2017. Т. 60. Вып. 2.

Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Содержание

ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомолекулярных соединений

Grygori A. Ovchinikov, Valentina A. Gorski, Ilyana I. Fasalova, Denis A. Kirilov, Vadim S. Tukhvatshin, Rifkat F. Talipov, Vladimir A. Kraikin

Рассмотрена кинетика адсорбции углеродными пористыми материалами формальдегида из водных растворов в присутствии фосфорной кислоты. Рассчитаны значения коэффициентов внешнего массопереноса и внутренней диффузии. Выявлено влияние вклада внешнего массопереноса и внутренней диффузии в процессе адсорбции формальдегида. Определено время установления сорбционного равновесия.

 

Для цитирования:

Овчинников Г.А., Горских В.А., Фассалова И.И., Кириллов Д.А., Тухватшин В.С., Талипов Р.Ф., Крайкин В.А. Кинетика адсорбции формальдегида из водных растворов углеродными пористыми материалами в присутствии фосфорной кислоты. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 4-6.


PDF
4-6
George A. Gamov, Nikolay N. Smirnov, Viktor V. Aleksandriiskii, Valentin A. Sharnin

В условиях, создающихся при использовании электронных сигарет, химические соединения, содержащиеся в них (никотин (0-2 масс. %), пропиленгликоль, глицерин, дистиллированная вода и различные ароматизаторы), могут разлагаться, и продукты разложения способны взаимодействовать друг с другом. Таким образом, могут выделяться вредные вещества и канцерогены. Встречаются эксперименты, в которых было обнаружено образование нитрозаминов, специфичных для табака, диацетилпропионила, ацетилпропионила, толуола, этилбензола, о-, м-, п-ксилола, формальдегида, ацетальдегида, ацетона, акролеина, глиоксаля.

Настоящая работа описывает исследование состава паров над жидкостью для электронных сигарет без ароматизаторов методом ИК-спектроскопии. Интервал температур составлял от 20 до 400 °C, использовался ток воздуха и ток аргона. Было установлено, что жидкость для электронных сигарет выделяет преимущественно водяной пар, диоксид углерода, пропиленгликоль и глицерин. В атмосфере аргона при температуре ~350 °C был также обнаружен акролеин. Никаких других химических соединений не было обнаружено ни в жидкой фазе методами 1H, 13C ЯМР-спектроскопии после нагревания до 150 °C, ни в парах при температуре ниже 250 °C.

 

Для цитирования:

 

Гамов Г.А., Смирнов Н.Н., Александрийский В.В., Шарнин В.А. Термическое разложение жидкости для электронных сигарет по данным ИК-спектроскопии. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 7-12.



PDF
7-12
Valekh M. Ismailov, Niftaly N. Yusubov, Nurlana D. Sadykhova, Gezal G. Ibragimova, Iskander A. Mamedov

Конденсацией фосфорорганических соединений с активной метиленовой группой c бром- и хлорацеталями получены новые представители фосфорилированных альдегидов со скрытой карбонильной группой. В реакциях синтезированных ацеталей и альдегидов с производными гидразина получены гидразоны.

Для цитирования:

Исмаилов В.М., Юсубов Н.Н., Садыхова Н.Д., Ибрагимова Г.Г., Мамедов И.А. Алкилирование триэтилового эфи-ра фосфонуксусной кислоты и диэтоксицианометилфосфоната галоидацеталями и продукты их превращения. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 13-16.


PDF (English)
13-16
Vladislav I. Razgulyaev, Polina A. Nikitina, Tatiana Yu. Koldaeva, Vladimir S. Miroshnikov, Valery P. Perevalov

Показана принципиальная возможность получения 2-(3-хроменил)замещенных
3-оксидов имидазола, содержащих в положении 1 потенциально фармакофорный фторбензильный фрагмент. Синтезировано два новых 3-оксида имидазола, описаны характерные особенности их 1Н ЯМР, ИК и масс-спектров.

