tech-2022_04(97)

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Таблица 3. Концентрация кадмия в зависимости от типа почвы на образцах Наманганской области № Возраст или время освоения Точка отбора проб Тип почвы Концентрация Cd в n/n кг/га 1 Целина 5 2,7 2 НОС* 6 Типичный серозем 1,7 3 НОР 7 1,7 4 СОР 8 2,1 средний 2,0 1 Целина 15 1,9 2 НОС* 16 Светлый серозем 1,4 3 НОР 14 1,7 4 СОР 13 1,5 средний 1,6 1 Целина 1 2,6 2 НОС* 4 Луговой серозем 2,1 3 НОР 3 2,1 4 СОР 2 2,5 средний 2,3 1 Целина 9 2,5 2 НОС* 10 Лугово-сазовый 1,9 3 НОР 11 1,6 4 СОР 12 1,9 средний 2,0 1 Целина 17 Легкие суглинки 2,1 Вывод 2. Установлено что, концентрация кадмия в ста- роорошаемые почвах увеличивается. Источником 1. Исследовано содержание кадмия в различных является, по нашему мнению, многолетний вносимые типах почв и время освоения их в пробах Наманган- удобрения в почвах для повышения урожайность ской области, которые необходимы для решения сельхозугодий. практических задач прогнозирования и экологиче- ского оздоровления окружающей среды региона. Список литературы: 1. Водяницкий Ю.Н. Природные и техногенные соединения тяжелых металлов в почвах //Почвоведение. – 2014. – №. 4. – С. 420. 2. Кацков Д.А. Введение в многоэлементный атомно-абсорбционный анализ //Аналитика и контроль. 2018.№ 4. – 2018. – Т. 22. – №. 4. – С. 350-442. 3. Ламашвили Л.С. , Беккиева С.А. , Гущина Л.П. Концентрации тяжелых металлов в почвах равнинной зоны Кабардино-Балкарской Республики //Мониторинг. – №. 5. – С. 133-135. 4. Обухов А.И. Атомно-абсорбционный анализ в почвенно-биологических исследованиях. – Изд-во Моск. ун-та, 1991. 184 С. 5. Рахматов У. и др. Изучение концентрации некоторых тяжелых металлов в почвах Ферганской области // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2022. 1(94). – С. 18-20. 6. Рахматов У. и др. Исследование концентрации меди, никеля и кадмия в различных типах почв Ферганской области // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 11(92). – С. 68-73. 7. Рахматов У., Мирзаев Д.М., Абдисаматов Э.Д. Исследование концентрации Ni в почвах Наманганской обла- сти // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2022. 3(96). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13230 8. Рахматов У. и др. Исследование концентрации Cu в почвах Наманганской области // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2022. 3(96). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13231 9. Савенко В.С., Рахматов У. О физико-химическом состоянии токсичных тяжёлых элементов в природных во- дах. Международная научная и научно-техническая конференция по теме “Роль современной химии и инно- ваций в развитии национальной экономики”. Фергана, 27-29 мая 2021 г. кн., том №2, C. 108-110. 10. Электронный ресурс https://himanaliz.ua/tyazhelye-metally-v-pochve/ 11. Электронный ресурс https://testeco.ru/research/ecology_articles/analiz-pochvy-na-metally/ 32

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13365 РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ МАСЛИЧНОЙ ФУЗЫ НА ОСНОВЕ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА Севинов Улугбек Бозорович ассистент, Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара Артиков Аскар Артикович д-р техн. наук, профессор, Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара Нарзиев Мирзо Саидович канд. техн. наук, доцент, Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара Хамроев Хамза Хамидови ст. преподаватель, Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара Е-mail: [email protected] DEVELOPMENT OF A COMPUTER MODEL AND INVESTIGATION OF THE PROCESS OF EXTRACTION OF OIL FUZE ON THE BASIS OF SYSTEM ANALYSIS Ulugbek Sevinov Assistant, Bukhara Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Bukhara Askar Artikov Doctor of Engineering Science, prof., Bukhara Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Bukhara Mirzo Narziev Cand. tech. Sciences, Assoc., Bukhara Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Bukhara Khamza Khamroev Senior tutor Bukhara Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Bukhara АННОТАЦИЯ Процесс экстракции фузы отличается принципиальными преимуществами. Свойства фузы измельченном состоянии отличается промежуточными ее свойствами в жидкой фазе. Так, коэффициент массопереноса измель- ченного маслосодержащего материала фузы в экстракционной установке, за счет меньших размеров частиц имеет промежуточное большое значение, что существенно ускоряет процессы массообмена. Такое сочетание свойств делает чрезвычайно эффективным использование фузы в качестве маслосодержащего материала в лабораторных и промышленных процессах. __________________________ Библиографическое описание: РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ МАСЛИЧНОЙ ФУЗЫ НА ОСНОВЕ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Севинов У.Б. [и др.]. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13365

№ 4 (97) апрель, 2022 г. ABSTRAСT The fuse extraction process has fundamental advantages. The properties of the fuse in the crushed state are distin- guished by its intermediate properties in the liquid phase. Thus, the mass transfer coefficient of the crushed oil-containing fuse material in the extraction unit, due to the smaller particle sizes, has an intermediate large value, which significantly accelerates the mass transfer processes. This combination of properties makes the use of fuse as an oil-containing material extremely effective in laboratory and industrial processes. Ключевые слова: процесс экстракция, фуза, растительного сырья, экстракционном аппарат, математический модель. Keywords: extraction process, fuse, vegetable raw materials, extraction apparatus, mathematical model. ________________________________________________________________________________________________ Процесс экстракции фузы отличается принципи- что составляющие события комплекс имеет альными преимуществами. Свойства фузы измельчен- детерминантно-стохастическую природу, эта природа ном состоянии отличается промежуточными ее проявляется в массообменных и тепломассообменных свойствами в жидкой фазе. Так, коэффициент процессах и при восстановлении стохастических массопереноса измельченного маслосодержащего свойств гидродинамической среды в химических материала фузы в экстракционной установке, за счет превращениях. Компоненты этих фаз характеризуется меньших размеров частиц имеет промежуточное случайным взаимовлиянием составляющих этих большое значение, что существенно ускоряет про- компонентов или граничными условиями геометри- цессы массообмена. Такое сочетание свойств делает ческих характеристик аппарата (производительная чрезвычайно эффективным использование фузы в ориентация межфазовой границы передвигающихся качестве маслосодержащего материала в лабора- сред). Подобно этому различные системы характери- торных и промышленных процессах [3]. Процесс зуются сложным взаимовлиянием фаз и составляю- экстракции растительного вещества можно разделить щими компонентов, в результате этого невозможно на 3 стадии [3]. «внутренняя диффузия», включающая изучить эти системы с позиции законов сохранения все явления переноса веществ внутри частиц сырья или переноса классического детерминированного (проникновения растворителя в поры частиц расти- вещества. тельного сырья; растворения целевого компонента (компонентов); переноса экстрагируемого вещества Для решения проблемы нами определены входные внутри частицы растительного сырья к поверхности и выходные параметры, как системы в экстракционной раздела фаз; 2) перенос вещества в пределах непо- установке, так и исследуемого процесса экстракции средственно диффузионного пограничного слоя; маслосодержащего материала. Схема 1-го уровня 3) перенос экстрагируемого вещества, движущимся иерархии процесса экстракции маслосодержащего экстрагентом от поверхности раздела фаз и распре- материала - фузы в экстракционной установке деления его по всей массе экстрагента (конвектив- приведена на рис. 2. ная диффузия). Выделяются следующие основные числовые характеристики вышеприведенных трех Рисунок 2. Схематичное представление входных стадий экстракций: коэффициент внутренней диффу- и выходных параметров 1-го уровня иерархии зии и размеры частиц; коэффициент свободной моле- процесса экстракции маслосодержащего кулярной диффузии и толщина пограничного слоя; ко- материала - фузы в экстракционной установке эффициент конвективной диффузии. Эти характери- стики обобщают влияния ряда факторов на эффектив- Основные входные параметры этого уровня: ность процесса, в результате определяются слия- Gжм- расход сырья экстракционная фуза (от жмыха); нием различных явлений, имеющих различную при- Мжм- масличность сырья (экстракционной фузы от роду, в экстракционном процессе. В их числе можно жмыха); Gрас- расход растворителя; арас- концентрация внести температуру процесса, размеры молекул и растворителя; Трас-температура растворителя. Вы- частиц веществ, входящих в диффузию, скорость ходные показатели следующие: Gшр- расход шрота; движения жидкостей, вязкость среды. Мшр- масличность шрота; а(τ)-изменение концентра- ции мисцеллы по времени в уровнях аппарата; Технологические процессы - сложные физико- Gмц- расход мисцеллы. химические системы, имеющую двоякую детерми- нантно-стохастическую природу и изменяющиеся в пространстве и времени показатели. Материальные и энергетические потоки, участвующие в процессе, являясь многофазными и много компонентными, в каждой точке фазы и у границы фаз при проведении процесса происходит перенос импульса, энергии и массы. В общем, целый процесс происходит в аппа- рате, имеющий известные геометрические характери- стики. Хотя, эти характеристики, в свою очередь, влияют на характер протекания процесса. Основным свойством технологических процессов является то, 34

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Определение взаимосвязи параметров, требует Третий этап (Выбор оптимального решения). углубиться в исследование системы экстракции Здесь уточняются и конкретизируются требования маслосодержащего материала, тогда, переходим в на основе системного анализа. Выбираются критерии многоступенчатый анализ системы, который за- оптимизации, как для первичной системы, так и для ключается в следующем: подсистем каждой иерархической ступени. Выбира- ется способ поиска оптимального решения. Опреде- 1. Исследуемый объект экстракции маслосодер- ляется оптимальное решение. жащего материала (аппарат, или линия) принима- ется за первичную большую технологическую си- Первый этап – начало - системный анализ уни- стему (первый иерархический уровень). В ней про- версален для всех наук. Второй и третий этапы мо- текает совокупный процесс. Изучая систему гут выполняться в зависимости от поставленной за- экстракции маслосодержащего материала в дачи для каждой отрасли. Системный анализ откры- экстракционной установке, и происходящий в ней вает дорогу многим способам поиска оптимальных изучаемый процесс, определяются входные и вы- систем, имеющимся в различных науках. ходные параметры, как для системы, так и для изу- чаемого процесса. Определение взаимосвязи выход- Имеется обратное влияние системного подхода, ных от входных параметров позволяет провести более системного анализа и многоступенчатого анализа точный анализ и принимать более правильное реше- к системному мышлению. Полученные результаты ние. Однако, принятие решения на ограниченно вы- на основе системного подхода, системного анализа бранном уровне исследований без продвижения и многоступенчатого анализа. вглубь порой являются недостаточным. Рассмотрим случай движения в глубину системы, тогда, шаг за Влияют на системное мышление, увеличивая шагом можно углубиться в выбранный объект. опыт исследователя; тем самым, делая последующее решение более эффективным. 2. Основная система аппарат экстракции масло- содержащего материала расчленяется на элементы. Последовательность анализов моделирования и поиск оптимальных решений может происходить Каждый ее элемент назовем системой второго в следующем порядке. Первоначальная составляющая иерархического уровня. В каждом элементе - си- может быть системным подходом, это заключается стеме второго иерархического уровня рассматрива- в предварительном изучении объекта, уточнении си- ется конкретный процесс, и определяются пара- стемы и определения элементом системы. Следую- метры системы. Нами было осуществлено развитие щим, более полный этапом анализа и поиска опти- определения значимости каждой подсистемы на об- мальных решений считаем системный анализ. Здесь щем фоне, на основе статических и динамических имеется в виду доскональное изучение объекта ис- коэффициентов перемещении информации [9]. следования, представляя его, как в виде системы, так и в виде процессов происходящих в системе. Опре- 3. Система второго иерархического уровня также деление входных, выходных и внутренних парамет- расчленяется на составляющие элементы. Каждый ров, как системы, так и процесса позволяет опреде- элемент системы второго уровня называется системой лить и осуществить предварительный анализ. В по- третьего иерархического уровня. В каждом элементе следующем определяется взаимосвязь параметров. системы третьего иерархического уровня протекают В большинстве случаев определение взаимосвязи конкретные свои процессы, определяющие параметры выходных от входных параметров является более системы данного иерархического уровня. полным анализом объекта исследования. После этого можно перейти к определению оптимальных 4. В дальнейшем, разделение на подсистемы решений. продолжается до возможного глубинного уровня. Для анализа каждой системы нами использована Первый этап (определяются элементы) – подси- алгоритмическая формула системного анализа. Ее стемы экстракции маслосодержащего материала в можно выразить в виде: экстракционном аппарате. Рассматриваемая система (элемент) аппарат экстракции маслосодержащего СА = 2+1 ((система +процесс) → параметры) * n * n материала расчленяется на составляющие элементы, уточняются процесс и его параметры для каждого Здесь, 2 означает совместное рассмотрение си- выбранного элемента и т.д. Углубление в систему - стемы и исследуемого процесса протекающего в ней, расчленение элемента (системы) на последующие 1 означает все необходимые параметры системы и про- системы не ограничено. Оно осуществляется по сте- цесса вместе взятые; параметры, в последующем, пени необходимости и возможности исследования для разделяются на входные и выходные. В случае мно- принятия оптимального решения. гоступенчатого системного анализа имеют дело с определенным количеством подсистем «n», в иерархи- Второй этап (Определение взаимосвязи пара- ческих «n» ступенях. При изучении системы и про- метров).Здесь по виду объекта и содержания постав- цессов определены их параметры, Для определения ленной задачи каждый исследователь может вос- взаимовлияния параметров из выбранной системы пользоваться большим арсеналом способов той от- шаг за шагом осуществлено углубление в систему. расли, в которой ведется исследование. Определе- Для этого нами использован многоступенчатый ана- ние количественного соотношения параметров тре- лиз системы. бует применения математических выражений, что приводит к обращению к математическим или ком- пьютерным моделям. 35

№ 4 (97) апрель, 2022 г. В процессе экстракции маслосодержащих рас- Решение различных задач на основе системного тительных веществ – фузы рассмотрении возникаю- анализа, системный анализ технологических щих явлений в результате движения экстрагируе- процессов и развитие способов математического мых частиц, процесс разделяется на 4 иерархиче- моделирования приведет к основательному изуче- ских уровней: нию взаимосвязи между элементами подпроцессов, находящиеся в конкректном иерархическом уровне. 1) Явления в уровне слои частиц; Например, целесообразно исследование процесса 2) Явления с частицой; экстракции маслосодержащего материала в 3) Множественные явления, связанные с движе- экстракционной установке фузы на основе общей нием соединения единичной дисперсной фазы, твер- математической модели, разработанной на основе дый материал; разбиения процесса на элементарные подпроцессы и 4) Физико-химические процессы происходящие изучения их, и последующего объединения резуль- в ансамбле смеси, двигающиеся в монолитной фазе татов исследований в общую систему. Для этого (уровень аппарата), макрогидродинамический явления потребуется сформулирование основных характе- в масштабе аппарата. ристик протекания процесса в условиях статического и динамического режима работы аппарата. 0.49 xm0 y _mbsselli xm 0 k2 1 k1 v Gz k 2 v1 v0 Gy Ss 3 S xz M0 m0 5 M0 l xS L 4 l 0.15 xz0 x_qatlam xz0 6 exstraktor Рисунок 3. Схематичное представление входных и выходных параметров 1-го уровня иерархии аппарата экстракции маслосодержащего материала в экстракционной установке экстракции маслосодержащего материала - переработки маслосодержащей фузы На основе математических описаний отдельных растворителя. Выходные показатели следующие: Gшр- расход шрота; Мшр- масличность шрота; а(τ)- процессов разрабатывается её компьютерная модель. изменение концентрации мисцеллы по времени При этом основные входные параметры данного в уровнях аппарата; Gмц- расход мисцеллы. уровня: Gжм- расход сырья (жмыха); Мжм- масличность сырья (жмыха); Gрас- расход растворителя; арас- кон- центрация масло в растворителе; Трас-температура Рисунок 4. 3-го уровня иерархии процесса экстракции маслосодержащего материала в экстракционной установке В заключении можно сказать, что взаимодействие диаметра частиц повышается скорость и снижается между фазами возникает в нарушении равновесного время процесса экстракции. состояние между фазами «твердое тело-жидкость», в каждом уровне аппарата наблюдается гидродинами- Математическая модель для этого уровня опи- ческое состояние близкое к идеальному смешиванию, сывает изменения концентрации масла в мисцелле и где можно принимать равномерное распределение масличности шрота по времени в процессе экстрак- частиц по рабочей камере аппарата. За счет меньшего ции в рабочем объеме аппарата при цикличном про- тивоточном потоке. 36

