Все статьи

1-63 109 0

Синтез и разработка технологии получения хлорат содержащих эффективных дефолиантов

Ахат Тогашаров

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире основным фактором выращивания высокого и качественного урожая сельскохозяйственных культур является рациональное использование минеральных удобрений, стимуляторов, пестицидов. Особенно, для качественной уборки урожая хлопка-сырца в сжатые сроки проводится такое агротехническое мероприятие как дефолиация. В результате действия дефолиантов из-за опадения листьев улучшается циркуляция воздуха среди рядов хлопчатника, солнечный свет будет падать непосредственно на развивающиеся коробочки. В этой связи особое внимание уделяется производству малотоксичных, высокоэффективных дефолиантов.
За годы независимости в стране достигнуто создание направлений научных исследований развивающих организацию дефолиантов хлопчатника на основе местных сырьевых ресурсов на высоком уровне и проведение широкомасштабных реформ для обеспечения сельского хозяйства качественными дефолиантами. В этой связи особо следует отметить применение дефолиантов для искусственного обезлиствления хлопчатника полученных из местных сырьевых ресурсов, хлоратов и физиологически активных веществ (Морел, Сихат, Садаф, Супер ХМД, ПолиДЕФ и т.д.). Исходя из стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан для развития промышленности необходимость производства готовой продукции с высокой добавленной стоимостью на базе глубокой переработки местных сырьевых ресурсов, при котором отдельное значение приобретает процветание технология неорганических веществ, несомненно. На сегодняшний день наша промышленность требует проведения теоретических и практических исследований для синтеза и разработки технологии получения комплекснодействующих дефолиантов на основе хлоратов натрия, магния, отхода хлопкоочистительного завод и этиленпродуциентов.
На сегодняшний день в мире синтез комплекснодействующих дефолиантов со стимулирующей и физиологической активностью на основе малотоксичных веществ и их эффективное использование является актуальной задачей. Синтез и разработка технологии получения новых дефолиантов, ускоряющих физиологические процессы хлопчатника, обеспечивающих обильное опадение листьев, ускорение созревания и раскрытия коробочек на основе хлоратов и физиологически активных веществ, полученных нейтрализацией азотнокислого экстракта отхода хлопкоочистительного завода моноэтаноламином или аммиаком, определение состава, реологических свойств и особенностей современными физико-химическими методами, разработка технологии получения дефолианта, эколого-токсикологическое и агрохимическое исследование дефолиирующей активности является актуальной проблемой.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в указах Президента Республики Узбекистан № УП-4707 от 4 марта 2015 года «О программе мер по обеспечению структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства на 2015-2019 годы» и № У П-4947 от 07 февраля 2017 года «Стратегия действий по пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан в 2017-2021 годах», а также в других нормативноправовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является технологии получения производства комплекснодействующих дефолиантов хлопчатника на основе трикарбамидохлората натрия, хлората магния, моноэтаноламинных солей лимонной, азотной, уксусной кислот и этиленпродуцента.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
созданы физико-химические основы по взаимодействию компонентов в системах с участием воды, хлоратов натрия, магния, карбамида, лимоннокислого димоноэтаноламина, аммония лимоннокислого, нитрата моноэтаноламина, ацетата моноэтаноламина и этиленпродуцентов, построены их политермические диаграммы растворимости и диаграммы «состав-свойства»;
доказано образование выделенных четырех новых соединений, с разграничением концентрационных и температурных пределов существования равновесных твердых фаз на диаграммах, индивидуальность которых идентифицирована химическим и физико-химическим методами анализа;
доказано оптимальные технологические показатели процесса экстракции отхода хлопкоочистительного завода азотной кислотой, по которому доказано что, при концентрации азотной кислоты 20%, соотношение отхода к кислоте составляет 1:10, температура процесса 50°С, переход лимонной кислоты в раствор 4,25%;
разработана технология получения комплекснодействующих дефолиантов на основе хлората магния, трикарбамидохлората натрия и физиологически активных веществ;
установлен состав полученного дефолианта «УзДЕФ» химическими и физико-химическими методами, согласно которому дефолиант «УзДЕФ» содержит: 32,0% Mg(ClO3)2, 10% CO(NH2)2, 1,5% NH4NO3 и 0,3%АМЭА.
Заключение
Основными научными и практическими результатами, полученными при выполнении диссертационной работы, являются:
1. Получены новые сведения о растворимости, плавкости и характере твердых фаз в 15 двойных, тройных, взаимных системах и их сечениях, включающих хлораты натрия, магния, карбамид, лимоннокислый димоноэтаноламин, аммоний лимоннокислый, нитрат моноэтаноламина, ацетат моноэтаноламин и этилен продуценты. Установлены температурные и концентрационные переделы существования 4 новых соединений, которые идентифицированы комплексом методов химического и физико-химического анализов. Данные полученные на основе изученных систем являются (служат) научной основой для разработки технологии получения хлоратсодержащих дефолиантов хлопчатника.
2. Исследованием процесса азотнокислотной экстракции отхода хлопкоочистительного завода (ОХОЗа) установлены оптимальные условия получения кислых концентратов азотнокислотной экстракции, которые нейтрализованы моноэтанолаином или аммиаком (КАзКЭОХОЗмэа либо КАзКЭОХОЗАмм). Изучены физико-химические и реологические свойства предлагаемых физиологически активных веществ.
3. Для обоснования процесса получения комплекснодействующих дефолиантов, содержащих физиологически активные вещества были изучены «состав-свойства» систем: [70%NaC103-3CO(NH2)2+30%H20]-
КЛзКЭОХОЗмэа, [70%NaC103 ЗСО(МН2)2+30%Н2О]-КАзКЭОХОЗАмм, {45%[79%Mg(ClO3)2+21 %МёС12]+55%Н2О}-КАзКЭОХОЗМэА и
{45%[79%Mg(ClO3)2+21 %MgCl2]+ 55%Н2О}-КАзКЭОХОЗЛмч.
На основе полученных данных и результатов агрохимических испытаний различных доз дефолиантов выбраны следующие составы:
[70%NaC103 ЗСО(\Н2)2+30%Н2О]:КАзКЭОХОЗмэа = 1:0,0041;
[70%NaC103 3CO(NH2)2+30%H2O]:KA3K9OXO3amm = 1:0,0034;
45%[79%Mg(ClO3)2+21 %М8С12]+55%Н2О:КАзКЭОХОЗМэа = 1:0,0036; 45%[79%Mg(ClO3)2+21 %MgCl2]+55%H2O:KA3K9OXO3AMM = 1:0,0030.
Результаты изучения систем, включающих трикарбамидохлорат натрия, хлорат магния, нитрат маноэтаноламин, димонэтаноламин лимоннокислый, а также изученных диаграмм «состав-свойства» систем компонентами которых являются КАзКЭОХОЗмэа и КАзКЭОХОЗамм послужили основой для рекомендации технологической схемы получения жидких комплекснодействующих дефолиантов. Разработаны нормы технологического режима их получения. Составлен материальный баланс и рассчитана ориентировочная калькуляция себестоимости 1т готового продукта. Наработаны опытные партии новых дефолиантов и рекомендованы в качестве дефолианта хлопчатника.
4. Изучением растворимости и взаимного влияния компонентов на физико-химические свойства растворов в сложной системе, состоящей из компонентов хлорат магниевого дефолианта, карбамида, нитрата аммония и ацетата моноэтаноламина установлен оптимальный состав [31,85%Mg(ClO3)2+10%CO(NH2)2+1,5%NH4NO3+0,025%NH2C2H4OI I СН3СООН+56,63%Н2О] нового дефолианта «УзДЕФ».
5. Изучением зависимоеги изменения физико-химических свойств растворов от содержания компонентов в системах: [31,85%Mg(ClO3)2+ 10%CO(NH2)2+1 ,5%NH4N03+0,025%NH2C2H4OHCH3COOH+56,625%H20]-[80%С2Н5ОН+20%Н2О] и [3l,85%Mg(ClO3)2+10%CO(NH2)2+l,5%NH4NO3+ 0,025%КН2С2Н4ОНСНзСООН+56,625%Н20]-[80,0%Эф.ал.фр+20,0%Н20]. Установлено, что для получения комплексно действующего дефолианта, ускоряющего процесс созревания и раскрытия коробочек хлопчатника «УзДЕФ-K» необходимо растворять в растворе препарата «УзДЕФ», содержащего 32,0±2,0% Mg(ClO3)2, не более 2,0% нитрата аммония, не более 10% карбамида и 80%-ный раствор этанола или эфироальдегидной фракции производства спирта в массовом соотношении 1,0: 0,07-Ю, 14. При этом образуется раствор дефолианта «УзДЕФ-K» с хорошими физико-химическими свойствами.
6. По результатам отработки технологии получения жидкого дефолианта «УзДЕФ» разработаны нормы технологического режима, составлен материальный баланс получения 1т продукта, подсчитана ориентировочная калькуляция себестоимости 1т дефолианта. Данная технология апробирована на опытно-промышленной установке АО «Ферганаазот» и ежегодно выпускаются его опытно-промышленные партии.Для выпуска опытно-промышленной партии дефолианта «УзДЕФ» разработаны технологический регламент и утверждены технические условия Ts 00203855-43:2014. С 2009 по 2016 годы выпушено более 10,4 тыс. т. продукта на сумму 30,1 млрд. сум.
7. Эколого-токсикологические исследования дефолиантов «УзДЕФ» и «УзДЕФ-K», проведенные совместно с «Научно - исследовательским институтом санитарии, гигиены и профзаболеваний» Министерства Здравоохранения Республики Узбекистан показали, что дефолианты «УзДЕФ» и «УзДЕФ-K» относятся к IV классу опасности малотоксичных препаратов.
Дефолианты «УзДЕФ» и «УзДЕФ-K» прошли всесторонние Госхимиспытания и Госхимкомиссией Республики Узбекистан рекомендованы к широкому применению в сельском хозяйстве.
8. Агрохимические испытания предложенных дефолиантов на хлопчатнике показали высокую дефолиирующую активность и «мягкость» действия их на растения по сравнению с жидким хлорат магниевым дефолиантом. Степень опадения листьев составила более 89,7%. Дефолианты стимулировали раскрытие коробочек, этот показатель на 12-й день составил 89,6-92,3%. Увеличение урожайности достигает в среднем 1,8-2,2 ц/га.
9. Определение экономической эффективности организации производства новых дефолиантов «УзДЕФ» и «УзДЕФ-K» показало, что себестоимость 1 тонны дефолиантов «УзДЕФ» и «УзДЕФ-K» по сырью составляет соответственно: 5479275,6 и 5562311,82 сум, что на 617324,4 и 534288,18 сум дешевле по сравнению с жидким хлорат магниевым дефолиантом.

1-80 96 0

Синтез и применение высокоэффективных супер- и гиперпластификаторов на основе местного сырья

