ф.В. Исследование гидродинамики и массобмена в аппарате с псевдоожиженным слоем насадки: автореф. … дис. канд. техн. наук / Одес. политехн. ин-т.  – Одесса, 1972. – 24 с.
13. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. – М.: Наука, 1976. – 280 с.
14. Мошев Е.Р. Моделирование химико-технологических процессов: учеб. пособие / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2006. – 98 с.
15. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. – М.: Металлургия, 1968. – 155 с.

Рассмотрен уточненный расчет при моделировании работы рекуперативных теплообменников с использованием сплайн-интерполяции. Рассмотрен как прямой (конструктивный), так и обратный (проверочный) расчеты теплообменников.
В расчетах использовали усредненные по длине аппаратов значения температур и ряда параметров теплофизических свойств воды: среднюю теплоемкость, среднюю плотность, вязкость и др., в том числе и коэффициенты теплопередачи.

Выбрана противоточная, как наиболее эффективная, схема движения теплоносителей. Она предпочтительнее прямоточной, так как позволяет получить больший средний температурный напор и, тем самым, уменьшить требуемую площадь поверхности теплообмена. Циклы компьютерных расчетов повторяются до тех пор, пока не будет получена требуемая точность сходимости результатов.

 Расчеты усложняются еще тем, что на каждой стадии цикла при изменении температуры надо вновь рассчитывать значения теплофизических свойств теплоносителей. При выполнении компьютерного расчета теплообменников предложено вносить на каждом цикле итерационных вычислений корректировку значений теплофизических свойств теплоносителей методом сплайн-интерполяции в среде Mathcad по табличным данным зависимости критерия Прандтля для обрабатываемой среды от температуры. В работе приведен конкретный пример расчета для водо-водяного рекуперативного теплообменника в среде Mathcad.

Ключевые слова: моделирование теплообмена, рекуперативный теплообмен, уточненный итерационный расчет, сплайн-интерполяция в среде Mathcad.

Ефремов Герман Иванович (Москва, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры строительства Московского финансово-юридического университета (МФЮА) (117342, г. Москва, ул. Введенского, д. 1А; e-mail: efremov_german@mail.ru).

Мартыненко Валерий Иванович (Москва, Россия) – директор по производству ООО «Фармсистемы» (142715, Московская обл., Ленинский р-н, с. Беседы, Промышленный проезд, д. 1, стр. 1, e-mail: valeriy.martynenko@pharmsystems.ru).

1. Боровко В.М., Калютик А.А., Сергеев В.В. Теплотехническое оборудование: учеб. – 2-е изд., испр. – М.: Академия, 2013. – 192 с.

2. Васильченко Ю.В. Теплогенерирующие установки. – Белгород:
Изд-во БГТУ им. Шухова, 2008. – 162 с.

3. Вафин Д.Б. Источники производства теплоты / Нижнекам. хим.-технол. ин-т (филиал) ФГБОУ ВПО «КНИТУ». – Нижнекамск, 2014. – 242 с.

4. Дегтяренко А.В. Теплоснабжение. – Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2010. – 185 с.

5. Евсеева Т.А., Ластовец Н.В. Отопление: конспект лекций / Харьк. нац. акад. гор. хоз-ва. – Харьков, 2012. – 84 с.

6. Касаткин А.Г. Основные процесс и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1971. – 784 с.

7. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1976. – 550 с.

8. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / под ред. Ю.И. Дытнерского. – М.: Химия, 1983. – 272 с.

9. Ефремов Г.И. Моделирование химико-технологических процессов: учеб. – М.: ИНФРА-М, 2016. – 254 с.

10. Амосова О.А., Вестфальский А.Е. Применение пакета Mathcad к решению вычислительных задач: метод. пособие. – М.: Изд. дом МЭИ, 2007. – 30 с.

11. Бундаев В.В. Решение задач линейной оптимизации с использованием Mathcad и ExceL: метод. пособие и контр. задания. – Улан-Удэ, 2006. – 31 с.