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Список литературы: 1. Artikov A., Multi-step method of computer model formalization with fuzzy sets application. WCIS-2004, world conference on intelligent systems for industrial automation, Tashkent-2004, TSTU. 2. http://victor-safronov.narod.ru/systems-analysis/papers/to-question-of-systems-analysis-development.html. Артыков А. К вопросу развития системного анализа на примере технологических объектов. 3. Техника и технологии производства и переработки растительных масел: учебное пособие / С.А. Нагорнов, Д.С. Дворецкий, С.В. Романцова, В.П. Таров. – Тамбов: Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 111,112с. 4. Jamshid Gharajedaghi, Systems Thinking: Managing Chaos and Complexity A Platform for Designing Business Architecture Third Edition Morgan Kaufmann 374p. 5. Антонов А.В. Системный анализ. — М.: Высшая школа, 2004. — 454 с. 6. Артыков А., Компьютерные методы анализа и синтеза химико-технологических систем учебник. Ташкент. «Ворис нашриёт» - 2012. 160с. 7. Артыков А., Введение в системный анализ. ТашкентТХТИ- 2017. 28с. 8. Гартман Т.Н., Клушин Д.В. Основы компьютерного моделирования химико-технологиченских процессов. М.ИКЦ «Академкнига», 2006-416 с. 9. ГОСТ ISO 734-1-2016. 10. Электронный источник: http://docs.cntd.ru/document/gost-10856-96 11. Электронный источник: https://files.stroyinf.ru/Data/31/3140.pdf 12. Борисов В.И. и др. Основы измерения основных технологических параметров пищевых производств / В.И. Борисов, М.А. Березин, В.В. Кузнецов, В.С. Борисов. - Саранск: Мордовия-Экспо, 2011. - 234 с. 13. Грачев Ю.П. , Плаксин Ю.М. Математические методы планирования эксперимента. - М.: ДеЛи принт, 2005. 14. Тихонов Н.И., Патрина Е.Н. Факторы, влияющие на качество маслосемян сельскохозяйственных культур, и требования, предъявляемые к качеству растительных масел. Методы определения качества маслосемян и растительных масел - Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2015. - 124 с. ArtikovA., Multi-step method of computer model formalization with fuzzy sets application. WCIS-2004, world conference on intelligent systems for industrial automation, Tashkent-2004, TSTU. 15. http://victor-safronov.narod.ru/systems-analysis/papers/to-question-of-systems-analysis-development.html. Артыков А. К вопросу развития системного анализа на примере технологических объектов. 16. Jamshid Gharajedaghi, Systems Thinking: Managing Chaos and Complexity A Platform for Designing Business Architecture Third Edition Morgan Kaufmann 374 p. 17. Антонов А.В. Системный анализ. - М.: Высшая школа, 2004. - 454 с. 18. Артыков А., Компьютерные методы анализа и синтеза химико-технологических систем учебник. Ташкент.«Ворис нашриёт» - 2012. 160 с. 19. Артыков А., Введение в системный анализ. ТашкентТХТИ- 2017. 28 с. Гартман Т.Н., Клушин Д.В. Основы компьютерного моделирования химико-технологиченских процессов. М.ИКЦ «Академкнига», 2006-416. 37

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13378 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ МАСЛИЧНОЙ ФУЗЫ НА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКЕ Севинов Улугбек Бозорович ассистент, Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара Артиков Аскар Артикович д-р техн. наук, профессор, Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара Нарзиев Мирзо Саидович канд. техн. наук, доцент, Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара Хамроев Хамза Хамидович ст. преподаватель, Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара Е-mail: [email protected] STUDY OF THE PROCESS OF EXTRACTION OF OIL FUZE IN A LABORATORY INSTALLATION Ulugbek Sevinov Assistant, Bukhara Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Bukhara Askar Artikov Doctor of Engineering Science, prof., Bukhara Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Bukhara Mirzo Narziev Cand. tech. Sciences, Assoc., Bukhara Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Bukhara Khamza Khamroev Senior tutor, Bukhara Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Bukhara АННОТАЦИЯ Основной объем выпуска растительных масел приходится на пальмовое и соевое масла. В сумме они составляют 63% от общего объема мирового производства. На долю хлопкового масла же приходится 2 %, что составляет в 2019/20 годах 4,018 млн. тонн. Масло хлопковое: жидкость - маслянистая жёлтая, не имеет запаха, со вкусом похожим на ореховый. В составе хлопкового масла имеется: витамины В1, В2, В5, В6, В9, Е и РР, а также насыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты, являющиеся основным поставщиком омега-3 и омега-6 в организм человека. Хопковое масло __________________________ Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ МАСЛИЧНОЙ ФУЗЫ НА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКЕ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Севинов У.Б. [и др.]. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13378

№ 4 (97) апрель, 2022 г. являясь антиоксидантом, препятствует старению организма, влияет на работу сердца и эластичность сосудов. Жирные кислоты, имеющие в составе масла, обладают антигистаминными и противовоспалительными свойствами, поло- жительно влияют на иммунитет. ABSTRAСT The main output of vegetable oils falls on palm and soybean oils. Together, they account for 63% of the total world production. Cottonseed oil accounts for 2%, which is 4.018 million tons in 2019/20. Cottonseed oil: liquid - oily yellow, odorless, with a taste similar to nut. Cottonseed oil contains: vitamins B1, B2, B5, B6, B9, E and PP, as well as saturated and monounsaturated fatty acids, which are the main supplier of omega-3 and omega-6 to the human body. Hopkovo oil, being an antioxidant, prevents the aging of the body, affects the functioning of the heart and the elasticity of blood vessels. Fatty acids, which are part of the oil, have antihistamine and anti-inflammatory properties, positively affect the immune system. Ключевые слова: растительного сырья, экстракции фуза, процесс, хлопковое масло, рафинация, твердая фаза, жидкая фаза, осадок фуза. Keywords: vegetable raw materials, fuse extraction, process, cottonseed oil, refining, solid phase, liquid phase, fuse sediment. ________________________________________________________________________________________________ Введения. На сегодняшный день во всём мире Описание экспериментальной установки. растет объем производства растительных масел. Так Отделившийся от масла фуз в фузеловушке и фуз по данным [1] производство растительных масел со- из фильтр-прессов подают на центробежный фильтр. ставил (в млн. тонн) в 2016/17 годах составил 183; в Фуз из фузоловушки содержит 40-45% маслично- 2017/18 годах – 193,3; в 2018/19 годах 198,1; сти. В центробежном фильтре фуз разделяется на в 2019/20 годах (прогноз) – 200,9. две фракции: поверхностное масло и осадок. Масло из фильтра направляется на рафинацию. Осадок Масло хлопковое: жидкость - маслянистая жёлтая, направляется на экстракцию в экстрактор гидро- не имеет запаха, со вкусом похожим на ореховый. циклонного типа. Полученная из экстрактора мис- В составе хлопкового масла имеется: витамины В1, целла направляется на дистилляцию. В2, В5, В6, В9, Е и РР, а также насыщенные и моно- ненасыщенные жирные кислоты, являющиеся ос- Определение влияющих факторов на процесс новным поставщиком омега-3 и омега-6 в организм че- экстрагирования и планирование эксперимента. ловека. Хлопковое масло являясь антиоксидантом, Результат процесса зависит от условий его проте- препятствует старению организма, влияет на работу кания, характеризуемых значениями параметров, сердца и эластичность сосудов. Жирные кислоты, влияющих на процесс (например, температуры, имеющие в составе масла, обладают антигистамин- давления, величины рН и т.д.). Эти параметры ными и противовоспалительными свойствами, по- называют факторами [5]. ложительно влияют на иммунитет [2]. Численное значение любого фактора Сi, должно Исследование процесса экстракции фуза осу- устанавливаться и реализовываться независимо от ществляется в лабораторной установке центробеж- значений других факторов (i - номер фактора, ной экстракции гидроциклонного типа, которая со- стоит из следующих частей (рис-1): 1-насос для по- i=1+n). дачи растворителя; 2-гидроциклон; 3-шнековый пи- Условия проведения каждого опыта эксперимента татель для подачи фуза; 4-шнековый питатель для отвода шрота. в виде конкретного значения исследуемых факторов, а иногда и очередность проведения опытов регла- Рисунок 1. Лабораторная установка ментируются планом эксперимента. По результатам центробежной экстракции гидроциклонного опытов, следуя определенному алгоритму, получают соответствующее уравнение, характеризующее типа влияние факторов на эффективность исследуемого процесса [5]. Для выявления рационального режима проведе- ния процесса экстракции фуза определяем основные влияющие факторы на процесс. При составлении равномерных планов много- факторного и многоуровневого исследования безраз- мерную величину факторов получают по формуле: ������������������ = ������������������−������������������ (3) ������������ Ciu-величина i-го фактора в u-ом опыте [5]. Число опытов планов ПФЭ2n соответствует числу сочетаний из n элементов при их изменении на двух уровнях N=2n. (4) 39

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Для нашего двухфакторного эксперимента Следовательно, любой фактор на нижнем уровне в безразмерном выражении характеризуется число опытов равно N = 22 = 4. числом минус единица (-1 или -), на верхнем - плюс единица (+1 или +). В соответствии с (3) и (4) найдем числовые значения верхнего ������+������ и нижнего ���������−��� уровней факторов Сначала записывают планы ПФЭ2n в безразмер- в безразмерном выражении [5]. ном выражении величины факторов, а потом по ним составляют рабочий план в натуральной раз- ���������+��� = ���������+��� −������������������ = ���������+��� −������������������ = +1 , мерности факторов. ������������ ���������+��� −������������������ Результаты проведенных экспериментов приве- ������−������ = ������−������ −������������������ = ���������−��� −������������������ = −1 (5) дены в табл.1. ������������ ���������−��� −������������������ Таблица 1. Результаты проведенных экспериментов № Факторы Эффекты взаимодействия факторов Результаты опытов Среднее���̅������р���езульта- эксперимента x1 x2 x1x2 y1 y2 y3 тов 1 -- + 10,5 11,1 10,6 10,73 2 -+ - 14,9 15,2 14,6 14,90 3 +- - 12,6 12,9 13,2 12,90 4 ++ + 17,3 16,9 17,2 17,13 Σ���̅��������� 55,66 По результатом двухфакторного эксперимента Коэффициенты регрессии рассчитывают по составим уравнение, в котором помимо линейных формулам: членов будет член, учитывающих эффект парного межфакторного взаимодействия. ������������ = ;∑������������=������ ������������ ������������ = .∑������������=������ ������������������ ������������ (7) Уравнение регрессии в этом случае имеет следу- ������ ������ ющий вид: N ������ = ������0 + ������1������1 + ������2������2 + ������12������1������2 (6)  x1u x2u yu b12 = u =1 N Результаты расчетов приведены в табл. 2. Таблица 2. Результаты расчетов значений регрессионных коэффициентов Коэффициенты b0 b1 b2 b12 Значения 13,9167 1,1 2,1 0,0167 Определяем значимость этих коэффициентов по Из таблиц распределения Стьюдента [5, с.283] формуле [5, с. 20]: по числу степеней свободы n(m-1)=4·2=8 при уровне значимости α = 0,05 находим tкр.= 1,86. ������{2������} = ,∑���1��� ∑���1���(������������������−���̅��� ������ )2 (8) Расчетное значение критерия Стьюдента опре- ������ (������−1) деляется по формуле (10) |������������|= tкр.∙ Sкоэф= где N – число опытов в эксперименте; n – число по- 1,86∙0,1010=0,18793. вторных наблюдений в каждом опыте. Сравнивая полученное значение 0,18793 с коэф- В нашем случае: ������{2������} =0,0817 фициентами уравнения регрессии, получаем что все Среднее квадратическое отклонение коэффици- коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной ве- ентов: личине |������������|. Следовательно, все коэффициенты ������коэф = ������восп (9) кроме b12 значимы. √������ Таким образом, данный коэффициент исключа- В нашем случае: ������коэф =0,1010 ется из уравнения регрессии. Расчетное значение критерия Стьюдента опре- Тогда уравнение регрессии (8) имеет вид: деляется по формуле: ������ = 13,9 + 1,1������1 + 2,1������2 (11) ������кр = |������������ | (10) ������коэф 40

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Проверена адекватность полученного уравнения Значит, Fрасч=0,04 ˂ Fтабл =5,м. Исходя из этого регрессии, используя критерий Фишера [5, с. 53]. можно сделать вывод, что полученная модель адек- ватно описывает процесс. Переводя величины фак- ������ = ������о2ст (12) торов в натуральную размерность согласно формуле ������в2оспр (10) на программе МатСАD построили график зави- симости выхода процесса – концентрацию мисце- где остаточная дисперсия рассчитывается по формуле: ллы от влияющих факторов – давления раствори- теля и гидромодуля (рис.2). ������о2ст = ∑������������=1(������������ − ������������������)2 (13) ������ − ������ Рисунок 2. Зависимость концентрации мисцеллы y (%) от давления растворителя х1 где L- число значимых коэффициентов в уравнении регрессии. (МПА) и гидромодуля х2. Из графика видно, что при высоких значениях Если расчетное значение критерия Фишера влияющих факторов (х1=0,3 МПА и х2=3) выход меньше табличного, то полученное уравнение ре- процесса будет наивысшим (17,6%). грессии адекватно описывает эксперимент Для нашего случая ������о2ст = 0,0300. При уровне значимости α = 0,05 и степеней свободы k1=n-r=4-3=1 и k2=n(m-1)=8 Fтабл =5,32 [5, с. 280]. Расчетное значение критерия Фишера по фор- муле (12) Fрасч=0,04. Список литературы: 1. ГОСТ ISO 734-1-2016. 2. Электронный источник: http://docs.cntd.ru/document/gost-10856-96 3. Электронный источник: https://files.stroyinf.ru/Data/31/3140.pdf 4. Борисов В.И. и др. Основы измерения основных технологических параметров пищевых производств / В.И. Борисов, М.А. Березин, В.В. Кузнецов, В.С. Борисов. - Саранск: Мордовия-Экспо, 2011. - 234 с. 5. Грачев Ю.П. , Плаксин Ю.М. Математические методы планирования эксперимента. - М.: ДеЛи принт, 2005. 6. Тихонов Н.И., Патрина Е.Н. Факторы, влияющие на качество маслосемян сельскохозяйственных культур, и требования, предъявляемые к качеству растительных масел. Методы определения качества маслосемян и растительных масел - Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2015. - 124 с. ArtikovA., Multi-step method of computer model formalization with fuzzy sets application. WCIS-2004, world conference on intelligent systems for industrial automation, Tashkent-2004, TSTU. 7. http://victor-safronov.narod.ru/systems-analysis/papers/to-question-of-systems-analysis-development.html. Артыков А. К вопросу развития системного анализа на примере технологических объектов. 8. Jamshid Gharajedaghi, Systems Thinking: Managing Chaos and Complexity A Platform for Designing Business Architecture Third Edition Morgan Kaufmann 374p. 9. Антонов А.В. Системный анализ. - М.: Высшая школа, 2004. - 454 с. 10. Артыков А., Компьютерные методы анализа и синтеза химико-технологических систем учебник. Ташкент.«Ворис нашриёт» - 2012. 160 с. 11. Артыков А., Введение в системный анализ. ТашкентТХТИ- 2017. 28 с. 12. Гартман Т.Н., Клушин Д.В. Основы компьютерного моделирования химико-технологиченских процессов. М.ИКЦ «Академкнига», 2006 - 416 с. 41

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13539 МОДИФИКАЦИЯ СЕРЫ ГОССИПОЛОВОЙ СМОЛОЙ ИЛИ ПИРОЛИЗНЫМ ДИСТИЛЛЯТОМ И ПОЛУЧЕНИЕ СЕРНОГО БЕТОНА Тураев Хайит Худойназарович д-р хим. наук, профессор, Термезского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Термез Аманова Нодира Давлятовна PhD Термезского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Хайитова Жавхар Мураталиевна PhD Термезского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Термез Махмудова Юлдуз Азамат кизи студент Национальный университет Узбекистана, Республика Узбекистан, г. Ташкент Ахадов Бехзод Баходирович магистрант Термезского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Термез MODIFICATION OF SULFUR WITH GOSSYPOL RESIN OR PYROLYSIS DISTILLATE AND PRODUCTION OF SULFUR CONCRETE Hayit Turaev Dr chem. sciences, professor Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Nodira Amanova PhD Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Zhavkhar Khayitova PhD. Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Yulduz Makhmudova Student National University of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent Bekhzod Ahadov Master, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez __________________________ Библиографическое описание: МОДИФИКАЦИЯ СЕРЫ ГОССИПОЛОВОЙ СМОЛОЙ ИЛИ ПИРОЛИЗНЫМ ДИСТИЛЛЯТОМ И ПОЛУЧЕНИЕ СЕРНОГО БЕТОНА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Тураев Х.Х. [и др.]. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13539