Дляцитирования:

Разгуляев В.И., Никитина П.А., Колдаева Т.Ю., Мирошников В.С., Перевалов В.П. Синтез 3-оксидов 5-метил-1-(4-фторбензил)-2-(3-хроменил)-4-этоксикарбонилимидазола. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 17-19.


PDF
17-19
Dmitry A. Filimonov, Mikhail I. Bazanov, Tatiana F. Yudina, Ilya V. Bratkov, Nikolai A. Leontiev

Новые углеродные материалы, такие как окисленный (ОГ) и терморасширенный (ТРГ) графит, модифицированные солями металлов переходной группы, нашли свое применение в химических источниках тока (ХИТ) в виде катализаторов. Оптимально сочетание свойств пористой структуры и химического состава поверхности позволяют создать энергонасыщенные адсорбционные системы. Особое внимание уделяется системе аккумулирования кислорода, широко используемого в разных областях жизнедеятельности человека.  Методом циклической вольтамперометрии в щелочном растворе проведено исследование электрокаталитической активности и электрохимических свойств  различных углеродных материалов, модифицированных солями кобальта и железа. Режимы поляризации рабочего электрода устанавливали с использованием потенциостата и персонального компьютера с интерфейсным блоком. Регистрацию вольт-амперных кривых производили на персональном компьютере с предварительной обработкой сигнала на интерфейсном устройстве. Абсолютная погрешность в определении значений редокс-потенциалов не превышает 0,03 мВ. Фиксация потенциалов максимумов для наблюдаемых процессов осуществлялась с точностью ±0,01 В с использованием компьютера. С целью выяснения механизма протекания процесса электровосстановления молекулярного кислорода (2-х или 4-х электронный), с использованием уравнения Рэндлса – Шевчика выполнен расчет количества электронов. Для оценки электрокаталитического эффекта может быть использована не только плотность тока максимума, но и потенциал полуволны восстановления молекулярного кислорода. На катодной части кривой при введении кислорода в электролит наблюдается значительное увеличение тока в областях потенциалов от -0,2 до -0,6 В и от -0,7 до -0,9 В, что обусловлено протеканием процесса электровосстановления молекулярного кислорода.  На основе электрохимических свойств определенны количественные характеристики адсорбции молекулярного кислорода, такие как предельная величина адсорбции и ленгмюровский коэффициент адсорбции, характеризующий энергию взаимодействия адсорбата с адсорбентом. Полученные данные могут быть использованы для дальнейших исследований катодов с воздушной (кислородной) деполяризацией.

Для цитирования:

Филимонов Д.А., Юдина Т.Ф., Базанов М.И., Братков И.В., Леонтьев Н.А. Электрохимические свойства различных углеродных материалов. Расчет адсорбции кислорода. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 20-25.