12. Гурьяшова Р.Н., Шеянов А.В. Информатика. Пакет Mathcad: учеб. пособие. – Н. Новгород, 2005. – 140 с.

13. Mathcad 6.0 Plus. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95. – М.: Филинъ, 1996. – 712 с.

14. Очков В.Ф. Mathcad 14 для студентов, инженеров и конструкторов. – СПб.: БХВ- Петербург, 2007. – 368 с.

15. Дьяконов В.П. Справочник по Mathcad PLUS 6.0 PRO. – М.: СК Пресс, 1997. – 336 с.

Впервые представлена наиболее полная подборка эффектов и особенностей поведения бинарных и многокомпонентных металлических расплавов в капиллярах и литейных формах, которые не могут быть объяснены на основе существующих представлений и теорий жидкого состояния и нуждаются в тщательном экспериментальном и теоретическом изучении при разработке теории состояния жидкостей. Наиболее сложными для понимания являются следующие:

1. При расслоении в капилляре в конечном итоге устанавливается предельный перепад концентраций по концам капилляра. Из этого следует, что из-за установившегося градиента концентраций в капилляре возникает обратный диффузионный поток атомов, однако процесс прямого расслоения постоянно возвращает систему в исходное состояние. Поскольку диффузия при наличии градиента концентраций не может прекратиться, оба процесса в целом приобретают безостановочный характер. Иначе говоря, они оба являются бездиссипативными и основанными на переносе бозонов.

2. Компоненты расплава демонстрируют способность преодоления потенциального барьера, после которого перенос атомов приобретает характер поверхностного течения, существенно превосходящего по интенсивности проходящий параллельно процесс диффузионного переноса. Аналогичное явление характерно для сверхтекучего гелия при «потенциальном течении».

3. Концентрация компонентов по радиусу капилляра имеет вид устойчивого волнообразного распределения. Его сохранение после установления постоянного перепада концентраций по длине капилляра при расслоении может быть объяснено только протеканием непрерывных безостановочных процессов массообмена в объ­еме расплава вдоль и поперек капилляра, находящегося в изотермических условиях.

Ключевые слова: расслоение расплавов, расслоение в капиллярах, безостановочный процесс, бездиссипативный процесс, сверхтекучий поток, потенциальное течение.

Углев Николай Павлович – кандидат химических наук, доцент кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: ouglev@mail.ru).

Углев Сергей Николаевич – генеральный директор ООО «Информационные технологии-Поволжье» (614016, г. Пермь, ул. Куйбышева, 47; e-mail: suglev@gmail.com).