№ 4 (97) апрель, 2022 г. АННОТАЦИЯ Изучены оптимальные условия проведения процесса модификации серы из госсиполовой смолы и пиролизного дистиллята. Проведены его термический анализ, ИК-спектроскопия, рентгенофазовый анализ. Термический анализ также показал, что скорость разложения при 400°С составляет около 26%. Рентгенофазовый анализ показал, что большую часть поверхности вещества занимает оксид серы и кремния. На основе этого состава показано, что можно получить серобетон, устойчивый к различным внешним факторам. ABSTRACT The optimal conditions for carrying out the process of sulfur modification from gossypol resin and pyrolysis distillate were studied. Its thermal analysis, IR spectroscopy, X-ray phase analysis were carried out. Thermal analysis also showed that the decomposition rate at 400°C is about 26%. X-ray phase analysis showed that most of the surface of the substance is occupied by sulfur and silicon oxide. Based on this composition, it is shown that it is possible to obtain sulfur concrete that is resistant to various external factors. Ключевые слова: сера, модифицированная сера, модификатор, госсипол, серобетон. Keywords: sulfur, modified sulfur, modifier, gossypol, sulfur concrete. ________________________________________________________________________________________________ В мире быстро растет потребление ископаемого ная часть серы используется в промышленном про- топлива, как и количество серы, которая образуется в качестве побочного продукта процесса промыш- изводстве серной кислоты, каучука и удобрений [5] ленной очистки топливного сырья. Поскольку ожи- дается, что в будущем содержание серы будет по- кроме того, современная синтетическая химия также стоянно увеличиваться, при отсутствии встречного плана потребуются огромные затраты на удаление извлекла выгоду из разностороннего химического со- отходов. Поэтому, модифицируя серу, важно синте- зировать серосодержащие связующие и получить на става элементарной серы [6; с. 1066–1130]. Однако их основе новые типы модифицированного серобетона для получения прочных строительных материалов, по-прежнему существует чистый избыток серы, таких как асфальт и бетон, устойчивых к различным агрессивным средам. который предлагает мало экономических Сера является десятым по распространенности применений,таким образом, обнаружение элементом на земле и с древних времен считалась ценным химическим агентом. Он использовался в крупномасштабных применений этой серы, таких медицине, отбеливании тканей, изготовлении фити- лей для ламп, в производстве порошка для писто- как преобразование в полезные материалы, было бы лета, а в последнее время при вулканизации латекса [1; с. 5-66, 2; с. 39-54]. В развитых странах промыш- важным достижением [7; с.2002–298.]. ленности из остатков нефтепереработки рассходится высоко реакцинноспособный и токсичный серово- За последние несколько десятилетий были дород (H2S). Из сырой нефти газообразный смеси получается элементарная сера (S8) с технологий тепло- достигнуты многочисленные успехи в синтезе новых вого расширения [3; с.387-394]. При ежегодном произ- водстве примерно 70 миллионов тонн побочной серы, типов серосодержащих полимеров и модификации переработка нефти путем гидрообессеривания в настоящее время является крупнейшим источником свойств некоторых важных классов полимеров производства серы в мире [4; p. 156-157]. Значитель- путем добавления серы или полисульфидных фраг- ментов в полимерные композиции [8; с. 2780–2792, 9; с. 246-368 ]. Эти новые методы синтеза позволили получить ценные полимерные материалы и вызвали большой интерес в этой области, о чем свидетельствуют многочисленные исследования серосодержащих полимеров. Недавние исследо- вания, как академические, так и прикладные, были сосредоточены на улучшении свойств и технологи- ческие характеристики этих материалов путем введения групп серы в основную цепь для расширения области технологического применения этих мате- риалов. Различные серосодержащие полимеры были обобщены в различных обзорах [9; с. 246-368]. С 2011 года Пюн и другие продвинули эту полисульфиды. Однако с тех пор предпринимались многочисленные попытки переименовать этот класс область, продемонстрировав получение полимеров, производных от элементарной серы. К ним относятся «обратные вулканизированные серосодержащих полимеров путем прямой полимеры», впервые появившиеся в 2014 г. [10; с.973-982], «органически модифицированные полимеризации элементарной серы с органическими халькогениды» в 2017 г [11; с.259-262] и совсем недавно «тиополимеры» в 2019 г [12; с.647]. сомономерами. В 2013 году этот процесс был назван Сложность и избыточность в том, что все обратной вулканизацией, и материалы, полученные с помощью этой методологии, обычно упоминались в новаторской литературе по этой работе как «серосодержащие (со)полимеры» или 43

№ 4 (97) апрель, 2022 г. вышеупомянутые термины относятся к одному и превращаюшиеся под вличнием серы или ускорителя в ди- и полисульфиды: тому же классу неорганических/органических веществ. Гибридные полимеры, полученные в результате полимеризации элементарной серы. 2R−SnH + S →R−Sn−Sn−R +H2S Независимо от субъективных предпочтений или предубеждений, представленных для обозначения С появлением обратной вулканизации и других этого класса материалов, важно установить четкую методов полимеризации элементарной серы стало и рациональную рубрику для наименования этих очевидно, что была создана новая подгруппа типов полимеров. Эта путаница уже усугубляется серосодержащих полимеров или полисульфидов, номенклатурным сходством и двусмысленностью которая требует классификации по сравнению с органо-полисульфидов, неорганических этими известными материалами. В обзорах 2016 полисульфидов или аллотропов серы. Чтобы года исследователи сосредоточились на классах отличить полимеры, полученные в результате серосодержащих полимеров и синтетических полимеризации элементарной серы, от других методах получения этих материалов, однако они не серосодержащих полимеров, мы кратко рассмотрели этот вопрос описательной резюмируем классические термины, используемые номенклатуры. В частности, полимеры, полученные для описания этих типов материалов.Исторически в результате полимеризации элементарной серы, термин «полисульфид» относился как к превратились в особый класс серосодержащих неорганическим формам серосодержащих полимеров, которые исследователи рекомендует ковалентных твердых веществ цепей серы (–Sn–), называть халькогенидными гибридными ионным соединениям (Sn2-, n> 2), так и к неорганическими/органическими полимерами сероорганическим соединениям, в которых цепь (ХГНОП). С точки зрения химической структуры, серы оканчивается органическими заместителями. R ХГНОП, полученные в результате полимеризации (R–Sn–R). Для решения этой проблемы элементарной серы, будут содержать номенклатура на основе сульфанов и статистическую/случайную последовательность и полисульфанов была предоставлена во состав звеньев –Sx–, связанных с звеньями всестороннем обзоре Cтюдель в 2002 году [13]. В органического сомономера. Эти серные звенья соответствии с этой номенклатурой название могут быть моно-, ди- или множественными связями полисульфид было создано для описания S – S в (со) полимерной основной цепи, что является неорганических ионных соединений [14;737-746,15; отличительной структурной особенностью ХГНОП, с. 127-152]. Термин «органические полисульфаны» полученных в результате полимеризации S8 (рис. 1). использовался для обозначения описывают На сегодняшний день процессы соединения типа R–Sn–Rсn> 2, в которых свободнорадикальной обратной вулканизации или органические остатки (алкил или арил) связаны с анионной полимеризации являются основными серной цепью через атомы углерода. Полимерные методами, используемыми для получения материалы, содержащие несколько звеньев серы и полимерных материалов из элементарной серы. Мы углеводороды в основных цепях, часто называют предлагаем серосодержащие полисульфиды, полисульфидными полимерами 16;с.81-121,17; полученные в результате полимеризации с.165-199,18; с.197-210,19;с.13-15, 20;с.73- элементарной серы с органическими сомономерами, 144,21;с.3489-3497,30]. Пензик и другие былы обычно называть ХГНОП и соответствующим одним из первых, кто провел всесторонний обзор образом классифицировать как класс органо- полимеров на основе серы, наиболее полисульфидов в соответствии с исходным распространенными из которых являются формализмом Пенчека. Однако, независимо от того, полиалкиленсульфиды, полиариленсульфиды, ХГНОП или используются другие варианты, политиомочевины, полисульфоксиды и упомянутые ранее, мы рекомендуем использовать полисульфоны [9]. С химической структурной точки единообразную рубрику, чтобы отличать эти зрения все эти вышеупомянутые серосодержащие полимеры от других серосодержащих полимеров. полимеры, показанные на рис. 1, состоят из одного В центре внимания этого обзора - обсуждение фрагмента C–S на повторяющееся звено. последних достижений в полимеризации Дисульфидорганические сополимеры также широко элементарной серы для получения ХГНОП с исследовались и содержат фрагмент S–S на акцентом на новые достижения в области синтеза, повторяющееся звено [23;с.1752-1763,24;с.367-388]. появившиеся после нашего первоначального В недавнем обзоре Теато и другие элегантно всестороннего обзора по этой теме в 2016 г В обсудили недавние достижения в получении частности, мы обсуждаем недавние работы по полимеров, содержащих тиоэфиры, тиокарбонаты, свободным радикалам и обратным радикалам, тиокарбаматы и тиоамиды, которые содержат процессы вулканизации, а также новые методы несколько C–S-фрагментов на повторяющееся анионной полимеризации для получения звено, включенное через функциональные группы материалов ХГНОП. Кроме того, мы впервые на основе тиокарбонила. При реагировании серы с рассматриваем синтетические методы для введения непредельными соединениями первоначально функциональности в мономеры и полимеры, образуется маркаптопроизводные, полученные из элементарной серы [25; с.90-125]. 44

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Модификация серы госсиполовой смолой или напряжения от деформации серобетона использова- пиролизным дистиллятом и получение серного бе- лись три компрессометра с измерительной длиной тона. 100 мм. Гидравлическая универсальная испытатель- ная машина 1500kN SATECTM Series 1500HDX, ис- 200 г серу нагревали реакторе емкостью 500 мл пользовалась для проведения испытаний на проч- до 185 °C на масляной бане с термостатом при ин- ность и измерения модуля упругости [28; с. 53-57]. тенсивном перемешивании до образования вязкой оранжевой расплавленной массы серы. После этого Изучение модуля упругости. Модуль упругости непосредственно добавляли 20 г госсиполовую для бетона при одноосном сжатии принимается как смолу (или пиролизную дистиллят) к фазе расплав- наклон кривой напряжения-деформации. Поскольку ленной серы. Полученную смесь смешивали при зависимость напряжения от деформации для бетона 185–190 °C в течение 60–70 мин, что привело к не- является нелинейной, для расчета модуля обычно которому уменьшению вязкости данной реакцион- используются три разных метода. Во-первых, каса- ной среды. После завершения процесса полученную тельный модуль упругости в определенной точке модифицированную полимерную серу взяли из ре- определяется наклоном линии, касательной к кри- актора и им дали остыть до температуры 20–25°C. вой изменения напряжения в любой точке. Секущий [26; с. 120]. модуль упругости задается наклоном линии, про- веденной от начала координат до точки кривой, Полимерная модифицированная сера (ПМС, соответствующей 40% максимальной нагрузки. серное связующее) был приготовлен из элементар- Наконец, модуль упругости хорды задается накло- ной серы и из пиролизного дистиллята: смешанной ном линии, которая проходит от точки, представля- смеси, в взвешенной пропорции 1:1. Определенное ющей деформацию 50*10-6 мм/мм, до точки, соот- количество серы, помешенное цилиндрическую ветствующей 40% максимальной нагрузки. В этом трубку с внутренним диаметром 2см, расправляли исследовании, Секущий модуль упругости был рас- глицериновой бане, нагревали до 1400 С и интен- считан и использован для сравнения модуля упруго- сивно перемешивали с помощью механической ме- сти серобетона [29; с. 186-194]. шалки. При этой температуре модифицирующий ре- агент (пиролизный дистиллят) добавляли к расплав- Изучение на химическую стойкость. Чтобы оце- ленной сере примерно 2,4,6 или 8% от массы серы. нить химическую стойкость серобетона, цилиндри- После завершения добавления модификаторов по- ческие образцы были погружены в три различные лученный расплав ПМС перемешивали при темпе- агрессивные химические среды: 10% раствор HCl, ратуре 150- 1800С ещё 20-30 мин. Вязкую массу по- 20% раствор H2SO4 и 3% раствор NaCl. Получающе- мещали в выброформу для улучшения адгезионных еся разрушение серобетона в течение 60 дней свойств, затем, чтобы формировать удерживали в наблюдалось путем периодического измерения течение час, и охлаждали до комнатной темпера- массы на цифровой лабораторной шкале и сравне- туры. [27; с. 95]. Процесс изготовления образцов и ния с начальной массой. Также измеряли прочность методы исследования физико-механических свойств на сжатие после погружения на 60 дней. Перед опре- делением изменения массы и прочности на сжатие Процесс изготовления образцов. Образцы се- образцы вынимали из химического раствора, про- робетона были изготовлены с использованием стан- мывали и сушили в печи при 105 °C. Три образца дарта ПНСТ 105-2016, «Смеси серобетонные и се- были использованы для измерения прочности на робетон». Сначала грубые (песок) и мелкие (зола сжатие серобетона перед погружением. Изменение унос) заполнители, предварительно нагретые в печи массы и прочность на сжатие трех образцов были до 180 °C в течение 6 часов, были добавлены в кон- также измерены после погружения для каждого слу- тейнер, который был предварительно нагрет до чая [30; с. 118]. 130 °C с помощью нагревательной рубашки. После 1 минуты сухого перемешивания в контейнер также Коэффициент испытаний на тепловое расши- залили модифицированное серосодержащее связую- рение. Расширение и сжатие серобетона из-за изме- щее. Перемешивание продолжали до тех пор, пока нений температуры может повлиять на долговеч- серное связующее не стало жидким, и еще 10 мин ность. В этом исследовании использовалось тех- после ожижения. Затем был отлит и утрамбован се- ническое условия «ПНСТ 105-2016 Смеси серо бе- робетон. Полученные серные бетоны испытывали тонные и серо бетон» для оценки коэффициента через 3 дня и хранили при комнатной температуре теплового расширения серо бетона. Сначала образец (20-25 °C) и влажности [26; с. 120]. замачивали в воде на 2 дня и измеряли длину об- разца. Образец помещался в опорную раму, которая Испытания на прочность и модуль упругости. погружалась в резервуар для воды. Температуру Цилиндрические образцы, использованные для ис- резервуара для воды регулировали от 10 °C до 50 °C. пытаний на прочность при сжатии и раскалывании, Изменение длины из-за температуры регистрирова- имели диаметр 100 мм и высоту 200 мм, изготовлен- лось дифференциальным трансформатором для из- ные по требованиям ГОСТ 10180-2012 [28; с. 53-57]. мерения линейных перемещений. Линейное расши- Испытания на прочность при сжатии проводились в рение образца измерялось при скорости нагрева соответствии с ГОСТ 10180-2012. Испытания на раз- 0,2 °C/мин [31; с. 27-38]. рыв при раскалывании проводились в соответствии с ГОСТ 10180-90. Для измерения зависимости 45

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Испытания на устойчивость к замораживанию или когда динамический модуль упругости умень- и оттаиванию. Испытания на сопротивление замо- шался ниже 60% от начального значения перед раживанию и оттаиванию серо бетона проводились 300 циклами [31; с. 27-38]. в соответствии с процедурой в ASTM C 666 на приз- матических образцах размером 100×100×400 мм. Для Состав и структура полученных модифициро- каждого случая смеси одновременно испытывали по ванной серы и модифицированных серных бетонов. три образца. Относительный динамический модуль упругости образца измеряли через каждые 100 циклов. Следующие физико-химические свойства полу- Один цикл длился 4 часа и повторялся 300 раз в диа- ченного серного бетона были изучены: температура пазоне температур от 4 до -18 °C. Испытание прекра- плавления, растворимость, плотность, ИК-спектры, щали, когда количество циклов достигало 300 циклов термогравиметрические (ТГ) и дифференциально- термогравиметрические (ДТГ) анализы. Физические характеристики синтезированной модифицирован- ной сере (сера с пиролизным дистиллятом и госси- половой смолой) представлены в табл. 1 [32; c. 5-8]. Таблица 1. Физико-химические данные модифицированной серы Показатель Тпл оС Плотность, г/см3 Ƞхв Растворимость Внешний вид и цвет Модифицированная сера ГОСТ 15139-69 0,081 134 2,270 Толуол Желто-коричневый по- рошок Рисунок 1. ТГА данные модифицированной серы Таблица 2. Термогравиметрические данные модифицированной серы № Температура, оС Потеря массы, % Потеря массы, мг(73) Количество расходованной энергии (µV*s/mg) 1 100 0,31 72,77 0 2 200 0,43 72,66 6,81 3 300 4,99 69,35 3,99 4 400 26,3 53,79 3,79 5 500 11,3 42,30 4,23 6 600 3,58 52,90 4,67 7 700 0,26 37,30 6,50 8 800 0,07 37,00 4,42 9 900 1,04 36,05 5,62 10 1000 3,21 34,10 5,46 11 1100 1,96 33,05 3,65 12 1200 0,96 32,01 4,56 46

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Термогравиметрические свойства модифициро- при разложении серобетона составляют -297.6 Дж/г. ванной серобетона исследовалось на деривато- [30; с. 118]. грамме DT-60. В термогравиметрическом анализе потеря массы образца у модифицированной серы не Термическая устойчивость серного бетона изу- изменяется до 270оС. На кривой ДТА в температурном чали методом дифференциально-термогравиметри- диапазоне 150-120ОС наблюдается один эндотерми- ческого анализа. Масса образца не меняется до тем- ческий пик (при 127,8оС). Это обозначает что отве- пературы 237 оС (рис. 2 и таблица 2.). На кривой ДТГ чает плавлению модифицированных серных вяжущих в температурном диапазоне от 190 до 220ОС обнару- (рис.1). В таблице 2.3 показан значительное повы- живаются широкая эндотермическая пик, что соот- шение температуры до 336оС, в этом температурном ветствует двум фазовым переходам. При высокой интервале образец начинает разлагаться в два этапа – температуре 500оС образец начинает разложиться в до 365оС со скоростью 4,23%/мин, и при выше 500оС два этапа – до 580оС со скоростью 4%/мин, потерей со скоростью 2.3%/мин, с общей потерей массы массы 3.42%, и выше 580оС со скоростью 2.89%/мин. 34,19%. Из-за перегруппировки молекул и реакция Первый этап разложения – эндотермический разложения серобетона эндотермическая, энергия (Энергия 3.79 µV*s/mg), второй экзотермический (Энергия -29.8 J/g). Рис.2. Рисунок 2. ДТГ и ТГ анализ серобетона Таблица 3. Данные термогравиметрического анализа модифицированного серного бетона № Температура, оС Потеря массы, Потеря массы, % Количество расходованной мг(295) энергии (µV*s/mg) 1 100 295,3 0,19 1,34 2 200 294,6 0,51 4,81 3 300 290,4 3,26 3,79 4 400 285,2 6,5 2,69 5 500 273,6 9,90 3,23 6 600 269,10 0,07 4,07 7 700 267,8 0,56 3,50 8 800 266,23 3,26 5,32 9 900 265,43 0,66 3,92 10 1000 264,4 0,48 6,06 11 1100 264,1 0,03 3,65 12 1200 263,4 0,45 4,56 47

