Мусина гульназ нургалиевна

ч. 1 ч. 2

Список опубликованных работ по теме диссертации
1. Мусина Г.Н., Жданкин А.А., Хрупов В.А. Физико-химический состав каменноугольной смолы, полученной в процессе полукоксования углей Шубаркульского разреза // Вестник КарГУ. - Серия химия. - 2007. – Т.48, №4. - С.81-87.

2. Байкенов М.И., Омарбеков Т.Б., Амерханова Ш.К., Мусина Г.Н., Уали А.С. Применение кавитационно-волнового воздействия при переработке каменноугольной смолы // Вестник КарГУ. - Серия Химия. - 2006. - Т.44, №4. - С.54-56.

3. Мусина Г.Н., Байкенов М.И., Хрупов В.А. Переработка каменноугольной смолы, полученной из углей Шубаркольского разреза // Вестник КарГУ. Серия Химия. - 2006. - Т.44, №4. - С.43-46.

4. Касымова Ш.М., Байкенов М.И., Хрупов В.А., Тулебаева Б.Б., Мусина Г.Н., Исабаев А.С., Молдыбаев О. Влияние каталитических добавок на индивидуальный и химический состав легкой и средней фракции тяжёлой нефти и угольного гидрогенизата // Вестник КарГУ. - Серия химия. - 2005. – Т.38, №2.- С. 50-55.

5. Мусина Г.Н., Байкенов М.И., Хрупов В.А., Байкенова Г.Г. Механохимическая активация органической массы каменноугольной смолы и каталитическая гидрогенизация угля // Вестник Российского университета дружбы народов. - 2007. - №3 - С.79-84.

6. Мусина Г.Н., Байкенов М.И., Хрупов В.А., Байкенова Г.Г. Переработка каменноугольной смолы в продукты нефтехимии и топливного назначения // Известия научно-технического общества «Кахак». Материалы III Международной научной конференции «Современные тенденции развития и науки в Центральной Азии. - Алматы, 2007. - №17. - С.127-129.

7. Байкенов М.И., Амерханова Ш.К., Жубанов К.А., Мусина Г., Тулебаева Б.Б., Байкенова Г.Г. Каталитическая гидрогенизация угля в атмосфере шахтного метана // Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых (ХПГИ-2006) Сб. материалов конференции. Санкт-Петербург. - 2006. - С.218.

8. Мусина Г.Н., Байкенов М.И., Хрупов В.В., Мейрамов М.Г., Байкенова Г.Г. Механико-химические превращения каменноугольной смолы // III Международная конференция по теоретической и экспериментальной химии: Тез.докл. - Караганда, 2006. – С.7-9.




Мусина Гүлназ Нұрғалиқызы
02.00.04 –физикалық химия мамандығы бойынша химия ғылымдарының кандидаты дәрежесін алу үшін дайындалған диссертацияның авторефератына
ТҮЙІНДЕМЕ
Кокс-химияЛЫҚ ШАЙЫРДЫ қайта өңдеудің физика-химиялық аспектілері
Зерттеу объектiлерi тас көмiрлi шайырға кавитациялық режимнiң єсерi жєне бифункционалды каталитикалық қоспалар қатысында тас көмiрлi шайырдың орташа фракциясы мен көмiрдiң бiрiккен гидрогенизациясы болып табылады.

Диссертациялық жұмыстың мақсаты - тас көмiрлi шайырдың физика-химиялық қасиеттерiне жєне көмiрдiң гидогенизациясы процесiндегi тас көмiрлi шайырдың кең фракциясының Н-донорлы қасиеттерiне алдын-ала роторлы-пульсациялық өңдеудiң єсерiн зерттеу.

Зерттеу әдiстерi. Жұмыста физикалық химияның қазiргi кездегi классикалық єдiстерi: ЭПР, ПМР, ЯМР13С, ИҚ-спектроскопия, вискозиметрия, кинетикалық єдiс, сонымен қатар термодинамикалық функцияларды есептеудiң аддитивтi єдiсi жєне алынған өнiмдердiң химиялық анализi қолданды.

Жумыстың нәтижелері

1. «Сары-Арка Спецкокс» ЖШС таскөмір қара майларын техникалық сипаттауы алғашқы рет анықталған. Шубаркөл қойнауы көмірлерінен алынған таскөмір қара майлары бірінші ретті қара майларына жататыны бекітілген және жоғары температуралы кокстану қара майларымен салыстырғанда мұнда оттек құрамыды кірінділердің жоғары құрамы бар, негізінде: фенолдар және шекті емес кірінділер. Жартылай кокстау қара май құрамында тәжірибелі түрде хош иісті орны басылмаған кірінділер жоқ. Элементті талдау, спектроскопияның ПМР және ИК нәтижелерін негіздеуде 230 °С дейін фракцияда, 230 °С - 270 °С фракциялар, 270 °С - 300 °С фракциялар, 300 °С - 360 °С фракциялар және пекте сутегінің бар болуы сандық түрде бекітілген. Хош иісті шеңберіне қатысты α-күйде туратын сутектің құрамы бекітілген, бұл хош иісті шеңберлерде алкильді қосымша құрамдардың аса көп саны туралы дәлелдейді. Алифатикаылық сутектің саны хош иістімен салыстырғанда бірнеше рет артық.

