tech-2022_11(104)

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 11(104) Ноябрь 2022 Часть 5 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: 11(104) Ноябрь 2022 Часть 6 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; 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, д-р 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. – № 11(104). Часть 6. М., Изд. «МЦНО», 2022. – 64 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/11104 ISSN : 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2022.104.11 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2022 г.

Содержание 5 5 Статьи на русском языке 5 Химическая технология 12 МЕТОДЫ ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ Сафаров Бахри Жумаевич 17 Усмонов Сафар Бахронович Хафизов Акмал Рустамович 21 Сирожов Бахриддин Насриддинович 25 ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ДОБАВКИ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУЧАЕМОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЙ СУХОЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ СМЕСИ 25 Соттикулов Элёр Сотимбоевич 28 Джалилов Абдулахат Турапович Каримов Масъуд Убайдулла угли 32 Усмонов Жавохир Убайд угли 32 КОНВЕРСИЯ РАСТВОРОВ НИТРАТА МАГНИЯ И ХЛОРИДА КАЛИЯ В НИТРАТ КАЛИЯ Узаков Ойбек Асилжанович 36 Дехканов Зулфикахар Киргизбаевич Розикова Дилшода 40 Хошимханова Мухайё Абраловна 46 ПЕРЕРАБОТКА КОЛЛАГЕНСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ТАННИДНОГО ДУБЛЕНИЯ Худанов Улугбек Ойбутаевич 46 Кадиров Тулкин Жумаевич Умматова Дилором 52 Нуриддинов Уктам 52 Электротехника 52 ВЛИЯНИЕ ОКИСНОЙ ПЛЕНКИ НА КОЭФФИЦИЕНТЫ РАСПЫЛЕНИЯ КРЕМНИЯ Раббимов Эшбой Азимович Иняминов Юлдаш Орибхонович СИСТЕМА ПЛАВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЛЬТОДОБАВОЧНЫМ ТРАНСФОРМАТОРОМ Усманов Элдар Ганиевич Хусанов Бахтиёр Мейликул угли Энергетика ДИАГНОСТИКА И МОНИТОРИНГ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ Рагимли Ильхам Назим Рзаева Сона Вагиф Алиев Хунар Зафар ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ФОРМИРОВАНИЯ КОЛЬМАТАЦИОННОЙ ЗОНЫ И КОЛИЧЕСТВА ОТФИЛЬТРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ В ПРОДУКТИВНЫЙ ПЛАСТ Раупов Анвар Абдирашидович Эшпулатов Тура Поёнович Акилов Жахонгир Акилович Назарбекова Дилобар Касимбековна ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА НА ЗАВЕРШАЮЩЕЙ СТАДИИ Шевцов Владимир Михайлович Жамилов Алибек Фозил угли Маликова Нодира Абдурахман кизи Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение СУШКА ПЕСКА В СТЕКОЛЬНОМ ЗАВОДЕ АО \"КВАРЦ\" Ахунбаев Адил Алимович Гаппаров Кодиржон Гуломович Papers in English Engineering geometry and computer graphics THE USE OF GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS IN MODERN CARTOGRAPHY Yigitali Zukhurov Shukhrat Sultonov

Computer science, computer engineering and management 56 DEVELOPMENT OF A PROGRAM AND ALGORITHM FOR DETERMINING THE RESOURCE 56 OF RELAYS OF AUTOMATIC AND TELEMECHANICS IN RAILWAY TRANSPORT Aliev Ravshan 59 Davron Matvaliyev DEVELOPMENT OF AN ALGORITHM AND PROGRAM ON MYSQL TO CREATE A DATABASE TO CONTROL THE TURNOVER OF RAILWAY AUTOMATION RELAYS Aliev Ravshan Davron Matvaliyev

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. СТАТЬИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ Сафаров Бахри Жумаевич канд. техн. наук., доц. кафедры “Технология переработки нефти” Бухарского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Усмонов Сафар Бахронович директор Бухарского колледжа нефтяной и газовой промышленности Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Хафизов Акмал Рустамович зам. директора Бухарского колледжа нефтяной и газовой промышленности, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Сирожов Бахриддин Насриддинович магистрант кафедры \"Технология переработки нефти\" Бухарского инженерно-технологического института Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] METHODS FOR PURIFYING HYDROCARBON GASES FROM ACID COMPONENTS Baxri Safarov Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Oil Refining Technology, Bukhara Engineering Technology Institute Republic of Uzbekistan, Bukhara Safar Usmonov Director of the Bukhara College of Oil and Gas Industry, Republic of Uzbekistan, Bukhara Akmal Hafizov Deputy Director of the Bukhara College of Oil and Gas Industry, Republic of Uzbekistan, Bukhara Bakhriddin Sirozhov Undergraduate of the department \"Technology of processing of oil\" of the Bukhara Engineering Technology Institute Republic of Uzbekistan, Bukhara __________________________ Библиографическое описание: МЕТОДЫ ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Сафаров Б.