1. Павлов В.В. О «кризисе» кинетической теории жидкости и затвердевания / Урал. гос. горно-геол. акад. – Екатеринбург, 1997. – 391 с.
2. Бунин К.П. К вопросу о строении металлических эвтектических расплавов // Изв. АН СССР. Отд. техн. наук. Металлургия и топливо. – 1946. – № 2. – С. 305–307.
3. Гаврилин И.В., Фролова Т.Б., Захаров В.П. О ликвации в жидких эвтектических сплавах // Изв. АН СССР. Металлы. – 1984. – № 3. – С. 191–193.
4. Гаврилин И.В. Седиментационный эксперимент при изучении жидких сплавов // Изв. АН СССР. Металлы. – 1985. – № 2. – С. 66–73.
5. Углев Н.П. Механизм частичного расслоения металлических расплавов в капиллярах // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов: межвуз. сб. науч. тр. – Тверь: Твер. гос. ун-т. 2013. – Вып. 5. – С. 343–352.
6. Углев Н.П., Углев С.Н. Сверхтекучесть на межфазной границе жидкого металла и твердого тела // Конденсированные среды и межфазные границы. – 2014. – Т. 16, № 4. – С. 508–512.
7. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: учеб. пособие: в 10 т. – Т. V. Статистическая физика. – М.: Наука, 1964. – 568 с.
8. Углев Н.П. Обоснование поверхностного механизма расслоения металлических расплавов в капиллярах и его связь со структурой жидкости // Расплавы. – 2017. – № 1. – С. 72–82.
9. Углев Н.П., Дубровина Е.И. Радиальное распределение компонентов при расслоении металлических расплавов в капиллярах // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2015. – № 1. – С. 49–58.
10. Углев Н.П., Пойлов В.З., Смирнов С.А. Распределение компонентов сложных сплавов в объеме металлической отливки // Литейное производство. – 2017. – № 8. – С. 2–8.
11. Углев Н.П., Дирякова Е.Ю. Влияние эффекта Марангони–Гиббса на расслоение двойных металлических расплавов в капиллярах // Металлы. – 2015.  – № 4. – С. 26–29.
12. Углев Н.П., Бусов Н.С. Расслоение расплавов Pb-Bi различного состава в стеклянных капиллярах // Расплавы. – 2018. – № 5. – С. 535–543.
13. Мендельсон К. Физика низких температур. – М.: Иностранная литература, 1963. – 230 с.
14. Андронов В.Н., Чекин Б.В., Нестеренко С.В. Жидкие металлы и шлаки: справ. – М.: Металлургия, 1977. – 128 с.
15. Распределение компонентов ювелирного сплава в объеме металлической отливки / Н.П. Углев, И.Н. Заморин, С.Н. Углев, С.А. Смирнов, А.М. Селиванов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, нано­структур и наноматериалов: межвуз. сб. науч. тр. / Твер. гос. ун-т. – Тверь, 2018. – Вып. 10. – С. 636–645.

Промышленные испытания литого слюдокристаллического футеровочного материала фторфлогопитового типа необходимы для выявления особенностей износа и разрушения изделий, а также определения наиболее уязвимых элементов конструкции, для того чтобы впоследствии учесть их при корректировке технологии производства перед промышленным внедрением. В результате промышленных испытаний установлено, что применение футеровки из литого слюдокристаллического материала фторфлогопитового типа в магниевых электролизерах целесообразно. Анализ наблюдаемых повреждений показал, что к износу защиты в первую очередь приводит постепенная деформация разделительной стенки, ее выпучивание в сторону сборной ячейки. Это вызвало появление продольного излома по центру нижних камней, имеющее место в рассматриваемом электролизере. Это сказалось на состоянии поверхности элементов переточных каналов. На них отсутствовала крупная и мелкая поверхностная пористость, раковины. Этому способствовал также тот факт, что в электролизере верхняя кромка катодов находилась на 50 мм ниже уровня днища переточного канала. Можно предположить, что в этом случае не происходило воспламенения металлического магния.

На состояние и работоспособность деталей из слюдокристаллического материала оказывает влияние процесс зашламления отдельных участков электролизера. Как удалось установить, изделия в этом случае работают не в идентичных условиях и стойкость их отличается от отливок, находящихся в участках интенсивной циркуляции электролита.

Выявлено, что существующая конструкция огнеупорных изделий магниевых электролизеров соответствует новому материалу для их изготовления – литых слюдокристаллических материалов фторфлогопитового типа. Состояние изделий из литого слюдокристаллического материала, проработавших в наиболее ответственных узлах магниевого электролизера в течение 30 месяцев на карналлитовом сырье, позволяет сделать заключение о том, что материал на основе литого слюдокристаллического материала и элемента пояса переточных каналов, защиты задней стенки, угловой защиты ванны, изготовленные из этого материала, в условиях электролиза магния являются вполне работоспособными, обеспечивающими заданную долговечность и эксплуатационную стойкость аппаратов большой единичной мощности.

Ключевые слова: электролиз магния, огнеупоры, электролизер, футеровка, фторфлогопит, слюдокристаллические материалы, промышленные испытания, переточный канал, бездиафрагменный электролизер, карналлит.

Игнатова Анна Михайловна (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: iampstu@gmail.com).

Юдин Максим Владимирович (Пермь, Россия) – аспирант Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29).