PDF
20-25
Mikhail Yu. Serbinovskiy, Natal'ya A. Vasil'yeva, Olga V. Popova

Формирование композиционных полифункциональных покрытий с медной матрицей методом химического осаждения – эффективный способ модификации поверхности металлов и неметаллов и повышения скорости осаждения покрытий. Поэтому важным является ясное представление о том, что комплексные соединения меди образуются в ходе химического осаждения покрытий и включаются в состав покрытий. В ходе работы методами термогравиметрического анализа и ИК-спектроскопии исследованы композиционные покрытия с медной матрицей, осаждённые из растворов, содержащих сульфат меди и поливинилпирролидон (ПВП), представлены также результаты термогравиметрии и ИК-спектроскопии этих компонентов. Образцы композиционных покрытий для ИК-спектроскопии получали в виде суспензии покрытий в вазелиновом масле. Осаждённые покрытия соскабливали с подложки, затем перетирали в агатовой ступке с вазелиновым маслом до получения стабильной не расслаивающейся суспензии, эти суспензии подвергали анализу. Образцы для термогравиметрии, содержащие сульфат меди и ПВП, получали смешением порошков этих компонентов. Получены следующие доказательства взаимодействия в системе ПВП – сульфат меди с образованием комплекса ПВП – медь и включения этого комплекса в покрытие. Установлены отличия термогравиметрических кривых смеси CuSO4∙5H2O и ПВП, состоящие в повышении температуры размягчения полимерного вещества на 30 ... 35 °С по отношению к температуре размягчения ПВП, появлению эндотермического процесса, видимо, связанного с взаимодействием ПВП с медью, и повышении термической устойчивости полимерной составляющей системы на 50-60 °С, что также может быть результатом образования комплекса ПВП – медь. Представлена предполагаемая структура данного комплекса, которая отражает результаты анализа ИК-спектрограмм композиционных покрытий. ИК спектры имеют полосы поглощения с волновыми числами, соответствующим валентным колебаниям связей C–H в ароматическом кольце ПВП, валентным колебаниям группы – CH2– и связи C–N, также характерными для ПВП. Это свидетельствует о присутствие в покрытии ПВП или его комплексного соединения. В спектрах покрытий присутствуют полосы поглощения в интервале 1750-1250 см–1 , которые соответствуют валентным колебаниям связи C=O в ароматической части соединения ПВП, в частности, в составе группы –CONHR, но смещены примерно на 50 см–1 по отношению к тем же полосам на спектрах раствора ПВП. Такое смещение характерно для комплексных соединений ПВП–медь, вызвано деформацией связи C=O, которое происходит при образовании дополнительной связи атомов кислорода и меди: C=O∙∙∙Cu, и свидетельствует о присутствии таких комплексов в покрытии.

Для цитирования:

Сербиновский М.Ю., Васильева Н.А., Попова О.В. О комплексообразовании в процессах химического меднения из содержащих поливинилпирролидон растворов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 26-32.


PDF
26-32
Sabukhi I. Niftaliyev, Yuri S. Peregudov, Yulia Z. Eyvazova, Igor A. Saranov

Методом дифференциальной сканирующей калориметрии осуществлена оценка состояния воды в натриевой, железной, лантановой и хромовой формах ионообменного волокна ВИОН КН-1. Показана зависимость количества сорбированной воды от ионной формы волокна. Обнаружено наличие воды различной степени связанности. Рассчитана зависимость степени превращения вещества от температуры, построены графики зависимости логарифма степени превращения вещества от температуры. Проведено сравнение результатов металлических форм волокна ВИОН КН-1 для ионов трехвалентных и двухвалентных металлов.

 

Дляцитирования:

Нифталиев С.И., Перегудов Ю.С., Эйвазова Ю.З., Саранов И.А. Гидратационные характеристики хемосорбционного волокна ВИОН КН-1 в натриевой, железной, лантановой и хромовой формах. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 33-37.


PDF
33-37

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорганических и органических веществ, теоретические основы

Alexander N. Labutin, Vladimir Yu. Nevinitsyn

В работе решена задача аналитического синтеза синергетической системы управления химическим реактором для реализации сложной последовательно-параллельной экзотермической реакции. Синтез законов управления осуществляется с использованием метода аналитического конструирования агрегированных регуляторов. Химический реактор является одним из основных аппаратов в химической промышленности. Несмотря на значительное количество работ, связанных с автоматизацией и управлением химическими реакторами, проблема синтеза систем управления, обеспечивающих поддержание оптимальных режимов их работы, остается до конца не решенной. Это объясняется основной особенностью химических реакторов как объектов управления: многомерностью, нелинейностью и многосвязностью. Выходом из данной ситуации является развитие физической теории управления и в частности синергетической теории управления. Использование идей синергетики в задачах управления предполагает разработку и реализацию способа направленной целевой самоорганизации диссипативных нелинейных систем “объект–регулятор”. При этом цель движения системы формулируется в виде желаемого инвариантного многообразия в фазовом пространстве объекта, выполняющего роль целевого аттрактора. В работе рассмотрен химический реактор емкостного типа, снабженный механической мешалкой и теплообменной рубашкой. Аппарат функционирует в политропическом режиме. В реакторе реализуется многостадийная последовательно-параллельная экзотермическая реакция. Целью функционирования химического реактора является получение целевого продукта заданной концентрации. Задача системы управления реактором заключается в стабилизации концентрации целевого компонента и температуры реакционной смеси в аппарате на заданных значениях в условиях действия возмущений на объект. Используя метод аналитического конструирования агрегированных регуляторов на основе параллельно–последовательной совокупности инвариантных многообразий, синтезирован нелинейный алгоритм управления, решающий задачу стабилизации концентрации целевого компонента и температуры смеси. Компьютерное моделирование замкнутой системы “объект–регулятор” подтвердило такие свойства синтезированной системы управления, как инвариантность к возмущениям, ковариантность с задающими воздействиями и асимптотическая устойчивость. Данные обстоятельства делают синергетическую теорию управления весьма перспективной применительно к таким сложным, многосвязным и нелинейным объектам химической технологии, как химические реакторы.