Ж. [и др.]. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14626

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. АННОТАЦИЯ В данной статье представлены исследования состава газов и их свойств, а также методы их очистки от кислых компонентов. Вы можете получить информацию о последовательности действия наиболее эффективных методов. Это одна из спорных тем сегодняшнего дня, потому что место экспорта газа и продуктов глубокой переработки очень высоко на мировом рынке. В нашем исследовании мы также выделили оптимальные методы очистки газового сырья. ABSTRACT This article presents studies of the composition of gases and their properties, as well as methods for their purification from acidic components. You can get information about the sequence of action of the most effective methods. This is one of the most controversial topics of today, because the place of export of gas and products of deep processing is very high in the world market. In our study, we also identified the best methods for cleaning raw gas. Ключевые слова: хемосорбция, комбинированная, окисление, абсорбция, адсорбция, каталитическая, мик- робиологическая, МЭА, ДЭА, МДЭА. Keywords: chemisorption, combined, oxidation, absorption, adsorption, catalytic, microbiological, MEA, DEA, MDEA. ________________________________________________________________________________________________ Введение • иметь газ, пригодный для бытового, энергети- ческого и промышленного использования. Сероводород (сернистый водород, сульфид во- дорода) – бесцветный газ с запахом тухлых яиц и • получить путем переработки очищенных газов сладковатым вкусом. Химическая формула – H2S. продукты надлежащей конденсации без примеси Плотность при н.у. (0 C, 760 мм рт. ст.) ρ=H2S н.у. = сернистых соединений [1–6]. 1,5392 г/см3. Молярная масса М H2S = 34,082 г/моль. Температура кипения Ткип = – 60,4 С. Температура Допустимое содержание сероводорода в очи- плавления Тпл. = – 85,60 С. Температура критическая щенном углеводородном газе по ГОСТ 5542-87 Ткр. = 100 С. Давление критическое – 8,82 МПа. «Газы горючие природные для промышленного и Объем критический – 98,5 см3/моль. Критический коммунально-бытового назначения. Технические коэффициент сжимаемости – 0,284. Теплота парооб- условия» п.1.1 не должно превышать 0,02 г/м3 [7]. разования при нормальной температуре кипения – 18,66 кДж/моль. Растворимость сероводорода в воде Существует большое число методов очистки при н.у. составляет 3 об/об. Смеси сероводорода с углеводородного газа, которые условно относят к воздухом взрывоопасны в пределах концентраций трем группам – абсорбционные, адсорбционные и ка- H2S (% об.) – 4ч 45. талитические методы (см. рис. 1.). Наиболее широко распространены первые методы, допускающие любое Сероводород сильный нервно-паралитический яд: начальное содержание примесей в газе, а адсорбци- острое отравление наступает при концентрации 0,2– онные процессы используют при малых начальных 0,3 мг/м3, концентрация выше 1 мг/м3 смертельна. содержаниях примесей (3–5% об.), но при этом они Предельно-допустимая максимально-разовая кон- позволяют глубоко очистить газ. центрация сероводорода в воздухе населённых мест Абсорбционные методы по характеру используе- ПДКм.