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Исследование результатов электронной скани- Q150 RS. На рис.3. приведены результаты микро- рующей микроскопии и элементного анализа се- структурных исследований. робетона. В рисунке.3 можно видеть, что при добавке 5 г С помощью электронной сканирующей микроско- госсиполовую смолу или пиролизного дистиллята пии можно определить количество элементов и на 100 г серы значительно увеличиваются размеры структурирование модифицированных серобетонах. частиц дисперсной фазы с -0,2 до 0,6 мкм, в то время При изучении серобетона образец был поставлен в как параллельно при добавлении 3 г госсиполовую держатель, после этого образец накрыли до 5 нм зо- смолу или пиролизного дистиллята на те же 100 г серы лотым порошком. Прибор QUORUM Q150 RS был подобного эффекта не наблюдается. Если же гос- применен для покрытия поверхности образца золотым сиполовую смолу или пиролизного дистиллята порошком. С помощью сканирующей электронной прибавлять в пластифицированное полимерной микроскопии исследована микроструктура образца, сере, то значительное увеличение размеров дисперс- модифицированного серобетона. Образцы для изуче- ной фазы случается прямо пропорционально увели- ния микроструктуры серобетона проводили и подго- чению содержания модифицирующей добавки. товили по разработанной методике. Для ионного напыления в вакуумной установке наносили слой На рисунке 4. приведены процентные соотно- золота, толщиной -5 нм на поверхность серобетона. шения серы, и других компонентов в составе серо- Образцы металлизированные золотом изучали в ска- бетона. нирующем электронном микроскопе QUORUM Рисунок 3. СЭМ данные серного бетона Рисунок 4. Данные элементного анализа Данные физико-химических характеристик мо- серы госсиполовой смолой и пиролизным дистилля- дифицированного серного бетона (модифицированной том) представлены в табл.4 [32; с.5-8]. 48

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Физико-химические данные синтезированных олигомеров Таблица 4. Свойства Ƞхв Тпл оС Плотность, г/см3 Растворимость Внешний вид 0,072 132 ГОСТ 15139-69 и цвет Показатели модифицированного серного бетона 2,258 Нерастворим Серый порошок На ИК-спектроскопическом анализе появляются 1701 и 1735 см-1, относящаяся циклическим соеди- интенсивный пики в областях 649-3753 см-1, относя- нениям нафтального радикала, которая существуют щаяся гидроксильным группам -ОН госсиполовой в модификаторе. Серные соединения органиче- смолы, также наблюдается пики в области 1701 и скими функциональными группами относящаяся – 1735 см-1, доказывающие карбонилных груп –СО– в S–О– и S–С группами. Эти соединения появляется в нафтеновых производных. ИК-спектр малоинтенсив- виде широкой интенсивной полосы в области 1000, ной полосы поглощения в области 3676 см-1, отра- 1050 и 1100 см-1, эти пики объясняется наличием но- жает связанных гидроксильных –ОH групп. По дан- вых серосодержащих соединений. Также связанные ным ИК-спектроскопии можно предполагать вы- серные соединения наблюдается в области 462,92 и вода о сложной структуре. Четвертичные аммоние- 775,38 см-1, 1000-1050 см-1 и 1100-900 см-1 [33; c. 202- вые–NH4 группы некоторых соединений образца 205]. В связи с этом можно наблюдать малоинтен- наблюдается в области 2364-2345 см-1. Остальные сивных пиков в области 1420 см-1 и 648-674 см-1, эти функционально-активные группы соответствует де- пики тоже относятся новым связам серы с органиче- формационном колебаниям органических соедине- ский соединениями. Анализ серобетона отличается ний эти пики отражает новых связей связанной от модифицированной серы, в этих появляются со- серы с функциональными группами, которое со- вершено новые пики в области 1400-1440 см-1, отно- держится в модификаторах. В области 1508 – 1543 сящая димерным соединениям -СН2-S- группы. [33; см-1 наблюдается связанные карбонильные группы – СН2–СО–. Также появляется новый пики в области c. 202-205]. Рисунок 5. ИК-спектр модифицированного серного бетона При исследовании состава и структуру серо- уносом и песком вызывают сложные химические из- бетона методом рентгенофазового анализа (рис. 6) менения, модифицированная сера затвердевает в си- показал, что реакция между серой и наполнителями стеме посредством предварительного подогрева. протекают твердофазные химические реакции с об- Поскольку в реакционной системе присутствуют ак- разованием соединений сложного состава, поли- тивная сера, и они при реакции соединяются с фазой сульфидные соединения различного типа образуется железа и силикатом алюминия с образованием твер- при взаимодействии серы с наполнителем [33; дого раствора, а также другие присутствующие фазы без твердого раствора легко упаковываются c. 202-205]. этими промежуточными слоями [33; c. 202-205]. В реакционной системе модифицированная сера при реагировании с щелочными металлами, зола 49

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 6 а и б. Дифрактограмма серобетона Исследование представляет, что серобетон по фа- нормативных документов. Состав и структура серобе- зовому и оксидному составам отвечают заявленным тона изученного методом рентгеноструктурного характеристикам и удовлетворяют требованиям анализа показан в таблице 5. Таблица 5. Состав и структура полученного методом рентгеноструктурного анализа 50

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Заключение. Госсиполовая смола и пиролизный новые составы рекомендованы для получения ста- дистиллят впервые был использован в качестве мо- бильного серобетона который не теряет свойства дификатора серы, и были определены оптимальные при хранении. условия получения серных бетонов. Полученные Список литературы: 1. F. Seel, Sulfur in History: The Role of Sulfur in “Black Powder”, in Sulfur - Its Significance for Chemistry, for the Geo-, Bio- and Cosmosphere and Technology, ed. A. Müller and B. Krebs, Elsevier, 1984, vol. 5, pp. 55–66. 2. Wedepohl K.H. , Sulfur in the Earth’s Crust, its Origin and Natural Cycle, in Sulfur - Its Significance for Chemistry, for the Geo-, Bio- and Cosmosphere and Technology, ed. A. Müller and B. Krebs, Elsevier, 1984, vol. 5, pp. 39–54. 3. Angelici R.J. Heterogeneous catalysis of the hydrodesulfurization of thiophenes in petroleum: an organometallic perspective of the mechanism //Accounts of Chemical Research. – 1988. – Т. 21. – №. 11. – С. 387-394.. 4. L.A. Apodoca, Sulfur: US Geological Survey, mineral commodity summaries, 2014, pp. 156–157. 5. E.P.A. Reregistration, eligibility document facts: Sulfur, Office of Pesticide and Toxic Substances, Washington D.C., 1991. 6. Binh N.T. Recent Advances in Organic Reactions Involving Elemental Sulfur// Advanced Synthesis and Catalysis, - 2017. V. 359. № 7., p. 1066–1130. 7. Ober J.A. Materials flow of sulfur. – 2002. – №. 2002-298. 8. S.R. Rafikov, The characteristic features of sulphur containing polymers. A review. // Polym. Sci. U.S.S.R., 1979, 21(11), 2780–2792. 9. Duda A., Penczek S., Sulfur-containing polymers, in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering // ed. J.I. Kroschwitz, John Wiley & Sons, Inc, New York, 1989, vol. 16, pp. 246–368. 10. Wei Y. et al. Solution processible hyperbranched inverse-vulcanized polymers as new cathode materials in Li–S batteries //Polymer Chemistry. – 2015. – Т. 6. – №. 6. – С. 973-982.. 11. Boyd D.A. et al. ORMOCHALCs: organically modified chalcogenide polymers for infrared optics // Chemical Com- munications. – 2017. – Т. 53. – №. 1. – С. 259-262. 12. Wu X. et al. Catalytic inverse vulcanization //Nature communications. – 2019. – Т. 10. – №. 1. – С. 1-9.. 13. Steudel R. The Chemistry of Organic Polysulfanes R− S n− R (n> 2) //Chemical reviews. – 2002. – Т. 102. – №. 11. – С. 3905-3946.. 14. Cheremisinoff N.P. Advances in Engineering Fluid Mechanics: Multiphase Reactor and Polymerization System Hydr. – Elsevier, 1996.. 15. R. Steudel, Inorganic Polysulfides Sn 2− and Radical Anions Sn·−, in Topic in Current Chemistry, ed. R. Steudel, Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, 2003, pp. 127–152. 16. K. Kishore and K. Ganesh, Polymers containing disulfide, tetrasulfide, diselenide and ditelluride linkages in the main chain, in Polymer Synthesis/Polymer Engineering, Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, 1995, pp. 81–121. 17. Usmani A.M. Chemistry and technology of polysulfide sealants //Polymer-Plastics Technology and Engineering. – 1982. – Т. 19. – №. 2. – С. 165-199.. 18. Ghatge N.D. , Vernekar S.P. , Lonikar S.V. Polysulfide sealants //Rubber Chemistry and Technology. – 1981. – Т. 54. – №. 2. – С. 197-210.. 19. S.S. Maharajan and N.D. Ghatge, Pop. Plast., 1979, 24(6), 13–15. 20. Goethals E.J. Sulfur-containing polymers //Journal of Macromolecular Science—Reviews in Macromolecular Chemistry. – 1968. – Т. 2. – №. 1. – С. 73-144.. 21. Isaacs L.G. , Fox R.B. Photolytic degradation of some poly (alkylene polysulfides) //Journal of Applied Polymer Science. – 1965. – Т. 9. – №. 10. – С. 3489-3497. 22. Steudel R. Sulfur: organic polysulfanes //Encyclopedia of inorganic chemistry. – 2006. 23. Bang E.K. et al. Poly (disulfide) s //Chemical Science. – 2012. – Т. 3. – №. 6. – С. 1752-1763.. 24. Lu Z.R. , Wu X. Polydisulfide‐based biodegradable macromolecular magnetic resonance imaging contrast agents // Israel journal of chemistry. – 2010. – Т. 50. – №. 2. – С. 220-232.. 25. Griebel J.J. et al. Polymerizations with elemental sulfur: A novel route to high sulfur content polymers for sustaina- bility, energy and defense //Progress in Polymer Science. – 2016. – Т. 58. – С. 90-125.. 26. Хайитова Ж.М., Тўраев Х.Х., Бекназаров Х.С. Исследование модификации серы диамидофосфатом кальция и золошлаком Ново-Ангренский ТЭС // Развитие науки и технологии, -Buxара, -2021, №3, - С. 119- 125. (02.00.00. №14) 51

№ 4 (97) апрель, 2022 г. 27. Хайитова Ж.М., Бекназаров Х.С., Тураев Х.Х. Модификация серы с промышленными отходами для получе- ния серного бетона // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 1(82). –С. 94-97. URL: https://7universum.com/ ru/tech/archive/item/11204 (02.00.00 №1) 28. Хайитова Ж.М. Изучение свойств нового негорючего модифицированного серобетона / Ж.М.Хайитова, Н.Д. Аманова, Х.С. Бекназаров // Материалы 84-й научно-технической конференции, посвященной 90-летнему юбилею БГТУ и Дню белорусской науки, 3-14 февраля,-2020. -Минск: БГТУ,-с. 259. 29. Mohamed A.M. O., El Gamal M. Hydro-mechanical behavior of a newly developed sulfur polymer concrete // Cement and Concrete Composites. – 2009. – Т. 31. – №. 3. – С. 186-194.. 30. Аманова Н.Д. Разработка технологии получения модифицированной серы на базе местных сырьевых ресурсов и его применение в получении серобетона / дисс... д-ра философии. –Термез. 2020. –118 с. 31. Mohamed A., El Gamal M., El Saiy A. Thermo-mechanical Performance of the Newly Developed Sulfur Polymer Concrete. Reclaiming the Desert: towards a Sustainable Environments in Arid Land, Developments in Arid Region Research (DARE). – 2006. 32. Пат. 2284304 Российская Федерация, МПК С04В 26/26. Способ получения серобитумного вяжущего / А.Г. Лиакумович, Т.И. Лонщакова, К.А. Чернов, В.С. Козлов, В.Ю. Капитанов; заявитель и патентообладатель К.А. Чернов (RU). № 2003136725/03; заявл. 17.12.2003; опубл. 27.09.2006 Бюл. № 27–5с. 33. Хайитова Ж.М.Тўраев Х.Х., Бекназаров Х.С.Исследование состава и структуры модифицированного серобетона // Universum: технические науки: научный журнал. Часть 2.М., Изд. «МЦНО» -2020. -№ 6 (75).- С. 202-205. 52

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13574 ИЗУЧЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭТИЛЕНПРОПИЛЕНОВЫХ СОПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИЦИЙ НА ИХ ОСНОВЕ Усманов Икромжон Таджибаевич генеральный директор СП ООО «UzAuto Cepla», Республика Узбекистан, г. Ташкент, E-mail: [email protected] Курбанбеков Фаррух Саидович начальник отдела научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, СП ООО «UzAuto Cepla», Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Айходжаев Бобир Батирович доц. кафедры «Технология высокомолекулярных соединений и пластмасс Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент» E-mail: [email protected] Адилов Равшан Иркинович зав. кафедры «Технология высокомолекулярных соединений и пластмасс Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент» E-mail: [email protected] STUDY OF THE THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF ETHYLENE AND PROPYLENE COPOLYMERS AND COMPOSITIONS ON THEIR BASIS Ikromjon Usmanov General Director of JV LLC \"UzAuto Cepla\", Republic of Uzbekistan, Tashkent Farrukh Kurbanbekov Head of R&D Department, JV LLC \"UzAuto Cepla\", Republic of Uzbekistan, Tashkent Aikhodzhaev Bobir Associate Professor of the Department \"Technology of high molecular weight compounds and plastics Tashkent Chemical-Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent Adilov Ravshan Head of the Department \"Technology of high-molecular compounds and plastics Tashkent Chemical-Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: ИЗУЧЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СОПОЛИМЕРОВ ЭТИЛЕНА, ПРОПИЛЕНА И КОМПОЗИЦИЙ НА ИХ ОСНОВЕ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Усманов И.Т. [и др.]. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13574

№ 4 (97) апрель, 2022 г. АННОТАЦИЯ В работе на основании исследования, термомеханических и дифференциально-термических анализов изу- чены теплофизические свойства, такие как показатель текучести расплава (ПТР), температура деформации под действием груза (HDT), теплостойкость по Вика (VICAT), коэффициент линейного термального расширения (CLTE) , начала температуры плавления и его кристаллизации (ДСК). На основе трех компонентных композитов (полипропилен/тальк/эластомер) были получены материалы с требуемыми свойствами. Данные полимерные композиты были использованы для изготовления бамперов и дверных обшивок автомобилей компании АО «UzAutomotors» Республики Узбекистан. ABSTRACT In this work, on the basis of research, thermomechanical and differential thermal analyzes, thermophysical properties, such as melt flow index (MFR), load deformation temperature (HDT), Vicat heat resistance (VICAT), linear thermal expansion coefficient (CLTE), melting and crystallization temperature (DSC). Based on three component composites (polypropylene/talc/elastomer), materials with the required properties were obtained. These polymer composites were used for the manufacture of bumpers and door skins for vehicles of JSC \"UzAutomotors\" of the Republic of Uzbekistan. Ключевые слова: этиленпропиленовый сополимер, этиленпропиленовый эластомер, модификация, показа- тель текучести расплава, температура деформации под воздействием груза, теплостойкость по Вика, дифферен- циально-сканирующая колориметрия Keywords: ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene elastomer, modification, melt flow index, load strain temperature, Vicat heat resistance, differential scanning colorimetry ________________________________________________________________________________________________ Введение. На сегодняшней день полимерные Методика эксперимента. В работе использова- композиционные материалы на основе сополимеров лись следующие виды этиленпропиленовых сополи- этилена и пропилена занимают ведущее место среди меров: J320, J350, J360, J370 и JM-380, продукции компаундов. Они широко применяются как в авто- компании СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical» произво- мобилестроении, так и изготовлении бытовой тех- димых по технологии «Lotte Chemical» и этилен-ок- ники. Это стало допустимым благодаря возможно- теновый эластомер марки LC-670 производства ком- стям их использования в большом интервале темпе- пании Ltd «LG Chem». В качестве наполнителя ис- ратур от -60°С до +135°С. Причиной широкого при- пользовался мелкодисперсный тальк марки МT-1, менения этих композиций стало то что, компаунды продукция Республики Узбекистан компании ООО на основе полипропилена обладают повышенной «Al-Rasa», изготовленный из тальковых камней аф- ударопрочностью, твердостью, морозостойкостью и ганского месторождения. поглощением энергии удара [1, 2] при относитель- ной дешевизне используемых составляющих. К Предварительно все компоненты смешивали тому же применение в своем составе эластомеров, вручную, в течение 15 мин и загружали в двухшне- наполнителей и других добавок позволяет менять ковый лабораторный экструдер. Компаунд, состоя- свойства этих композиций в широком интервале. щий из ПП-эластомер-тальк, в соотношении 65:15:20 % мас. был получен методом экструзии при Обычно, введение талька в компаунд ведет к температуре 210°С с частотой вращения шнеков 100 снижению эластичности и увеличению плотности, а об/мин. Образцы для испытаний были изготовлены введение эластомера – к снижению жёсткости и по- на термопластавтомате (ТПА) –методом литья под вышению вязкости компаундов [3, 4-10]. Несмотря давлением. Изготовленные образцы испытывались на это, требования к современным компаундам на согласно стандартам: ПТР – ISO 1133-1; HDT – ISO основе полипропилена постоянно растут и заключат 75-1; VICAT – ISO 306; CLTE – ISO 11359-2; ДСК в себе не только высокие показатели ударопрочно- сти, но и высокие значения тепловых и термических ISO-11357. характеристик. Это требует поиска новых решений Для изучения теплофизических показателей ба- от производителей компаундов. зового полимера и компаундов (ПП/эласто- За последние годы повышенный интерес у ис- мер/тальк), применяли следующие приборы: опре- следователей вызывает возможность регулирования деления температуры деформации под воздей- структуры и свойств полипропилена (ПП) наполни- ствием груза (HDT) и теплостойкость по Вика на телями различной природы и строения, которые в приборе Tinius Olsen модель 303 HDTM; для опре- свою очередь определяют характер взаимодействия деления начала температуры плавления и его кри- между ними и полимером, а также возможность по- сталлизации применяли метод дифференциально- лучения компаундов с высокими эксплуатацион- сканирующей колориметрии на приборе Perkin ными характеристиками. Elmer модель DSC 4000; для определения коэффи- циент линейного термального расширения CLTE на Целью данной работы являлось исследование приборе Rigaku TMA 8310. влияния модификаторов, таких как эластомер и тальк, на термические свойства компаундов на ос- Результаты. Теплофизические характеристики нове полипропилена. базовых полипропиленов и компаундов на их основе предоставлены на рисунках 1-5 в виде диаграмм. 54