 

Для цитирования:

Лабутин А.Н., Невиницын В.Ю. Синтез нелинейного алгоритма управления химическим реактором с использованием синергетического подхода. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 38-44.


PDF
38-44
Tatiana S. Zaporozhets, Tatiana P. Smolina, Anna K. Gazha, Artyom V. Puz, Sergeiy. L. Sinebryukhov, Sergeiy V. Gnedenkov

Современные стратегии в разработке биоматериалов предусматривают пассивную модуляцию остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойств поверхности имплантатов через изменение их физико-химических параметров. Эффективность остеоинтеграции имплантата зависит от реакции иммунной системы, выраженность которой также определяется физико-химическими свойствами материала и морфологическими особенностями покрытия. В настоящей работе для формирования биологически активных композиционных коррозионностойких кальций-фосфатных покрытий на титане ВТ1-0 и магниевом сплаве МА8, предназначенных для биоинженерии костной ткани, был использован метод плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО) в биполярном режиме. Для повышения антикоррозионных свойств биоактивные ПЭО-покрытия дополнительно были обработаны ультрадисперсным политетрафторэтиленом (УПТФЭ). Показано, что ПЭО покрытия на сплаве магния МА8 и технически чистом титане ВТ1-0 индуцируют активацию лейкоцитов периферической крови человека in vitro, сопряженную с усилением экспрессии активационных молекул CD69, CD38, CD11b с одновременным шеддингом L-селектина (CD62L). Установлено влияние способа обработки покрытий на выраженность активационных процессов. Контакт клеток с кальций-фосфатными ПЭО-покрытиями, сформированными на сплавах титана и магния, индуцировал менее выраженную активацию по сравнению с необработанными имплантатами. Минимальная реакция наблюдалась при использовании композиционных ПЭО-покрытий с ультрадисперсным политетрафторэтиленом, нанесенным электрофоретическим методом. Композитные покрытия на магниевых сплавах индуцировали активацию клеток иммунной системы, сопоставимую с таковой для покрытий на титановых сплавах. В целом, иммунологические характеристики ПЭО-покрытия на сплаве МА8 и технически чистом титане ВТ1-0 демонстрируют возможность создания материалов и изделий для нужд имплантационной хирургии, в том числе биорезорбируемых на основе магниевых сплавов.

 

Дляцитирования:

Запорожец Т.С., Пузь А.В., Синебрюхов С.Л., Гнеденков С.В., Смолина Т.П., Гажа А.К. Сравнительный анализ иммунологической совместимости биоактивных кальций-фосфатных покрытий на сплаве магния МА8 и титане ВТ1-0. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 45-51.


PDF
45-51
Nadezhda L. Pechnikova, Tatiana A. Ageeva, Oskar I. Koifman, Elena V. Alopina, Oleg Yu. Кuznetsov

Проведено бромирование 2-формил-5,10,15,20-тетрафенил-порфирина и его цинковых (II) комплексов в фенильные кольца (I) и в β-положения макрогетероцикла (II). На основе этих соединений были получены водорастворимые порфиринсодержащие полимеры методом ковалентной иммобилизации на поливиниловый спирт. Определено антибактериальное действие полученных порфиринполимеров на тест-культуры Escherichia coli АТСС 25922, Candida albicans АТСС 885-653, Staphylococcus aureus АТСС 653.