р. = 0,008 мг/м3. Сероводород – кислота, мого абсорбента делят на методы химической аб- вызывающая химическую и электрохимическую сорбции (хемосорбции), физической абсорбции, (в присутствии воды) коррозию металлов. При опре- комбинированные и окислительные [8]. деленных условиях протекает сульфидное растрес- кивание металлов. Отмечается коррозионное действие Хемосорбционные процессы основаны на хими- газа с содержанием 0,025 % H2S и выше, этот процент ческом взаимодействии сероводорода с активным считается «порогом» коррозионной концентрации компонентом абсорбента, в качестве которого в этих сероводорода, ниже которого присутствие H2S счи- процессах применяют амины (процессы: Амин-гард тается «следами». Однако наличие других факторов (хемосорбент - алканоламин + вода), Адип (хемо- (высокое давление, присутствие H2O, O2) могут при- сорбент – диизопропаноламин + вода), Экономин вести к коррозии и при меньшем содержании серо- (хемосорбент – дигликольамин + вода) и щелочные водорода. растворы (процессы: Бенфильд (хемосорбент – кар- бонат калия + вода + добавки бенфильд), Катакарб Таким образом, очистка углеводородного газа (хемосорбент – раствор поташа + ингибитор кор- от сероводорода вызывается не только требова- розии + катализатор) [9]. Процессы химической ниями санитарно-гигиенического порядка, но и абсорбции характеризуются высокой избиратель- диктуется производственной необходимостью: ностью по отношению к кислым компонентам и поз- воляют достигать высокой степени очистки от • предохранять трубы, аппаратуру и оборудо- сероводорода. вание от коррозии при транспорте, переработке и использовании газа; 6

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Рисунок 1. Основные способы очистки углеводородного газа Процессы физической абсорбции основаны на собой водно-щелочной раствор катализатора, в каче- физическом растворении извлекаемых компонентов стве которого, например, используют комплексное в различных абсорбентах (процессы: Ректизол (абсор- соединение хлорида железа с динатриевой солью бент – холодный метанол), Пуризол (абсорбент – этилендиаминтетрауксусной кислоты или горячий N-метилпирролидон), Флюор (абсорбент – пропилен- раствор мышьяковых солей щелочных металлов. карбонат), Селексол (абсорбент – диметиловый эфир полиэтиленгликоля), Сепасолв-МПЕ (абсорбент – Адсорбционные методы очистки газа основаны диалкиловый эфир полиэтиленгликоля), Эстасольван на селективном извлечении сероводорода твердыми (абсорбент – трибутилфосфат). поглотителями – адсорбентами. При этом сероводо- род может вступать в химическое взаимодействие с В отличие от хемосорбционных способов методом адсорбентом (химическая адсорбция) или удержи- физической адсорбции можно наряду с сероводородом ваться физическими силами взаимодействия (физи- и диоксидом углерода извлекать серооксид углерода, ческая адсорбция). Химическая адсорбция не нашла сероуглерод, меркаптаны. Поэтому в некоторых слу- широкого промышленного применения из-за слож- чаях (при высоких парциальных давлениях кислых ностей, возникающих на стадии регенерации отра- компонентов и когда не требуется тонкая очистка ботанного адсорбента. Физическая адсорбция отли- газа) экономичнее использовать физические абсор- чается легкостью регенерации адсорбента и широко бенты, которые по сравнению с химическими отли- используется в промышленных процессах для тон- чаются существенно более низкими затратами на кой очистки газов от сероводорода, диоксида угле- регенерацию. рода и сероорганических соединений. В качестве адсорбентов наибольшее распространение нашли В комбинированных процессах используют активные угли и синтетические цеолиты. обычно смешанные поглотители – хемосорбенты и абсорбенты (процессы: Сульфинол (поглотитель – Рисунок 1. Технологическая схема очистки газа диизопропаноламин (метилдиэтаноламин) 30–40 % + абсорбционным методом сульфолан (диоксид тетрагидротиофена) 40–60 % + вода 5–15 %, Оптизол (поглотитель – амин + физи- ческий растворитель + вода), Флексорб (поглоти- тель – пространственно затрудненный амин + физический растворитель + вода), Укарсол (погло- титель – вторичный или третичный амин + физиче- ский растворитель + вода) [10]. Комбинированный метод позволяет достигать тонкой очистки угле- водородного газа не только от сероводорода и диок- сида углерода, но и от сероорганических соединений. Окислительные процессы основаны на необра- тимом превращении поглощаемого сорбентом серо- водорода в элементную серу. Сорбент в этом случае содержит катализатор окисления и представляет 7

