ТОРАЙҒЫРОВ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ
ХАБАРШЫСЫ
Химия-биологиялық сериясы
1997 жылдан бастап шығады
ВЕСТНИК ТОРАЙГЫРОВ УНИВЕРСИТЕТА
Химико-биологическая серия
Издается с 1997 года ISSN 2710-3544
№ 1 (2022) Павлодар
Торайғыров университетінің ҒЫЛЫМИ ЖУРНАЛЫ
НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ Торайгыров университета
НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ Торайгыров университета Химико-биологическая серия
выходит 4 раза в год
СВИДЕТЕЛЬСТВО
о постановке на переучет периодического печатного издания, информационного агентства и сетевого издания
№ KZ84VPY00029266 выдано
Министерством информации и коммуникаций Республики Казахстан Тематическая направленность
публикация материалов в области химии, биологии, экологии, сельскохозяйственных наук, медицины
Подписной индекс – 76134 https://doi.org/10.48081/RXEB7205 Бас редакторы – главный редактор
Ержанов Н. Т.
д.б.н., профессор
Заместитель главного редактора Ахметов К. К., д.б.н., профессор Ответственный секретарь Камкин В. А., к.б.н., доцент
Редакция алқасы – Редакционная коллегия Яковлев Р.В., д.б.н., профессор (Россия);
Титов С. В., доктор PhD;
Касанова А. Ж., доктор PhD;
Шокубаева З. Ж. (технический редактор).
За достоверность материалов и рекламы ответственность несут авторы и рекламодатели Редакция оставляет за собой право на отклонение материалов
При использовании материалов журнала ссылка на «Вестник Торайгыров университета» обязательна
© Торайгыров университет
МАЗМҰНЫ
«ХИМИЯ» СЕКЦИЯСЫ Жапарғазинова К. Х., Сергеевс Я.
Катализатор жүйесі қасиеттерінің әсерін талдау жаңа
каталитикалық жүйеге өткен каталитикалық крекинг заттар ...9 Қабылдинов Р. Т.
Мұнайды бастапқы өңдеу қондырғыларының химиялық -
технологиялық коррозиядан қорғау әдістері. ...20 Минина А. В., Каниболоцкая Ю. М., Листков В. Ю.
Орта кәсіптік білім беру студенттеріне химия мен биологияны оқыту кезінде тұлғаға бағдарланған
тәсілді қолдану...33
«БИОЛОГИЯ» СЕКЦИЯСЫ
Байтемирова М. Ж., Ержанов Н. Т.
Қазақ арқары туралы (Ovis ammon collium) ...44 Уалиева Р. М., Бахит С. С., Шевцов Е. В., Клименко М. Ю.
Павлодар қаласының Ulmus pionado-ramosa және Populus
pyramidalis жапырақтарының элементтік құрамын зерттеу ...51 Уразгалиева А. О., Тілеубек Ұ. Н.
Тағам өнеркәсібінде микробиологиялық бүлінудің
алдын алу жолдары ...64
«АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ» СЕКЦИЯСЫ
Бабенков В. Ю.
In vivo имплантацияға дейінгі эмбриондарды транспланттау кезінде ірі қара малдағы жыныстардың қайталама
арақатынасы ...72 Жұмабек С. Т., Исаева К. С.
Өсімдік шикізатының биоконверсиясы ...90
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
Молдахметова М. Б., Омарова Қ. М.
Қазақтың құйрықты қылшық жүнді қойы рационында «Al karal»
отандық жемшөп қоспасын пайдалану ...97
Ребезов М. Б. Радиопротекторлық қасиеттері бар ет пашетінің жаңа түрін жасау ...109
Ысқақ С. А., Каткенов Н. Д. Дайын тағам өнімдерін микробиологилық экспресс талдау үшін тест пластинкаларды қолдану ...120
Авторлар туралы ақпарат ...129
Авторларға арналған ережелер...135
Жарияланым этикасы ...147
СОДЕРЖАНИЕ СЕКЦИЯ «ХИМИЯ» Жапаргазинова К. Х., Сергеевс Я. Анализ влияния свойств катализаторной системы установки каталитического крекинга при переходе на новую каталитическую систему ...9
Кабылдинов Р. Т. Методы химико-технологической защиты установок первичной переработки нефти от коррозии ...20
Минина А. В., Каниболоцкая Ю. М., Листков В. Ю. Применение личностно-ориентированного подхода при обучении химии и биологии студентов СПО ...33
СЕКЦИЯ «БИОЛОГИЯ» Байтемирова М. Ж., Ержанов Н. Т. К вопросу о казахском архаре (Ovis ammon collium) ...44
Уалиева Р. М., Бахит С. С., Шевцов Е. В., Клименко М. Ю. Изучение элементного состава листьев Ulmus pionado-ramosa и Populus pyramidalis города Павлодара ...51
Уразгалиева А. О., Тілеубек Ұ. Н. Пути предотвращения микробиологической порчи в пищевой промышленности ...64
СЕКЦИЯ «СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО» Бабенков В. Ю. Ранний эмбриогенез и вторичное соотношение полов при трансплантации доимплантационных эмбрионов in vivo ...72
Жұмабек С. Т., Исаева К. С. Биоконверсия растительного сырья ...90
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
Молдахметова М. Б., Омарова Қ. М.