Масъуд Каримов

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире является актуальным применение модификаторов на основе синтетических олигомеров для улучшения реологических, физико-механических свойств и регулирования структурообразования композиционных материалов.
В Республике Узбекистан, в последние годы, одной из важнейших проблем в области химических добавок для строительных материалов является поиск новых органических добавок, повышающих стойкость и долговечность конструкций и сооружений, подверженных воздействию климатических условий и агрессивных сред.
Для улучшения качества цементных композиций является важным применение высокоэффективных пластифицирующих добавок. В строительной индустрии для регулирования процессов структурообразования и реологических свойств концентрированных суспензий применяют суперпластификато-ры-органические химические добавки, позволяющие целенаправленно изменять подвижность сырьевых смесей и свойства готовых изделий. Поиск новых эффективных добавок, позволяющих модифицировать поверхность раздела фаз и изменять реологические свойства дисперсий, является актуальной задачей.
К особым свойствам полиэлектролитов-суперпластификаторов относится возможность стабилизации дисперсий и эмульсий за счет адсорбции дифильных макромолекул на границе раздела фаз, предотвращающей агрегирование частиц; влияние на реологию жидкостей и дисперсий; способность образовывать физические гели; возможность вызывать агрегирование частиц в устойчивых дисперсных системах для облегчения разделения жидкой и твердой фазы; модификация свойств поверхности, при адсорбции на них частиц для обеспечения смачиваемости; солюбилизации гидрофобных веществ, в результате адсорбции суперпластификатора на поверхности частиц твердой фазы исключает возможность их сцепления за счет электростатических сил и тем самым снижает вязкость суспензии.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в постановлении Президента Республики Узбекистан № 1442 от 15 декабря 2010 года «О приоритетах развития промышленности республики Узбекистан» и № 1072 от 12 марта 2009 года «О программе мер по реализации важнейших проектов по модернизации, техническому и технологическому перевооружению производства», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка технологии получения органических супер- и гиперпластификаторов на основе местного сырья и совершенствование с их помощью технологии производства цементных композиций.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
разработана технология получения новых супер- и гиперпластификаторов на основе продуктов химической реакции полиакрилонитрила, КМЦ, крахмала, поликарбоксилатов и ацетоноформальдегидной смолы;
определено строение и физико-химические свойства синтезированных органических химических пластифицирующих добавок на основе поликарбоксилатов, полиолов, ацетоноформальдегидной смолы;
определено влияние полученных пластифицирующих добавок на основе поликарбоксилатов, полиолов, производных целлюлозы и крахмала, ацетоноформальдегидной смолы на физико-механические свойства цементных систем;
определены физико-химические свойства цементных систем с добавлением суперпластификатора СДж-1, суперпластификатора и гиперпластификатора на основе ацетоноформальдегидных смол.
разработана технология применения полученных супер- и гиперпластификаторов цементных композиций.
выводы
1. Получены пластифицирующие добавки на основе полиолов и выявлено, что увеличение молекулярной массы многоатомных спиртов положительно влияет на реологические и физико-механические свойства цементного камня. Определено, что пластифицирующая добавка на основе глицерина, в сравнении с остальными полученными пластифицирующими добавками, показала наилучший результат.
2. Получены пластифицирующие добавки, которые синтезированы на основе возобновляемых источников (как крахмал, целлюлоза и их производные), имеют положительный эффект. Выявлено, что полученные пластифицирующие добавки предлагается использовать в интервале 0,1 - 0,5 % от массы цемента.
3. Получен суперпластификатор СДж-1, содержащий в своей химической структуре функциональные группы, которые улучшают растворимость в воде и адсорбцию макромолекулы суперпластификатора на частицах портландцемента. Суперпластификатор СДж-1 рекомендован в производство.
4. Установлено, что изобутиловый радикал является эффективным радикалом для полиметиленовой модификации, оптимальное процентное соотношение суперпластификатора Дж-1 и изобутилового радикала - 95:5 и предложено добавлять модифицированный суперпластификатор в цементное тесто - до 1 % от массы цемента.
5. Показано, что полученный гиперпластификатор имеет высокий пластифицирующий эффект при добавлении строительных смесей и может повторить результаты суперпластификаторов при малых количествах. Гиперпластификатор в 20 раз эффективнее, чем суперпластификаторы.
6. Предлагается суперпластификатор на основе ацетонофо-рмальдегидных смол, имеющий в своей химической структуре функциональные группы, которые улучшают растворимость в воде и адсорбцию макромолекулы суперпластификатора на частицах портландцемента и показано, что полученный суперпластификатор уменьшает водопотребность на 15-20%, увеличивает прочность цементного камня.
7. Определено, что при добавлении синтезированных супер- и гиперпластификаторов в композитные растворы на основе гипсового и цементно-известковом вяжущих увеличивается подвижность, удобоукладываемость, плотность и прочность.
8. Разработана технология получения и применения супер- и гиперпластификаторов на основе местных сырьевых ресурсов и внедрена на базе ООО «Zenatkor-TBB», ООО «Қулама курилиш», ООО «Жиззах бинокор савдо». При добавлении полученных супер- и гиперпластификаторов в цементные системы наблюдалось увеличение прочности цементных композиций в ранних стадиях, и это, в свою очередь, привело к сокращению технологического процесса приготовления композиционных материалов и уменьшению энергетических затрат.

1-25 44 0

Синтез высокотемпературной сверхпроводящей керамики на основе системы Bi2O3-PbOSrO-CaO-CuO с использованием концентрированной солнечной энергии и исследование свойств

Данияр Ускенбаев

Объекты исследования: прекурсоры номинальных составов Bi| 7Pbo.3Sr2Can. iCunOy (п=2-5) на основе системы Bi2O3-PbO-SrO-CaO-CuO. Сверхпроводящая керамика на основе системы Bi2O3-PbO-SrO-CaO-CuO.
Цель работы: исследование механизма образования и свойств высокотемпературных сверхпроводящих соединений на основе системы Bi2O3-PbO-SrO-CaO-CuO, синтезированных под воздействием солнечного излучения. Выявление взаимосвязи между условиями получения прекурсоров, механизмом образования сверхпроводящих соединений, и их свойствами.
Методы исследования: рентгенофазовый анализ, электронно-
микроскопический анализ, ДТА, метод гидростатического взвешивания, микротвердость, температурные зависимости магнитной восприимчивости, магнитного момента и электросопротивления.
Полученные результаты и их новизна: впервые синтезирован с использованием концентрированной солнечной энергии сверхпроводящие соединений гомологического ряда Bii7Pb()3Sr2Can.|CunOy (п = 2-5) и исследованы их механизм образования. Внесена коррективы в строение частной системы Bi2Sr2O-CaCuO2, связанные с инконгруентным характером образования фаз 2234 и 2245. Впервые выявлены устойчивые (более 7 лет) новые сверхпроводящие фазы с Тс в интервале 110-150 К. Установлено, что причиной их образования является формирование периодических дефектов в СиО2-плоскостях в направлении [1101.
Практическая значимость: результаты могут быть использованы для синтеза сверхпроводящих фаз с заданными температурами сверхпроводящего перехода в интервале 95-150 К при Bij 7Pbo.3Sr2Can.iCunOy п = 2-5. Разработанный метод получения сверхпроводящей керамики на основе соединений Bii jPbosS^Can-iCunOy (для п = 2-5) с Тс = 110-150 К может быть основой для создания новых технологий получения материалов с особыми электрическими свойствами и является вкладом в развитие энергосберегающих технологий.
Степень внедрения и экономический эффект: Полученные результаты включен в базу данных “The American Mineralogist crystal structure database” no неорганическим соединениям.
Область применения: электроника, энергетика.

1-80 119 0

Синтез ароматических ацетиленовых спиртов и их виниловых эфиров

Одилжон Зиядуллаев

Актуальность и востребованность темы диссертации. На сегодняшний день получение биологически активных различных органических соединений с ценными свойствами, основанных на диверсификации нсфтс - газовой промышленности при помощи современных инновационных технологий мира составляют 62-67%. Производство различных препаратов и материалов для сельского хозяйства, химиической, фармацевтической, текстилыной, энергетической, автомобильной и авиационной промышленности на основе химической переработки нефти и газа, а также тонкого органического синтеза является высокоэффективным.
Со времен независимости нашей Республики в направлении развития производства различных новых продукций химической промышленности были осуществлены широко охватываемые мероприятия и получены определенные результаты по высокой организации научных исследований и обеспечение импортозамещающими химическими препаратами местного производства. К ним можно отнести антикоррозионные биоциды, ингибиторы и иониты, производимые из местного сырья и применяемые при процессах коррозии и биокоррозии, а также против солей, образующих слои в установках нефтегазовой промышленности.
На сегодняшний день в мире по средствам внедрения современных технологий в химическую промышленность синтез новых типов органических соединений и производство полимеров и пластических материалов на их основе, обладающих редкими свойствами, растворителей, фунгицидов, стимуляторов, антибиотиков, гормонов, клея и красок является актуальной задачей. Такие задачи, как синтез новых ароматических ацетиленовых спиртов и их виниловых эфиров на основе реакций Фаворского, Гринъяра-Иоцича и диазотировании; разработка высокоэффективных механизмов, повышающих производительность продукции; разделение на экологически чистые, безотходные, ресурсосберегающие технологии; определение современными физико-химическими методами чистоту, строение и свойства ароматических ацетиленовых спиртов и их виниловых эфиров, получение из них ингибиторов в химической коррозии, биоцидов в процессах биокоррозии, иониты для компонентов, образующих слой и дефолианты в сельском хозяйстве, остаются актуальными.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в постановлений Президента Республики Узбекистан Республики Узбекистан ПП-916 от 15 июля 2008 года «Дополнительные меры стимулирования использования инновационных проектов и технологий в производстве», ПП-1442 от 15 декабря 2010 года «Перспективы развития производства на 2011-2015 годы в Республике Узбекистан», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является синтез новых методов ароматических ацетиленовых спиртов и виниловых эфиров на основе местного сырья и отходов, разработка технологии их производства, а также определение области целевого применения
Научная новизна исследования заключается в следующем: синтезированы новые ароматические ацетиленовые спирты с использованием гомогенно-каталитических систем КОН+ТГФ и NH3+KOH+CH3OH, магния-, органических соединений и реакций диазотирования, а так же определен ряд эффективности и методы синтеза ароматических ацетиленовых спиртов;
определена влияния строения молекул кетонов, прямых и разветвленных и объемных радикалов вокруг >С=О группы на процесс синтеза ароматических ацетиленовых спиртов и выхода продуктов;
впервые синтезированы новые виниловые эфиры на высокоосновной каталитической системе (MOH+CsF+ДМСО) и гетерогенно-каталитической системе (МОН/СаКт.) реакцией ароматических ацетиленовых спиртов ацетиленом и этерификацией некоторых ненасыщенных карбоновых кислот;
впервые разработана технология получения ароматических ацетиленовых спиртов на основе магния и органических соединений, виниловых эфиров, ароматических ацетиленовых спиртов гетерогеннокаталитическим способом;
впервые синтезированные ароматические ацетиленовые спирты использованы в качестве биоцидов для биокоррозии стальных и металлических конструкций нефтегазовой промышленности;
синтезированные виниловые эфиры ароматических ацетиленовых спиртов использованы для выделения серосодержащих соединений из состава нефти и газа.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведённых исследований по докторской диссертации на тему «Синтез ароматических ацетиленовых спиртов и их виниловых эфиров» предлагаются следующие выводы:
1. Применяемые каталитические системы КОН+ТГФ, а также NH3+KOH+CH3OH, полученные на основе местного сырья и отходов промышленности ,служат для усовершенствования технологии производства ароматических ацетиленовых спиртов.
2. Систематизирование способа получения ароматических ацетиленовых спиртов на основе фснилацстилена, анилина и магнийорганичсских соединений имеет важное значение.
3. Обоснована целесообразность эффективных каталитических композиций с наностроснием на основе пропитки щелочей на активированный уголь различного размера при винилировании ароматических ацетиленовых спиртов гомогенными и гетерогенными каталитическими способами.
4. Синтез этерификацией различных новых производных ароматических ацетиленовых спиртов и гидросульфированисм виниловых эфиров будет служить расширению отрасли синтеза органических соединений.
5. Показано, что разработка технологий производства ароматических ацетиленовых спиртов и виниловых эфиров с использованием местного сырья, отходов или вторичных продуктов, катализаторов и технологических оборудований будет служить усовершенствованию и развитию органической химии или технологии органических веществ.
6. Применение ароматических ацетиленовых спиртов в качестве антикоррозионных биоцидов в процессе биокоррозии стальных и металлических оборудований нефтегазовой промышленности приводит к обеззараживанию 80-82% бактерий и грибов и улучшению эксплуатационных свойств металлических оборудований.
7. Использование виниловых эфиров ароматических ацетиленовых спиртов для комплексного выделения серосодержащих соединений из состава нефти, нефтепродуктов и природного газа приводит к уменьшению количества производных серы на 42-55 %.
8. Применение фосфатных эфиров ароматических ацетиленовых спиртов в качестве ингибитора солеотложснии промышленных сточных вод, а тиодигликолей виниловых эфиров в качестве сшивающих агентов в производстве резины и каучуковых продуктов приводит к экономическому развитию химической промышленности.

1-45 53 0

Синтез азот-, фосфор-, кислородсодержащих лигандов и их координационные соединения с некоторыми d-металлами