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Недостатками процессов адсорбционной очистки нашли применение методы каталитического гидри- газа являются относительно высокие эксплуатаци- рования, основанные на взаимодействии сернистых онные затраты и полупериодичность процесса, в соединений с водородом (гидрирование) или с водя- связи с чем эти процессы чаще используют для тон- ным паром (гидролиз). В качестве катализаторов в кой очистки газа от остаточных количеств сероводо- этих процессах используют оксиды кобальта, ни- рода и других кислых компонентов после келя и молибдена, нанесенные на оксид алюминия. предварительной очистки методом абсорбции. Ведущее место в мировой практике в области очистки углеводородного газа от кислых компонен- Каталитические методы очистки газа от кис- тов занимают аминовые процессы (см. табл. 1). Они лых компонентов используют в тех случаях, когда в применяются для очистки природного газа уже не- газе присутствуют сернистые соединения, недоста- сколько десятилетий, но до настоящего времени точно полно удаляемые с помощью жидких погло- остаются основными – примерно 70 % от общего тителей или адсорбентов. В промышленности числа установок [2–6, 8–19]. Таблица 1. Основные процессы очистки углеводородного газа за рубежом [4] Процесс Абсорбент Число установок Процессы с химическими абсорбентами Более 1000 375 Аминовые алканоламин - вода 370 30 Амин-гард алканоламин - вода 600 100 Л дип диизопропаполамин + вода 70 Экономии дигликольамии + вода 5 12 Еенфильд карбонат калия + вода + добавки бенфильд 50 4 Катакарб раствор поташа + ингибитор коррозии + катализатор - Процессы с физическими абсорбентами 180 6 Рсктизол холодный метанол 30 6 Пуризол N -метилпирролидон Флюор пропилс 11 карбонат Селекеол диметиловый эфир пол и этиленгликоля Сепасалв-МПЕ диалкиловый эфир поли этилен гл и кол я Эстасольван трибутилфосфат Сульф И НОЛ Процессы с физико-химическими и смешанными абсорбентами Оптизол диизопропаполамин (мстилдиэтаноламин) 30-40 % + сульфолан (диоксид тетрагидротиофена) 40 60 % + вода 5 15% амин + физический растворитель + вода Флекеорб пространственно затрудненный амин + физический растворитель + вода Укареол вторичный или третичный амии + физический растворитель + вода Абсорбционные методы очистки газа Процессы очистки газа аминами Хемосорбционные способы, среди которых МЭА–способ аминовые являются важнейшими, нашли широкое применение для очистки углеводородных газов от Для МЭА-способа хемосорбентом является сероводорода и других кислых компонентов. Каж- водный раствор моноэтаноламина с содержанием дый из них характеризуется как достоинствами, так 15–30 % мас. Более высокие содержания МЭА при- и известными недостатками. В промышленности меняют только при использовании высокоэффек- для выбора метода значительную роль играет коммер- тивных ингибиторов коррозии. ческая и техническая доступность амина, при этом физико-химические характеристики поглотительного Реакция МЭА с сероводородом и диоксидом раствора также имеют большое значение [2–6, 9–22]. углерода протекает по схеме: 8

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Первичные и вторичные амины (МЭА и ДЭА), в отличие от третичных, способны вступать в непо- средственное взаимодействие с СО2 с образованием карбамата по схеме: Константы диссоциации МЭА, H2S и H2CO3 Существенными недостатками МЭА являются в воде равны соответственно 3,2·10−5; 6,1·10−8; его относительно высокая реакционная способность 4,5·10−7. Из этих данных следует обратимость реакций, по отношению к органическим соединениям серы, содержащимся в газе, и высокая коррозионная ак- т.