Использование отечественной кормовой добавки «Al karal»
в рационе казахских курдючных грубошерстных овец ...97
Ребезов М. Б. Создание нового вида мясного паштета, обладающего радиопротекторными свойствами ...109
Ысқақ С. А., Каткенов Н. Д. Применение тестовых пластин для микробиологического экспресс-анализа готовых пищевых продуктов ...120
Сведения об авторах ...129
Правила для авторов ... 135
Публикационная этика ...147
CONTENTS SECTION «CHEMISTRY» ZhapargazinovaK. H., Sergeevs Ya. Analysis of the effect of the properties of the catalyst system catalytic cracking plants in transition to a new catalytic system ...9
Kabyldinov R. T. Methods of chemical-technological protection of installations of primary refining of oil from corrosion ...20
Minina A. V., Kanibolotskaya Yu. M., Listkov V. Yu. The use of a personality-oriented approach in teaching chemistry and biology to students of SVE ...33
SECTION «BIOLOGY» Baitemirova M. Zh., Erzhanov N. T. To the question of kazakh argali (Ovis ammon collium) ...44
Ualiyeva R. M., Bakhit S. S., Shevtsov E. V., Klimenko M. Yu. The study of the elemental composition of leaves Ulmus pionado- ramosa and Populus pyramidalis of the city of Pavlodar ...51
Urazgalieva A., Tileubek U. Ways to prevent microbiological spoilage in the food industry ...64
SECTION «AGRICULTURE» Babenkov V. Y. Secondary sex ratio in cattle during transplantation of preimplantation embryos in vivo ...72
Zhumabek S. T., Issayeva K. S. Bioconversion of plant raw materials ...90
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
Moldakhmetova M. B., Omarova K. M.
The use of domestic feed additive «Al karal» in the diet
of kazakh fat-tailed rough-haired sheep ...97
Rebezov M. B. The creation of a new type of meat paste with radioprotective properties...109
Iskak S., Katkenov N. Application of test plates for microbiological express analysis of finished food products ...120
Information about the authors...129
Rules for authors ...135
Publication ethics...147
СЕКЦИЯ «ХИМИЯ»
МРНТИ 61.31.57
https://doi.org/10.48081/UPQH4727
*К. Х. Жапаргазинова1, Я. Сергеевс2
1Торайгыров университет, Республика Казахстан, г. Павлодар
2ТОО «ПНХЗ», Республика Казахстан, г. Павлодар
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СВОЙСТВ КАТАЛИЗАТОРНОЙ СИСТЕМЫ УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА ПРИ ПЕРЕХОДЕ НА НОВУЮ КАТАЛИТИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ
Технологический процесс каталитического крекинга предназначен для превращения фракций тяжелой нефти в более легкие и более ценные продукты при высокой температуре и умеренном давлении в присутствии высокодисперсного катализатора с матрицей из кремнезема или оксида алюминия. Использование цеолитсодержащих катализаторов на установках каталитического крекинга c начала 60 годов прошлого века стало одним из важнейших достижений в истории развития каталитического крекинга. Цеолитные катализаторы позволили добиться получения большей прибыли при малых капиталовложениях. По сути, цеолитные катализаторы были и остаются экономически наиболее выгодными для использования в нефтепереработке. Постоянное развитие технологий катализаторов позволяет нефтепереработчикам удовлетворять растущий спрос при минимальных капиталовложениях.
Цеолитные катализаторы являются более активными и более селективными по сравнению с аморфным алюмосиликатным катализатором. Большая степень активности и селективности означает больший выход жидкого продукта и дополнительную производительность крекинга.
Цеолит часто именуется молекулярным ситом ввиду особенностей структуры и наличия микропор. Диаметр пор современных катализаторов каталитического крекинга составляет порядка 8 Ангстрем. Современный катализатор каталитической системы состоит из:
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
- матрицы;
- цеолита;
- связующего;
- наполнителя.
Установка каталитического крекинга является уникальным объектом с точки зрения поддержания теплового равновесия системы, вырабатывая столько кокса, сколько требуется для замыкания теплового баланса.
Ключевые слова: каталитический крекинг, катализатор каталитического крекинга, цеолит, микроактивность, выход кокса.
Введение
В данной статье авторами рассматривается промышленный опыт эксплуатации катализаторов каталитического крекинга 2 различных марок и опыт перехода на новую каталитическую систему. В соответствии с вводными данными исследования, Катализатор 1 – исходная каталитическая система, Катализатор 2 – новая каталитическая система. Характеристики катализатора 1 и катализатора 2 представлены в Таблице 1 [1].
Таблица 1 – Свойства сравниваемых катализаторов
п/п№ Наименование Катализатор 1 Катализатор 2
1 Прогнозируемый ИОЧ бензина 91,8 91,3
2 Площадь поверхности,м2/г 330 280
3 Насыпная плотность, г/мл 0,91 0,73
4 Микроактивность, МАТ 78 82
5 Оксид алюминия, вес. % 41 43
6 Оксиды редкоземельных металлов,
% вес. 1,5 3,1
Как следует из Таблицы 1, Катализатор 2 обладает большей микроактивностью по МАТ (82 против 78 пунктов), содержит существенно больше оксидов редкоземельных металлов (3,1 против 1,5 % вес.). После тестирования Катализатора 1 и 2 на идентичном сырье (гидроочищенном вакуумном газойле) на пилотной установке.
Материалы и методы
Заявленными целями замещения каталитической системы являлось увеличение выхода кокса на промышленной установке с целью замыкания теплового баланса, общая длительность промышленного замещения каталитической системы составила порядка 15 месяцев. По итогам замещения каталитической системы отмечается достижение заявленных целей.
Изменений операционных параметров установки (таких как температура, давление в реакторе и регенераторе, температуры сырья и далее) не проводилось.