2. Алғашқы рет ғылыми тәжірибені математикалық жоспарлау және әр түрлі факторларын зерттеуін статистикалық өңдеу жолымен кавитациялы өңдеу процесін жүргізу тиімді шарттары анықталған және Протодьяконов-Малышевтың жалпылама көпфакторлы теңдеу құралды.

3. Роторлы-үлпілдеуіш кавитациясы көмегінде өңдеуге дейін және одан кейін таскөмір қара майдың топтық және жеке химия құрамы анықталған. Таскөмір қара майдың С5 дан С12 дейін, ал С13 дан С30 дейін көміртек-сутекті құрамның шоғырлануда кавитациялы өңдеуден кейін таскөмір қара майдың көміртек-сутек құрамның шоғырлануы қарқынды төмендейді. Таскөмір қара майдың кавитациялы өңдеуі фракция шығуын арттыруға жағымды әсер береді, қайнау температурасы 200 °С дейін болғанда фракция 3 % - 25 % дейін өседі, ал қайнау темпераутарсы 200 °С – 370 °С дейін болғанда фрак-ция 53,8 % - 67,6 % дейін артылады. Бұдан басқа, кавитациялы өңдеудің таскөмір қара майдың реологиялық қайситетерін өзгертуге жағымды әсер беретіні бекітілді. Таскөмір қара майдың кавитациялы өңдеу кезінде ˙Н және ˙ОНтипті жоғары реакциялы радикалды бөлшектерін түзеу мүмкін, олар келесі реакцияларын сипаттайды: айналымы айқындаусыз карбоксилирсіз-дендіру, алкилирсізден-діру, бензохиноидты құрамдарын тотықсыздандыру, айналымы айқындаумен карбоксилирсіздендіру.

4. Спектроскопияның ЭПР әдісімен алғашқы рет кавитациялы өңдеуге дейін және кейін «Сары-Арка Спецкокс» ЖШС таскөмір қара майдың таскөмір қара майдың парамагнитті орталықтары анықталған. Спектроскопияның ЭПР мәндері негізінде еркін радикалдар шоғырланудың және сызықтар еңі өзгеруі роторлы-үлпілдеуіш кавитациямен тудырған деструкция процесінде таскөмір қара майдың құрамына енетін жоғары молекулалық кірінділер деструкциясы процесімен байланысты.

5. Таскөмір қара майдың кавитация кинетикалық және термодинамикалық параметрлері анықталды. Роторлы-үлпілдеуіш кавитация көмегінде алдынала өңдеуде таскөмір қара майдың кавитациялы өңдеуде жеңіл және орта фракцияға түрлендіру схемасы ұсынылған. Давидон –Флетчер –Пауэл әдістерімен жеңіл және орта фракция түзеудің жылдамдық константасы есептелген. Таскөмір қара майдың орта фракцияға k2 түрлену жылдамыдық константа шамасы таскөмір қара майдың жеңіл фракцияға k1 түрлену жылдамдық константасы шамасымен салыстырғанда бес есе артылады. Аддитивті әдісі көмегінде кавитациялы әсеріне дейін және кейін көміртек-сутек құрамы түзеудің термодинамикалық функциялары есептелінген. 298 К – 1000 К дейінгі температураның тәуелділігінде аддитивті схемасы бойынша таскөмір қара майдың көміртек-сутек құрамның термодинамикалық функциялары есептеулер кавитациялы әсер беру ұзақтылығы жылу сыйымдылық, энтальпия, энтропия және Гиббс энергиясы шамаларына маңызды әсер беретінін айқындады. Кавитациялы әсер берудің 1-5 минутқа дейін кавитациялы әсер беру аралығында жылу сыйымдылықтың 260,9 до 239,5 Дж ۰моль-1۰К-1дейін төмендеуі байқалды, ал Гиббс энергиясы абсолютті шама бойынша артылады, энтальпия жағымды жаққа өседі.

6. Рентгенді-сканирлеу электронды микроскоптың көмегінде бифункционалдық катализатордың белсенділігіне, селективтігіне маңызды әсер беретін және көмірді каталитикалық гидрогенизирлеу процестерінде таскөмір қара май фракцияның Н-донорлы қабілеттерін белсенділейтін пирит беттігінде белгілі құрамды (Fe2О3[SO42-]) кешен орнатылған.

Практикалық құндылығы. Алынған нєтижелер өнiмдiлiгi 0,5 т/күн болатын роторлы-пульсациялық кавитациялық құрылғыны құру бойынша технологиялық регламенттi жєне техника-экономикалық негiздемелердi өңдеуде қолдана алады. Қоңыр көмiрдi сұйылту үшiн тас көмiрлi шайырдың орташа фракциясы негiзiнде тиiмдiлiгi жоғары Н-донорлы пастатүзушi жєне элементарлы күкiрт, темiрдiң сульфидi мен тотығынан тұратын бифункционалды катализатор өңделдi.