е. прохождение их не до конца, что лимитируется тивность его растворов. Кроме этого, отмечено, что реакция МЭА с H2S может протекать в присутствии степенью диссоциации. Растворы МЭА обеспечи- следов кислорода с образованием нерегенерируемого соединения тиосульфата этаноламина: вают тонкую очистку газа от H2S и СО2 в широком диапазоне концентраций. МЭА легко регенериру- ется, химически стабилен и по сравнению с другими аминами мало поглощает углеводороды. Кроме этого, если в очищаемом газе присутствует СS2, то реакция с сероуглеродом идет с образова- нием труднорегенерируемого соединения: Образовавшийся сульфид разлагается при кипя- чении на 45–50 % с образованием горчичного масла и МЭА: Реакция МЭА с карбонилсульфидом также идет с образованием трудноразлагаемого соединения: При кипячении такое соединение разлагается с образованием лишь 40 % МЭА, участвовавшего в его образовании: 9

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. При повышенных температурах МЭА реагирует с СО2 с образованием неразлагаемых соединений. Сначала образуется оксазолидон-2: Он образуется также при медленных превраще- ниях N-оксиэтилкарбаминовой кислоты: Далее может протекать целый ряд химических реакций: Продукт реакции (16) – высококипящее, плохо Эти кислоты также приводят к коррозии с образова- растворимое в воде кристаллическое вещество. По- нием нерастворимых соединений железа. Кроме того, этому оно способно забивать аппаратуру. Продукт при попадании в аминовый раствор органических реакции (17) – хорошо растворимая в воде жидкость, кислот в абсорбере на первой стадии образуются по обладающая щелочной реакцией и вызывающая реакции (18) аминовые мыла, вызывающие сильное усиленную реакцию оборудования. пенообразование. На второй стадии по реакции (19) образуются малорастворимые амиды карбоновых МЭА сравнительно легко окисляется сначала с кислот: образованием α-аминоальдегида, затем глицина, гли- колевой, щавелевой и, наконец, муравьиной кислот. Амиды карбоновых кислот практически не под- растворы амидов также являются одной из причин вергаются регенерации и выпадают из растворов вспенивания в абсорбере. В отношении превращений насыщенного и регенерированного аминов в зонах (18) и (19) растворы МЭА более реакционноспособны, охлаждения, т.е. образуют твердые осадки на внутрен- чем растворы других аминов. Это является одним них поверхностях теплообменников. Кроме того, из недостатков МЭА как абсорбентов H2S и СО2. 10

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Температурные условия регенерации растворов • вспениваемость в присутствии жидких угле- МЭА ограничены, с одной стороны, достаточно вы- водородов, ингибиторов коррозии и механических соким давлением насыщенных паров, ускорением примесей. побочных реакций и, с другой стороны, трудной реге- нерируемостью из-за низкой константы диссоциации Выводы сульфида МЭА и других соединений при относи- тельно низких температурах. Этим, в свою очередь, В заключение можно сказать, что сегодня потреб- обусловлена относительно высокая остаточная кон- ность в газовом сырье с каждым днем приобретает центрация H2S и CO2 в регенерированном растворе все большее значение. На сегодняшний день мы ви- МЭА. Таким образом, при всех достоинствах – до- дели несколько способов очистки углеводородных статочной глубины очистки, малой абсорбции угле- газов от кислых компонентов. То есть самый эффек- водородов – процесс МЭА имеет ряд существенных тивный и результативный метод – это абсорбция. недостатков: В нашем научном исследовании мы объяснили че- тыре вышеуказанных метода и дали свое мнение • образование необратимых химических соеди- по каждому из них на основе нашего исследования, нений МЭА с СOS, CS2 и О2; мы можем объяснить, что метод очистки обеспечи- вает высокую эффективность. Благодаря этой статье • большие потери от испарения; низкая эффек- вы можете получить краткую информацию об очистке тивность по меркаптанам; и свойствах газов. • неселективность к H2S в присутствии СО2; Список литературы: 1. Сафаров Б.Ж., Саломов Б.Х., Элов И.И., Рузикулов Ф.К. Процессы очистки газов физическими поглотителями. Наука и образование сегодня. Научно-теоретический журнал. Москва, 2016. №2 (3). С. 9-11. 2. Сафаров Б.Ж., Элов И.И., Рузикулов Ф.О. Физические свойства кислых компонентов природных газов ме- сторождения Республики Узбекистан. Наука и образование сегодня. Научно-теоретический журнал. Москва, 2016. № 2(3). С. 11-14. 