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 1. Показатель текучести расплава полипропилена и компаунда на его основе На рисунке 1 представлены данные, полученные компаунд приводит к незначительному снижению при исследовании показателя текучести расплава ПТР. (ПТР) базового полипропилена и компаундов. Дан- ные указывают снижение ПТР для высоко текучих На рис. 2 показана диаграмма изменения темпе- марок JM380, JM370, JM360 за счет добавления низ- ратуры деформации под воздействием груза (HDT) котекучего эластомера и талька. В случае марки при нагрузках 0,45МПа и 1,8МПа для базовых поли- J350 наблюдается не существенное снижение (с 9,9 пропиленов и компаундов на их основе. Можно ви- до 6,5 г/10мин), а J320 некоторые увеличения дан- деть, что, чем ниже ПТР у базового полипропилена, ного показателя. Установлено, что при компаунди- тем выше показатели HDT компаундов, независимо ровании, низкотекучие марки полипропиленов под- от нагрузки. Ожидается, что добавление эластомера вергаются механическому воздействию, вследствие в компаунд, снизит показатели HDT, а добавление чего наблюдается увеличение ПТР. Также было талька увеличит значение HDT. В данном случае, установлено, что добавление мелкодисперсного влияние талька компенсирует влияние эластомера и гидрофобного талька до 20% (масс. соотношении) в в результате наблюдается закономерное повышение значение HDT для всех компаундов. 55

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 2. HDT полипропилена и компаунда на его основе (0.45 MPa, 1.8 MPa ) Рисунок 3. Температура размягчения по Вика полипропилена и компаунда на его основе 50Н На рис. 3 показаны особенности влияния при- HDT, поскольку при практически одинаковых усло- роды базового полипропилена на температуру раз- виях проведения экспериментов температура раз- мягчения по Вика. Также было определено, что по- мягчения по Вика получается выше аналогичных ре- казатель температуры размягчения по Вика обла- зультатов HDT. дает большей информативностью по сравнению с Рисунок 4. Температура плавления полипропилена и компаунда на его основе 56

№ 4 (97) апрель, 2022 г. На рис. 4 показана зависимость температуры целом можно отметить, что при увеличении показа- плавления компаундов от ПТР. Как и ожидалось, в теля текучести расплава, снижается температура плавления компаунда. Рисунок 5. Коэффициент линейного расширения полипропилена и компаунда на его основе На рисунке 5 показана влияние добавки моди- Данные указывают, что введение наполнителя сни- фикаторов на коэффициент линейного расширения. жает этот показатель вероятно из-за уплотнения его структуры композиции. Рисунок 6. ДСК базового полипропилена ПП J370 (верхний пик 167,26°С, нижний пик 104,86°С) Рисунок 7. ДСК композиции состоящий из ПП и 20% талька (верхний пик 166,57°С, нижний пик 120,98°С) 57

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 8. ДСК композиции состоящий из 65% ПП, 15% эластомера и 20% талька (верхний пик 166,86°С, нижний пик 119,12°С) На рисунках 6-8 показаны температуры кристал- снижается степень кристаллизации, от 149,675mJ лизации и плавления, чистого полипропилена -J370 для базового ПП, 219,170mJ для композиции с таль- (рис. 6), компаунда, состоящий из талька и полипропи- ком и 313,864mJ для трехкомпонентного состава. лена -J370 (рис. 7), а также полипропилена -J370/эла- стомер/тальк (рис. 8). Как для полипропилена, так и Выводы. Увеличение ПТР базового полипропи- для композиций на их основе, температуры фазовых лена снижает показатель HDT, температуру размяг- переходов практически не меняются (167,26°С для чения по Вика, CLTE и температуру плавления чистого ПП и 166,83°С для компаунда). По данным компаундов. Использование модифицирующей си- полученных с методом дифференциальной сканиру- стемы эластомер/тальк даёт возможность получать ющей калориметрией видно, что эта система обла- компаунды с регулированными свойствами, на основе дает достаточно высокой степенью кристаллично- экспериментальных данных по значениям тепло- сти и подтверждением этого факта являются отчет- физических и термических свойств используемых ливо выраженные пики плавления и кристаллизации базовых компонентов. данного компаунда. Только при введении в состав композиции талька и особенности эластомера В целом введение талька повышает, а введение эластомера понижает эти показатели. Список литературы: 1. С.А. Harper. Handbook of plastics, elastomers and composites. Mc Grow Hill Handbooks. 210(2004). 2. В.П. Буряк. Полимерные материалы. 7. 6-15 (2007). 3. Серенко, О.А. Влияние размера частиц на форму образующихся дефектов в дисперсно наполненном компо- зите. Серенко О.А., Баженов // Высокомолекулярные соединения -2005. Серия А. –т.47.-№1.- с.64. 4. W.Y. Tam, T. Cheung, R.K.Y. Li Polymer Testing 15. 363-380(1996). 5. Усманов И.Т., Алимухамедов М.Г., Айходжаев Б.Б., Исабоев С.С., Джураев А.Б. Исследование полипропилена отечественного производства, Материалы международной конференции «Современные инновации: Химия и химическая технология соединений ацетилена. Нефтехимия. Катализ». Ташкент 2018. С 158-159. 6. Усманов И.Т., Курбанбеков Ф.С., Айходжаев Б.Б., Адилов Р.И. Регулирование свойств полипропиленовой композиции тальком и эластомером, «Universum: технические науки», Москва 2022. Выпуск 2(95), часть 6, С. 9-13. 7. Усманов И.Т., Курбанбеков Ф.С., Айходжаев Б.Б., Адилов Р.И. Сравнение основных физико-механических показателей этилен пропиленовых сополимеров различных производств, «Universum: технические науки», Москва 2021. Выпуск 12(93), часть 5, С. 63-67. 8. Усманов И.Т., Курбанбеков Ф.С., Айходжаев Б.Б., Адилов Р.И. Влияние талька на свойства компаунда на основе этилен-пропиленового сополимера, Chemistry and chemical engineering «KIMYO4» Ташкент 2021, №3, Арт.5, С. 27-33. 58

№ 4 (97) апрель, 2022 г. ПОЛУЧЕНИЕ ГИДРОГЕЛЯ В СОЧЕТАНИИ С NPK-УДОБРЕНИЕМ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ РАСТВОРА ФОСФАТИРОВАНИЯ И ЕГО СВОЙСТВА Хакназарова Мохичехра Шавкат кызы ассистент Шахрисабзского филиала Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Шахрисабз E-mail: [email protected] Хайриева Дилора Улугбековна ассистент Шахрисабзского филиала Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Шахрисабз Абдухомидова Фатима Олимжон кызы ассистент Шахрисабзского филиала Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Шахрисабз OBTAINING HYDROGEL IN COMBINATION WITH NPK-FERTILIZER BASED ON WASTE PHOSPHATE SOLUTION AND ITS PROPERTIES Mohichehra Khaknazarova Assistant of Shakhrisabz branch Tashkent Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Shakhrisabz Dilora Khairieva Assistant of Shakhrisabz branch Tashkent Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Shakhrisabz Fatima Abduhomidova Assistant of Shakhrisabz branch Tashkent Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Shakhrisabz АННОТАЦИЯ В данной статье рассматривается значение гидрогелей в сельском хозяйстве, их применение и виды. Также представлены результаты исследований по приготовлению гидрогелей, содержащих азот-фосфор-калий, на основе отработанных растворов, и степени их набухания, в отличие от обычных гидрогелей. ABSTRACT This article discusses the importance of hydrogels in agriculture, their application and types. The results of studies on the preparation of hydrogels containing nitrogen-phosphorus-potassium, based on waste solutions, and the degree of their swelling, in contrast to conventional hydrogels, are also presented. Ключевые слова: гидрогель, сельское хозяйство, макроэлементы, набухание. Keywords: hydrogel, agriculture, macronutrients, swelling. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Удобрения и вода являются очень формах и вследствие этого не могут быть усвоены важными факторами с точки зрения развития растений растением [1, 2]. Например, азот, депонированный в в сельском хозяйстве. Однако 40-70 % азота, 80-90 % почве, может теряться двумя путями: при микробио- фосфора и 50-70 % калия в удобрениях, логической трансформации в почве он летуч и используемых при обработке и внесении удобрений, выделяется в атмосферу, либо при растворении в выделяются в окружающую среду в различных воде стекает с водой или поглощается почвой. __________________________ Библиографическое описание: Хакназарова М.Ш., Хайриева Д.У., Абдухомидова Ф.О. ПОЛУЧЕНИЕ ГИДРОГЕЛЯ В СОЧЕТАНИИ С NPK-УДОБРЕНИЕМ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ РАСТВОРА ФОСФАТИРОВАНИЯ И ЕГО СВОЙСТВА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13385

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Особенно на песчаных участках в почве может Материалы и методы. Активные компоненты скапливаться большое количество осадка в гидрогеля, например, могут быть добавлены к результате поглощения растворенных удобрений [3]. удобрению двумя различными способами: путем абсорбции раствора удобрения в сухой гидрогель [9] Гидрогель в сочетании с NPK-удобрением более или путем приготовления гидрогеля непосредственно эффективен при выращивании сельскохозяйственных (in situ) в присутствии раствора удобрения [10]. культур, экономит расход лишней воды и удобрений. То есть сокращаются потери почвенной В этом исследовании гидрогель, обогащенный влаги за счет испарения и количества поливов. NPK, готовят с использованием первого метода, Такой гидрогель улучшает влагоудерживающие описанного выше [9]. В качестве сырья использовали свойства почвы, облегчая ее использование, гидролизованный полиакрилонитрил (ГИПАН) и особенно в почвах с высокой деградацией. отходы фосфатного раствора местного саморезного завода. Известно, что растения усваивают азот в В качестве гидрогелей используются виде NO3-, NH4+, фосфор в виде H2PO4+, металлы в гидрофильные полимерные материалы в виде виде K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Fe3+ при питании через соответственно сшитый и сетчатых. Он обладает корни. свойством поглощать большое количество воды и удерживать ее в течение определенного периода Обсуждение результатов. Если обратить времени путем удушья. При обработке гидрогеля внимание на состав отходов фосфатного раствора раствором удобрения скорость его набухания может (табл. 1), то мы увидим, что в них присутствует несколько снизиться. Однако при посадке в почву небольшое количество меди и цинка, наряду с вместе с поглощаемой растением влагой она макроэлементами. Раствор состоит в основном из постепенно переходит в растение, обеспечивая его фосфорнокислых солей железа, кальция, меди, рост и развитие [7, 8]. калия, магния, натрия, металлов цинка и фосфорной кислоты (рН-3), как показано в таблице. Таблица 1. Результаты элементного анализа отходов раствора фосфатирования № Название элементов Количество элемента в растворе, мг/кг 1 Кальций 3443,4 2 Медь 40,1867 3 Калий 928,194 4 Магний 4084,27 5 Натрий 166,348 6 Свинец 12,1553 7 Цинк 381,38 8 Фосфор 94296,5 Для преобразования отходов фосфатного Приготовленный раствор впитывается в сухой раствора в поглощающий комплекс NPK мы нейт- гидрогель. При этом масса гидрогеля должна быть рализуем его гидроксидом аммония и карбонатом 1:1 соли ������(������������4)2������������4 в соотношении молей. калия или калиевой щелочью. Происходят следующие реакции: Степень и время кинетики набухания гидрогеля в чистом виде и в сочетании с полученным NPK- ������3������������4 + 2������������4������������ → (������������4)2������������������4+2������2������ удобрением приведены на таблице 2: (������������4)2������������������4 + ������������������ → ������(������������4)2������������4 + ������2������ Таблица 2. Кинетика набухания гидрогеля № Гидрогель Время набухания, мин. (дистил. вода 20 0С ). 1 Чистый 1 5 10 20 30 40 50 60 15±2 46±3 84±2 135±2 196±3 242±3 293±2 331±2 11±2 321±2 2 Пропитанный 42±3 78±2 131±2 179±3 232±3 283±2 удобрениями Вывод. В заключение получен новый гидрогель набухания. Этот гидрогель можно использовать в в сочетании с NPK-удобрением для сельскохозяй- сельском хозяйстве при выращивании различных ственного применения и изучена скорость его культур, садоводстве и цветоводстве. 60

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Список литературы: 1. B. Ni, Liu, M. and Lu, S., Multifunctional Slow-Release Urea Fertilizer from Ethylcellulose and Superabsorbent Coated Formulations, Chem Eng J 155 (2009). P.892–898. 2. W. Wang, A. Wang, Synthesis, Swelling Behaviors, and Slow-Release Characteristics of a Guar Gum-g-Poly(sodium acrylate)/Sodium Humate Superabsorbent, Journal of Applied Polymer Science 112 (2009). P.2102–2111. 3. K.W.F.H. Alper Baba, Orhan Gunduz, Nitrogen Leaching in an Aquatic Terrestrial Transition Zone, Springer, Canak- kale, Turkey, 2005. 4. R. Liang, Yuan, H., Xi, G. and Zhou, Q, Synthesis of Wheat Straw-G-Poly(Acrylic Acid) Superabsorbent Composites and Release of Urea from It, Carb Pol 77 (2009). P.181–187. 5. A. Huttermann, Orikiriza, L.J. B. and Agaba, H., Application of Superabsorbent Polymers for Improving the Eco- logical Chemistry of Degraded or Polluted Lands, Clean 37 (2009). P.517–526. 6. J. Akhter, Mahmood, K., Malik, K.A. , Mardan, A., Ahmad, M. and Iqbal, M. M, Effects of Hydrogel Amendment on Water Storageof Sandy Loam and Loam Soils and Seedling Growth of Barley, Wheat and Chickpea, Plant Soil Env. 50 (2004). 7. M. Yangyuoru, Boateng, E., Adiku, S. G. K., Acquah, D., Adjadeh, T.A. and Mawunya, F, Effects of Natural and Synthetic Soil Conditioners on Soil Moisture Retention and Maize Yield, West Africa J of App Eco 9 (2007). P. 6-18. 8. F. Zhan, Liu, M., Guo, M. and Wu, L Preparation of Superabsorbent Polymer with Slow-Release Phosphate Fertilizer, J App Pol Sci 92 (2004) 3417–3421. 207 Nurul Ekmi Rabat et al. / Procedia Engineering 148 (2016). P.201-207. 9. M. Guo, Liu, M., Hu, Z., Zhan, F. and Wu, L., Preparation and Properties of a Slow Release Np Compound Fertilizer with Superabsorbent and Moisture Preservation, J App Pol Sci 96 (2005). P. 2132–2138. 10. W. Jiraprasertkul, Nuisin, R., Jinsart, W. and Kiatkamjornwong, S., Synthesis and Characterization of Cassava Starch GraftPoly(Acrylic Acid) and Poly(Acrylic Acid)-Co-Acrylamide. and Polymer Flocculants for Wastewater Treat- ment, J App Pol Sci 102, (2006). P. 2915–2928. 61

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13510 ОБРАЗОВАНИЕ ГИДРОГЕНИЗИРОВАННЫХ КЛАСТЕРОВ ВИДА SinO2n+1Hk– Хожиев Шерали Тешаевич канд. физ.-мат. наук, ст. научн. сотр., Институт биоорганической химии им. академика О.С. Содыкова, АН РУЗ, Республика Узбекистан, г. Ташкент Ганиев Абдувохид Абдувалиевич ассистент, Ташкентский государственный технический университет им. И. Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Тачилин Станислав Анатольевич канд. техн. наук, доц., Ташкентский государственный технический университет им. И. Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] FORMATION OF HYDROGENATED CLUSTERS OF THE TYPE SinO2n+1Hk- Sherali Khojiev Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Tashkent State Technical University named after I. Karimov, Republic of Uzbekistan, Tashkent Abduvоkhid Ganiev Assistant, Tashkent State Technical University named after I. Karimov, Republic of Uzbekistan, Tashkent Stanislav Tachilin PhD, associate professor, Tashkent State Technical University named after I. Karimov, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В настоящей работе приведены экспериментальные результаты, полученные авторами в последние годы по формированию на поверхности полупроводников и переходных металлов оксидных кластеров при напуске O2 в камеру с различным давлением. Показано, что образование кластерных ионов – процесс, характерный для многих газофазных систем и представляет огромный интерес для химии ферментативного катализа. ABSTRACT In this work are presented experimental results, called on for reception semiconductor and metal clusters for several years and connecting with oxygen and under her(its) participation in different pressures let in on camera of the oxygen. It Is shown that formation of cluster ions - a process typical of many gasifies of the systems. Presents the enormous interest for chemistry of fermentive catalysis. Ключевые слова: кластер, оксид, катализ, нанотехнология, полупроводник, ионы, кремний. Keywords: cluster, oxides, catalysis, nanotechnology, semiconductor, ions, silicon. ________________________________________________________________________________________________ Интересно, что образование микрочастиц – кла- ние между атомом и твердым телом. Физические и хи- стеров как зародышей конденсации сказывается в мак- мические свойства кластера, меняющиеся от свойств ропроцессах – в газовых и паровых турбинах, сверх- атомов к свойствам твердого тела и зависящие от раз- звуковых соплах и т.д. Кластер – уникальный объект мера и структуры кластера, могут служить основой для исследования, занимающий промежуточное положе- синтеза кристаллов с уникальными свойствами, пер- __________________________ Библиографическое описание: Хожиев Ш.Т., Ганиев А.А., Тачилин С.А. ОБРАЗОВАНИЕ ГИДРОГЕНИЗИРОВАН- НЫХ КЛАСТЕРОВ ВИДА SinO2n+1Hk- // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13510