Результаты обсуждения
Как отмечается на рисунке 1, в результате перехода на новую каталитическую систему на промышленной установке наблюдается увеличение выхода стабильного бензина приблизительно на 0,5 масс.
Рисунок 1 – Динамика изменения выхода стабильного бензина
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
На фоне увеличения выхода бензина, наблюдается незначительное снижение октанового числа (моторным методом), отмечаемое на рисунке 2.
Рисунок 2 – Динамика изменения октанового числа (моторный метод) Балансовый выход кокса также увеличился, что отмечается на рисунке 3.
Рисунок 3 – Динамика изменения балансового выхода кокса
Анализ свойств равновесного катализатора также подтверждает наблюдаемые изменения в материальном балансе установке, а также позволяет оценить эффективность замещения системы [2, 3]. Основными отслеживаемыми параметрами являются:
- микроактивность (МАТ) - коксовый фактор;
- содержание редкоземельных элементов;
- общая площадь поверхности.
На микроактивность оказывает влияние суточный расход свежего катализатора загрузка установки и каталитические яды, адсорбирующиеся на поверхности равновесного катализатора, а также, качество и начальная активность свежего катализатора.
Рисунок 4 – Динамика изменения микроактивности равновесного катализатора
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
Коксовый фактор способность катализатора производить кокс – увеличился на 0,1 пункт после перехода на новую каталитическую систему (Катализатор 2). Динамика изменения коксового фактора представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 – Динамика изменения коксового фактора равновесного катализатора
Оксиды редкоземельных металлов вовлекаются в структуру цеолита при производстве свежего катализатора для увеличения активности и стабильности (предотвращение реакций деалюминирования цеолита) и контроля селективности катализатора. По содержанию редкоземельных металлов также отслеживается степень замещения каталитической системы.
Динамика изменения доли оксидов редкоземельных металлов представлена на рисунке 6.
Рисунок 6 – Динамика изменения доли оксидов РЗЭ Выводы
По результатам промышленного опыта замещения каталитической системы установки каталитического крекинга отмечается достижение основной поставленной цели – замыкание теплового баланса установки.
Список использованных источников
1 Задегбейджи, Р. Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое катализатора. Справочник по эксплуатации, проектированию и оптимизации установок ККФ : справочник / Р. Задегбейджи; пер. с англ. яз. под ред.
О. Ф. Глаголевой. – 3-е изд. – СПб. : ЦОП «Профессия», 2014. – 384 с.
2 James Clark, Duncan Macquarrie Handbook of Green chemistry and technology. – Blackwell Science, 2002. – 560 р.
3 Се ре брянский, А . Я. Упра вле ние уста новка ми ка та литиче ского кре кинга / А . Я. Се ре брянский. – М. : Химия, 1983. – 189 с.
4 Прокопюк, С. Г. Промышле нные уста новки ка та литиче ского кре кинга / С. Г. Прокопюк, P. M. Ма са гутов. – М. : Химия, 1974. – 173 с.
5 Коле сников, И. М. Моде лирова ние и оптимиза ция проце ссов не фте пе ре ра ботки / И. М. Коле сников. – Москва : МИНХ и ГП им. И. М. Губкина , 1982. – 113 с.
6 Гуре вич, И. Л. Те хнология пе ре ра ботки не фти и га за . Ч. 1. Общие свойства и пе рвичные ме тоды пе ре ра ботки не фти и га за / И. Л. Гуре вич.
– М. : Химия, 1972. – 361 с.
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
7 Ма са гутов, P. M. Ре ге не ра ция ка та лиза торов в не фте пе ре ра ботке и не фте химии / P. M. Ма са гутов. – М. : Химия, 1987. – 141 с.
8 Коле сников, И. М. Кине тика и ка та лиз в гомоге нных и ге те роге нных угле водородосоде ржа щих систе ма х / И. М. Коле сников. – М. : МИНГ им.
И. М. Губкина , 1990. – 91 с.
9 Гутыря, B. C. Ка та литиче ские проце ссы в не фте пе ре ра ботке и не фте химии / B. C. Гутыря – Кие в : На укова думка , 1988. – 376 с.
10 Коле сников, И. М. Кине тика и ка та лиз в гомоге нных и ге те роге нных угле водородосоде ржа щих систе ма х / И. М. Коле сников – М. : МИНГ им.
И. М. Губкина , 1990. – 91 с.
11 Смидович, Е . В. Те хнология пе ре ра ботки не фти и га за . Ч. 2. Кре кинг не фтяного сырья и пе ре ра ботка угле водородных га зов / Е .В. Смидович – М. : Химия, 1980. – 328 с.
References
1 Zadegbejdzhi, R. Kataliticheskij kreking v psevdoozhizhennom sloe katalizatora. Spravochnik po e`kspluataczii, proektirovaniyu i optimizaczii ustanovok KKF : spravochnik / R. Zadegbejdzhi ; per. s angl. yaz. pod red. O. F. Glagolevoj. [Fluidized catalytic cracking. Handbook for the operation, design and optimization of FCC installations: a reference book / Zadegbeiji, R.; transl. from English. lang. ed. O. F. Glagoleva]. – 3-e izd. – St. Petersburg : TsOP «Professiya», 2014. – 384 р.
2 James Clark, Duncan Macquarrie Handbook of Green chemistry and technology. – Blackwell Science, 2002. – 560 p.
3 Se rebryansky, A . I. Upra vle nie usta novka mi ka ta litiche skogo kre kinga / [Controlling the installation of catalytic cracking units]
A . Ya. Se re bryanskij – Moscow : Khimiya, 1983. – 189 р.