3. Сафаров Б.Ж., Элов И.И. Анализ особенностей фазового равновесия между газом и абсорбентом. Наука, тех- ника и образование. Научно-методический журнал. Москва, 2016. №2 (20). С. 33-36. 4. Элов И.И., Рузикулов Ф.А. Некоторые физическо-химические свойства кислых компонентов природных газов республики. Современные проблемы физики конденсированного состояния –“СПФКС-2016. Тезиси докладов Республиканской научной конференции. Бухара, 2016. С. 147-149. 5. Мурин В.И. Технология переработки природного газа и конденсата: Справочник: В 2 ч. / В.И. Мурин. М.: ООО Недра-Бизнесцентр. 2002. Ч. 1. 517 с. 6. Хужжиев М.Я., & Салимова З.С. (2021). Очистка природного газа от меркап и серных растворов. Universum: технические науки, (3-3 (84)), 83-86. 7. Раҳимов Р.Н. Ў., Алимов А.А., Шарипова С.Ф., & Хўжжиев М.Я. (2020). ТЕХНОЛОГИЯ GTL ГАЗ-ЖИДКОСТЬ СЕГОДНЯ И ЕЕ АНАЛИЗ. Universum: технические науки, (12-2 (81)), 85-90. 8. Кобилов А.Б. У., & Хужжиев М.Я. (2017). Механизм поглощения H2S, CO2 и других сернистых компонентов водными растворами аминов. Вопросы науки и образования, (11 (12)), 25-26. 9. Хужжиев М.Я., & Ризокулов М.Н. У. (2016). Очистка и осушка газов растворами гликолей. Наука и образование сегодня, (3 (4)), 33-34. 11

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ДОБАВКИ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУЧАЕМОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЙ СУХОЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ СМЕСИ Соттикулов Элёр Сотимбоевич ст. научн. сотр., ООО «Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии», Республика Узбекистан, п/о Ибрат E-mail: [email protected] Джалилов Абдулахат Турапович директор, академик АНРУз, д-р хим. наук, проф., ООО «Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии», Республика Узбекистан, п/о Ибрат E-mail: [email protected] Каримов Масъуд Убайдулла угли вед. научн. сотр., ООО «Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии», Республика Узбекистан, п/о Ибрат Усмонов Жавохир Убайд угли магистрант, факультет естественных наук, Бухарский государственный университета, Республика Узбекистан, г. Бухара STUDYING THE INFLUENCE OF THE ADDITIVE ON THE RHEOLOGICAL PROPERTIES OF THE PRODUCED HEAT-INSULATING DRY CONSTRUCTION MIXTURE Elyor Sottikulov Senior Researcher, Tashkent Research Institute of Chemical Technology LLC, Republic of Uzbekistan, Ibrat Abdulakhat Djalilov LLC Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Director Academician of the Academy of Sciences of Uzbekistan, doctor of chemical sciences, professor, Republic of Uzbekistan Ibrat Masoud Karimov Leading Researcher, LLC Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Ibrat Javokhir Usmonov Master student, Faculty of Natural Sciences, Bukhara State University, Republic of Uzbekistan, Bukhara __________________________ Библиографическое описание: ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ДОБАВКИ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУЧАЕМОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЙ СУХОЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ СМЕСИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Джалилов А.Т. [и др.]. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14625

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. АННОТАЦИЯ Получен новый состав теплоизоляционной сухой строительной смеси с добавлением обработанной алюмо- силикатной микросферы органическим модификатором в количестве 15%, поликарбоксилатного пластификатора 1 % от массы цемента и органоминеральной добавки 5% от массы песка. Полученное теплоизоляционное покры- тие обладает свойством уменьшения впитывания влаги до 4% отделочного состава и свойством увеличения Кразм полученных композитов до 0,94. При добавлении органоминеральной добавки на основе геополимера в количестве 5% от массы песка повышается прочность до 6 Мпа. ABSTRACT A new composition of a heat-insulating dry building mix was obtained with the addition of a treated aluminosilicate