№ 4 (97) апрель, 2022 г. спективных для решения актуальных задач современ- от зарядового состояния и энергии связи кластеров, ных нанотехнологий [1]. Большая поверхность класте- массы, энергии и числа частиц в первичном ионе. ров по сравнению с твердым телом благоприятствует использованию их в качестве катализаторов. Оксид В настоящей работе нами были исследованы мо- кремния играет важную роль в полупроводниковой номолекулярные распады кластеров SinO2n+1Hk– (k = 1– технологии, катализе, химии поверхности. Поэтому в 3) с испарением водорода. С практической точки зре- последние несколько лет уделяется значительное вни- ния знание двух важных аспектов мономолекулярного мание поискам методов генерации и исследованиям распада кластеров SinO2n+1Hk– (k = 1–3) с испарением фундаментальных свойств стабильных кластеров ок- водорода – константы реакции и распределения энер- сида кремния. Развитие современных нанотехнологий гии в продуктах распада – может способствовать ис- существенно стимулировало интерес к эффективным следованиям и разработке окисно-кремниевых катали- методам получения кластерных частиц различной сте- заторов для получения экологически чистого водород- хиометрии и изучению их фундаментальных свойств ного топлива из воды. Получены масс-спектры класте- ров SinO2n+1Hk– (k = 1–3) при распылении кремния с [2; 3; 4; 6; 8]. напуском в камеру кислорода и воды (рис. 1). Исследо- Известные на сегодняшний день методы вание масс-распределений кластеров SinO–2n+1, распы- ленных с поверхности Si ионами O2+ при различных получения потоков кластеров, такие как лазерное давлениях кислорода и паров воды в камере бомбарди- испарение, сверхзвуковая струя, газовый разряд, ровки, а также ионами Xe+ при напуске кислорода (рис. бомбардировка быстрыми атомами и ионами, 2), показало, что кластеры SinO2n– и SinO2n+1– имеют в позволяют генерировать кластеры нужного размера и масс-спектрах повышенную интенсивность при всех самого разнообразного элементного состава [1]. Метод способах их генерации, а абсолютные значения их ин- генерации кластеров путем распыления материалов тенсивностей при напуске в камеру кислорода и паров ускоренными ионами занимает особое место, так как воды при одинаковом давлении мало различаются. путем подбора распыляемого материала и сорта бом- Изучение выходов кластеров SinO2n+1Hk– (k = 1–3) в бардирующих ионов можно синтезировать кластеры, случае напуске в камеру паров воды позволило сделать которые трудно или практически невозможно полу- вывод о разложении молекул H2O на водород и гид- чить другими методами, а высокая доля заряженных и роксильную группу; при этом атомы водорода насы- возбужденных кластеров обеспечивает значительное щают имеющиеся свободные связи в кластере и стаби- удобство проведения исследований, так как можно лизируют образующиеся кластерные структуры, при- проводить прямые исследования ионных кластеров без водя к образованию гидрогенизированных кластеров их дополнительного возбуждения и ионизации. вида SinO2n+1Hk–. Также были получены масс-спектры положительных и отрицательных кластерных ионов Ионное распыление [1; 3; 5; 6] имеет ряд преиму- оксидов кремния вида SinO–2n+1 и проведено сравнение ществ перед другими способами генерации кластеров, их с аналогичными спектрами, но с присоединением поскольку позволяет подбором распыляемого матери- водорода – SinO–2n+1Нk (n = 1–5, k = 1–3) при напуске ала и сорта бомбардирующих ионов получать кла- воды. Сравнение ионных выходов показало: стеры, которые сложно синтезировать другими мето- дами, а высокая доля заряженных и возбужденных ча- 1) выход магических кластеров SinO–2n+1 при стиц обеспечивает значительное удобство проведения напуске Н2О и О2 увеличен по сравнению со спектром исследований, так как не требуется дополнительных без напуска; средств для их возбуждения и ионизации. 2) при напуске воды образуются гидрогенизиро- Кислород – важный элемент в природе. Из всех ванные оксиды типа SinO2n+1Н–, SinO2n+1Н–2, SinO2n+1Н– встречающихся элементов кислород является наибо- 3, причем последний начинает появляться только в ма- лее распространенным. В свободном состоянии он находится в атмосферном воздухе, который содержит гических кластерах с n  2. 23,2% весового, или 20,9% объемного, кислорода. В В магических кластерах пики одногидрогенизиро- связанном виде кислород входит в состав воды, раз- личных минералов и горных пород, а также в состав ванного оксида несколько превосходят по высоте всех растений и животных. Кислород играет огромную предыдущий пик оксида SinO–2n+1. В немагических кла- роль при формировании разнообразных структур и стерах (n = 1) пики оксидов превышают пики гидрати- формообразований, диэлектриков, оксидных пленок рованных оксидов. По масс-спектрам были изучены для микроэлектроники и наноэлектроники, при раз- каналы фрагментации вышеназванных кластеров по личных реакциях химии и физики. всем возможным стехиометрическим направлениям. В работе [9] исследовалась зависимость окисления от Авторы работы [9] использовали в исследованиях размера гидрогенизированных кремниевых кластеров обе модели и сделали вывод об их адекватности экспе- в реакциях с водой. Уникальное направление – умень- риментам по диссоциации аммониевых кластеров, не- шение реактивности с уменьшением кластерного раз- сущих положительный водородный ион. Результаты мера выведено из реакционной энергетики, гранич- исследования будут применены для проникновения в ного орбитального анализа и скоростей химических сущность механизма возбуждения кластерных частиц реакций, определенных теорией переносного состоя- при ионном распылении. Это позволит разработать ния в соединении с расчетами по теории волновых модельный механизм мономолекулярного распада уровней Хартри–Фока и Мюллера–Рлесета для вод- кластерных ионов во временном диапазоне 10–9–10–4 с ных реакций как с дигидридом, так и с конфигураци- после эмиссии кластеров, адекватно объясняющий ями тригидрида кремния. Показано, что возможно наблюдаемые экспериментальные факты независимо производить стабильные гидрогенизированные струк- 63

№ 4 (97) апрель, 2022 г. туры кремния при снижении их размера до наномет- Пассивация водородно-электрохимическим методом ров. Гидрогенизация является простым методом ста- для легко эмиттирующих пор кремния является очень билизации поверхности кремния против окисления и важным, но нестабильным процессом. Для этого таким образом является важным в микроэлектронике. должны соблюдаться основные требования для их ши- В последние годы была проведена большая научная рокого применения. работа по получению идеальной кремниевой поверх- ности, заканчивающейся водородом (гидрогеном). 107 SiO2SiO3 SinOm-, без напуска 106 SiO3H SinOm-, с напуском 105 (SinOmH) -, с напуском (SinOmH2) -, с напуском 104 интенсивность, имп./ сек SiO4 Si2 5 Si3 7 m=1 4 1 6 103 3 5 102 2 2 4 3 101 100 (Si2OmH)- (Si3OmH)- (SiOmH)- атомные группы Рисунок 1. Масс-спектры кластеров SinO2n+1Hk– (k = 1–3) при распылении кремния с напуском в камеру кислорода и воды интенсивность, имп/сек SinOm-(I) 106 SinOm-(II) 105 104 103 102 101 100 I - остаточный вакуум P=6,5*10-5 Па, поверхность очищена ионным пучком после напуска в камеру H2O. II - напуск в камеру H2O до P=2,5*10-3 Па. Масс-спектры кластеров SinOmHk- (n=1-3, m=2n, 2n+1, k=0-4), полученные при токе O2+ на поверхности мишени Si I0=42 нА (15.07.2003). Рисунок 2. Масс-распределение кластеров SinO–2n+1, распыленных с поверхности Si ионами O2+ при различных давлениях кислорода и паров воды в камере бомбардировки 64

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Порядок и молекулярность реакции – совер- определенной стадии суммарного процесса. В бимо- шенно разные понятия, и важно четко их различать. лекулярных реакциях участвует две частицы. Пони- Порядок реакции указывает на эмпирически уста- мание механизма реакции означает установление новленную зависимость скорости от концентрации молекулярности, а не порядка реакции. Однако экс- [7]. Он может быть нулевым, целочисленным или периментально определяется только порядок реак- даже дробным. Термин «порядок реакции» отражает ции. Реакция называется реакцией нулевого по- общую зависимость процесса от концентраций. В рядка, если ее скорость не зависит от концентрации отличие от этого молекулярность относится к одной исходных веществ. Таблица 1. Сводка кинетических уравнений для реакций типа А → продукты реакции [3] Порядок Дифференциальная форма Интегральная форма Время полупревращения Единица измере- 0 ния − dA = k  A − A = kt  A dt 0 m/c 2k 1 − dA = k  A  A =  A e−kt ln 2 c–1 0 k m–1. c–1 dt m–1.c–1 2 − dA = k  A2   1 −  1 = kt 1 dt A A 0  A0 k 2а − dA = k  AB 1 ln B A 0 =k dt B − A  A  B  – 00 0 А→ продукт реакции. − dA = k – константа скорости реакции нулевого порядка. dt Реакций нулевого порядка очень мало, большая их Статистическая теория бимолекулярных реакций часть является гетерогенными реакциями, протекаю- приложима к реакциям, идущим через образование щими на поверхности металла. долгоживущего промежуточного комплекса. Достоин- ством статистической теории является то, что она поз- В настоящей работе приведены результаты экспе- воляет применять хорошо развитый расчетный аппа- риментов, проведенных в течение нескольких лет для рат теории мономолекулярных реакций к бимолеку- получения кластеров полупроводников при различных лярным реакциям [10]. Вероятность перераспределе- давлениях напускаемого в камеру кислорода, образу- ния энергии за время перехода системы через потенци- ющего соединения с кремнием. В таблицах 2, 3 приве- альный барьер не зависит от начальной энергии на дены выходы кластеров кремния и кислорода соответ- каждой степени свободы. Динамические расчеты пока- ственно в зависимости от давления, напускаемого в ка- зывают, что в случае прямых реакций система просто меру кислорода. не имеет времени для перераспределения энергии. Если же реакция происходит через образование ком- Все процессы, протекающие при участии класте- плекса, то энергия перераспределяется статистически ров, относятся к реакциям более высокой молекуляр- между различными степенями свободы. Нет основа- ности [7]. Образование кластерных ионов – процесс, ний считать, что одновременно несколько степеней характерный для многих газофазных систем. По струк- свободы динамически участвуют в активации. Вопрос турным свойствам можно выделить два вида класте- о том, какая одна степень свободы ответственна за ак- ров. В первом случае частицы, образующие кластер- тивацию, весьма актуален. Константа скорости равно- ный ион, колеблются около равновесного положения, весных реакций слабо зависит от того, какая степень расстояния между ними в среднем больше размера свободы ответственна за активацию. Для неравновес- изолированных атомов (молекул), валентные элек- ных реакций, когда распределение по степеням сво- троны остаются локализованными на атомах. Атомы боды небольцмановское или больцмановское, но с раз- или молекулы, составляющие такой кластер, в значи- личными температурами, константа скорости зависит тельной степени сохраняют свои индивидуальные от того, какая степень свободы определяет активацию. свойства. По-видимому, большинство «газовых» кла- В этом случае константа пропорциональна ехр(–Е/кТ), стеров могут быть описаны в этом приближении. Ско- где Т – температура активной степени свободы. рость химической реакции определяется [5] величиной свободной энергии, а необязательно теплотой актива- ции. Здесь для более подробного описания процесса кластерообразования приводится несколько теорий. 65

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Таблица 2. Выход кластеров в зависимости от давления напускаемого в камеру кислорода О2 Давление, O+ O2+ SiO+ O3+ SiO2+ O4+ SiO3+ O5+ Па 1,5×10–5 666 80 53000 52 4300 15 63 75 1,5×10–4 550 95 37400 50 4250 18 65 180 3×10–4 4055 1890 0,045 V 64 5320 18 1770 420 7×10–4 143500 170 80 10100 920 1×10–3 34000 8500 370 14500 145 19000 1250 2×10–3 0,40 V 1300 400 40000 1860 3×10–3 80000 18000 1280000 3500 30100 1400 49900 2100 0,1 V 58000 1,02 V 108500 320000 0,052V 3264000 0,093 V 0,27 V 166400 297600 864000 3,5 V 11200000 9,2 V 29440000 3,8×10–3 0,56 V 0,115V 18 V 7400 0,26 V 2900 46600 2200 5,5×10–3 1792000 368000 57600000 11400 832000 5000 37000 3200 6,5×10–3 13500 6700 30500 4200 7,5×10–3 0,83V 0,18 V 24 V 14800 0,38 V 8700 23800 5600 2656000 576000 76800000 1216000 0,97 V 0,21 V 25 V 0,41 V 3104000 672000 87000000 1312000 1,1 V 0,21 V 25 V 0,41 V 3520000 672000 87000000 1312000 Таблица 3. Каналы распадов кластеров Оm+ (m = 2, 6), Хе+ – Р(О2)= 7×10–3 Pа, I(Xe+) = 950 nA Ион Канал Осколочный Нейтральный Io III II Примечание O2+ O3+ распада ион фрагмент O4+ O+ + O O+ O 0,17 V 1 165,6 O5+ O+ + O2 O+ O2 19222 0,4 158 O2+ + O O2+ O+ + O3 O+ O 18900 0,2 1,5 Xe+, 11.11.06. P(O2) = 7×10–3 Pa, O3 20900 0,2 5 I(Xe+) = 950 nA O2+ + O2 O2+ O2 20700 0,3 2,8 O3+ + O O3+ O 21200 7,7 6,3 O+ + O4 O+ O4 15300 0 2,6 O2+ + O3 O2+ O3 15370 0,2 0,3 O3+ + O2 O3+ O2 15400 0,7 1,7 O4+ + O O4+ O 15500 2 1 66

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Мы предполагаем, что нереактивные стабильные получения стабильной, нереактивной гидрогенизи- структуры могут быть достигнуты формированием рованной кремниевой структуры важно получение единообразных наноразмерных структур (они неперестроенных структур, однородно покрытых должны быть < 10 нм, при котором указанный раз- силиконовым дигидридом, в частности, со структур- мерный эффект становится значительным). Если это ным размером в нанометры. является случайным, окисление, найденное для по- ристого кремния, является, вероятно, благодаря пло- В заключение гидрогенизированные кремниевые хой однородности и несущественен маленький раз- структуры показывают размернозависимую реак- мер их наноструктур. Мы полагаем, что окисление, тивность и, таким образом, стабильность в отноше- являющееся результатом тех же реактивных локаль- нии к окислению. С наноразмерной гидрогенизиро- ных структур, может привести к распространению ванной кремниевой структурой, в частности, с ди- окисления благодаря окислению основы. Однако гидридной законченной наноразмерной силиконо- силиконовая структура является хорошо гидроге- вой структурой, возможно проводить нереактивные низированной, и отсутствует ее поверхностная ре- стабильные наноразмерные действия. Кластерные конструкция, имеющие место первичные реакции образования, все процессы, протекающие при уча- становятся менее возможными. Таким образом, для стии кластеров, относятся к реакциям более высокой молекулярности [7]. Список литературы: 1. Джемилев Н.Х. // Известия РАН, Сер. физ. 72. – 2008. – № 7. – С. 962. 2. Исследование кремния легированного ионами бора спектроскопией комбинационного рассеяния (Raman spectroscopy) / Ш.Т. Хожиев [и др.] // Высшая школа. Научно-практический журнал. – 2020. – № 3. – С. 22–26. 3. Исследование поверхности кремния имплантированного ионами меди / Ш.Т. Хожиев, А.А. Ганиев, В.М. Ротштейн [и др.] // Международный научно-исследовательский журнал. – 2020. – № 8 (98). Ч. 1. – С. 54–58 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://research-journal.org/technical/issledovanie-poverxnosti- kremniya-implantirovannogo-ionami-medi/ (дата обращения: 14.04.2022.). 4. Исследование спектров фотолюминесценции образцов селенида цинка методом Рамановской спектроскопии / Ш.Т. Хожиев [и др.] // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. – 2020. – № 4 (73) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/9238 (дата обращения: 14.04.2022). 5. Кондратьев В.Н. Термические бимолекулярные реакции в газах. – М. : Наука, 1976. – 192 с. 6. Хожиев Ш.Т. Процессы образования и механизмы формирования металлических кластеров ниобия NbnOm+ // Методы науки. – 2020. – № 2. – С. 22–26. 7. Чанг Р. Физическая химия с приложениями к биологическим системам. – М. : Мир, 1980. – С. 662. 8. Bekkerman A.D. Mikrochim // Acta. – 1998. – № 15. – P. 371. 9. Fan J. // J. Am. Chem. Soc. – 1995. – Vol. 117. – P. 5417–5418Long Xu.Y. // Appl. Phys. – 1998. – Vol. A66. – P. 99–102. 67

Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 4(97) Апрель 2022 Часть 9 Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 54434 от 17.06.2013 Издательство «МЦНО» 123098, г. Москва, улица Маршала Василевского, дом 5, корпус 1, к. 74 E-mail: [email protected] www.7universum.com Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в типографии «Allprint» 630004, г. Новосибирск, Вокзальная магистраль, 3 16+

UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 4(97) Апрель 2022 Часть 10 Москва 2022

УДК 62/64+66/69 ББК 3 U55 Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии: Горбачевский Евгений Викторович, канд. техн. наук; Демин Анатолий Владимирович, д-р техн. наук; Елисеев Дмитрий Викторович, канд. техн. наук; Звездина Марина Юрьевна, д-р. физ.-мат. наук; Ким Алексей Юрьевич, д-р техн. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Ларионов Максим Викторович, д-р биол. наук; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мажидов Кахрамон Халимович, д-р наук, проф; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Мерганов Аваз Мирсултанович, канд.техн. наук; Пайзуллаханов Мухаммад-Султанхан Саидвалиханович, д-р техн. наук; Радкевич Мария Викторовна, д-р техн наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Старченко Ирина Борисовна, д-р техн. наук; Усманов Хайрулла Сайдуллаевич, канд.техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук; Tengiz Magradze, PhD in Power Engineering and Electrical Engineering. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 4(97). Часть 10. М., Изд. «МЦНО», 2022. – 72 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/497 ISSN : 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2022.97.4-10 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2022 г.