4 Prokopyuk, S. G. Promyshle nnye usta novki ka taliticheskogo kre kinga [Industrial units of catalytic cracking]. – Moscow : Khimiya, 1974. – 173 р.
5 Kolesnikov, I. M. Modelirova nie i optimizaciya processov neftepererabotki [Modeling and optimization of oil refining processes]. – Moscow : MINKh i GP im. I. M. Gubkina , 1982. – 113 р.
6 Gure vich, I. L. Te khnologiya pe re ra botki ne fti i ga za . Ch. 1. Obshhie svojstva i pe rvichny`e me tody` pe re ra botki ne fti i ga za [Technology of oil and gas refining. Part 1. General properties and primary methods of oil and gas processing]. – Moscow : Khimiya, 1972. – 361 р.
7 Ma sa gutov, R. M. Regeneraciya katalizatorov v ne ftepererabotke i neftekhimii [Catalysts regeneration in Oil refinery and Chemistry] – 1987. – 141 р.
8 Kolesnikov, I. M. Kinetika i kataliz v gomogennykh i ge teroge nny`kh uglevodorodosode rzha shhikh sistemakh [Kinetics and Catalysis in Homogeneous and Heterogeneous Hydrocarbon-Containing Rust Systems]. – Moscow : MINKh i GP im. I. M. Gubkina , 1990. – 91 р.
9 Gutyrya, V. S. Katalitiche skie proczessy` v ne fte pererabotke i nefte khimii [Catalytic processes in oil refining and oil chemistry] – Kiev : Naukova Dumka, 1988. – 376 р.
10 Kolesnikov, I. M. Kinetika i kataliz v gomoge nnykh i geterogennykh uglevodorodosoderzhashhikh sistemakh [Kinetics and Catalysis in Homogeneous and Heterogeneous Hydrocarbon-Containing Rust Systems] – Moscow : MINKh i GP im. I. M. Gubkina , 1990. – 91 р.
11 Smidovich, E .V. Tekhnologiya pererabotki nefti i gaza . Ch. 2. Kreking neftyanogo sy`r`ya i pererabotka uglevodorodny`kh gazov [Technology of oil and gas refining. Part 2. Cracking of petroleum feed materials and processing of hydrocarbon gases] – Moscow : Khimiya, 1980. – 328 р.
Материал поступил в редакцию 11.03.22.
*К. Х. Жапарғазинова1, Я. Сергеевс2
1Торайғыров университеті, Қазақстан Республикасы, Павлодар қ.
2«ПМХЗ» ЖШС, Қазақстан Республикасы, Павлодар қ.
Материал 11.03.22 баспаға түсті.
КАТАЛИЗАТОР ЖҮЙЕСІ ҚАСИЕТТЕРІНІҢ ӘСЕРІН ТАЛДАУ ЖАҢА КАТАЛИТИКАЛЫҚ ЖҮЙЕГЕ ӨТКЕН
КАТАЛИТИКАЛЫҚ КРЕКИНГ ЗАТТАР
Каталитикалық крекинг процесі кремнеземді немесе алюминий тотығы матрицасы бар жоғары дисперсті катализатордың қатысуымен жоғары температурада және қалыпты қысымда ауыр мұнай фракцияларын жеңіл және бағалы өнімдерге айналдыруға арналған. 1960 жылдардың басынан бастап каталитикалық крекинг қондырғыларында құрамында цеолиті бар катализаторларды қолдану каталитикалық крекинг тарихындағы ең маңызды жетістіктердің біріне айналды. Цеолит катализаторлары аз капиталды инвестициялау арқылы жоғары пайдаға қол жеткізуге
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
мүмкіндік берді. Шындығында, цеолит катализаторлары мұнай өңдеуде пайдалану үшін экономикалық жағынан ең тиімдісі болды және болып қала береді. Катализатор технологиясының ұдайы дамуы мұнай өңдеушілерге аз капитал салымдарымен өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыруға мүмкіндік береді.
Аморфты алюмосиликатты катализаторға қарағанда цеолит катализаторлары белсендірек және селективті. Белсенділік пен селективтіліктің неғұрлым жоғары деңгейі өнімнің көбірек шығымдылығын және қосымша крекинг қабілеттілігін білдіреді.
Цеолит құрылымдық ерекшеліктеріне және микрокеуектерінің болуына байланысты көбінесе молекулалық елеуіш деп аталады.
Қазіргі каталитикалық крекинг катализаторларының кеуектерінің диаметрі 8 ангстромға тең. Қазіргі каталитикалық жүйе катализаторы мыналардан тұрады:
- матрицалар;
- цеолит;
- байланыстырғыш;
- толтырғыш.
Каталитикалық крекер жүйенің жылулық тепе-теңдігін сақтау тұрғысынан бірегей болып табылады, жылу балансын жабу үшін қанша қажет болса, сонша кокс шығарады.
Кілтті сөздер: каталитикалық крекинг, каталитикалық крекинг катализаторы, цеолит, микроактивтілік, кокс шығымы.
*K. H. Zhapargazinova1,Ya. Sergeevs2
1Toraighyrov University, Republic of Kazakhstan, Pavlodar.
2POCR LLP, Republic of Kazakhstan, Pavlodar.
Material received on 11.03.22.
ANALYSIS OF THE EFFECT OF THE PROPERTIES OF THE CATALYST SYSTEM
CATALYTIC CRACKING PLANTS IN TRANSITION TO A NEW CATALYTIC SYSTEM
The use of zeolite-containing catalysts in catalytic cracking units since the early 1960s has become one of the most important achievements in the history of catalytic cracking. Zeolite catalysts have made it possible to achieve higher profits with little capital investment. In fact, zeolite catalysts have been and remain the most economically advantageous for use in oil
refining. The constant development of catalyst technology allows refiners to meet growing demand with minimal capital investment.