Musina Gulnaz Nurgalievna
Physics chemical aspects of processing coke of chemical pitch
The candidate of chemical science applicant,s thesis
02.00.04 – physical chemistry
SUMMARY
Objects of investigation are the influence of cavitational process on coal pitch and co-hydrogenation of coal from middle fraction of coal pitch with the presence of bi-functional catalytic additives.

The aim of dissertation was to study the influence of preliminary rotor-pulsation processing on physical-chemical properties of coal pitch and H-donor properties of coal pitch’s wide fraction in the process of coal hydrogenation.

Methods of investigation. In the work following complex of modern classical methods of physical chemistry was used: EPR, PMR, NMR13C, IR-spectroscopy, viscosimetry , kinetic method, additive thermodynamic method of evaluation and chemical analysis of obtained products.

The work results.

1. Characteristics of coal pitch «Sari-Arca Special coke» Company of limited liability for the first time are determined. Is established, that the coal pitch received from Chubarkul coal of a section concerns to primary pitches and as against pitches high-temperature coke, she has the high contents oxygen containing of connections, basically, phenols and not limiting connections. The pitch half coke practically does not contain the aromatic not replaced connections. Were based on results of the element analysis, PМР and IК spectroscopy the contents of hydrogen in a fraction up to 230 °С, fraction 230 °C - 270 °С, fraction 270 °C - 300 °С, fraction 300 °C - 360 °С and in peks is quantitatively established. The contents of hydrogen taking place in α- situation to an aromatic ring is established, that testifies to a plenty alkil of the assistants in an aromatic ring. The quantity aliphatic of hydrogen in some times is more, than in aromatic.

2. For the first time method of mathematical planning of experiment and by statistical processing research of the various factors (tetralin quantity, duration, of the catalyst quantity, concentration of water in pitch), determines optimum conditions of realization of process cavitations of processing and is made generalized it is Protodiakonov-Malichev a lot of the factor the equation.

3. The group and individual chemical structure of coal pitch before processing with the help rotor a pulsation cavitations is determined. The concentration coal hydrogen of structure of coal pitch with С5 up to С12, and with С13 up to С30 goes intensive reduction of concentration coal hydrogen of structure of coal pitch after cavitations of processing. Cavitations the processing of coal pitch positively influences increase of an output(exit) of a fraction with temperature of boiling up to 200 °С, the fraction grows with 3 up to 25 %, and the fraction with temperature of boiling 200°C – 370 °С is increased from 53,8 % up to 67,6 %. Besides the positive influence cavitations of processing on change reologic of properties of coal pitch is established. At cavitations to processing of coal pitch the formation highly reactionary of radical particles such as Н˙and ОН˙is possible which initiate the following reactions: dekarboksiliros without disclosing a cycle, dealkiliros, restoration benxoxinoids of structures, dekarboksiliros with disclosing of a cycle.

4. For the first time by method EPR spectroscopes are determined pair magnetic the centres of coal pitch «Sari-Arca Special coke» Company of limited liability before and after cavitations of processing. On the basis of the data EPR spectroscopes is established, that the change of concentration of free radicals and width of a line is connected to processes destruction highly molecular of connections which are included in structure of coal pitch in process destruction, caused rotor a pulsation cavitations.

5. Are determined kinetically and thermodynamic parameters cavitations of coal pitch. The circuit of transformation of coal pitch is offered kinetically at preliminary processing with the help rotor a pulsation cavitations in an easy and average fraction at cavitations of processing. With the help of a method Davidon -Fletther -Pauels the constants of speed of formation of an easy and average fraction are designed. The size of a constant of speed of transformation of coal pitch in среднею a fraction k2 is increased five times as against size of a constant of speed of transformation of coal pitch in an easy fraction k1. With the help of an additive method the thermodynamic functions of formation coal hydrogen of structure before and after cavitations of influence are designed. The designed thermodynamic functions coal hydrogen of structure of coal pitch under the additive circuit depending on temperature from 298 up to 1000К, have shown, that the duration cavitations of influence essentially influences and energy Gibbs. In an interval of time cavitations size heat capacity, enthalpies, entropies of influence from 1 about 5 minutes cavitations of influence the reduction of size Cp° from 260,9 up to 239,5 J۰mol-1۰К-1is observed, and the energy Gibbs on absolute size is increased, and enthalpy grows in the positive party.

6. Is established with the help r-scanning electronic микроскопа a complex (Fe2О3 [SO42-]) certain structure on a surface pirit, which essentially influences activity, the selectivity bifunctional of the catalyst and activates Н-donor of ability of a fraction of coal pitch in processes the catalyst gidrogenezation coal.

Practical importance. Obtained results may be used in working out technologic rules and technical-economic basements on creating rotor-pulsation cavitation apparatus with production ability of 0.5 tons/day. A high-effective H-donor pasta-former on the base of middle fraction of coal pitch for liquefaction of coal and bi-functional catalyst that consists of mixture of iron oxide and iron sulfide and elementary sulfur has been worked out.

(подписать нужно типографией)




ч. 1 ч. 2