Шерзод Касимов

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире уделяется все большее внимание синтетической координационной химии, проблемам дизайна и синтезу органических лигандов, обладающих определенной стереохимической архитектурой. Полимерные сорбенты являются очень важными в качестве хелатообразующих лигандов. Синтез полимерных лигандов, а именно хелатобразующих сорбентов, с их помощью разделение переходных металлов из растворов комплексообразующими сорбционными методами, изучение состава, строения, физико-химических свойств координационных соединений, образующихся в процессе сорбции, является одной из основных задач химической промышленности.
Во всем мире комплексы переходных металлов являются главным предметом как фундаментальных, так и прикладных исследований в области координационной химии. Наличие координационных соединений переходных металлов с огромным количеством органических лигандов, открывает широкие перспективы целого ряда промышленно важных процессов, на которых базируется современная безотходная технология. В качестве таких реакционно активных органических лигандов целесообразно получить азот-, фосфор-, кислородсодержащие комплексообразующие полимерные лиганды. Использование этих лигандов в процессе извлечения металлов, путем комплексообразования из растворов, позволяет селективно извлекать металлы в виде комплексных соединений. Поэтому необходимо проводить систематические исследования возможности образования координационных соединений металлов с полимерными лигандами и определить устойчивость полученных веществ в растворах.
В Республике уделяется особое внимание производству товаров химической промышленности, в частности, производство сорбентов, применяемых для селективного извлечения цветных и благородных металлов из растворов и удаления тяжелых металлов из сточных вод. Исходя из стратегии действий развития Республики Узбекистан, направленной на «дальнейшую модернизацию и диверсификацию промышленности путем перевода её на качественно новый уровень, направленный на опережающее развитие высокотехнологичных обрабатывающих отраслей, прежде всего по производству готовой продукции с высокой добавленной стоимостью на базе глубокой переработки местных сырьевых ресурсов», «освоение выпуска принципиально новых видов продукции и технологий» и «дальнейшее укрепление продовольственной безопасности страны, расширение производства экологически чистой продукции» определены важнейшие задачи. В этом аспекте, развитие ведущих отраслей национальной экономики, в том числе химической промышленности, получение селективных сорбентов - полимерных лигандов на основе заданного органического синтеза и исследование комплексных соединений образовавшихся при сорбции d-металлов, является актуальной задачей и приобретает особое значение.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, Указов Президента Республики Узбекистан ПП-1071 от 11 марта 2009 года «О программе мер по ускорению строительства и освоению производства новых видов химической продукции», ПП-3246 от 29 августа 2017 года «О мерах по совершенствованию экспортно-импортной деятельности организаций химической промышленности» и Постановление У П-4947 от 7 февраля 2017 года «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является синтез азот-, фосфор-, кислородсодержащих комплексообразующих полифункциональных полимерных лигандов, получение на их основе комплексных соединений некоторых d-металлов методом сорбции и изучение состава, строения и свойств полученных соединений.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
впервые синтезированы новые азот-, кислород-, фосфорсодержащие комплексообразующие полифункциональные полимерные лиганды - поли-2-оксо- 1,3-ди (гидразинометил) -5 -N- гидроксиметиламинокарбонил-1,3,5-триазина (L1); поли- 2- оксо- 1,3- ди (фосфоноксиметил)-5-Ы-метиламино-карбонил -1,3,5-триазина (L2); поли-ди(3-аза-5,6-диоксогексил)-дитиофосфата калия (L3) и поли-ди(3-азабутил)-дитиофосфата калия (L4);
рассчитаны электронные структуры молекул полидентатных полимерных лигандов полуэмпирическими квантово-химическими методами AM-1, MNDO и РМЗ, определены их геометрические параметры, энергетические характеристики, на основании зарядового контроля выявлены наиболее вероятные центры локализации координационной связи.
определены статические обменные емкости синтезированных полимерных лигандов к ионам Си (II), Zn (II), Cd (II), Ag (I) и построен ряд сорбционности этих металлов с полученными лигандами;
впервые получены 16 новых координационных соединений Си (II), Zn (II), Cd (II), Ag (I) хелатного типа с синтезированными полимерными лигандами, доказаны их состав и строение с использованием современных физико-химических методов анализа;
определены константы устойчивости и ряды термической стабильности полученных комплексных соединений, доказано, что устойчивость комплексов растет в рядах L'—>L2—>L4—>L3 и Zn (II)—>Cd (II)—>Cu (II)—>Ag (I) в соответствии с принципом Пирсона «Жестких и мягких кислот и оснований».
Заключение
1. Разработана методика синтеза и получены четыре новых комплексообразующих полифункциональных полимерных лигандов - поли-2-оксо- 1,3-ди (гидразинометил) -5 -N- гидроксиметиламинокарбонил-1,3,5-триазин (L1); поли- 2- оксо- 1,3- ди (фосфоноксиметил)-5-Ы-метиламино-карбонил -1,3,5-триазин (L2); поли-ди(3-аза-5,6-диоксогексил)-дитиофосфат калия (L3) и поли-ди(3-азабутил)-дитиофосфат калия (L4).
2. Квантово-химическими полуэмпирическими методами АМ-1, РМЗ, MNDO исследовано электронное строение одного мономерного звена для всех синтезированных полимерных лигандов и определены предпочтительные центры координации в полидентатных полифункциональных лигандах. Показано, что потенциально девяти - (L1, L4), восьми - (L2) и двенадцатидентатные (L3) лиганды должны проявлять бидентатность - L1, L3, L4 и тридентатность L2.
3. Получено 16 новых координационных соединений Си (II), Zn (II), Cd (II), Ag (I) на основе синтезированных полимерных лигандов, установлены их состав и строение с применением современных физико-химических методов анализа и определена устойчивость координационных соединений в растворе:
- координационное соединение Zn (II) с L1 при значении рН=6,2-6,5 раствора, имеет относительную устойчивость по сравнению с координационными соединениями Си (II), Cd (II), Ag (I) с L1;
- координационные соединения Ag (I) с L2, L3, L4 при значении pH=3-4 среды раствора, устойчивы, по сравнению с координационными соединениями этих лигандов с ионами Си (II), Zn (II), Cd (II). Это позволяет отделить ионы Ag (I) от ионов Си (II), Zn (II) и Cd (II) в растворе. Показано, что полученные результаты не противоречат принципу Пирсона “Жестких и мягких кислот и оснований”.
4. Методом ИК-спектроскопии установлено, что ионы Си (II), Zn (II), Cd (II) образуют шестичленные хелатные кольца при координации карбонильной и гидразогруппы L1 при значении рН=3,4-3,7 раствора. Ионы Ag (I) при этих условиях координируются только с гидразогруппами. При значении рН=4-6 раствора происходит замещение протонов фосфогруппы лиганда L2 ионами Си (И), Zn (II), Cd (II) и образование шести- и четырехчленного металлохелатов через амидо и карбонильные группы L2, в случае комплекса с Ag (I) образуется только шестичленный металлоцикл.
5. В полимерных лигандах L3 и L4 координационные связи с ионами Си (II), Zn (II), Cd (II), Ag (I) образуются через атомы азотов аминогруппы, заряд комплексообразователя компенсируется образованием связи ионов металла за счет депротонирования дитиофосфорных групп при значении среды раствора рН=4-6. При этом образуются четырехчленные внутрикомплексные металлохелаты, что было предсказано на основе квантово-химического расчета молекул лигандов. Показано, что ионы Ag (I) образуют один металлоцикл.
6. Синтезированные полимерные лиганды на основе местного сырья, сравнены с комплексообразующими промышленными сорбентами, как Purolite S950, Lewatit ТР260 Monoplus и выявлено, что полученные полимерные лиганды не уступают своими сорбционными свойствами зарубежным сорбентам.
7. По результатам проведенных исследований, полученные полимерные лиганды рекомендованы для разделения благородных металлов от цветных металлов и очистки сточных вод гидрометаллургической промышленности от тяжелых металлов.

1-48 113 0

Сейсмодинамика подземных трубопроводов со сложными условиями взаимодействия c грунтом

Диёрбек Бекмирзаев

Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время транспортировка энергоресурсов является одной из важнейших отраслей экономики многих развитых стран мира. Подземные трубопроводы служат основной частью систем жизнеобеспечения городов и населенных пунктов (водо-, газо- и теплоснабжение, канализация), объектов добычи, транспортировки нефти и газа и др. «По данным ООН, на расходы подземной части относят более 25% всего объема строительства»1. В ведущих странах мира, в том числе, в США. Японии, Турции, Италии, России, Индии. Иране и др., особое внимание уделяется сейсмостойкости подземных трубопроводов.
С установлением независимости в республике, в сейсмических зонах, в которых развивается газовая, нефтяная промышленность, нефтехимия и многие др., проводятся широкомасштабные мероприятия направленные на обеспечение прочности подземных сооружений при воздействии сейсмических нагрузок. В этой отрасли проведены некоторые научно* исследовательские работы по разработке методики расчетов напряженно-деформированного состояния (НДС) подземных трубопроводов при их продольном колебании, по определению расчетных характеристик взаимодействия трубопроводов с грунтом на базе экспериментальных исследований, а также по расчету НДС посредством аналитических методов. Это составляет одну из важнейших задач устранения последствий сильных землетрясений.
Усовершенствование численных методов решения задач сейсмодинамики подземных трубопроводов, в мировом масштабе является актуальной задачей сейсмостойкости подземных трубопроводов. В этой области осуществление целенаправленных научных исследований служит приоритетной задачей, при этом весьма актуальны исследования по разработке новых методик по расчету НДС подземных систем жизнеобеспечения при различных сложных геометрических конфигурациях и различных грутовых условиях, при сейсмическом воздействии произвольного направления на подземный трубопровод и широком применении современной компьютерной техники.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Указом Президента Республики Узбекистан №УП-2791 от 19 декабря 2000 года «О дальнейшем реформировании системы управления коммунальным обслуживанием», №У П-5066 от 1 июня 2017 года «О мерах по коренному повышению эффективности системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций» и Кабинета Министров Республики Узбекистан за №242 от 24 августа 2011 года «О дальнейшем совершенствовании государственной системы предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях Республики Узбекистан», а также и других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка методики расчета сейсмодинамики подземных трубопроводов со сложными условиями взаимодействия с грунтом.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
усовершенствованы методы решения по широкому применению приближенной численной методики к задачам сейсмодинамикн подземных трубопроводов;
разработана методика численного расчета напряженно-деформированного состояния подземных трубопроводов при продольных колебаниях с учетом линейного и нелинейного взаимодействия в системе «труба-грунт»;
разработана методика численного расчета напряженно-деформированного состояния сложных систем подземных трубопроводов при воздействии сейсмических нагрузок с распределенными массами;
разработана методика расчета напряженно-деформированного состояния для трубопроводных систем ортогональной и неортогональной конфигураций при произвольном направлении сейсмических нагрузок.
Заключение
На основе проведённых исследований по диссертации доктора философии (PhD) на тему «Сейсмодинамика подземных трубопроводов со сложными условиями взаимодействия с грунтом» сформулированы следующие выводы:
1. Разработаны численные вычислительные методики и программные продукты по расчету напряженно-деформированного состояния подземных трубопроводов, уложенных в естественных грунтах. Построены методики и программы расчета с учетом грунтовых условий, в том числе учитывающих глубину заложения, геометрию, закрепления концов трубопроводов при решении задач сейсмостойкости.
2. Каждый конкретный случай доведен до числовых значений, определяются опасные сечения возникновения максимальных нормальных напряжений при воздействии сейсмических нагрузок на подземный трубопровод. С целью доказательства достоверности выбранного численного метода проведен анализ в сравнительном аспекте полученных результатов с ранее решенными (Подсчитанные значения отличаются на 5-10% относительно подсчитанных значений по КМК 2.01.03-96 «Строительство в сейсмических районах»).
3. Выведены совместные уравнения продольных и поперечных колебаний Г-, V-образного трубопровода при действии сейсмической нагрузки в произвольном направлении. Определены узловые нагрузки подземных трубопроводов сложной конфигурации с учетом податливости узлов присоединения трубопроводов. Это имеет особое значение при определении сейсмической прочности подземных трубопроводов в сложных конфигурациях.
4. Универсальность разработанного расчетного алгоритма и программы будут являться основой для широких исследований НДС трубопроводов сложной конфигурации ортогональной и неортогональной стыковок.
5. Получен ряд численных результатов в зависимости от угла падения сейсмической нагрузки. Создана схема исследований НДС систем подземных трубопроводов с ортогональной и неортогональной конфигурациями в условиях землетрясения.
Проведенные теоретические и вычисл1гтелыю-экспериментальные исследования решают проблемы оценки напряженно-деформируемого состояния Г-, V-образных трубопроводов при сейсмических нагружениях, направленных произвольно относительно главных осей конструкции.
6. Выполненная работа является первым приближением при рассмотрении комплекса задач и открывает перспективу исследования поведения трубопроводов сложной (Т-, Г- и V-образной) конфигурации. Представленные методы и программные средства обеспечивают комплексный анализ прочности подземных трубопроводов при сейсмических воздействиях.
7. Практическая важность результатов непосредственно вытекает из самой постановки задач. Поэтому научно-исследовательские работы не только завершены алгоритмами и программами расчета на компьютерах, но доведены до конечных практических результатов. Они позволяют существенно дополнить нормативный документ КМК 2.01.03-96 «Строительство в сейсмических районах», раздел IV «Подземные сооружения и инженерные сети».
8. Полученные результаты, в частности, использованы при проектировании подземных трубопроводов (объекты «Мундуз» Андижанской области и «Орзу» Наманганской области), что способствовало повышению качества и эффективности подземных работ на 15%, сокращению времени расчета в 2 раза и обеспечению устойчивости и запаса прочности объекта на 1,2 раза. В рамках внедрения получена экономическая эффективность в размере 142 млн 809 тыс. сум (акты внедрения от 14.04.2016 г. и 25.05.2016 г.).

296-306 99 0

РОЛЬ ФИНАНСОВОЙ ПОЛИТИКИ В ЭКОНОМИЧЕСКОМ РАЗВИТИИ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

Аминжон Эргашев
Финансовая политика играет решающую роль в содействии экономическому развитию, и это справедливо для Республики Узбекистан. Правительство Узбекистана проводит различную финансовую политику для стимулирования экономического роста, привлечения иностранных инвестиций и повышения уровня жизни своих граждан. В данной статье исследуется значительная роль финансовой политики в экономическом развитии Узбекистана.
158-162 53 0

РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ В ПРЕПОДАВАНИИ ФИЗИКЕ В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ШКОЛАХ

Шерзод Боймиров , Висола Худойназарова

В статье говорится о роли экспериментов и формах их организatsiи в организatsiи уроков физики в общеобразовательной школе

118 0

РЕШЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ ЗАДАЧ ПО ГОРНОМУ НАПРАВЛЕНИЮ ИЗ РАЗДЕЛА МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ

Фазлиддин Байчайев

В данной статье анализируется важность организации профессионально-ориентированного учебного процесса по физике в технических вузах. Изучена роль физических явлений и законов, важных для горнодобывающего направления, в технологиях производства, исследованы возможности применения тем, заданных в программе дисциплины, в профессиональной сфере. Разработаны методические указания по решению профессионально-ориентированных задач по разделу молекулярной физики, с их помощью даны рекомендации по организации практических занятий по физике. На практических занятиях изложены преимущества решения профессионально-ориентированных задач.