Zeolite catalysts are more active and more selective than amorphous aluminosilicate catalyst. A greater degree of activity and selectivity means more liquid product yield and additional cracking capacity.
Zeolite is often referred to as a molecular sieve due to its structural features and the presence of micropores. The pore diameter of modern catalytic cracking catalysts is on the order of 8 Angstroms. A modern catalytic system catalyst consists of:
- matrices;
- zeolite;
- binder;
- filler.
The catalytic cracker is unique in terms of maintaining the thermal equilibrium of the system, producing as much coke as is required to close the thermal balance.
Key words: catalytic cracking, catalytic cracking catalyst, zeolite, microactivity, coke yield.
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
МРНТИ 61.31.57
https://doi.org/10.48081/XRBH6390
*Р. Т. Кабылдинов ТОО «ПНХЗ»,
Республика Казахстан, г. Павлодар
МЕТОДЫ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ УСТАНОВОК ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ ОТ КОРРОЗИИ
В данной статье представлена информация о методах коррозионной защиты оборудования нефтепереработки. Описаны методы химико - технологическим защиты оборудования, а также современные методы коррозионного мониторинга в режиме реального времени.
Проведение тщательного анализа особенностей и причин возникновения коррозионного поражения металла установок первичной и вторичной переработки нефти, при эксплуатации как в регламентных, так и отличающихся от регламентного режима, является одним из способов решения проблем антикоррозионной защиты оборудования предприятий нефтеперерабатывающей отрасли.
Применение новых методов и средств контроля позволяет улучшить своевременность получения данных о скорости коррозионного поражения металла во времени, с последующим определением причин, вызывающих коррозионную активность.
Несмотря на то, что мониторинг коррозии в режиме реального времени позволяет получать более высокую информативность и своевременность параметров коррозионных процессов.
Благодаря внедрению систем контроля коррозии специалисты получили возможность использовать скорость коррозии как одну из переменных, которая позволила оптимизировать применение химических реагентов для снижения причин выхода из строя оборудования, повышения эффективности производства и снижения коррозионного воздействия рабочей среды на установках первичной переработки нефти. Данный шаг стал серьезным стимулом в развитии нефтеперерабатывающей промышленности.
Ключевые слова: коррозионная активность, первичная переработка нефти, коррозионный мониторинг, коррозионная защита, защелачивание нефти.
Введение
На сегодняшний день актуальными являются проблемы повышения конкурентоспособности продукции нефтеперерабатывающих производств, улучшение товарной продукции по показателям качества и ассортименту, снижение ее себестоимости. Одним из путей повышения конкурентоспособности, является уменьшение затрат на ремонты и замену оборудования, снижение аварийности на производстве, увеличение межремонтного цикла. Важную роль в выполнении поставленных задач играет разработка специальных планов действий по защите от коррозионного воздействия установок при ремонтах, простоях, в режимах циркуляции под продуктом.
Материалы и методы
На установках атмосферной перегонки нефти наиболее агрессивными к металлам оборудования и трубопроводов является вода с растворенным в ней кислородом воздуха и минеральными солями, растворы сероводорода, хлороводорода, едкого натра [1].
Пластовая вода содержит в себе различные растворенные минеральные соли. Большинство из которых является хлоридами магния, кальция и натрия.
В процентном соотношении распределение солей выглядит следующим образом:
- хлорид натрия (NaCl) ~ 70 %;
- хлорид магния (MgCl2) ~20 %;
- хлорид кальция (CaCl2) ~ 10 %.
Последующий гидролиз солей вызывает электрохимическую коррозию.
Хлорид магния способен гидролизоваться на 90 % и при этом не теряет способности к гидролизу даже при низких показателях температуры.
Хлористый кальций гидролизуется до 10 % от собственной массы, вследствие чего образуя хлористый водород.
На нижеуказанном рисунке 1 представлена степень гидролиза в зависимости от температуры.
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
Рисунок 1 – Зависимость степени гидролиза от температуры При температуре 100 °С начинается интенсивный гидролиз солей магния с образованием хлористого водорода – сильно корродирующего агента.
Гидролиз хлоридов идет по следующим реакциям:
MgCl2 + H20 → MgOHCl + HCl CaCl2 + H20 → CaOHCl + HCl MgCl2 + 2H20 → Mg(OH)2 + 2HCl
CaCl2 + 2H20 → Ca(OH)2 + 2HCl
При переработке обессоленной нефти в отбензинивающих и атмосферных колоннах в значительных количествах образуется сероводород и хлористый водород при полном гидролизе хлоридов и термическом расщеплении сероорганических соединений.
Таблица 1 – Количество сероводорода (H2S) и хлористого водорода (HCl) образующихся при переработке обессоленной нефти западно-сибирской месторождений [2]
Среднее содержание агрессивных веществ во фракциях, получаемых в отпарной и стабилизационной колоннах атмосферной установки можно оценить по фракциям 220–280 °С и 280–350 °С. В таблице 2 указано среднее содержание агрессивных компонентов в нефти, мазуте и гудроне, а в таблице 3 приведены количества в средах емкостного оборудования.
Таблица 2 – Среднее содержание агрессивных веществ в основных средах установок первичной нефти [2]
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
Таблица 3 – Количество агрессивных веществ в рабочих средах емкостного оборудования установок АТ [2]
Трубопроводы и оборудования технологических установок предприятий нефтепереработки работают в условиях воздействия на металл влаги, сероводорода, водорода, свободной серы, хлоридов и сульфидов аммония, тиолов, политионовых и карбоновых кислот. В процессе конденсации и охлаждения продуктов, в технологическом оборудовании (трубопроводах, воздушных и водяных холодильниках, теплообменниках, компрессорах) образуются отложения.