 

Дляцитирования:

Печникова Н.Л., Алопина Е.В., Кузнецов О.Ю., Агеева Т.А., Койфман О.И. Синтез и исследование антибактериальной активности бромпроизводных порфиринполимеров и их цинковых комплексов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 52-59.


PDF
52-59
Vitaliy Yu. Novikov, Nataliya V. Dolgopyatova, Irina N. Konovalova, Yuliya A. Kuchina

Изучены условия образования, устойчивость и растворимость полиэлектролитного комплекса (ПЭК) хондроитина сульфата (ХС) и хитозана (ХТЗ). ХС был выделен из хрящевой ткани семги Salmo salar. Молекулярная масса, определенная нефелометрическим методом, составила 60 кДа. ХТЗ был получен из панциря камчатского краба Paralithodes camtschaticus, степень деацетилирования 68,8 %, молекулярная масса 368 кДа. Установлены условия образования ПЭК при смешивании растворов полисахаридов. Сравнение исходных полисахаридов и продуктов их взаимодействия проводили на основании изучения ИК спектров. Установлено наличие у ХС поглощения при волновом числе около 1250 см–1, соответствующее валентным ассиметричным колебаниям –SO2– группы в органических сульфатах. Это поглощение отсутствовало у ХТЗ. В ИК спектрах ПЭК наблюдалось уменьшение характерного для ХС поглощения в 2 раза, что соответствовало молярному соотношению ХС и ХТЗ, равному 1:1. Отсутствие новых полос поглощения в ПЭК по сравнению со спектрами исходных ХТЗ и ХС было объяснено образованием связей за счет электростатического взаимодействия. Изучены условия образования ПЭК. При взаимодействии хитозана и хондроитина сульфата, полученных из морских гидробионтов, образуется суспензия ПЭК, затем выпадает плотный осадок ПЭК, в котором молярное соотношение этих полиэлектролитов остается постоянным. При добавлении раствора хондроитина сульфата к раствору хитозана в молярном соотношении 1:3; 1:6 образуется дисперсия полиэлектролитного комплекса, сохраняющая устойчивость в течение 2-3 сут. Рассмотрена возможность практического применения реакции образования ПЭК. Титрование раствора ХС раствором ХТЗ с известной степенью деацетилирования может быть использовано для количественного определения чистоты препарата ХС. Исследована возможность количественного выделения ХС непосредственно из сырья с применением раствора ХТЗ путем образования и отделения нерастворимого ПЭК. Для изучения возможности дальнейшего использования ПЭК была рассмотрена его стабильность в водных растворах электролитов. В щелочной среде наблюдается частичное растворение вещества с поглощением, близким к поглощению ХС на 1250 см-1, в кислой среде – к поглощению ХТЗ. Таким образом, в щелочной и кислой среде происходит частичное разрушение ПЭК с образованием исходных полисахаридов, каждый из которых растворяется при соотвествующем значении pH: ХС – в щелочном среде, ХТЗ – в кислой среде. Таким образом, в работе изучено образование ПЭК, его свойства и возможности практического использования.

 

Дляцитирования:

Новиков В.Ю., Долгопятова Н.В., Коновалова И.Н., Кучина Ю.А. Полиэлектролитный комплекс хитозана и хондроитина сульфата: формирование, физико-химические свойства. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 60-66.


PDF
60-66
Larisa V. Chursova, Igor I. Sokolov, Anna I. Lukina

В статье рассмотрены вопросы создания облегченных полимерных синтактных материалов нового поколения с улучшенным, по сравнению с существующими аналогами, комплексом эксплуатационных и специальных свойств – сферопластика на основе высокодеформативного цианэфирного связующего и фенольного пенопласта замкнуто-ячеистой структуры для применения в составе элементов конструкций изделий авиационной техники.

 

Дляцитирования:

Чурсова Л.В., Соколов И.И., Лукина А.И. Разработка полимерных синтактных и пеноматериалов нового поколения с повышенными эксплуатационными характеристиками. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 67-73.