1-84 50 0

Решение возмущенных задач на собственные значения методом регуляризации

Давран Рахимов

Актуальность и востребованность темы диссертации. Одним из актуальных направлений в современной математике являются исследования, связанные с теорией нелинейных задач. Источником постановок таких задач служат математические модели, используемые в прикладной математике, биологии, экономике, гидродинамике, теории упругости и пластичности, теоретической и математической физике. При решении нелинейных задач важным фактором является феномен бифуркации и ветвления в таких задачах, что влечет появление новых решений в случаях перехода управляющих параметров уравнений через критические значения. Среди этих новых решений имеются устойчивые решения, а также решения, которые либо сразу гаснут, либо вообще не реализуется в практической ситуации. Изучение новых появляющихся в точках ветвления решений нелинейных задач и есть направление, называемое «теорией устойчивости и бифуркаций». Наиболее ярким примером бифуркационных (критических) явлений служат дивергенция (статическая бифуркация) и флаттер (динамическая осцилляционная потеря устойчивости пластин и оболочек, в частности, крыльев самолетов) в потоке газа или жидкости (гидроупругость). Особенно важной указанная проблема флаттера стала в сверхзвуковой аэродинамике. В середине прошлого столетия для исследования задач аэродинамики применялись только вариационные и сеточные методы. И только в XXI веке в этой области стали использоваться методы теории бифуркаций.
Устойчивость рождающихся как статических, так и динамических решений исследуется методами теории возмущений. Более точно, изучается спектр производной Фреше нелинейного уравнения (системы уравнений) на ответвившемся решении. Предполагая, что известны собственные значения линеаризации, т.е. производной Фреше на тривиальном решении, ищут спектр Фреше на ответвившемся решении, что позволяет использовать методы теории возмущений из спектральной теории линейных операторов.
Именно поэтому поток исследований, связанных с решением нелинейных задач методами теории возмущений, нарастает (с середины прошлого столетия) с экспоненциальной быстротой, и всякий новый глубокий результат в теории возмущений является актуальным как для самой теории возмущений, так и для ее приложений к решениям нелинейных задач.
Основной причиной для востребованности исследований, связанных с тематикой настоящей диссертации, является тесная связь бифуркационных процессов с задачами описания возмущений дискретного спектра линейных операторов. Исследования ситуаций, относящихся к возмущению кратных собственных значений, связаны с определенными сложностями, которые, к сожалению, не всегда удается преодолеть. Так, например, в задаче возмущения фредгольмовых собственных значений установлено, что количество ответвляющихся от этих точек собственных значений возмущенного оператора будет столько, каково корневое число этого оператора, но при этом необходимо требовать полноту обобщенного жорданового набора (ОЖН). В случае же неполноты ОЖН возникает вырождение уравнения разветвления. В этой ситуации необходимы дополнительные вычисления по специально построенному алгоритму пополнения ОЖН. При этом, коэффициентами уравнения разветвления являются определители я-го порядка, в связи с чем процесс их нахождения требует выполнения огромного количества вычислений.
В задаче возмущения нетеровых точек дискретного спектра подобные исследования проводить не удавалось по той причине, что уравнение разветвления собственного значения для таких операторов построить невозможно из-за неравенства размерностей нулевого и дефектного подпространств.
Такая ситуация приводит к необходимости построения специальных операторов, для которых рассматриваемые кратные собственные значения уже оказались бы простыми или кратными, но с полным ОЖН. Процесс построения таких операторов называется регуляризацией линейных операторов.
Процедура регуляризации линейных операторов позволяет нетеровы точки операторов превращать в фредгольмовы, что дает возможность построения уравнения разветвления, позволяющего определить все собственные значения и им соответствующие собственные элементы возмущенного оператора, при этом кратные собственные значения сводятся к простым, что снимает условия вырождения уравнений разветвления.
Указанные методы сокращения огромного объема вычислений объясняют необходимость и востребованность привлечения исследований, относящихся к тематике настоящей диссертации.

93-94 131 0

Реологические свойства модифицированных базальтовых стекол

Ю Павлюкевич, Л Папко, Е Трусова

В настоящее время уделяется большое внимание фундаментальным исследованиям базальтовых стекол и волокон, а также практическому применению базальтового волокна в качестве армирующего материала в производстве композитов. Одним их эффективных способов повышения эксплуатационных характеристик базальтовых волокон является модифицирование их состава [1–5]. При производстве непрерывных базальтовых волокон фильерным способом необходимо также решать ряд технологических проблем, которые обусловлены нестабильностью химико-минерального состава базальтов и высокой поглощающей способностью железосодержащего расплава.

1-22 62 0

Реакции электрофильного замещения и конденсации 5,6-дизамещенных-2,3- полиметилен-3,4-дигидротиено[2,3-d]пиримидин-4-онов

Хуршед Бозоров

Объекты исследования: 5,6-дизамегценные-2,3-полиметилен-3,4-
дигидротиено[2,3-с1]пиримидин-4-оны, продукты конденсации с альдегидами, продукты ацилирования, бромирования, окисления.
Цель работы: изучение взаимодействия 5,6-диметил-, три-, тетра-, пентаметилен-2,3-полиметилен-3,4-дигидротиено[2,3-б]пиримидин-4-онов с бензальдегидами и фурфуролом, бензоилхлоридом, бромом и нитрующей смесью; выявление факторов, влияющих на протекание реакций; поиск биологически активных веществ.
Методы исследования: тонкий органический синтез, методы ИК-, 'Н ЯМР -, 13С ЯМР-спектроскопии, масс-спектрометрии, РСА, ТСХ.
Полученные результаты и их новизна: впервые систематически изучена реакция 5,6-дизамещенных-2,3-полиметилен-3,4-дигидротиено[2,3-
с!]пиримидин-4-онов с бензальдегидами и фурфуролом; определены факторы, влияющие на образование а-арилиден или а-(арил-, гидрокси)метилпроизводных. Найдено, что взаимодействие с бензоилхлоридом дает только а-бензоилоксибензилиденпроизводные, а бромом - пербромиды, которые легко превращаются в гидробромиды. Обнаружено, что СНз группа в положении 5 при действии нитрующей смеси избирательно окисляется до СООН группы.
Практическая значимость: разработан усовершенствованный метод получения 2-амино-3-этоксикарбонил-4,5-полиметилентиофенов, три- и тетрациклических тиено[2,3-б]пиримидин-4-онов. Разработан способы синтеза а-арилиден- или а-(арил-, гидрокси)метил-, а-бензоилоксибензилиден-5,6-дизамещенных-2,3-полиметилен-3,4-дигидротиено[2,3-<1]пиримидин-4-онов, 5-карбокси-6-метил-2,3-три-, -тетраметилен-3,4-дигидротиено[2,3-с1]пиримидин-4-онов конденсацией с альдегидами, бензоилированием и взаимодействием с нитрующей смесью соответствующих субстратов. Среди синтезированных веществ выявлены соединения, обладающие высокой цитотоксической активностью.
Степень внедрения и экономическая эффективность: полученные результаты с альдегидами, бензоилхлоридом, бромом и нитрующей смесью могут быть использованы для других N, S- гетероциклических соединений. Среди синтезированных веществ выявлены соединения с высокой цитотоксической активностью. Экономическая эффективность - социальная.
Область применения: органическая химия, медицина.

1-23 84 0

Рамановские спектры и расчеты молекулярных агрегатов в системах с интенсивным межмолекулярным взаимодействием

Бекзод Худойбердиев

Объекты исследования: В качестве объектов исследования были выбраны пиридин, у-пиколин и хинолин, в качестве растворителей нейтральные растворители и вещества, обладающие протонодонорными свойствами.
Предмет исследований: прояснить особенности агрегации молекул пиридина, у-пиколина и хинолина по сравнению с другими видами агрегации.
Цель работы: С использованием спектроскопии КР и квантовохимических расчетов на примере веществ с азотсодержащими молекулами и их растворов получить новые данные о спектральном проявлении межмолекулярной водородной связи.
Методы исследования: спектроскопия комбинационного рассеяния света, квантово-химические расчеты методом функционала плотности.
Полученные результаты и их новизна: получены новые результаты об агрегации молекул пиридина, у-пиколина и хинолина. Установлена возможность образования замкнутых агрегатов в указанных веществах, а также возможность образования замкнутых димеров в чистых жидкостях пиридина и у-пиколина. Получено новое весомое доказательство причины несовпадения частот максимумов полос в рассеянном свете разной поляризации в спектрах КР - наложением полос разной деполяризации.
Практическая значимость: исследования, приведенные в диссертации, будут способствовать развитию молекулярной теории жидкого состояния вещества. Учитывая роль агрегации молекул и межмолекулярной водородной связи в жизнедеятельности живых организмов, такого рода исследования приведут к более полному пониманию роли агрегации молекул в процессах деятельности живых организмов.
Степень внедрения и экономическая эффективность: научные статьи, доклады и тезисы докладов на конференциях и симпозиумах, а также в виде годовых и заключительных отчетов по грантам, в учебном процессе при чтении спец курсов.
Область применения: Спектроскопия конденсированных сред, молекулярная физики и оптика.

1-24 45 0

Разработки в направлении повышения качества и расширения ассортимента туалетных мыл

Саидазим Саидвалиев

Объект исследования: Туалетные мыла различного вида и состава, новые виды сырья, поверхностно-активных веществ, красителей и ароматизаторов, экологически чистые химические добавки.
Цель работы: Повышение качества и расширение ассортимента туалетных сортов мыла путем рационального и эффективного использования новых видов сырья, красителей, поверхносто-активных веществ и ароматизоторов; научное и теоретическое обоснование роли и значения составляющих рецептурных компонентов в формирование качества и физико-химической характеристики готовой продукции.
Методы исследования: Для анализа и оценки физико-химических характеристик сырья и готовых сортов туалетного мыла использованы современные физические, химические и физико-химические методы исследования.
Полученные результаты и их новизна: Для повышения качества и расширения ассортимента туалетных сортов мыла эффективно подобраны новые виды сырья красителей, поверхносто-активных веществ и ароматизоторов; обоснованы роль и значение сырьевых источников при формировании качества и моющих свойств туалетных мыл; разработаны новые технологические способы производства данного вида продукции, подобраны научно-обоснованные технологические линии для повышения качества и расширения ассортимента туалетных мыл, созданы экологически чистые технологии при производстве моющих средств.
Практическая значимость: Разработаны новые научно обоснованные технологические способы и процессы для производства туалетных сортов мыла; установлены оптимальные технологические режимы, обеспечивающие повышение качества и моющих свойств мыла, на основе использования новых видов сырья достигнуто расширение ассортимента продукции; предложены принципиально новые способы упаковки различных видов туалетных мыл.
Степень внедрения и экономическая эффективность: Результаты новых научно-технологических разработок прошли опытно-производственные испытания и освоены в промышленных условиях ООО "Prime Sopone" при производстве широкого ассортимента туалетных мыл повышенного качества.
Область применения. Масложировая промышленность, мыловаренное производство.

1-51 53 0

Разработкатехнологии получения фосфорных и азотнокальциевых удобрений на основе азотнокислотной переработки Кызылкуских фосфоритов