Содержание 5 Химическая технология 5 10 ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ХИТОЗАНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ ЯБЛОК НА СРОК ИХ ХРАНЕНИЯ 17 Холмирзаев Илхомжон Хасанбаевич Абдуллаев Фазилжон Турсунович 22 ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОДОГРЕВА НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ СМЕСИ 25 ПАРАМИ НАФТЫ В ТЕПЛООБМЕННИКЕ-КОНДЕНСАТОРЕ 10Е-03 УСТАНОВКИ 28 ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ Худайбердиев Абсалом Абдурасулович 33 Артиков Аскар Артикович Рахимжанова Шахноза Саиданваровна 33 Шомансуров Фозилбек Фаттох угли 37 МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАТИКИ ПРОЦЕССА ПОДОГРЕВА НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ 41 СМЕСИ ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРОВ НАФТЫ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ КОЖУХОТРУБЧАТОМ АППАРАТЕ 41 Худайбердиев Абсалом Абдурасулович Рахимжанова Шахноза Саиданваровна 45 Шомансуров Фозилбек Фаттох угли Шафоатов Нуриддин Фахриддин угли 45 49 ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА ПУТЕМ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ, ВЫБРАСЫВАЕМЫХ ИЗ ГОРОДСКИХ КАНАЛИЗАЦИЙ Хўжжиев Маъмуржон Янгибоевич Бабаев Фаррух Файзуллаевич Тиллаева Шахноза Фахритдиновна ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Юлдашев Фарход Талазович Бегжанова Гулрух Бахтияровна ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЕСОЧНЫХ ОТХОДОВ СОДОВОГО ЗАВОДА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА Юнусов Миржалил Юсупович Мирзакулов Холтура Чориевич Ражабов Шохрух Шермахматович Электроника СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УСТРОЙСТВ В ПРОИЗВОДСТВЕ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Курбанов Жанибек Файзуллаевич Яронова Наталья Валерьевна СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ УСТРОЙСТВ Усманов Жафар Иcраилович Абдуллаев Миршод Шухратович Электротехника РАСЧЕТ ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ “МИКРО” СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ МАЛЫХ ГЭС Пирматов Нурали Бердиярович Муминов Махмуджон Умурзакович Ан Артур Дмитриевич Усманалиева Ирода Аблахат кизи Энергетика ДОСТИЖЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Абдурахимов Достон Рахимжон угли ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОЙ СКВАЖИНЫ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ МЕТОДОМ ОРЭ НА ПЛОЩАДИ СЕВЕРНЫЙ ГОТУРДЕПЕ Деряев Аннагулы Реджепович

ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТОЙ МЕТОДИКИ ПРОГНОЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 55 РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ ПРИ ОСВОЕНИИ МЕТОДОМ 59 ОДНОВРЕМЕННОЙ РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ 66 Деряев Аннагулы Реджепович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ПРИМЕНЕНИЯ СОЛНЕЧНЫХ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК В ГОРНОЙ МЕСТНОСТИ Исмаилов Рашад Телман Кулиев Джамиль Тахир РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МИКРОГЭС ЭФФЕКТИВНО РАБОТАЮЩЕЙ В НИЗКОНАПОРНЫХ ВОДОТОКАХ Мамедов Расул Акиф-огли

№ 4 (97) апрель, 2022 г. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ХИТОЗАНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ ЯБЛОК НА СРОК ИХ ХРАНЕНИЯ Холмирзаев Илхомжон Хасанбаевич ст. преподаватель, Ташкентский государственный аграрный университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Абдуллаев Фазилжон Турсунович канд. хим .наук, Ташкентский государственный аграрный университет Республика Узбекистан, г.Ташкент E-mail: [email protected] INFLUENCE OF THE CONCENTRATION OF CHITOSAN PREPARATIONS IN THE PROCESSING OF DIFFERENT APPLE VARIETIES ON THEIR STORAGE TIME Ilhomjon Kholmirzaev Senior Lecturer, Tashkent state agrarian University, Republic of Uzbekistan, Tashkent Foziljon Abdullayev Candidate of chemical Sciences, Tashkent state agrarian University, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В основу статьи положен новый экологически чистый полимер хитозан и его композиции с органическими кислотами, увеличивающими сроки хранения плодов яблок по видам, механизмы действия биопрепаратов на сроки хранения. Показано, что при хранении яблок большое значение имеют оптимальная среда, концентрация препаратов и относительная влажность. ABSTRACT The article is based on a new environmentally friendly polymer chitosan and its compositions with organic acids that increase the shelf life of apple fruits by species, the mechanisms of action of biological products on the shelf life. It is shown that the optimal environment, concentration of preparations and relative humidity are of great importance during the storage of apples. Ключевые слова: хитозан, уксусная кислота, янтарная кислота, глицирризиновая кислота, антибактериальное действие, противомикробное действие, контролируемая атмосфера, контролируемая газовая среда. Keywords: chitosan, acetic acid, succinic acid, glycyrrhizic acid, antibacterial action, antimicrobial action, controlled atmosphere, controlled gas environment. ________________________________________________________________________________________________ За последние годы мировой рынок фруктовой мира. При этом в ведущих развитых странах мира продукции вырос на несколько процентов. Годовое (США, Россия, страны ЕС, Япония и др.) основное потребление на одного человека в мире составляет внимание уделяется обеспечению населения эколо- 120 килограммов фруктов. Среди стран - гически чистыми продуктами питания. В этих стра- поставщиков фруктовой продукции Китай, США, нах в процессе хранения и переработки пищевых Вьетнам, Турция, Марокко, Евросоюз, некоторые продуктов большое внимание уделяется использова- страны Азии, Иран, Пакистан и Индия и другие. По нию препаратов, полученных из природного сырья данным последних 3 лет продовольственная без- без использования химических пестицидов [1]. опасность остается одной из глобальных проблем __________________________ Библиографическое описание: Холмирзаев И.Х., Абдуллаев Ф.Т. ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ХИТОЗАНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ ЯБЛОК НА СРОК ИХ ХРАНЕНИЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13479

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Важность развития органического сельского этилена, затрудняет аэробное дыхание, что и хозяйства и производства органических пищевых объясняет бактерио- и фунгистатическое действие продуктов Республики Узбекистан подчеркнута в препарата [5]. Указе Президента Республики Узбекистан № ПФ- 5995 от 18 мая 2020 года «О дополнительных мерах В настоящей работе нами использован наиболее по обеспечению соответствия показателей качества перспективный способ решения этой проблемы – и безопасности сельскохозяйственной продукции это создание «съедобных» полимерных покрытий на международным стандартам» [2]. поверхности плодов яблок. В процессе хранения фруктов и овощей в При обработке яблок препаратами хитозана и мировом опыте используются различные его производными потеря воды у них снижалась на технологии. Например, для создания газовой среды 20-40% в зависимости от сорта (табл.1, 2). и длительного хранения фруктов в контролируемой атмосфере используются следующие технологии: Согласно мировым стандартам, препараты нового ULO (Ultra Low Oxygen) - хранение в камере с очень поколения должны отвечать следующим требова- низким содержанием кислорода (менее 1-1,5%); ниям: надежный механизм действия; экономическая RCA (Rapid Controlled Atmosphere) - технология эффективность и экологическая безопасность. быстрого снижения концентрации кислорода; ILOS (Initial Low Oxygen Stress) - сверхбыстрое снижение К таким требованиям можно отнести препараты уровня кислорода в камере за короткое время; LECA на основе хитозана и его производных с органи- (Low Ethylene Controlled Atmosphere) – технология ческими кислотами, т.к. они обладают биологически снижения уровня этилена в камере; DCA (Dynamic активными, антимикробными, антибактериальными Controlled Atmosphere) - динамически управляемая и биоразлагаемыми свойствами [6-10]. атмосфера; СО2 shock treatment - технология шоковой обработки углекислым газом за счет повышения В нашем исследовании средняя молекулярная концентрации углекислого газа до 30% [3]. масса аналитического чистого хитозана составила Мηs - 25000, степень деацетилирования 85 мол.%, Широко применяется технология хранения с использовали уксусную, лимонную, янтарную и использованием модифицированной атмосферы. глицирризиновую кислоты. Газообразная среда формируется мембраной, отбирающей газ из полиэтиленовой пленки, путем Подготовка плодов яблок для длительного вдыхания сырья (поглощение О2, выделение СО2) хранения (контроль механических повреждений, или с помощью пакетов из полимерных пленок первичное охлаждение до 30С, хранение при опреде- барьерного типа. ленной температуре) осуществлялась нами в соот- ветствии с инструкциями УзДСТ ИСО 1212:2010. Кроме того, использование некоторых синтети- ческих антисептиков при длительном хранении Перед закладкой на хранение плоды яблок плодов, удлиняет сроки хранения, но оказывает обрабатывали хитозаном и его производными комп- негативное влияние на здоровье потребителей. лексами на основе органических кислот (уксусной, янтарной, аскорбиновой и глицирризиновой кислоты), В литературе широко описаны антибактериальные пригодных для употребления в пищу. и антимикробные свойства хитозана. Покрытие по- верхности плода полупроницаемым хитозановым Для исследований нами использовались следую- покрытием изменяет уровни эндогенных газов (CO2, щие сорта яблок: Фарангиз, Фуджи куки, O2 и этилен), препятствуя аэробному дыханию, что Наманганский красный, Голден супер, Голден отражает бактериологическое и фунгистатическое делишес, Грей смит, Ренет Симиренко. Плоды были действие этого биополимера. собраны согласно технологии, затем хранились в хо- лодильнике при +50С в течение суток, потом обра- Оксид серы (SO2) – имеет сильный едкий запах, батывались препаратами на основе хитозана и его хорошо растворяется в воде. Сернистым газом обра- производных разной концентрации для длительного батывают фрукты, сухофрукты и свежий виноград хранения, после чего их хранили при от +1 до +30С. для увеличения срока хранения. В процессе обра- Препараты готовили растворением 0,2% раствора ботки оксидом серы изменяется химический состав хитозана в водных растворах органических кислот в клеточного сока, разрушаются некоторые витамины соотношении 1:1, 1:2 и 2:1 в течение 25 часов при и микроэлементы. Так как оксид серы – это газ, то по- температуре 25ºС. Поверхность плодов обрабаты- сле окончания обработки на поверхности фруктов вали полимерным покрытием рН 6,5-6,7, каждый из могут остаться соли сернистой кислоты, в то время, плодов погружали в раствор полимера на 1 минуту как сам газ улетучивается. У астматиков сульфиты и затем сушили на открытом воздухе [11]. могут вызывать сильную аллергию, при попадании в организм сульфиты разрушают витамин B1, что В качестве контроля использовали дистил- при длительном воздействии вызывает нервное рас- лированную воду, обработанные плоды взвешивали стройство [4]. и помещали в холодильник для хранения при температуре +3ºС и относительной влажности 90-95%. Одним из более перспективных путей решения этой проблемы является создание съедобных поли- Пищевая ценность плодов оценивалась визуально мерных покрытий на поверхности фруктов. Покры- и органолептически. Результаты обработки выражали тие фруктов полупроницаемой пленкой из хитозана в процентах массы испорченных плодов к общей изменяет уровень эндогенных газов CO2, О2 и массе переработанных плодов в конце эксперимента (процент потери) (табл. 1, 2). 6

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Результаты исследования и анализ: сорта Фарангиз. Установлено, что эффективность В результате проведенных опытов, анализа и в 2,4-2,8 раза выше, чем при контроле сроков год- органолептических наблюдений, были подобраны ности. Эксперименты показали, что эффективность оптимальные концентрации препаратов в зависимости комплекса хитозан-глицирризиновая кислота выше от сортов яблок, которые были использованы в в 2,4 раза по сравнению с контролем. Результаты последующих исследованиях. опыта показывают, что эффективность препаратов на основе хитозана и уксусной кислоты при хранении В заключение из вышеизложенного можно яблок сорта Фуджи куки нового районирования сделать вывод, что наибольшая эффективность в Узбекистане в 1,7-1,8 раза выше по сравнению с препаратов на основе композиции хитозана с ук- контролем. сусной кислотой наблюдалась при хранении яблок Таблица 1. Препараты, применяемые при обработке сортов яблок, для длительного хранения, и их сравнительная оценка с контролем. Температура -1 +2С°, относительная влажность 90-95% Использованные сорта яблок Варианты Фарангиз, мес. % Фуджи куки, мес. % Наман-ганская красная, мес. % Голден супер, мес. % Голден делишес, мес. % Грейн смит, мес. % Ренет Симиренко, мес. % Срок хранения по рекоменд. USAID, 8 100 7 100 9 100 11 100 12 100 12 100 11 100 контроль Хитозан 0,1% - 19 237 10,5 150 12 140 15,8 144 16,8 140 22 183 23,1 210 Уксусная к-та 0,2% (1:1) Хитозан 0,1% - 20 250 12,5 178 15,7 175 19,5 177 20 167 21,5 179 22,6 205 Уксусная к-та 0,1 % (1:1) Хитозан 0,5% - 6 77 5 71 5,4 60 9,1 83 10,2 85 8,3 79 8,3 76 Уксусная к-та 2% (1:1) Хитозан 0,2% - 7,6 95 6 85 6,3 70 10,3 94 8,8 73 9 75 10,4 95 Уксусная к-та 1% (2:1) Хитозан 0,2% - 22,8 285 10,5 150 13,5 150 24 218 24 200 23,4 195 24,7 225 Уксусная к-та 0,2% (1:1) Хитозан 0,2% - 15 188 11 157 13,5 150 21,3 194 23,3 194 21 175 20,9 190 Уксусная к-та 0,2% (1:2) 7

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Таблица 2. Препараты, применяемые при обработке сортов яблок, для длительного хранения, и их сравнительная оценка с контролем. Температура -1 +2С°, относительная влажность 90-95% Использованные сорта яблок Варианты Фарангиз, мес. % Фуджи куки, мес. % Наман-ганская красная, мес. % Голден супер, мес. % Голден делишес, мес. % Грейн смит, мес. % Ренет Симиренко, мес. % Срок хранения по рекоменд. USAID, 8 100 7 100 9 100 11 100 12 100 12 100 11 100 контроль Хитозан 0,2% - 8,1 100 8 114 9 100 13,3 116 12,7 106 12 100 11 100 Раствор калиевой соли в лимонной к-те (1:1) Хитозан 0,2% - 12 150 10 142 10,8 120 17 155 18,6 155 15 125 16,7 152 Раствор калиевой соли в лимонной к-те (2:1) Хитозан 0,2% - Аммониевая соль 11 140 9,5 135 10,8 120 12,2 111 13 110 14,3 119 15,7 143 виниловой к-ты 0,2% (1:2) Хитозан 0,2% - 10,4 130 10,5 150 10 110 14,6 133 15,5 129 12,5 104 14,6 133 Янтарная к-та 0,25% 11,3 142 11 157 10,8 120 17 155 18 150 14,7 122 15,6 142 (1:1) 4,16 52 3 35 3,6 40 6 55 7,4 62 5,2 44 5,7 52 6,8 85 4 57 5,6 60 9,1 83 7,5 63 8,8 73 9,3 85 Хитозан 0,1% - 19 240 10,5 150 12,6 140 16,5 150 17,9 149 21,8 175 23,9 218 Янтарная к-та 0,1% 19 238 11 157 11,7 130 18,3 166 19,5 163 23,2 193 24,4 222 (1:1) Хитозан 0,2% - Аскорбиновая к-та 0,25% (1:1) Хитозан 0,1% - Аскорбиновая к-та 0,1% (1:1) Хитозан 0,1% - глицирризиновая к-та 0,01% (1:1) Хитозан 0,2% - глицирризиновая к-та 0,01% (1:1) Из результатов, приведенных в таблице 1 и 2 соотношении 1:1. По видимому, это связано с тем, что было установлено, что влияние на срок хранения яб- хитозан при таких концентрациях проявляет высо- лок различных сортов от концентрации хитозановых кую антибактериальную и антивирусную актив- препаратов и его комплексов с органическими ность. кислотами влияет по-разному. Отсюда можно сделать вывод, что эти препараты по-разному Наилучшие результаты зафиксированы для яб- влияют на биологические процессы, протекающие в лок всех сортов, обработанных растворами Хитозан – плодах при их хранении. Для всех сортов яблок вы- Глицирризиновая кислота при соотношении 1:1 и 2:2. сокую эффективность показали препараты с концен- Также Хитозан – Уксусная кислота при соотноше- трацией хитозана 0,1 и 0,2% с органическими кисло- нии 2:1. При этом товарный вид и вкусовые каче- тами с концентрацией в пределах от 0,1 до 0,2% при ства яблок оставались в лучшем виде по сравнению с контролем. 8