PDF
67-73
Svetlana V. Sushkova, Svetlana V. Levanova, Iliya L. Glazko, Kristina V. Pavlova

Изучены условия синтеза трипентилцитрата этерификацией лимонной кислоты пентанолом в присутствии кислотных катализаторов: серной, ортофосфорной кислот и п-толуолсульфокислоты. Оценены кинетические характеристики реакции, предложены кинетические модели. Определено время проведения реакции этерификации, необходимое для достижения 95%-ной конверсии лимонной кислоты, которое составляет от 1,5 до 5 ч в зависимости от используемого катализатора.

 

Дляцитирования:

Сушкова С.В., Леванова С.В., Глазко И.Л., Павлова К.В. Кинетика этерификации лимонной кислоты в производстве триалкилцитратов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 74-78.


PDF
74-78
Sergey P. Bobkov, Vladimir L. Sokolov

В статье изучена модель, которая использует общепринятые правила поведения частиц решеточных газов при их движении, а также особые правила столкновений в узлах решетки, характерные для HPP-газа. Кроме основных узлов, которые описывают процесс внутри моделируемой области, в рассмотрение введены узлы-стенки. В статье приведены результаты численных экспериментов по изучению поведения решеточного HPP-газа при его движении между параллельными стенками. Для оценки адекватности предложенной модели рассмотрена возможность перехода от виртуальных модельных переменных к действительным физическим величинам. Результаты численных экспериментов показывают, что проведенные модельные эксперименты соответствуют течениям реальных газов в ламинарном режиме. Кроме того, давление газа в опытах соответствовало области среднего вакуума. Полученные модельные данные вполне согласуются с общепринятыми взглядами на поведение газов. Учитывая, что данная модель чрезвычайно проста и эффективна при компьютерной реализации, можно рекомендовать ее для описания течений реального газа в условиях среднего вакуума. Исследована возможность применения двухмерной модели решеточного газа с ортогональной решеткой для анализа течения газов. Показано, что используемую модель можно рекомендовать для компьютерного моделирования течений реальных газов при пониженном давлении.

 

Дляцитирования:

Бобков С.П., Соколов В.Л. Дискретное моделирование течения газа при пониженном давлении. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 79-84.


PDF
79-84
Sergey V. Natareev, Aleksandr A. Bykov, Dmitriy E. Zakharov, Tatyana E. Nikiforova

Предложено математическое описание процесса ионообменной очистки растворов от ионов тяжелых металлов в однокамерном ионообменном аппарате непрерывного действия с кипящим слоем ионита. При разработке математической модели использованы следующие допущения: ионит является монодисперсным и имеет сферическую форму, равномерное начальное распределение сорбируемого вещества в ионите, равновесие ионного обмена описывается уравнением Генри, скорость процесса лимитируется как внутренней, так и внешней диффузией, ионит движется в аппарате при наличии эффекта продольного перемешивания, кинетические и гидродинамические параметры процесса являются постоянными величинами. Математическое описание включает следующие уравнения: уравнение диффузии целевого компонента в зерне ионита, уравнение изотермы ионного обмена, уравнение для определения средней концентрации вещества в частице ионита, уравнение однопараметрической диффузионной модели, начальные и граничные условия. Для решения поставленной задачи был использован метод интегральных преобразований Лапласа. Полученное решение позволяет определить концентрацию раствора на выходе из аппарата. Для проверки адекватности математической модели были проведены исследования процесса ионообменной адсорбции ионов цинка катионитом КУ-2-8 в Н-форме в односекционном аппарате с кипящим слоем. Ионообменный аппарат имел цилиндрический корпус диаметром 0,08 м и коническое днище. В нижней части корпуса аппарата располагалась распределительная решетка толщиной 3×10-3 м c диаметром отверстий 2×10-3 м и проходным сечением 20,6 %. Высота кипящего слоя ионита в аппарате составляла 0,12 м. В верхней части аппарата располагалась камера для разделения твердой и жидкой фаз, представлявшая собой цилиндр диаметром 0,15 м и высотой 0,1 м. Камера с кипящим слоем ионита и камера для разделения твердой и жидкой фаз были соединены конической обечайкой. Производительность аппарата по раствору составляла 2,1·10-5 м3/с, а по катиониту – 1,42·10-7 м3/с. Концентрация исходного раствора хлористого цинка принималась 5,1·10-3 кг-экв/м3. В результате исследований найдена концентрация ионов цинка в катионите на выходе из аппарата, которая составила 0,67 кг-экв/м3. Концентрация очищенного раствора хлористого цинка равнялась 6,4·10-4 кг-экв/м3. В результате расчета найдены значения содержания цинка в отработанном катионите 0,66 кг-экв/м3 и очищенном растворе 7,2·10-4 кг-экв/м3. Отклонение результатов расчета от эксперимента не превышает 12 %. Разработанная математическая модель рекомендована для практического применения.