Данные отложения, образующиеся в оборудовании можно разделить на две группы:
- отложения, состоящие из отдельных компонентов технологических сред и примесей, образующиеся в процессе эксплуатации установок;
- отложения, образующиеся вследствие коррозионных процессов металла оборудования [3].
Результаты и обсуждение
К традиционным химико - технологическим методам защиты от коррозии, на установках первичной переработки нефти относятся:
- процесс обессоливания нефти;
- процесс защелачивания нефти;
- ввод нейтрализаторов в верхние погоны атмосферных колонн;
- ввод ингибиторов коррозии в технологические потоки.
Процесс обессоливания нефти
Первым этапом химико – технологической защиты установок первичной переработки нефти от коррозионных процессов является обессоливание нефти на установках электрообессоливания. Процесс предназначен для удаления солей, пластовой воды, механических примесей, а также таких вредных компонентов, как мышьяк и ванадий, которые пагубно влияют на катализаторы процессов вторичной переработки. Снижение солесодержания
в нефти является одним из факторов уменьшения коррозионного износа материалов трубопроводов и оборудования атмосферных установок.
Процесс защелачивания нефти
С целью уменьшения количества, образующегося агрессивного хлористого водорода и снижения интенсивности коррозионного разрушения оборудования блока атмосферной перегонки, применяется защелачивание обессоленной нефти 0,9–1,5 %-ным водным раствором едкого натра, и нейтрализация верхних погонов атмосферных колонн 0,3–0,7 %-ным водным раствором аммиака либо органическим нейтрализаторами. В процессе нейтрализации верхних погонов одновременно протекает взаимодействие гидроксида аммония с сероводородом, который образуется в процессе термического разложении соединений содержащих серу [3–6].
Обработка верхних погонов атмосферных колонн нейтрализаторами Углеводороды, содержащие пары воды, хлористый водород и сероводород, покидают ректификационную колонну при температуре 130 °С.
Эта смесь становится очень агрессивной при охлаждении ниже температуры точки росы 100 °С (см. рисунок 2). Чтобы предотвратить сильную кислотную коррозию в воздухоохладители и конденсаторах, в верхнюю часть ректификационной колонны вводятся нейтрализаторы и ингибиторы коррозии. На рисунке 3 показана атмосферная ректификационная колонна с аппаратами воздушного охлаждения и конденсации верхних погонов [3–6].
Рисунок 2 – Кривые конденсации углеводорода и воды
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
Рисунок 3 – Участки наиболее подверженные коррозии
Методы коррозионного мониторинга на нефтеперерабатывающих заводах.
Одним из современных методов борьбы с коррозией является ее мониторинг и управление. Управление коррозией включает планирование действий для определения риска коррозии, требований стандартов, рекомендуемых практик и спецификаций для правильного выбора материалов, защиты от коррозии и методов мониторинга. Это должно осуществляться на стадии проектирования, а затем их реализации на практике под контролем, контролем и мониторингом. Изучение каждой аварии с анализом отказов, координация, обучение и передача знаний также являются необходимыми компонентами методологии управления коррозией [7, 8].
Одним из эффективных способов коррозионного состояния трубопроводов и оборудования является коррозионный контроль.
Система коррозионного контроля предназначена как для контроля, так
и для прогнозирования коррозионного состояния оборудования, а также получения своевременной информации о возможных дефектах, вызванных коррозионными процессами.
Программа управления коррозией не обязательно требует создания системы «нулевой скорости коррозии», а скорее устанавливает рабочие пределы, планы мониторинга и проверок, чтобы гарантировать приемлемые скорости коррозии, которые позволяют системе работать надежно и безопасно.
Принцип работы таких систем основан на получении показаний в режиме реального времени непосредственно от контрольных датчиков, определяющих динамику процессов коррозии и последующей оптимизации химических веществ, вводимых в рабочую среду.
Непосредственно система коррозионного мониторинга (далее – СКМ) с помощью средств автоматизированной системы управления осуществляет сбор, обработку и визуализацию информации о ходе коррозионных процессов на технологическом оборудовании установки во время эксплуатации.
Все данные в режиме реального времени отображаются на мониторе операционного персонала.
Рисунок 4 – Показания датчиков ультразвукового мониторинга в режиме реального времени
Для оценки скорости коррозии в системе СКМ предусмотрены функции получения, сопоставления и корректировки данных с датчиков контроля, основанные на методике потери массы купона, методике измерения ER (электрического сопротивления) и непрерывного контроля pH дренажных вод рефлюксных емкостей.
СКМ состоит из 3 основных компонентов:
- измерительной – состоит из купонов, датчиков коррозии и датчиков контроля pH;
- вычислительной – реализуется в оборудовании управления и измерения (АСУ), сервере коррозионного контроля.
- исполнительной – состоит из автоматических регуляторов насосов дозаторов, форсунок для подачи реагентов, клапанов регуляторов [7, 8].
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
Рисунок 5 – Принципиальная схема системы автоматизированного коррозионного контроля
Выводы
Недостаточное использование, а иногда и отсутствие методов мониторинга коррозии приводит к неконтролируемой коррозионной ситуации. Периодический и оперативный мониторинг коррозии в верхней части колонны перегонки сырой нефти и систем водяного охлаждения доказал высокую эффективность. В этих местах резко сократилось количество коррозионных повреждений. Методы контроля коррозии универсальны, так как могут применяться во всех отраслях промышленности.