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Препараты на основе хитозана с высокой кон- Таким образом, по результатам вышеперечис- центрацией и препараты на основе хитозана с аскор- ленных исследований была подобрана оптимальная биновой кислотой оказывали негативное влияние на концентрация препаратов при хранении яблок по срок хранения яблок. Это объясняется тем, что ком- сортам и составлены рекомендации по применению позиции, сформированные из высококонцентриро- наиболее эффективных препаратов при хранении ванных растворов хитозана и аскорбиновой кислоты плодов для фермерских хозяйств. оказывают сильное воздействие на кожуру яблок. Список литературы: 1. АНО Международный независимый институт анализа инвестиционной политики (АНО МНИАП) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://мниап.рф/analytics/Mirovoj-rynok-fruktov/ (05.04.2022). 2. 2020 йил 18 майдаги ПФ-5995 “Қишлоқ хўжалиги маҳсулотларининг сифат ва хавфсизлик кўрсаткичлари халқаро стандартларга мувофиқлигини таъминлашга доир қўшимча чора-тадбирлар тўғрисида” Президент Фармони. 3. Проектирование и оснащение фрукто- и овощехранилищ. Хранение в регулируемой атмосфере [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.infrost-agro.ru/keeping/regulate/ (05.04.2022). 4. No H.K., Meyers S.P., Prinyawiwatkul W., Xu Z. Application of Chitosan for Improvement of Quality and Sheff Life of Foods. //Journal of Food Science 2007.- Volume 72.- №5.- Page R87-R100. 5. Абдуллаев Ф.Т., Сатторов М.Э., Холмирзаев И.Х., Нематов Н.А. Мева ва сабзавотлар сақлаш жараёнида турли замбуруғ касалликлари билан зарарланиши ва уларга қарши кураш омилларию. // Журнал “Агрокимё ҳимоя ва ўсимликлар карантини”, 2018.- № 6.- Б. 56-60. 6. Rudall K.M., Kenochington W. The chitin sustem. // Biolog. Rev.- 1973.- P. 597-636. 7. Скрябин К.Г., Вихорова Г.А., В.П. Варламов. Хитин и хитозан. Получение, свойства и примение. М. Наука.- 2002.- 368 с. 8. Н.Р. Вохидова, С.Ш. Рашидова. Полимер металлические системы хитозана BomByx mori / Издательство «Фан» Академии наук Республики Узбекистан Ташкент.- 2016.- C. 33-34. 9. Хитозановые технологии в сельском хозяйстве. Брошюра. Биотехнологии ЗАО – С. 79]. 10. Куликов С.Н., Тюрин Ю.А., Ильина А.В., Левов А.Н., Лопатин С.А., Варламов В.П. Антибактериальная активность хитозана и его производных. /Научн. журн.: Труды Белорусского Государственного Университета. - 2009.- Том 4.- Ч 1.- C. 95-100. 11. Абдуллаев Ф.Т., Шукуруллаева М., Ражабова Д.Ю., Холмирзаев И.Х. Жамолова Л.Ю., Перспективы применения хитозана и его производных при хранении фруктов.//Тезисы докладов республиканской научной конференции “Роль интеграции науки о полимерах и образования в инновационном развитии отраслей экономики“. Ташкент 2015. 6 ноября. С. 139−140. 9

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13532 ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОДОГРЕВА НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ СМЕСИ ПАРАМИ НАФТЫ В ТЕПЛООБМЕННИКЕ-КОНДЕНСАТОРЕ 10Е-03 УСТАНОВКИ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ Худайбердиев Абсалом Абдурасулович д-р техн. наук, научный сотрудник Института общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Артиков Аскар Артикович д-р техн. наук, профессор Ташкентского химико-технологического института МВиССО РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Рахимжанова Шахноза Саиданваровна докторант Ташкентского химико-технологического института МВиССО РУз. Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Шомансуров Фозилбек Фаттох угли докторант Института общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] OPTIMIZATION OF THE PROCESS OF HEATING AN OIL AND GAS CONDENSATE MIXTURE BY NAPHTHA VAPOR IN THE 10E-03 HEAT EXCHANGER-CONDENSER OF THE INSTALLATION OF THE PRIMARY OIL DISTILLATION Absalom Khudayberdiev Doctor of Technical Sciences, Researcher at the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent Asqar Artikov Doctor of technical sciences, prof. of Tashkent Chemical-Technological Institute of the Ministry of Higher Education and Science of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent Shakhnoza Rakhimjanova Doctoral student of the Tashkent Chemical-Technological Institute of the Ministry of Higher Education and Science of the Republic of Uzbekistan. Uzbekistan, Tashkent Fozilbek Shomansurov Doctoral student of the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОДОГРЕВА НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ СМЕСИ ПАРАМИ НАФТЫ В ТЕПЛООБМЕННИКЕ-КОНДЕНСАТОРЕ 10Е-03 УСТАНОВКИ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Худайбердиев А.А. [и др.]. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13532

№ 4 (97) апрель, 2022 г. АННОТАЦИЯ Сформулирована целевая функция критерия оптимальности - удельной себестоимости подогреваемой нефте- газоконденсатной смеси 30%Н+70%ГК, включающая в себе изменения расхода электроэнергии и амортизацион- ных отчислений в зависимости от производительности, условий работы теплообменника и расходуемой мощно- сти для перекачки смеси. Построены кривые зависимостей удельной себестоимости подогретой смеси от поверх- ности нагрева аппарата и температуры смеси на выходе. Выявлены оптимальные условия эксплуатации теплооб- менника 10Е-03 Бухарского НПЗ: F = 445 м2, А = 245,8 сум/кг, Э = 250,5 сум/кг, Суд = 508,5 сум/кг и t = 77,0 оС при заданной производительности Gо = 105508,3 кг/ч. ABSTRACT The objective function of the optimality criterion is formulated - the unit cost of a heated oil and gas condensate mixture of 30%Oil+70%GC, which includes changes in electricity consumption and depreciation charges depending on the performance, operating conditions of the heat exchanger and the consumed power for pumping the mixture. Curves of the dependences of the unit cost of the heated mixture on the heating surface of the apparatus and the temperature of the mixture at the outlet are constructed. Optimal operating conditions of the heat exchanger 10E-03 of the Bukhara refinery have been identified: F = 445 m2, A = 245.8 sum/kg, E = 250.5 sum/kg, C = 508.5 sum/kg and t = 77.0 oС at a given productivity Go =105508.3 kg/h. Ключевые слова: нефтегазоконденсатная смесь, перегонка, тяжелая нафта, нагревание, теплообменник, конденсатор, поверхность теплообмена, оптимизация, технологическая себестоимость. Keywords: oil and gas condensate mixture, distillation, heavy naphtha, heating, heat exchanger, condenser, heat exchange surface, optimization, technological cost. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Крупнотоннажные нефтеперегонные параметров процесса или минимальную необходимую установки являются крупными потребителями тепла и теплопередающую поверхность при заданной произ- электрической энергии [1, 2]. При постоянном росте водительности аппарата. тарифов на нефть и энергоресурсы эти установки не всегда отвечают требованиям по эффективности ис- С учетом производительности теплообменника G пользования энергии. Это указывает на необходимость и ограничения на технологические показатели сырья и совершенствования большинства технологических греющего теплоносителя, критерий оптимальности процессов, в частности, процесса тепловой подготовки в общем виде можно выразить в виде [4]: нефти к перегонке. В этом аспекте приоритетными направлениями энергосбережения на установке пер- R = f (G, Kс, Kз, Эз), (1) вичной перегонки нефти является увеличение степени использования тепла вторичных энергоресурсов, вы- где Кс - технологические показатели сырья; Кз и Эз - ходящих из ректификационной колонны, а также оп- удельные капитальные и эксплуатационные затраты тимизация трех блоков теплообменного оборудования для осуществления процесса, отнесенные к одному предварительного подогрева сырья установки. году нормативного срока окупаемости Тн. Как известно, критерий оптимальности является Входящие в (1) экономические величины Кз и Эз мерой количественной оценки оптимизируемого каче- придают универсальность данному критерию и позво- ства объекта - процесса или аппарата [3]. Выражение ляют применять для оптимизации конструкций аппа- критерия оптимальности в виде экономической ратов, независимо от их назначения и особенностей. оценки, таких как производительность, себестоимость продукции, прибыль, рентабельность и пр., являются При выявлении оптимальных границ технологиче- общей постановкой задачи оптимизации. В случаях, ского режима подогрева нефтяного сырья теплом топ- когда объектом оптимизации является часть техноло- ливных фракций в паровом и жидком фазах целесооб- гического процесса, критерием оптимальности может разно выбирать технологическую себестоимость подо- служить технологическая характеристика, косвенно гретого сырья Ст в качестве критерия оптимальности. оценивающая экономичность работы аппарата - выход В состав технологической себестоимости продукции продукта, продолжительность процесса, расходы теп- лоносителей и их температуры на входе и выходе из традиционно включают затраты на сырьё, вспомога- теплообменников, разность температур между тепло- тельные материалы, теплоносители, тепловой и элек- носителями, тепловые коэффициенты и тепловая трической энергии, заработную плату обслуживаю- нагрузка аппарата. При этом в качестве варьируемых щего персонала и другие расходы [4, 5]: параметров рассматриваются расход сырья, темпера- туры потоков теплоносителей на выходе и передавае- Стех = СоGо + СтGт + Сэ(Nн+Nд) + (2) мое аппаратом количество теплоты. Аа Fа+ Акн Fкн + Ан(Nн+Nд), Выбор критерия оптимальности. При решении где Со, Ст и Сэ - соответственно, себестоимость сырья, задачи оптимизации подогрева нефтяного сырья угле- греющего теплоносителя и электроэнергии; Gо и Gт - водородными теплоносителями целесообразно опре- расходы сырья и теплоносителя; Nн и Nд - мощность делить либо рациональные границы технологических насоса для перекачки нефти и дистиллятов фракций; Fт и Fкн - поверхность теплопередачи теплообменников и 11

№ 4 (97) апрель, 2022 г. конденсаторов; Аа и Ан - амортизационые отчисления P = 0,52 (Lобщ/dэкв+i), (6) для технологических аппаратов и насосов. где  = G/(0,785dвн2) - скорость потока в трубках ап- Отметим, что нефть в ходе подогрева не подверга- ется технологической обработке. Поэтому стоимость паратов, м/с; dвн - внутренний диаметр трубок, м;  = сырой нефти Со зависит от ее качества и не зависит от f(Re) - коэффициент трения, определяемый в зависимо- режима работы теплообменного оборудования. Необ- сти от режима движения сырья в трубках по числу Re; ходимо также учесть, что отходящие из ректификаци- онной колонны потоки дистиллятов топливных Re = (dвн)/µ - число Рейнольдса; µ - динамический фракций и кубовой остаток подлежат охлаждению до коэффициент вязкости сырья, Па.с; Lобщ = n.l - общая температуры их хранения в парках НПЗ [1,6]. Исходя длина трубок, м; n - число труб в аппарате, шт.; l - ра- из этого, для повышения тепловой эффективности нефтеперегонной установки, эти горячие потоки ис- бочая длина одной трубы, м; i - суммарный коэффи- пользуются для последовательного многоступенча- циент местных сопротивлений. того предварительного подогрева нефти, подаваемую в змеевиковую печь. Поэтому затраты, связанные с ис- С учетом производительности теплообменных ап- пользованием горячих потоков, не оказывают влияния паратов по сырью Gо их теплопередающая поверх- на технологическую себестоимость подогретой нефти ность Fа определяется по выражению в теплообменных аппаратах. Помимо этого, заработ- ная плата персонала по техническому обслуживанию Fа = Q/(К tср) = Gо (cвых tвых - cвх tвх)/(К tср), (7) аппаратов также не зависит от интенсивности эксплу- атации оборудования. В силу вышеописанных обстоя- где Q = Gо(cвых tвых - cвх tвх) - тепловая нагрузка аппарата, тельств, затраты, связанные с покупкой нефти, тепло- Вт; cвх и cвых - теплоемкость сырья при температурах носителей и зарплата технического персонала в состав его входа в аппарат tвх и на выходе из него tвых, выражения критерия оптимальности исследуемого Дж/(кг.оС); К- коэффициент теплопередачи в аппарате, процесса (2) не включаются [4]: Вт/(м2 оС); tср - полезная разность температур, оС. Стех = Сэ(Nн+Nд) + Аа Fа+ Акн Fкн + Ан(Nн+Nд). (3) Теплоемкость нефтяного сырья c (кДж/кг.оС), с Как известно, трубчатые теплообменные аппараты учетом его температуры Т и относительной плотности трех блоков предварительного подогрева сырья нефте- перегонной установки имеют различные конструкции  20 , определяется по формуле [1,2,4]: и производительность [1,2,4,6,7]. По этой причине, для 4 выявления оптимального состава блоков теплообмен- ников нефтеперегонной установки и разработка ее cр = 1,5072 + Т − 223  (1,7182 − 1,5072 20 ) .(8) энергосберегающей технологической схемы в каче- 100 4 стве критерия оптимальности целесообразно принять удельную технологическую себестоимость нагретого Коэффициенты теплоотдачи от греющего тепло- сырья Суд = Стех/Gо. В этом случае (3) можно выразить носителя к стенке труб 1 и от стенки к подогреваемой в виде: жидкости 2, а также коэффициент теплопередачи К в теплообменных аппаратах рассчитывается по уточнен- Суд = 1/Gо[Сэ(Nн+Nд) + АаFа + АкнFкн + Ан (Nн + Nд)]. (4) ной методике [9], с учетом условий работы, используя температурные изменения показателей свойств сырья Сопоставительная оценка влияния статьи затрат - плотность ρ, вязкость ν, и μ, теплоемкость с, тепло- на технологическую себестоимость подогретой нефти проводность λ и др. проводится путем анализа уравнений для расчета параметров, входящих в выражение целевой функции Отметим, что в настоящее время на нефтеперера- критерия оптимальности (4). батывающих заводах (НПЗ) амортизационные отчис- ления Аа принимаются как условно-постоянная вели- Мощность насоса N (кВт) для перекачки техноло- чина от стоимости аппаратов Ца. В действительности гических потоков (нефти и дистиллятов фракций) по же показатель Аа является переменной величиной и за- трубкам теплообменных аппаратов можно определить висит от интенсивности работы теплообменных аппа- по известному выражению [8]: ратов Т [4]: Аа = (ЕнЦа)/24Т Fа = =(EнЦа)/24Тн [Gо (cвыхtвых - cвхtвх)/К.tср], (9) N = (Gо .P)/(1000  н), (5) где Ен = 0,15 - нормативный коэффициент эффектив- ности капитальных вложений в отрасль промышлен- ности; Цт - стоимость аппарата, сум. где Gо - массовый расход потока, кг/с; P - гидравли- ческое сопротивление тракта перекачки потока, Па;  - плотность потока, кг/м3; н - к.п.д. насоса. Величина потери давления P для преодоления сил внутреннего трения в теплообменных трубках ап- парата определяется по известной формуле [8]: 12

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Аналогичным образом, амортизационные отчис- по температуре подогретого сырья на выходе блока ления для насосов Ан [4] теплообменников tогр (tвых 220÷240 C) и специфики работы змеевиковой печи (минимальная температура Ан = (ЕнЦн)/24 Тн N = (EнЦт)/24 Тн [(G .P)/(1000  н)], сырья на входе в печь tмин  120÷150 C) [1,2,6]. (10) Таким образом, целевая функция критерия где Цн - стоимость насоса, сум. оптимальности подогрева нефтяного сырья углево- Ограничения в области исследования целевой дородными теплоносителями в кожухотрубчатом теплообменном аппарате можно сформулировать функции критерия оптимальности устанавливаются как систему уравнений: Суд = 1/Gо [СэNн + СэNд + АаFа + АнNн+ АнNд]; (4) Nн = (Gо P)/(1000н); (5) P = 0,52 (Lобщ/dэкв+i); (6) (11) Fкн = Gо (cвых tвых - cвх tвх)/(К.tср); (7) cр = 1,5072+ Т − 223  (1,7182 − 1,5072420 ). (8) 100 Аа= (EнЦа)/24Тн Fа; (9) Ан= (EнЦн)/24Тн Nн; (10) tвых  tогр. Решение системы уравнений (11) сводится к вы- • для теплообменника 10Е-03 по (9): явлению оптимальных условий эксплуатации тепло- обменников блока подогрева нефти, обеспечиваю- Ат = (Ен.Цт)/(24.Тн.Fт) = щие минимальную технологическую себестоимость (0,14.462842.103)/(24.340.468,3) = 16,97 сум/м2. подогрева сырья. • для насоса по (10): Результаты. Целевая функция критерия Ан = (EнЦн)/24ТнNн = оптимальности подогрева нефти (11) исследовалась (0,14. 224432.103)/(24.340.250) = 15,4 сум/кВт, применительно к условиям эксплуатации промыш- ленного горизонтального кожухотрубчатого тепло- Нефтегазоконденсатная смесь поступает в аппарат обменника-конденсатора 10Е-03 первого этапа при температуре tвх = 49 оС, где она подогревается предварительного подогрева сырья Бухарского НПЗ. до tвых = 96 оС конденсирующимися парами тяжелой В данном аппарате осуществляется подогрев техно- нафты при Т1 = 165 оС. Коэффициент теплопередачи логической смеси, состоящей из 30 % нефти и 70 % К (Вт/м2 К) в аппарате определялся по методике [9], газового конденсата (30%Н+70%ГК) теплом конден- с использованием уточненных значений темпера- сирующихся паров тяжелой нафты, отводимых с турных изменений показателей свойств сырья и теп- верхней части атмосферной ректификационной лоносителя [1,2,4,11-13]. колонны нефтеперегонной установки [10]. Исследование проведены при следующих техно- Теплообменник 10Е-03 имеет следующие кон- логических параметрах аппарата: производительность структивные параметры: d = 20/25 мм, l = 6000 мм, смеси Gо = 105508,3 кг/ч и расход паров нафты Gд = n = 1106 шт. Поверхность теплопередачи аппарата 61898 кг/ч, варьируя температурой подогрева смеси по величине dср равняется F = 468,3 м2. Стоимость в диапазоне 49÷96 оС. аппарата по данным завода составляет Цн = 462842 тыс. сум. Установленная мощность насоса Для данного варианта исследований вид целевой для перекачки нефтегазоконденсатной смеси через функции (4) упрощается и принимает вид восемь последовательно соединенных теплообме- нников блока равна Nн = 250 кВт, стоимость насоса Суд = 1/Gо [СэNн + АаFа + АнNн]. (12) составляет Цн = 224432 тыс. сум. При этом величина амортизационных отчислений составляют, соответ- Результаты расчета целевой функция критерия ственно: оптимальности процесса в аппарате 10Е-03 (11) при значениях Gо , Gд, tвх, tвых и Т1 приведены в таблице 1. 13