1. Неразрушающий контроль: справ.: в 8 т. / под ред. В.В. Клюева. – М., 2005. – Т. 7. – 828 с.
2. Сушко А.Е. Разработка специального математического и программного обеспечения для автоматизированной диагностики сложных систем: дис. … канд. техн. наук / МИФИ. – М., 2007. – 170 с.
3. Функциональная и технологическая схема производства фторфлогопитовых изделий / М.В. Юдин, М.М. Николаев, А.М. Игнатова, М.Н. Игнатов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2017. – Т. 19, № 2. – С. 118–132.
4. Лорян В.Э., Качин А.Р., Уваров В.И. Синтез в режиме горения слюдокристаллических материалов на основе фторфлогопита с использованием минерального сырья и отходов алюминиевого производства // Перспективные материалы. – 2017. – № 2. – С. 72–78.
5. Горшков А.С., Мартыненко Г.М. Применение прогрессивных материалов при строительстве и проектировании агрегатов цветной металлургии // Новые огнеупоры. – 2007. – № 1. – С. 5–8.
6. Изучение анизотропности симиналов фторфлогопитового типа методами матричного и динамического наноиндентирования / А.М. Игнатова, М.В. Юдин, М.М. Николаев, М.Н. Игнатов  // Вестник Пермского университета. Геология. – 2012. – № 4(17). – С. 22–29.        
7. Характеристика микроструктуры и пористости синтетических минеральных сплавов на примере рентгеновской микротомографии фторфло­гопита / А.М. Игнатова, М.Н. Игнатов, Д.В. Корост, М.М. Николаев, М.В. Юдин // Вестник Пермского университета. Геология. – 2013. – № 2(19). – С. 56–64.    
8. Последовательность фазовоструктурных превращений при плавке фторфлогопитовой шихты / М.В. Юдин, М.М. Николаев, А.М. Игнатова, М.Н. Игнатов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2018. –Т. 20, № 1. – С. 42–52.   
9. Исследование анизотропии фторфлогопита методами матричного и динамического наноиндентирования / М.Н. Игнатов, А.М. Игнатова, М.В. Юдин, М.М. Николаев, А.М. Ханов // Комплексное изучение и оценка месторождений твердых полезных ископаемых: тез. докл. III науч.-практ. конф. – М., 2011. – С. 55–56.
10. Игнатова А.М., Юдин М.В., Игнатов М.Н. Идентификация структурных составляющих синтетических минеральных сплавов методом наноиндентирования и наносклерометрии // Будущее машиностроения России: сб. тр. VI Всерос. конф. молодых ученых и специалистов. – М., 2013. – С. 306–308.          
11. Юдин М.В., Игнатова А.М., Игнатов М.Н. Идентификация калиевого фторфлогопита опытной партии на предмет соответствия стандарту // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2018. – Т. 20, № 3. – С. 73–81.
12. Мониторинг традиционных огнеупоров и жаростойких бетонов для футеровки агрегатов производства магния и титана / М.В. Юдин, М.М. Николаев, А.М. Игнатова, М.Н. Игнатов // Master's Journal. – 2017. – № 1. – С. 73–81.
13. Игнатова А.М., Юдин М.В. Исследование стойкости огнеупорных материалов к пропитке в хлоридных расплавах // Химия. Экология. Урбанистика: материалы всерос. науч.-практ. конф. с международным участием. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2019. – С. 303–307.
14. Игнатова А.М., Юдин М.В. Исследование терморасплавоустойчивости литого слюдокристаллического материала фторфлогопитового типа // Химия. Экология. Урбанистика: материалы всерос. науч.-практ. конф. с международным участием. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2019. – Т. 1. – С. 307–312.
15. Игнатова А.М., Юдин М.В. Конструктивные особенности плавильной электродуговой печи для получения расплава литых слюдокристаллических материалов // Химия. Экология. Урбанистика: материалы всерос. науч.-практ. конф. с международным участием. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2019. – т. 1. – С. 312–316.