Основная задача – установить системы мониторинга во всех критических местах, чтобы избежать внезапных отказов и достичь высокой надежности, доступности и рентабельности.
Список использованных источников
1 Багирова, И. Т. Современные установки первичной переработки нефти. – Москва : Химия, – 1974. – С. 7–12.
2 Бурлов, В. В., Алцыбеева, А. И., Кузинова, Т. М. Защита от коррозии оборудования НПЗ. – СПб. : Химиздат, 2015. – 248 с.
3 Бурлов, В. В., Алцыбеева, А. И., Кузинова, Т. М. Система защиты от коррозии оборудования переработки нефти. – СПб. : ЦОП «Профессия», 2015. – 336 с.
4 Серебрянный, В. Б., Шлинков, Ю. И., Сафронов, Ю. К.
Эксплуатация, модернизация и ремонт оборудования в нефтеперабатывающей и нефхимической промышленности. НТРС. – М. : ЦНИИТЭНефтехим, 1975.
– С. 12–14.
5 Захарочкин, Л. Д., Волфсон, С. И. Защита от коррозии при переработке нефти. – М. : Недра, 1964. – 138 с.
6 Лялин, В. А., Гермаш, В. М., Ахметшин, М. И. Эксплуатация, модернизация и ремонт оборудования в нефтеперабатывающей и нефхимической промышленности. НТРС. – М. : ЦНИИТЭНефтехим, 1975.
– С. 8–10.
7 Максимова, Т. Ф., Юшманова, Г. А. Эксплуатация, модернизация и ремонт оборудования в нефтеперабатывающей и нефхимической промышленности. НТРС. – М. : ЦНИИТЭНефтехим, 978. – С. 12–14.
8 Kane, R. D., Eden, D. C., Amidi, S., Delve, D. Implementation of real- time corrosion monitoring whith industrial process & automation. – Honeywell Process Solution 14503 Bammel N. Houston Road, Suite 300 Houston, Texas.
9 Бурлов, В. В., Алцыбеева, А. И., Кузинова, Т. М. Система защиты от коррозии оборудования переработки нефти. – СПб. : ЦОП «Профессия», – 2015. – 336 с.
10 Хуторянский, Ф. М., Ергина, Е. В., Краюшкин, А. П. Современный аналитический и физико-химический мoниторинг коррoзии на устанoвках первичнoй переработки нефти // Сборник научных трудов ВНИИ НП, 2008.
– С. 57–60.
References
1 Bagirova, I. T. Sovremennyye ustanovki pervichnoy pererabotki nefti [Modern installations of primary oil refining]. – Moscow : Chemistry, 1974 – P. 7–12.
2 Burlov, V. V., Altsybeeva, A. I., Kuzinova, T. M. Zashchita ot korrozii oborudovaniya NPZ [Corrosion protection of refinery equipment]. – St. Petersburg : Himizdat, – 2015. – 248 p.
3 Burlov, V. V., Altsybeeva, A. I., Kuzinova, T. M. Sistema zashchity ot korrozii oborudovaniya pererabotki nefti [Corrosion protection system for oil processing equipment]. – St. Petersburg : TsOP “Professiya”, 2015. – 336 p.
4 Serebryany, V. B., Shlinkov, Yu. I., Safronov, Yu. K. Ekspluatatsiya, modernizatsiya i remont oborudovaniya v neftepererabatyvayushchey i neftekhimicheskoy promyshlennosti. [Operation, modernization and repair of
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
equipment in the oil refining and non-chemical industries]. NTRS. Moscow : TsNIITENeftekhim, 1975. – P. 12–14.
5 Zakharochkin, L. D., Volfson, S. I. Zashchita ot korrozii pri pererabotke nefti. [Protection against corrosion during oil processing]. – Moscow : Nedra, 1964. – 138 p.
6 Lyalin, V. A., Germash, V. M., Akhmetshin, M. I. Ekspluatatsiya, modernizatsiya i remont oborudovaniya v neftepererabatyvayushchey i neftekhimicheskoy promyshlennosti [Operation, modernization and repair of equipment in the oil refining and non-chemical industries] NTRS. Moscow : TsNIITENeftekhim, 1975. – P. 8–10.
7 Maksimova, T. F., Yushmanova, G. A. Ekspluatatsiya, modernizatsiya i remont oborudovaniya v nefteperabatyvayushchey i nefkhimicheskoy promyshlennosti [Operation, modernization and repair of equipment in the oil refining and non-chemical industries]. NTRS. – Moscow : TsNIITENeftekhim, 1978. – P. 12–14.
8 Kane, R. D., Eden, D. C., Amidi, S., Delve, D. Implementation of real- time corrosion monitoring whith industrial process & automation. – Honeywell Process Solution 14503 Bammel N. Houston Road, Suite 300 Houston, Texas.
9 Burlov, V. V., Altsybeeva, A.I., Kuzinova, T. M. Sistema zashchity ot korrozii oborudovaniya pererabotki nefti [Corrosion protection system for oil processing equipment]. – St. Petersburg : TsOP “Professiya”, 015. – 336 p.
10 Khutoryansky, F. M., Yergina, E. V., Krayushkin, A. P. Sovremennyy analiticheskiy i fiziko-khimicheskiy monitoring korrozii na ustanovkakh pervichnoy pererabotki nefti [Modern analytical and physico-chemical monitoring of corrosion at primary oil refining units] // Sbornik nauchnykh trudov VNII NP, – 2008. – P. 57–60.