 

Дляцитирования:

Натареев С.В., Быков А.А., Захаров Д.Е., Никифорова Т.Е. Ионный обмен в аппарате кипящего слоя непрерывного действия. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 85-90.


PDF (English)
85-90
Hasan A. Nagiev, Firuza A. Alieva

Обсуждается проблема управления скоростью ввода сырья в переработку в промышленных установках гидрообессеривания топлив в связи с большими расхождениями в содержании в нем серы. Показываются основные производственно-логистические причины возникновения динамично меняющихся отклонений от некоторых нормативов по содержанию серы в сырье, вводимом в реактор гидроочистки. Ставится задача выбора такой стратегии управления текущей производительностью, которая является оптимальной с точек зрения как показателя качества гидроочищенности сырья, так и выполнимости планируемого объема переработки топлива. Представлена математическая постановка задачи, которая отличается от обычных задач позиционного управления учетом качественных показателей сырья и ограничений на максимально допустимую мощность установок по переработке сырья. Основное отличие состоит во введении стабилизирующей обратной связи по динамике ресурса потребления, которое реализовано за счет включения некоторой оптимизируемой лагранжевой функции. Связывание этой функции с функцией распределения возмущающего фактора, т.е. с изменчивостью содержания серы в сырье, превращает обычную задачу статической оптимизации в задачу оптимального управления с интегральным ограничением на текущую производительность. Теория оптимального управления располагает для решения поставленной задачи методом последовательных приближений, а также методом имитационного моделирования. С алгоритмической точки зрения наиболее простым способом решения является использование метода имитационного моделирования.  «Проигрывание» случайного качества при решении задач подобного содержания задают посредством генераторов случайных чисел. В данной статье с использованием эмпирической математической модели, построенной по данным пассивного наблюдения технологического режима производственной установки, данная задача решается методом имитационного моделирования. Средствами компьютерной симуляции создается система имитации внешнего возмущающего фактора, посредством которого осуществляется синтез стабилизирующей обратной связи по выполнимости объема производства в заданный период. Приводятся некоторые реализации обратной связи, позволяющие произвести анализ и выдачу рекомендаций к успешному решению поставленной задачи оптимального распределения нагрузок в условиях внешних возмущений со стороны качества сырья. Показывается, что для задач с достаточно длительным интервалом планирования, когда произвольной реализацией случайного возмущения надежно отражены его статистические параметры, программное управление по цепи обратной связи оказывается более успешной и обеспечивающей большую точность оптимальности процесса в целом.

 

Дляцитирования:

Нагиев Г.А., Алиева Ф.А. Оптимальное управление загрузкой установок гидроочистки топлив с учетом меняющейся сернистости поступающего сырья. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 91-97.


PDF
91-97

Персоналии

Sergey A. Shlykov

13 января 2017 г. исполнилось 70 лет известному учёному в области экспериментальной и теоретической структурной химии, доктору химических наук, профессору, заведующему кафедрой физики Ивановского государственного химико-технологического университета, действительному члену РАЕН, Соросовскому профессору, иностранному члену Норвежской академии наук, заслуженному работнику высшей школы РФ, почетному работнику высшего профессионального образования РФ Георгию Васильевичу Гиричеву.


PDF
98-99