Айжамал Алламуратова

Актуальность и востребованность темы диссертации. Главная перспектива развития сельского хозяйства связана с повышением урожайности за счет внедрения новейших технологий обработки почвы, применения высокоурожайных сортов культур, и, конечно, комплексного применения минеральных удобрений и средств защиты растений. Одним из основных факторов, определяющих урожайность растений, является применение фосфорных удобрений.
В мире особое внимание уделяется разработкам технологий концентрированных фосфорных удобрений с вовлечением в их производство низкосортных фосфоритов в связи с дефицитом качественного фосфатного сырья. В этом плане наиболее перспективными являются методы азотнокислотной переработки. Преимущество азотной кислоты заключается в том, что практически исключается образование как твердых, так и жидких отходов, так как HNO3 используется двусторонне: как источник активного иона водорода для разложения фосфатного сырья, так и в качестве носителя азота - полезной составной части жидких и твердых удобрений.
В настоящее время в результате реализации конкретных широкомасштабных мер были достигнуты определенные результаты в области развития технологий производства минеральных удобрений, в частности азотных, фосфорных и калийных. В этой связи следует особо отметить исследованиям по расширению ассортимента фосфорных и жидких удобрений, как для внесения под зяблевую вспашку, так и для внесения в подкормки. Исходя из третьего направления стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан, направленной на «подъем химической промышленности на качественно новый уровень, дальнейшую интенсификацию производства готовой продукции на базе глубокой переработки местных сырьевых ресурсов, освоение выпуска принципиально новых видов технологий и продукции» особое значение приобретает дальнейшее увеличение мощности по добыче и обогащению Кызылкумских фосфоритов и их переработка на концентрированные фосфорсодержащие и жидкие комплексные удобрения.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Указах Президента Республики Узбекистан от 4 марта 2015 года УП-4707 «О программе мер по обеспечению структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства на 2015-2019 годы», от 7 февраля 2017 У П-4947 «Стратегия действий по пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан в 2017-2021 годах» и Постановлении от 23 августа 2017 года ПП-3236 «О программе развития химической промышленности на 2017-2021 годы», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка безотходной эффективной технологии получения концентрированных фосфорных, жидких азотнокальциевых удобрений и химически осажденного карбоната кальция на основе азотнокислотной переработки низкосортных фосфоритов Центральных Кызылкумов.
Заключение
Основными научными и практическими результатами, полученными при выполнении диссертационной работы, являются следующие:
1. Теоретически обоснован процесс разложения Центрально-Кызылкумских фосфоритов азотной кислотой по диаграмме системы СаО-P2O5-N2O5-H2O. Установлено, что полное разложение фосфорита может быть достигнуто при нормах азотной кислоты, превышающих стехиометрическую.
С целью построения политермической диаграммы растворимости Са(\О3)2-СаСОз-Н2О исследовано семь внутренних разрезов. По данным политерм бинарных систем и внутренних разрезов построена диаграмма растворимости этой системы при температурах от (-27,2) до 50°С, на которой разграничены поля кристаллизации льда, Са(МОз)2-4Н2О, Са(МОз)2-ЗН2О, Са(МОз)2-2Н2О и СаСО3. Карбонат кальция в интервале температур от (-27,2) до 42°С совместно кристаллизуется с четырехводным нитратом кальция, а в интервале температур 42,(R48,3°С - с трехводным нитратом кальция. В исследуемой системе не происходит образования новых химических соединений при взаимодействии исходных компонентов, и она относится к простому эвтоническому типу.
Па основании теоретического анализа и экспериментальных данных впервые построены диаграммы растворимости взаимных систем Са2+, 2NH;// 2NO;, СО2-Н2О при 30 и 60°С, которые позволили определить оптимальные условия конверсии нитрата кальция карбонатом аммония. Показано, что при t ■ ц степень использования Са2* и NH*
Ca^NO^,
достигает более 99,0%, а повышение температуры приводит к ее незначительному увеличению.
2. Исследован процесс обработки необогащенной фосмуки циркулирующими растворами при соотношениях ЦР : ФС от 3 : 1 до 6 : 1 и NaMMlia4: NHirrpaT = 0,2-Ю,8, продолжительности процесса 60 мин и температуре 30°С. Показано, что в результате взаимодействия фосфоритовой муки с растворами нитратных солей происходит активация (перевод неусвояемых форм Р2О5 в усвояемые формы) фосфатного сырья. Соотношение PoOs^b. : Р2О5общ по трилону Б и 2%-ной лимонной кислоте в высушенных образцах твердой фазы составляет соответственно 44,97-48,32 и 36,45-41,56% отн., что в несколько раз превышает соотношение Р2О5усв : Р2О5общ в исходной фосфоритной муке. При низких значениях ЦР:ФС = 3:1 и одинаковых условиях содержание Р2О5ух;в и СаОусв в продуктах на 2-3% выше, чем при ЦР:ФС=6:1. Это связано с тем, что с уменьшением соотношения ЦР:ФС доля переходов усвояемых Р2О5 и СаО в жидкую фазу увеличивается. С повышением соотношения NaMMHa4: NHirrpar в циркулирующих растворах общая концентрация Р2О5 увеличивается до 18,27-49,6%, а кальциевый модуль снижается до 2,3 (от 2,7 исходного).
Анализ химического состава жидкой фазы показывает, что с повышением исходного соотношения ЦР:ФС (от 3:1 до 6:1) в суспензии содержание азота колеблется в пределах 14,7-14,74% и 8,96-9,31% соответственно при соотношении Иаммиач : Ынниграт = 0,8 и 0,2, а содержание Р2О5общ уменьшается от 2,26% до 0,95 и от 2,14 до 0,72% соответственно. При осуществлении данного процесса одна часть жидкой фазы возвращается на стадию обработки исходного фосфатного сырья, а остальная часть используется в качестве жидкого суспендированного удобрения с содержанием питательных компонентов (N + Р2О5 + СаО) - 22,1 ^-29,77%.
3. Изучен процесс аммонизации азотнокислотной вытяжки, полученной разложением предварительно обработанного фосфорита ЦРПАК, а также проведены технологические исследования процесса получения фосфорсодержащих твердых и жидких суспендированных удобрений из продуктов аммонизации азотнокислотной вытяжки фосфоритов Центральных Кызылкумов. Результаты химического анализа жидких и высушенных твердых фаз аммонизированных нитрофосфатнокальциевых пульп показывают, что с повышением рП до 2,6 в жидкой фазе содержание Р2О5О6Щ снижается до 1,04%, а влажность пульпы достигает 54,18%, а при рП более 3,2 в жидкой фазе Р2О5 полностью осаждается и влажность осадка снижается до 48,52%. Относительное содержание усвояемой формы Р2О5 в твердом фосфорсодержащем удобрении повышается от 79,14 до 90,94% по трилону Б и от 86,34 до 94,64% по 2%-ной лимонной кислоте. Относительное содержание усвояемого кальция колеблется в интервалах 93,6-96,29%. Соотношение N:P2O5 находится в пределах 0,79-1,57, а сумма питательных компонентов - 30,63-37,16%.
Показано, что при промывке твердого осадка водой с соотношением 1:2 содержание Р2О5общ в высушенных продуктах повышается до 27,13-30,11%. При этом содержание усвояемой формы Р2О5 по 0,2М трилону Б составляет 21,8-23,47%, а по 2%-ной лимонной кислоте 22,75-25,23%. Кальциевый модуль в промытых осадках на 0,5-0,7 ниже, чем в непромытых осадках и с повышением рП увеличивается от 1,29 до 1,45.. п / (NH4),CO, .
4. При оптимальных условиях (соотношение ~ и температура), определенных теоретическим анализом взаимных систем Са2*, 2МНд/(2МО;, СО2-Н2О, проведены прикладные исследования процесса конверсий нитрата кальция карбонатом аммония в растворах нитрата аммония. Изучено влияние соотношения Иаммиач : NHinpar и концентраций растворов НАК на техноаналитические показатели процесса. Установлено, что с повышением соотношения NaaMlia4 : NHirrpaT от 0,4:0,6 до 0,8-0,2 и снижением концентраций paci воров HAK повышаемся степень конверсии ни i рама кальция и производительность фильтрации влажного карбоната кальция от 80,0 до 99,9% и от 0,6 до 2 т/м2 • ч соответственно.
5. Изучены реологические свойства суспензий и растворов в зависимости от Ж:Т = 2-1; NaMMIia4: NHinpar = 0,8-0,4; 0,2-0,6 и температуры (20-80°С), образующихся на стадиях: предварительной обработки низкосортных фосфоритов циркулирующим раствором кислых и аммонизированных азотнокислотных вытяжек, образующихся при разложении предварительно обработанного фосфорита азотной кислотой, обработки растворов ПАК карбонатом аммония. Полученные данные обобщены в виде номограммы, которая позволяет быстро и точно определить оптимальные технологические параметры процесса графоаналитическими методами. Установлено, что с повышением соотношения раствор : СаСО3, NaMMlia4: NHirrpaT и температуры плотность суспензий снижается прямолинейно, а вязкость -криволинейно. С колебанием перечисленных параметров плотность суспензий колеблется в интервалах 1,272-1,465 и 1,368-1,502 г/см3, а вязкость 1,3-3,78 и 1,49-7,09 сПз соответственно при сумме солей 30-50%.
6. Результаты рентгенографических и ИК-спектроскопических исследований фазового состава азотнофосфорных и фосфорсодержащих удобрений на основе переработки низкосортных фосфоритов Центральных Кызылкумов показали, что основными компонентами NP-удобрений являются дикальцийфосфаты, неразложенные фтор- и гидроксилапатиты, НАК, а фосфорсодержащие удобрения состоят из различных форм дикальцийфосфатов, недоразложенных фтор- и гидроксилапатитов, а также незначительного количества солей ПАК.
7. На модельной лабораторной установке определены оптимальные технологические параметры процесса получения одинарных фосфорных и жидких азотнокальциевых удобрений. Найденные оптимальные параметры процесса апробированы на укрупненной установке и действующем оборудовании цеха нитрофоса АО «Самаркандкимё» с выпуском опытной партии продукта в объеме 1000 кг. Предложена принципиальная технологическая схема и рассчитан материальный баланс азотнокислотной переработки низкосортного фосфорита. Технико-экономические расчеты показывают, что себестоимость полученных фосфорных удобрений в 1,5-2 раза дешевле по сравнению выпускаемым удобрением - нитрофосом.

1-82 121 0

Разработка эффективных методов очистки сточных вод на основе новых сорбентов и реагентов из местного сырья

Шухрат Муталов

Актуальность и востребованность темы диссертации. На сегодняшний день в мире применение современных технологий в ускорение развитие промышленности, решение экологических проблем, производства конкурентоспособных и экологический чистых веществ превращается в актуальную проблему. В последние годы на основе новые разработки, инновации и рост производства необходимых продуктов. На этих технологии с применением активных химических веществ для очистки сточных вод разработать анионитов и катионитов, улучшение их физико-химических, адсорбционных свойств важное научно-практическая значения.
В металлургической, химической и других отраслях для очистки промышленных сточных вод, а также выделения ионов некоторых металлов, широко используются сорбционноспособные, ионообменные сорбенты и реагенты.
В связи с ростом потребности республики в различных ассортиментах ионообменных сорбентов, является целесообразным внедрение их в производство на основе местного сырья. Проблема очистки промышленных сточных вод, а также их деминерализация может решить не только проблему охраны окружающей среды, но и разрешить эффективное использование материальных ресурсов и сырья нашей страны, посредством производства импортозамещающих сорбентов и реагентов.
Основной задачей усовершенствования технологических процессов и природоохранной деятельности, является модернизация и реконструкция производственных предприятий, снижение воздействия на окружающую среду, повышение эффективности комплексного и рационального использования природных ресурсов посредством внедрения экологически чистых и ресурсосберегающих технологий, в том числе источников восстановления энергии. Использование большого количества водных ресурсов в руднометаллургической и химической промышленности, требует осуществления комплекса мероприятий по снижению загрязнения окружающей среды и внедрения в производство, с экологической точки зрения, малоотходных технологий.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, посвященной «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах» утверждённой постановлением Президента Республики Узбекистан № 1442 от 15 декабря 2010 года и постановлении № 142 Кабинета Министров Республики Узбекистан от 27 мая 2013 года «О Программе действий охраны окружающей среды Республики Узбекистан на 2013-2017 годы», а также вдругих нормативноправовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является раскрытие возможностей применения ионообменных сорбентов в процессах деминерализации, при очистке сточных вод от ионов металлов в химической и металлургической промышленности, разработка методов получения реагентов из отходов производства и эффективных ионообменных сорбентов на основе фурфурола.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
поликонденсацией фурфурола с бензогуанидином и дифенилгуанидином получены аниониты - сорбенты, образующие с ионами цветных металлов слабоосновной полифункциональный, термохимически устойчивый комплекс.
путём поликонденсации фурфурола с акриловой кислотой, получен монофункциональный карбоксильный катионит - сорбент, обладающий свойствами избирательной сорбции ионов цветных металлов и уранила из промышленных растворов.
на основе кинетического исследования процесса, определена зависимость константы скорости, энергии активации от температуры, концентрации исходных веществ, количества катализатора и других факторов;
установлена корреляционная зависимость основных химических, физико-химических свойств (сорбция ионов кальция, магния, меди, никеля, молибдена и др., сорбционная ёмкость, монофункциональность, степень диссоциации функциональных групп) импортозамещающих ионообменных сорбентов с химическим составом, физико-химическими и адсорбционными свойствами исходных сырьевых материалов;
разработана технология использования фурфурола местного производства и отхода Кунградского содового завода для получения ионообменных полимерных сорбентов различной фунциональности и реагента гидросиликата кальция с заранее заданными свойствами для процессов очистки и смягчения производственных сточных вод и извлечения ионов цветных металлов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Рекомендован способ получения слабоосновных полифункциональных анионит - сорбентов с комплексообразующим свойством на основе фурфурола с бензогуанидином и дифенилгуанидином.
2. Рекомендован способ получения монофункционального карбоксильного катионит - сорбента, обладающего избирательной сорбционной способностью к ионам цветных металлов и уранила путём поликонденсации фурфурола с акриловой кислотой.
3. На основе кинетических исследований реакции поликонденсации фурфурола, ПЭПА и других мономеров, определено значение константы скорости и энергии активации реакции, показана зависимость технологии получения сорбентов от температуры реакции, концентрации исходных веществ, количества катализатора и других факторов;
4. Установлена корреляционная зависимость основных химических, физико-химических параметров (сорбция ионов кальция, магния, меди, никеля, молибдена и других ионов, сорбционная ёмкость, монофункциональность, степень диссоциации функциональных групп и др.) от химического состава, физико-химических и адсорбционных свойств исходных сырьевых материалов, пригодных для получения импортозамещающих сорбентов.
5. Впервые разработана технология использования отхода Кунградского содового завода для получения кальций гидросиликата различной фунциональности с заранее заданными свойствами для процессов очистки производственных сточных вод.
6. Разработан новый реагентный способ эффективной очистки производственных вод. Установлено, что степень очистки сточной воды составила 94-98 % при использовании в качестве реагента 200-600 мг/л кальций гидросиликата и 100-200 мг/л коагулянта сульфата алюминия. Предложена принципиальная технологическая схема данного способа.
7. На основе анализов химических, физико-химических и сорбционных свойств сорбентов определена область применения, а также рекомендовано к применению для очистки и смягчения промышленных вод АО «Кунградский содовый завод», АО «Бектемир спирт - экспериментал заводи» и АО «Ўзметкомбинат».