Материал поступил в редакцию 11.03.22.
*Р. Т. Қабылдинов
«ПМХЗ» ЖШС,
Казақстан Республикасы, Павлодар қ.
Материал 11.03.22 баспаға түсті.
МҰНАЙДЫ БАСТАПҚЫ ӨҢДЕУ ҚОНДЫРҒЫЛАРЫНЫҢ ХИМИЯЛЫҚ-ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ КОРРОЗИЯДАН
ҚОРҒАУ ӘДІСТЕРІ
Бұл мақалада мұнай өңдеу жабдықтарын коррозиядан қорғау әдістері туралы ақпарат берілген. Жабдықтарды химиялық- технологиялық қорғау әдістері, сонымен қатар нақты уақыт режимінде коррозияны бақылаудың заманауи әдістері сипатталған.
Мұнай өңдеу зауыттарының жабдықтарын коррозияға қарсы қорғау мәселелерін шешу, бастапқы және қайта мұнай өңдеу қондырғыларының металының коррозиядан зақымдануының ерекшеліктері мен себептерін жоспарлы режимде, және де әртүрлі режимде жұмыс істегенде егжей-тегжейлі талдаусыз мүмкін емес.
Бақылаудың жаңа әдістері мен құралдарын қолдану коррозиялық белсенділікті тудыратын себептерді кейіннен анықтай отырып, уақыт өте келе коррозия жылдамдығы туралы мәліметтерді алудың уақтылығын арттыруға мүмкіндік береді. Коррозияны нақты уақыт режимінде бақылау тоттану процестерінің параметрлерінің жоғары ақпарат мазмұны мен уақытылығын алуға мүмкіндік беретініне қарамастан.
Коррозияны бақылау жүйелерін енгізу арқылы мамандар коррозия жылдамдығын қосымша айнымалы ретінде пайдалана алды, бұл жабдықтың зақымдануын азайтуға, өндіріс тиімділігін арттыруға және АВТ қондырғыларының жұмыс ортасына коррозиялық әсерді азайту үшін химиялық реагенттерді оңтайландыруға мүмкіндік береді. Бұл мұнай өңдеуді дамытуға елеулі серпін берді.
Кілтті сөздер: коррозиялық белсенділік, мұнайды бастапқы өңдеу, коррозияны бақылау, коррозиядан қорғау, мұнайды сілтілеу.
Серия Химико-биологическая. № 1. 2022
*R. T. Kabyldinov
«POCR» LLC,
Republic of Kazakhstan, Pavlodar Material received on 11.03.22.
METHODS OF CHEMICAL-TECHNOLOGICAL PROTECTION OF INSTALLATIONS OF PRIMARY REFINING
OF OIL FROM CORROSION
This article provides information on the methods of corrosion protection of oil refining equipment. The methods of chemical-technological protection of equipment, as well as modern methods of corrosion monitoring in real time are described.
Carrying out a thorough analysis of the features and occurrence of the causes of the occurrence of corrosion detection of the validity and recycling of oil, when used as in a routine mode, is a consequence of solving the problems of anti-corrosion protection of equipment in the oil refining industry.
The use of new methods and means of control makes it possible to increase the timeliness of obtaining data on the corrosion rate over time, with the subsequent determination of the causes that cause corrosion activity. Despite the fact that real-time monitoring of corrosion makes it possible to obtain higher information content and timeliness of the parameters of corrosion processes.
With the introduction of corrosion monitoring systems, specialists have been able to use the corrosion rate as another variable that allows them to optimize the use of chemicals in order to minimize equipment damage, increase production efficiency, and reduce the corrosive effect of working environments in AVT installations. This gave a serious impetus to the development of oil refining.
Keywords: corrosivity, primary processing of oil, corrosion monitoring, corrosion protection, oil alkalization
МРНТИ 31.01.45 (34.01.45)
https://doi.org/10.48081/VZOI1780
*А. В. Минина1, Ю. М. Каниболоцкая2, В. Ю. Листков3
1,2,3Сибирский университет потребительской кооперации,
Российская Федерация, г. Новосибирск
ПРИМЕНЕНИЕ ЛИЧНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПОДХОДА ПРИ ОБУЧЕНИИ ХИМИИ И БИОЛОГИИ СТУДЕНТОВ СПО
В статье рассматриваются наиболее важные аспекты применения технологии личностно-ориентированного обучения дисциплинам «Химия» и «Биология» на примере студентов, получающих среднее профессиональное образование. Рассмотрены формы организации и проведения лекционных занятий, практических, лабораторных работ, самостоятельной и исследовательской работы учащихся, а также рубежного и итогового контроля результатов обучения. Выявлены условия, влияющие на успешное решение образовательных задач в рамках личностно-ориентированного подхода. В исследовании показано положительное влияние интерактивных форм обучения для активизации познавательной деятельности студентов и раскрытия их интеллектуального потенциала на примере организации интерактивной лекции;
обнаружен синергетический эффект смешанного формата обучения с использованием цифровой среды и психологических приемов педагога, влияющего на ход образовательного процесса через установление и развитие доверительных взаимоотношений студентов друг с другом, а также студентов и преподавателя.
Показана эффективность приема «перевернутый класс», а также проблемно-модульного подхода для организации семинарских занятий с целью осуществления перехода образовательной деятельности студентов на уровень решения ситуационных задач. Выявлены преимущества использования интерактивной онлайн-доски Padlet для организации исследовательских работ c целью индивидуализации обучения и раскрытия потенциала каждого студента.
Ключевые слова: технологии, личностно-ориентированное обучение, образование, химия, биология, педагогический опыт.