1-44 114 0

Разработка электрохимических сенсоров и их применение при анализе кадмия, индия и сурьмы

Дилшод Зияев

Актуальность и востребованность темы диссертации. На сегодняшний день во всем мире загрязнение природной среды газообразными, жидкими и твердыми веществами и отходами производства, приводит к острой экологической проблеме, имеющей приоритетное социально-экономическое значение, а устранение причин возникновения этих проблем является одной из основных задач1. Возрастающая потребность промышленности в кадмии, сурьме и индии, как основных материалов при изготовлении полупроводников и особо чистых веществ, несмотря на их токсичность, одновременно требует разработки методов аналитического контроля этих материалов, требующих разработки чувствительных методов являются актуальной как с практической, так и теоретической точки зрения.
В республике АО «УЗКИМЁСАПОАТ» уделяет большое внимание разделению и определению некоторых металлов с использованием современных технологий электрохимических методов. В частности, особое значение имеет определение индия, кадмия, сурьмы, токсичных и других канцерогенных, тяжелых металлов электрохимическими методами, где в качестве рабочего электрода применяются электрохимические сенсоры. Для стремительного развития Республики стратегии действия в рамках мероприятий по внедрению новых технологии уделяется особое внимание современным электрохимическим методам, повышающим конкурентно способность и сокращающих себестоимость производимой продукции.
Па сегодняшний день проведение целевых исследований по повышению определения ультромикроколичеств токсичных металлов в объектах окружающей среды и эффективному их использованию является важным в мире, где особое внимание уделяется следующим задачам: в частности, разработке новых сенсоров, экологически чистых, заменяющих дорогостоящий, токсичный ртутный рабочий электрод; изготовленных из местного сырья; определению тяжелых, канцерогенных и токсичных металлов посредсвом модифицированных электрохимических датчиков.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в постановлениях и указах Президента Республики Узбекистан ПП-1071 от 11 марта 2009 года «О программе мер по ускорению строительства и освоению производства новых видов химической продукции», У П-4947 от 7 февраля 2017 года «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», Постановлением №142 Кабинета министров Республики Узбекистан от 27 мая 2013 года «О Программе действий по охране окружающей среды Республики Узбекистан на 2013-2017 годы», от 21 января 2014 года «О порядке разработки и согласования проектов экологических нормативов», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка электрохимических сенсоров и их применение при анализе кадмия, индия и сурьмы.
Научная новизна исследования:
разработана методика инверсионного вольтамперометрического определения In(III), Sb(III) и Cd(II) с помощью электрохимического сенсора модифицированного различными органическими реагентами;
установлен оптимальный состав и соотношение компонентов буферных смесей и фоновых электролитов; изучено влияние потенциала, времени накопления деполяризатора на электродах, температуры исследуемого раствора и диапазона тока на величину полезного аналитического сигнала;
определено влияние посторонних сопутствующих катионов, комплексообразующих соединений и мешающих анионов. Разработана ИВ методика определения исследованных металлов в реальных природных объектах и промышленных материалах.
разработана гибридная, экстракционная инверсионновольтамперометрическая методика определения исследуемых металлов.
Заключение
1. Обоснован выбор импортозамещающих, доступных и недорогих органических реагентов для создания твёрдых модифицированных электродов и подобраны режимы их работ. На основе созданных электродов разработаны инверсионно-вольтамперометрические методики определения исследованных элементов на различных по природе и концентрации фоновых электролитах, буферных смесях и оптимизированы условия электролиза Cd(II), In(III) и Sb(III).
2. Показана линейная зависимость между аналитическими сигналами ионов In, Cd, Sb и потенциалами их восстановления на катоде, диапазоном тока, временем накопления деполяризатора на электроде, природой и концентрацией фоновых электролитов, а также pH буферных смесей.
3. Изучено влияние различных по природе и концентрации посторонних сопутствующих катионов, мешающих анионов и комплексующих соединений на форму вольтамперограмм и результаты определяемых металлов. Найдены коэффициенты корреляции исследуемых металлов.
4. Разработаны инверсионно-вольтамперометрические методики определения ионов In, Cd и Sb в их индивидуальных растворах, бинарных, тройных и более сложных модельных смесях, имитирующих реальные природные объекты и промышленные материалы, с нижними границами определяемых концентраций на уровне микрограммовых и следовых количеств, позволившие проводить анализ металлов, сплавов, припоев, смазок, руд, минералов, вод различной природы и других реальных объектов и промышленных материалов.
5. Разработаны гибридные экстракционные инверсионновольтамперометрические методики определения In(III), Cd(II), Sb(III) и рекомендованы новые схемы и пути анализа промышленных материалов, природных объектов различных производств, учреждений г. Ташкента и других городов Республики Узбекистан.

1-43 234 0

Разработка усовершенствованных алгоритмов для расчета токов несимметричных коротких замыканий в многопроводных воздушных линиях электропередачи

Георгий Эгамназаров

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире научные исследования, направленные на обеспечение воздушных линий электропередачи электроэнергетических систем волоконно-оптическими приборами связи, а также на разработку средств применения грозозащитных тросов со встроенными оптическими кабелями, имеют важное значение. В этой связи научные разработки, направленные на обеспечение непрерывной и качественной работы электроэнергетических систем, а также на повышение их эффективности, занимают лидирующее положение. В развитых странах, «в электроэнергетических системах особое внимание уделяется грозозащитным тросам со встроенными оптическими кабелями, позволяющими защищать высоковольтные воздушные линии электропередачи от прямых ударов молний, а также в значительной степени улучшить качество передачи большого объема информации на расстояние»1.
В мире при проектировании электроэнергетических систем особое внимание придаётся разработке новых и улучшенных методов математических моделей и алгоритмов. В этой сфере реализуемые работы по проведению научных исследований, в том числе по разработке метода расчета токов несимметричных коротких замыканий, определению эквивалентных параметров грозозащитных тросов, разработке алгоритмов снижения токов в грозозащитных тросах со встроенными оптическими кабелями являются одними из важных задач.
С обретением независимости республики особое внимание уделяется качественному развитию энергетики, являющейся одной из важнейших отраслей экономики и способствующей повышению её техникотехнологического уровня на основе современных требований. В этом отношении значительные результаты достигнуты при разработке алгоритмов расчетов токов при несимметричных режимах на воздушных линиях электропередачи в электроэнергетических системах. В то же время разработка алгоритмов расчетов токов при несимметричных режимах в системах многопроводных воздушных линий электропередачи, остается востребованным. В Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан на 2017-2021 годы определены задачи, направленные на «...сокращение энергоемкости и рссурсосмкости экономики, широкое внедрение в производство энергосберегающих технологий...»2 Выполнение поставленного задания, в том числе разработка алгоритмов для расчетов токов несимметричных коротких замыканий на воздушных линиях электропередачи, определение эквивалентов грозозащитных тросов, снижение токов в грозозащитных тросах со встроенными оптическими кабелями считаются одними из важнейших задач.
Данное диссертационное исследование служит выполнению задач, предусмотренных в Указе Президента Республики Узбекистан №УП-4947 от 7 февраля 2017 года «О Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», Постановлениях Президента Республики Узбекистан №ПП-2343 от 5 мая 2015 года «О Программе мер по сокращению энергоемкости, внедрению энергосберегающих технологий в отраслях экономики и социальной сфере на 2015-2019 годы» и №ПП-3012 от 26 мая 2017 года «О программе мер по дальнейшему развитию возобновляемой энергетики, повышению энергоэффективности в отраслях экономики и социальной сфере на 2017-2021 годы», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной области.
Целью исследования является разработка усовсршенствованых алгоритмов по выбору грозозащитных тросов в многопроводных воздушных линиях электропередачи, позволяющих учитывать параметры по всей длине трассы.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
определена зависимость расчетных значений токов в проводах при режимах несимметричных коротких замыканий от параметров многопроводных воздушных линий электропередачи (геометрия опор, длина пролетов, типы проводов фаз и грозозащитных тросов) на основе применения разряженных матриц;
усовершенствованы эквивалентные сопротивления грозозащитных тросов на воздушных линиях электропередачи с учетом суммарных сопротивлений заземлений опор;
усовершенствован алгоритм расчетов термической устойчивости грозозащитных тросов токам при несимметричных коротких замыканиях, на основе представления воздушных линий электропередачи многопроводной системой;
усовершенствована возможность снижения уровня токов в грозозащитных тросах со встроенными оптическими кабелями при режимах несимметричных коротких замыканий, на основе изолирования сопротивлений опор на подстанциях.
Заключение
Проведенные исследования по теме диссертации “Разработка усовершенствованных алгоритмов для расчета токов несимметричных коротких замыканий в многопроводных воздушных линиях электропередачи” позволяют сделать следующие выводы:
1. Проведенный анализ существующих методов по выбору ГТ/ОКГТ из условий ТУ токам при несимметричных КЗ на ВЛ показал, что применяемые алгоритмы для расчетов токов в ГТ/ОКГТ при несимметричных КЗ основаны на большом количестве допущений, снижающих точность результатов, а также требующих проведения большого объема работ при многовариантных расчетах. В связи с этим усовершенствованы уточненные алгоритмы расчетов токов в ГТ/ОКГТ при несимметричных КЗ на опорах ВЛ различного класса напряжений, позволяющих учитывать различные характеристики параметров по всей длине трассы ВЛ. В результате появилась возможность применения алгоритмов повышенной точности для расчетов несимметричных КЗ различного класса напряжений.
2. Впервые разработана уточненная модель ВЛ на основе представления ее многопроводной системой, дающая возможность учитывать разнородность параметров проводов фаз и ГТ/ОКГТ, разную длину пролетов, разнородность геометрии опор, различие сопротивлений грунтов по трассе ВЛ, являющихся причинами несиммстрии трехфазной системы проводов. Такой учет невозможен или ограничен в моделях, используемых в существующих методах расчетов токов в проводах ВЛ при несимметричных КЗ. В результате, разработанная модель дала возможность определять значения токов, несимметричных КЗ на ВЛ.
3. Разработаны алгоритмы моделирования заземления ГТ/ОКГТ на опорах многопроводных ВЛ, позволяющие учитывать режимы заземления ГТ, величины сопротивления заземлений опор по всей протяженности трассы ВЛ, а также сопротивления контуров заземления подстанций. Применение разработанных алгоритмов для проектирования ВЛ дало возможность увеличить точность результатов при расчетах токов КЗ в тросах.
4. Разработаны алгоритмы моделирования несимметричных КЗ фазных проводов в многопроводных ВЛ. При этом разработанный алгоритм не требует применения МСС и позволяет рассчитывать напряжения несимметричных КЗ.
5. Разработаны усовершенствованные алгоритмы выбора ГТ в многопроводных ВЛ, позволяющие проводить расчеты в независимости от количества проводов в рассматриваемой системе и различий длин между пролетами. Указанные алгоритмы внедрены при проектировании ОКГТ на ВЛ электропередачи 500 кВ «Сырдарья» ТЭС - «Ново-Ангрсн» ТЭС и позволили учитывать разнородность параметров всех участков трассы ВЛ электропередачи, что дало возможность увеличить точность расчетов токов несимметричных КЗ.
6. Разработаны алгоритмы расчетов эквивалентных параметров ГТ/ОКГТ ВЛ. Указанные алгоритмы внедрены при проектировании ВЛ электропередачи 500 кВ «Сырдарья» ТЭС - «Ново-Ангрсн» ТЭС, это дало возможность учитывать сопротивления заземлений опор по всей трассе ВЛ и увеличить точность результатов расчетов.
7. Разработаны энерго- и ресурсосберегающие режимы работы ОКГТ посредством выполнения заземлений сопротивлений опор ВЛ. Данные энерго-и ресурсосберегающие режимы внедрены при проектировании воздушной линии электропередачи 500 кВ «Сырдарья» ТЭС - «Ново-Ангрсн» ТЭС (справка АО «Узбекэнсрго» от 4 сентября 2017 года РМ-01-21/6928). Применение энерго- и ресурсосберегающих режимов в процессе проектирования позволило выбрать ОКГТ меньшего сечения и сократить затраты проекта на 27 %.

1-66 220 0

Разработка усовершенствованной технологии производства экстракционной фосфорной кислоты и получения концентрированных фосфорсодержащих удобрений из фосфоритов Каратау и Центральных Кызылкумов

Исраилжон Шамшидинов

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире с сокращением пригодных для земледелия почв и ростом населения планеты обеспечение продовольственной продукцией является первостепенной задачей. В связи с этим обеспечение агропромышленного комплекса минеральными удобрениями, средствами защиты растений, стимуляторами роста и развития растений являются основным направлением повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Правильное применение минеральных удобрений дает до 50% прибавки урожая. Поэтому обеспечение сельскохозяйственного производства необходимыми удобрениями является приоритетной задачей.
После провозглашения независимости Республики в результате реализации конкретных широкомасштабных мер были достигнуты высокие результаты научных исследований по развитию технологии производства минеральных удобрений и обеспечению сельского хозяйства азотными, фосфорными и калийными удобрениями. В этой связи следует особо отметить исследования по расширению ассостимента концентрированных фосфорсодержащих удобрений (PS-Agro, аммофосфат, супрефос и т.д.) на основе местного сырья, необходимых для внесения под зябь. Исходя из стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан, направленной на подъем промышленности на качественно новый уровень, дальнейшую интенсификацию производства готовой продукции на базе глубокой переработки местных сырьевых ресурсов, освоение выпуска принципиально новых видов продукции и технологий особое значение преобретает дальнейшее увеличение мощности по добыче и обогащению фосфоритов Центральных Кызылкумов, ее переработки на концентрированные фосфорные и сложные удобрения, обеспечение потребности Республики в фосфорсодержащих удобрениях.
На сегодняшний день в мире особое внимание уделяется разработкам технологии концентрированных фосфорных удобрений с вовлечением в производство низкосортных и высокомагниевых фосфоритов в связи с истощением богатых месторождений фосфатного сырья. В этом аспекте важной задачей является разработка технологии двойного суперфосфата с использованием экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) из магнийсодержащих, низкосортных фосфоритов. При разработке технологии концентрированных фосфорных удобрений необходимо обосновать ряд существующих научных решений, в том числе по следующим направлениям: разработка эффективного метода получения концентрированных и активированных растворов фосфорной кислоты с приемлемыми свойствами; определение оптимальных технологических параметров разложения фосфоритов упаренными, в присутствии нитрата аммония до концентрации 35-40% Р2О5, магнийсодержащими растворами фосфорной кислоты; разработка технологии получения очищенной от сульфатов и фтора ЭФК и аммофоса высшего сорта на ее основе из низкосортных фосфоритов.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Указах Президента Республики Узбекистан № УП-4707 от 4 марта 2015 года «О программе мер по обеспечению структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства на 2015-2019 годы» и № У П-4947 от 7 февраля 2017 года «Стратегия действий по пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан в 2017-2021 годах» и в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка способов очистки от примесей и активирования ЭФК, технологии переработки высокомагнезиальных фосфоритов на фосфорную кислоту и переработка вторичных фосфатов на концентрированные фосфорные и микроэлементсодержащие удобрения путем разложения активированной ЭФК.
Научная новизна исследования заключается в следующем:впервые установлено в широком диапазоне изменения параметров температуры кипения, давление насыщенных паров, теплоты парообразования, электропроводности, pH в системах Н3РО4-Н2О, Н3РО4-MgSO4-H2O, H3PO4-MgSO4-NH4NO3-H2O и магнийсодержащей ЭФК, содержащей нитрат аммония;
доказано улучшение физико-химических и реологических свойств концентрированных растворов ЭФК в присутствии нитрат аммония, которое происходит за счет разрушения гидратов сульфата магния;
установлена возможность активации фосфорной кислоты из магнийсодержащих фосфоритов в присутствии нитрата аммония;
впервые установлена закономерность распределения компонентов фосфатного сырья Каратау при измельчении и влияние размера частиц на степень разложения фосфорита, которая проходит через минимум с увеличением размера частиц и при этом обоснованы причины экранирования поверхности крупных зерен коркой из мелких кристаллов сульфата кальция;
установлено влияние магния на процессы разложения фосфоритов и кристаллизации дигидрата сульфата кальция при сернокислотной экстракции фосфорной кислоты;
установлена возможность одновременной очистки ЭФК от сульфатов и фтора в едином технологическом цикле производства ЭФК, позволяющая интенсифицировать процессы очистки кислоты за счет сокращения стадий процесса и получить из фосфоритов ЦК экологически чистый продукт -аммофос высшего сорта с содержанием Р2О5 не менее 52%;
разработаны технологии получения концентрированных фосфорных удобрений и удобрений с микроэлементами путем разложения вторичных фосфатов концентрированной и активированной нитратом аммония ЭФК и ЭФК, содержащей микроэлементы.
Заключение
Основными научными и практическими результатами, полученными при выполнении диссертационной работы, являются:
1. Изучением физических и физико-химических свойств в системах Н3РО4 - Н2О, Н3РО4 - MgSO4 - Н2О, Н3РО4 - MgSO4 - NH4NO3 - Н2О установлен механизм влияния сульфата магния и нитрата аммония на свойства магнийсодержащих фосфорных кислот при концентрировании. Показано, что в присутствии нитрата аммония увеличивается количество диссоциированных первых водородных ионов и снижается pH среды фосфорнокислых растворов, что отражается на снижении теплоты парообразования, повышении давления паров и электропроводности, подтверждающих разрушение гидратов сульфата магния и изменения физико-химических и реологических свойств ЭФК при концентрировании.
2. Установлена возможность повышения химической активности ЭФК и ее упаренных растворов, содержащих соединения магния, в присутствии нитрата аммония. Показано, что в присутствии нитрата аммония растворимость трикальцийфосфата повышается до 99,13%.
3. Разработана технология очистки ЭФК от сульфатов и фтора в едином технологическом цикле производства экстракции фосфорной кислоты, позволяющая получить экологически читый аммофос высшего сорта из фосфоритов ЦК без дополнительных затрат.
4. Установлено, что предварительная классификация фосфоритов по крупности частиц более 100 мкм позволяет повысить фильтрующие свойства экстракционных пульп в результате кристаллизации сульфата кальция крупных размеров.
5. Установлено, что предварительная термообработка фосфоритов Каратау при температуре 600-700°С приводит резкому снижению пенообразования и улучшению процессов разложения фосфоритов, кристаллизации сульфата кальция, повышению производительности экстракторов. При этом выход фосфорной кислоты увеличивается на 2,2-2,4% и составляет 92-93%.
6. Разработаны оптимальные условия фосфорнокислотного разложения магнийсодержащих фосфоритов Каратау и получения двойного кислого и аммонизированного суперфосфатов. Оптимальными условиями разложения являются: концентрация упаренной ЭФК 35-37% Р2О5, количество вносимого нитрата аммония в процессе упарки ЭФК 1,5-2,0%, весовое соотношение фосфорит:ЭФК(100% Р2О5) = 1:(1,0-Н,5), продолжительность процесса 1,5-2,0 часа, температура процесса разложения фоссырья 60°С и сушки пульпы 105°С. При этом степень разложения фоссырья достигает в пульпе 84-87%, а в высушенном продукте 98-99%.
7. Разработанная технология апробирована в промышленных условиях на действующем оборудовании производства аммофоса Алмалыкского АО «Ammofos-Maxam» и выпущена опытно-промышленная партия нового удобрения супераммофосфата в количестве свыше 1000 тонн. Производство супераммофосфата по сравнению с аммофосом позволяет сократить удельные расходы серной кислоты на 15-20%, аммиака на 60-80% и выбросы фосфогипса в отвал на 15-20%.
8. Установлены оптимальные технологические параметры получения
азотфосфоркальцийсодержащих удобрений с микроэлементами медью и цинком путем разложения МОФК и бедных по Р2О5 (МСК, НФС и ПФ) фосфоритов ЦК микроэлементсодержащей активированной ЭФК: концентрация фосфорной кислоты ~35% Р2О5, п=1:(1,25-4,5),
продолжительность процесса разложения 1,5-2,0 часа, pH 2,8-3,5, температура сушки 100-105°С.
9. Технология азотфосфоркальцийсодержащих удобрений с микроэлементами апробирована на установках, имитирующих производственные условия, в АО «Ammofos-Maxam» и АО «Коканд суперфосфат заводи» и выпущены опытные партии.
10. Агрохимические испытания двойного суперфосфата из фосфоритов Каратау и азотфосфоркальцийсодержащих удобрений из фосфоритов ЦК в специализированных организациях показали их высокую эффективность, равноценную с аммофосом. Введение микроэлементов в состав удобрений повышает урожайность на 13%.
11. Технико-экономические расчеты указывают на высокую экономическую эффективность технологии одновременного обессульфачивания и обесфторивания ЭФК и выпуска АФКУ. От выпуска 100 тыс. т аммофоса высшего сорта и АФКУ прибыль составляет 9,4 млрд, сум и 27,96-30,79 млрд, сум в год, соответственно.

1-70 86 0

Разработка технологий по эффективному использованию воды и улучшению мелиоративного состояния земель в орошаемом земледелии

Анвар Шеров

Актуальность и востребованность темы диссертации. Одним из важнейших вопросов в мире является улучшение мелиоративного состояния орошаемых земель и создание техники и технологий эффективного использования водных ресурсов.В этой связи особое значение имеет эффективное использование земельных и водных ресурсов, сохранение иповышение плодородия почв.В этом направлении, особое внимание уделяется в развитых странах таких как США, Германии, Нидерландах, России и других странахдля улучшения мелиоративного состояния орошаемых земельпо разработке водосберегающих технологий использования воды, точного учета распределения воды, а также изменение состава культур посевных земель.
С приобретениемнезависимости республикеособое внимание уделяется в области сельского и водного хозяйства по улучшению мелиорации земель и управлению водными ресурсами, повышению эффективности использования каналов и коллекторов для водоснабжения в орошаемых плошадях фермерских хозяйств. В месте с тем чтотребуетсядля эффективного использования земельных и водных ресурсов модернизация современнойресурсосберегающейтехники и технологий орошения. ВСтратегиидействий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан подчеркнуто, что «.для повышения конкурентоспособности национальной
экономики за счет сокращения потребления энергии и использования ресурсов, широкого внедрения ресурсосберегающих технологий производства»1. В этой связи имеет важное значение проведение научных исследований для повышения плодородия почв на основе разработки и применения плана водопользования и ресурсосберегающих методов орошения.
В мире ведутся целенаправленные исследовательские работы, посвященные эффективному использованию земельных и водных ресурсов и улучшению мелиоративного состояния почв.В этой связи одним из важных задач являетсяпроведение широкомасштабных исследований, связанных с эрозией на орошаемых землях,создание техники и технологий для сохранения земельных и водных ресурсов, внедрение почвенно-защитных культур в состав культур орошаемых площадей.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлении иуказах Президента Республики Узбекистан №ПП-3932 от 29 октября 2007 года «О мерах по коренному совершенствованию системы улучшениямелиоративного состояния земельв период с 2008 по 2012 годах»,№ПП-4947от 7 февраля 2017 года«Стратегии дальнейшего развития Республики Узбекистан», № УП-916 от 15 декабря 2010 года «О дополнительных мерах по поощрению внедрения инновационных проектов и технологий в производство» № УП-1958 от 19 апреля 2013 года «О мерах по дальнейшему улучшению мелиоративного состояния орошаемых земель и рационального использования водных ресурсов на период с 2013 по 2017 годах», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является улучшениемелиоративного состояния орошаемых земель с применением агробиомелиоративных технологий и разработка современных ресурсосберегающих техники и технологий орошения сельскохозяйственных культур.
Научная новизна исследования заключается в следущем:
созданатехника и технологияполива по полосам совмещенного посева озимой пшеницы и люцерны;
разработаны ресурсосберегающая техника и технология полива хлопчатника в условиях дефицита водных ресурсов;
обоснован при определении коэффициента полезного действия в
оросительных каналах в формуле относительной потери воды,коэффициенты «А» и «т» определены на основе существующих почвенно-климатических условий канала;
созданотечественныйультразвуковой прибор по учету расхода и объёма воды во внутрихозяйственных каналах;
усовершенствованы методикипо доставке оросительной воды в
Ассосации водопотребителейи фермерским хозяйствам в условиях дефицита водных ресурсов;
Заключение
Результаты проведенных исследований по теме докторской диссертации «Разработка технологий экономного ипользования воды и улучшения мелиоративного состояния земель в орошаемом земледелии»состоят в следующем:
1. В результате проведённых научных и экспериментальных работ взарубежных странах и в нашей республике, для улучшения мелиоративного состояния земель и увеличения урожайностив состав основных культур необходимо включить защищающие почву люцерну.Это улучшает мелиоративное состояние почв и увеличит их продуктивность.
2. На основании теоретических и практических исследований появилась необходимость создания прибора для измерения расходов воды в малых каналах с точностью измерения ±5%.Теоретические разработки предлагаемого водомерного прибора дают возможность его примененияв руслах в форме параболы, трапеции, прямоугольника и треугольника в поперечных сечениях.
3. Разработанаресурсосберегающая техника и технология полива хлопчатника в широких междурядьях в вегетационном периоде(№1АР 04446 патент на изобретения), при уклонеО,003,длине закрытой борозды 150 метр и междурядьях 0,9 метр, при переменной струе 1,2-1,0 л/с.Врезультате по сравнению с контролем,сэкономлено800 м3/гаводыи повышена урожайность хлопчатникана 7-8 ц/га.
4. В целях улучшения мелиоративного состояния и повышения продуктивности земель создана технологиясовмещенного посева озимой пшеницы с люцерной(№1АР 04825 патент на изобретение).В результате при снижении уровня засоления орошаемых земель и минерализации грунтовых вод урожайность пщеницыповысилась на 2-3 ц/га, а с полей люцерны дополнительно получено 110 ц/га урожая засоленой массы с каждого гектара 0,8-1 млн.сум чистой прибыли.
5. Разработана ресурсосберегающаятехника и технологии полива совмещенного посева озимой пшеницы и люцерны (№1АР 04245 патент на изобретение), при уклонеО,0002, длине полос 200 метр и ширинеЗ,6 метр, расход воды переменной струи 1,2-1,0 л/с, равномерность увлажнения достигло 0,90и в результате в вегетационном периоде по сравнению с контролем экономия воды составила 700-800 м3/га.
6. В системе межхозяйственного канала РК-7 при формировании плана водопользования за КПД всегда принимается 0,81, нопри измерениях быловыявлено, что в канале в период минимальногорасхода воды, КПД был равен 0,82, а при максимальном режиме было 0,90, то есть средний КПД был 0,87. КПДвнутренных каналов РК-7 составляет 0,71-0,86, то есть 29-14 % составляют потери из канала (DGU 01768).
7.При определении КПД канала РК-7 присуществующих почвенноприродных условиях, используя формулупотери воды А.Н.Костякова посчитали параметры «А» и «т» и получили: А=3,43 и т=0,5. Таким образом, в каналах с расходом воды от 50 л/с до 350 л/с относительнаяпотеря воды определяется следующим образом:
8. Создана математическая модель и программа процесса фильтрации движения водного потока Южного Мирзачульского магистрального канала. Канал имеет сложное длинное морфометрическоедно, в русле медленно изменяющееся неустойчивое движение потока, которое выражаетсяматематической моделью, а при экстренных ситуациях режима эксплуатации даст возможность расчета вариантов управления потока.Это позволяет обнаруживать изменение режима потока воды в канале и принимать оперативные решения при обнаружении неисправностей.
9. Для измерения расхода и объема воды во внутрихозяйственных каналах разработан водомерный npn6op(DGU 03278). Усовершенствованный водомерный прибор на основе водослива Чиполетти используется в открытых каналах. В результате измерение расхода воды на основе ультразвукового датчика упрощается и улучшается его использование в производстве которая обеспечивает высокую степень точности измерения, погрешность ±2,3%.
10. Усовершенствованаметодика взаимных расчетов водоснабжения фермерских хозяйств и Ассосации водопотребителей. В этом методерасчета в формуле впервые учтена Бф-плодородность данных орошаемых земель и п-степень обеспеченности водой.Это обеспечило экономное использование воды во время нынешнего дефицита водных ресурсов.

1-81 224 0

Разработка технологии получения фосфорных и сложных азотнофосфорных удобрений на основе фосфоритов Центральных Кызылкумов

Ахмед Реймов

Актуальность и востребованность темы диссертации. Одной из актуальных проблем в мире является интенсивное развитие сельского хозяйства и обеспечение его потребности в минеральных удобрениях. Благодаря применению минеральных удобрений обеспечивается в среднем 40-50% прироста урожая сельскохозяйственных культур.
В Узбекистане создана крупная отрасль химической промышленности для обеспечения потребности сельского хозяйства в азотных, фосфорных и калийных удобрениях. В Республике ассортимент продукции предприятий, производящих фосфорсодержащие удобрения, состоит в основном из сложных азотнофосфорных удобрений. Сложные азотнофосфорные удобрения широко используются для внесения с севом и в подкормки. А фосфорные удобрения наиболее эффективны при их использовании именно под зяблевую пахоту. Поэтому разработка новой технологии получения концентрированных одинарных фосфорных удобрений является важной задачей.
Требуется модернизация производства и сложных азотнофосфорных удобрений. Дело в том, что в основе их производства лежит сернокислотное разложение фосфатного сырья с получением экстракционной фосфорной кислоты. При этом в качестве отхода производства образуется фосфогипс. Поэтому актуальным становится азотнокислотная переработка фосфатов, при которой вместо гипса образуется нитрат кальция - эффективное, особенно на засоленных почвах, азотнокальциевое удобрение. Актуальным является и переработка нитрата кальция в жидкое удобрение, как самую дешевую форму минерального удобрения.
Разработка термостабильной формы аммиачной селитры также является актуальной проблемой химической промышленности. В Узбекистане аммиачная селитра производится более 1 млн. 700 тыс. т в год. Из-за взрывов при нарушении техники безопасности её производства и хранения ставится задача - создать на базе аммиачной селитры удобрение, сохраняющее её агрохимическую эффективность, с существенно большей устойчивостью к внешним воздействиям и соответственно меньшей взрывоопасностью.
Настоящая работа ориентирована на реализацию постановлений Президента Республики Узбекистан №1111-1442 от 15 декабря 2010г «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах» и №1111-2151 от 14 марта 2014г «О мерах по обеспечению сельского хозяйства минеральными удобрениями в 2014 году», которые направлены на ускоренное внедрение в отраслях промышленности современных научных достижений и прогрессивных инновационных технологий, расширение рынков сбыта продукции на базе диверсификации производства, увеличение производства экспортоориентированной конкурентоспособной промышленной продукции на базе углубленной и качественной переработки отечественного сырья, а также обеспечение сельскою хозяйства м и н ера j I ь н ы м и у д обр е н и я м и.
Исходя из этого, для решения вышеперечисленных задач требуются новые научные исследования и разработки, направленные на вовлечение в переработку бедного фосфатного сырья, модернизацию технологии получения сложных азотнофосфорных удобрений, увеличение объема производства фосфорсодержащих удобрений, расширение их ассортимента, снижение их себестоимости, а также на создание экнортоориентированной термостабильной аммиачной селитры.
Целью исследовании является разработка технологий получения одинарных фосфорных, азотнофосфорных и жидких азотнокальциевых удобрений, термостабильной аммиачной селитры с использованием низкосортного фосфатного сырья Центральных Кызылкумов.
Научная новизна исследования: изучены оптимальные условия процесса взаимодействия низкосортных фосфоритов Центральных Кызылкумов с фосфорнокислотно-гипсовой пульпой и разработана технология получения одинарных фосфорных удобрений;
получены жидкие азотнокальциевые и твердые NPCa удобрения путем азотнокислотного разложения фосфоритовой муки Центральных Кызылкумов с последующим выделением нитрата кальция из нитрокальцийфосфатных пульп. Установлена корреляционная зависимость между составами и свойствами жидких азотнокальциевых удобрений от нормы азотной кислоты и весового соотношения нитратноаммонийнокаль-циевого раствора к аммиачной селитре, карбамиду и карбамидо-аммиачной селитре;
определено, что фосфатная добавка увеличивает температуру модификационного превращения аммиачной селитры IV—>111, уменьшает тепловые эффекты модификационных переходов, повышает температуру начала терморазложения на 29 - 39°С, уменьшает размеры кристаллов удобрения, в результате возрастает термостабильность азотнофосфорного удобрения;
разработана технология получения новых видов азотнофосфорных удобрений с повышенным содержанием усвояемых форм Р2О5 и СаО путем введения в состав аммиачной селитры различных видов высококарбонизированных фосфоритов Центральных Кызылкумов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертации решены весьма актуальные научно-технические задачи в области химии и химической технологии минеральных удобрений, заложившие в себя теоретические и прикладные исследования, обеспечивающие разработку ресурсосберегающей технологии получения новых видов одинарных фосфорных, азотнофосфорных и жидких азотнокальциевых удобрений на основе комплексной переработки фосфоритов Центральных Кызылкумов.
Основными научными и практическими результатами, полученными при выполнении диссертационной работы являются следующие:
1. Графоаналитическим анализом систем СаО-РгОз-ЗОз-ГЬО и CaO-P2O5-N2O5-H2O теоретически обоснован процесс взаимодействия фосфоритов Центральных Кызылкумов с фосфорнокислотно-гипсовой пульпой и азотной кислотой пониженной нормы. Полученные новые научные данные позволяют обосновывать и прогнозировать условия протекания процессов получения одинарных и азотнофосфорнокальциевых удобрений при переработке Кызылкумских фосфоритов и найти оптимальные их составы.
2. Исследован процесс взаимодействия различных видов фосфоритов Центральных Кызылкумов с фосфорнокислотной гипсовой пульпой, полученной разложением мытого обожженного концентрата серной кислотой, в интервале массовых соотношений ФКГП : ФС = 100 : (25-70). Установлены предельные соотношения и концентрации всех реагентов, участвующих в процессе. Показано, что оптимальным соотношением ФКГП : ФС является 100 : (25-30), при котором можно получить одинарное удобрение с максимальным содержанием усвояемой и воднорастворимой форм Р2О5 и СаО. Для улучшения товарных свойств продукта в сульфо-кальцийфосфатную пульпу рекомендуется добавлять кислый сток -абсорбционный раствор производства ЭФК.
3. Разработана усовершенствованная технология получения азотфосфоркальцийсодержащих и жидких азотнокальциевых удобрений путем частичного выделения нитрата кальция из аммонизированной нитрокальцийфосфатной пульпы различными вариантами. Показано, что в предложенных NPCa удобрениях содержание Р2О5 на 7-10% выше, чем в НКФУ (нитрофос), производимом на АО «Самаркандкимё».
Проведены исследования по переработке НАКР, являющегося жидкой фазой нитрокальцийфосфагной пульпы, в различные марки ЖАКУ. Методом упарки НАКР и нейтрализации аммиаком в зависимости от нормы азотной кислоты были получены ЖАКУ различного состава. А путем добавления к НАКР нитрата аммония, карбамида и раствора КАС получен широкий спектр ЖАКУ с повышенным содержанием азота.
4. Исследована возможность получения АФУ на основе процесса взаимодействия различных видов фосфоритов Центральных Кызылкумов с плавом либо концентрированным раствором аммиачной селитры. Изучена кинетика декарбонизации и активации рядовой фосфоритовой муки в плаве АС. При этом показано, что высокая степень декарбонизации и активации фосфатного сырья в АФУ наблюдается после 20-минутного взаимодействия исходных регентов. Установлено, что введение в аммиачную селитру фосфатной добавки существенно повышает прочность гранул, т.е. в среднем в 2,0-5,5 раза. Добавление в плав АС фосфоритовой муки в количестве 5% в пересчете на Р2О5 способствует снижению пористости её гранул от 9,15 до 7,08%. Слеживаемость АФУ, содержащих 3,0-5,04% Р2О5 составляет 1,71-1,87 кг/см“, что в 2,5-2,7 раза меньше от слеживаемости чистой АС.
5. Изучено влияние фосфатных добавок на модификационные превращения аммиачной селитры. Определено, что для АС температура превращения IV—>111 составляет 44,8°С, а при добавке в АС фосфатного сырья в количестве 1,05-5,04% Р2О5 температура данного превращения повышается от 53,7 до 56,6°С. При этом снижается температура плавления и кристаллизации АС. Повышение температуры перехода IV—>111 способствуют сохранению высокой прочности и уменьшению слеживаемости гранул АФУ при транспортировке и хранении в жарких климатических условиях.
Определены тепловые эффекты модификационных переходов АФУ. Показано, что их значения значительно ниже, чем теплоты переходов исходной АС. Следовательно, они происходят с наименьшими тепловыми эффектами и добавка оказывает тормозящее действие на модификационные превращения и в точках перехода превращения протекают не до конца, а это способствуют снижению степени разрушения гранул, уплотнению их структуры и тем самым сохранению повышенной прочности.
6. Показано, что при нагревании АС фосфатные добавки оказывают буферное действие и стабилизируют величину pH селитры. Установлено, что температуры начала терморазложения АС в составе АФУ по сравнению с чистой АС в зависимости от количества фосфоритовой добавки увеличиваются на 29-39°С. Показано, что энергия активации разложения АФУ, содержащих от 1 до 5% Р2О5, колеблется в пределах 46,6-51,6 ккал/моль, что на 4,7-9,7 ккал/моль больше, чем энергия активации разложения чистой АС. Это говорит о значительном возрастании термостабильности фосфатизированной АС.
Проведенные электронно-микроскопического исследования микроструктур гранул АФУ показывают, что фосфатная добавка уменьшает размеры кристаллов нитрата аммония. Фосфорит оседает в поры и микротрещины, заполняя их, при этом образуется более совершенная поверхность и внутренняя структура гранул АФУ.
Проведением опытно-промышленных испытаний в цехе №3 АО «Навоиазот» определены потери аммонийного и нитратного азота при выпуске разработанного азотнофосфорного удобрения. Потери на 1 т АФУ составили: в виде NH3 - 0,52 кг/т, а в виде NH4NO3 - 0,41 кг/т, т.е. общие потери на стадии смешения и грануляции АФУ в пересчете на азот составили 0,572 кг/т, что является допустимой величиной.
7. Определены физико-химические и реологические характеристики растворов, пульп и расплавов, образующихся на различных стадиях технологического процесса переработки фосфоритов Центральных Кызылкумов. С применением методов рентгенографического и ИК-спектроскопического анализа установлен солевой состав продуктов, также изучены физико-химические и товарные свойства одинарных, азотнофосфорных и NPCa удобрений.
8. На основании результатов лабораторных экспериментов, опытных работ на модельной установке и в условиях опытно-промышленных испытаний разработана технологическая схема и составлен материальный баланс производства одинарных, азотнофосфорных, NPCa и жидких азотнокальциевых удобрений. Результаты проведенных физико-химических и прикладных исследований по разложению фосфоритов Центральных Кызылкумов фосфорнокислотно-гипсовой пульпой легли в основу разработки технологии получения одинарного фосфорного удобрения, которая успешно прошла опытно-промышленную апробацию на АО «Аммофос-Максам» с выпуском в 2009 году 60 тонн, а в 2011 году 100 тонн нового вида удобрения. Технология производства АФУ на основе плава аммиачной селитры и фосфоритовой муки Центральных Кызылкумов внедрена на АО «Навоиазот». С начала 2009 года по настоящее время произведено более 300 тыс. тонн нового вида АФУ на сумму 165 млрд. сум.
9. Выполнены технико-экономические расчеты получения одинарных, NPCa и жидких азотнокальциевых удобрений. При организации производства одинарного фосфорного удобрения норма серной кислоты на 1 т 100 %-ного Р2О5 по сравнению с производством супрефоса снижается до 30-35%. Оптовая цена гранулированного NPCa удобрения составляет 565511 сум, что но сравнению с НКФУ на 118643 сум дешевле. Оптовая цена ЖАКУ, полученною с добавкой к НАКР аммиачной селитры и карбамида составляет 192722 и 285548 сум соответственно. При выпуске 100 тыс. тонн АФУ только за счет отсутствия специальной охраны и сопровождения экономится более 2 млрд. сум.
10. Проведены агрохимические испытания полученных удобрений на хлопчатнике в микролизиметрических, деляночных и нолевых условиях. Данные результатов показывают, что агрохимическая эффективность разработанных удобрений близка к эффективности смесей традиционных удобрений с эквивалентным количеством питательных веществ.