microsphere with an organic modifier in the amount of 15%, a polycarboxylate plasticizer 1% by weight of cement and an organomineral additive 5% by weight of sand. The resulting heat-insulating coating has the property of reducing moisture absorption to 4% of the finishing composition and the property of increasing the Crazm of the obtained composites to 0.94. When adding an organomineral additive based on a geopolymer in an amount of 5% by weight of sand, the strength increases to 6 MPa. Ключевые слова: теплоизоляционное покрытие, прочность, геополимер, модификатор, композит, золошлак, органоминеральная добавка, впитывание влаги, алюмосиликатная микросфера. Keywords: thermal insulation coating, strength, geopolymer, modifier, composite, ash and slag, organo-mineral additive, moisture absorption, aluminosilicate microsphere. ________________________________________________________________________________________________ Введение отделочной штукатурки, теплозащитные качества ограждающей конструкции не должны становиться Качества деформативных отделочных покрытий хуже. Применение современных отделочных соста- должны быть похожи на качества деформативного вов должно увеличивать срок службы строительных газобетона. Деформация отделочных покрытий возни- конструкций из газобетона. Поэтому отделочная кает от действия разных внешних воздействий. От штукатурка должна обладать высокой прочность разных воздействий может произойти нагрев или сцепления штукатурного слоя с основанием, высо- охлаждение, увлажнение или высушивание штука- кой трещиностойкостью, хорошей устойчивостью к турки. Во время этого процесса, при продвижении действию газовой агрессии и коррозии из-за солей, внутрь стены, амплитуда определённых воздействий высокой стойкостью к различным грибковым воз- изменяется: затухает и запаздывает по времени. действиям и др. [4]. Штукатурное покрытие, обладает высокой прочно- стью и более высоким модулем упругости в сравнении Минеральные добавки в наше время часто при- с газобетоном, при этом во время деформации меняются в рецептурах разных ССС и позволяют способно вызвать большие напряжения в слое газо- намного улучшить эксплуатационные свойства по- бетона, которое примыкает к наружной отделке. лучаемых покрытий [3]. Изготовителями большого ко- Но газобетон к данному времени не всегда может личества модифицирующих добавок, используемых еще получить достаточно внешних воздействий. в рецептуре ССС, являются зарубежные фирмы [2]. Поэтому, во время возникающих деформаций, может возникнуть разрушение контактной зоны газобетон – Были определены усадочные свойства покрытий отделочное покрытие. Во время применения менее во время отверждения. Количество наполнителей прочного штукатурного состава, который обладает находилось примерно 40 % от массы извести. Опре- меньшим модулем упругости в сравнении с газо- деление усадочных деформаций покрытий проводи- бетоном, появляются небольшие внутренние напря- лось во время их отверждения при температуре 20 ± жения, которые не способны образовать разрушение 2 °С и относительной влажности воздуха j = 50-55 % зоны соприкосновения газобетон – отделочное по- с применением оптического компаратора ИЗА-2. крытие. Поэтому максимальная прочность во время Было определено, что небольшие усадочные дефор- сжатия покрытий для отделочных работ не должна мации возникают во время применения стеклянных превышать марки М50 [5]. микросфер, спустя 28 суток, они составляют ε = 0,65 мм/м. Усадка растворных композитов, в кото- Во время получения современных ССС, которые рые были добавлены другие наполнители, возникала предназначаются для отделки газобетона, необходимо спустя 28 суток и превысила ε = 1,1 мм/м [1]. учитывать, что декоративные качества получаемых штукатурных покрытий должны рассматриваются Нами были разработаны теплоизоляционные не как основные. Самыми важными из показателей сухие строительные смеси с алюмосиликатными являются, такие характеристики, как способность микросферами, которые были получены на основе отделочного Кнауф 15.9%, Юнис 7.7%, Старатели золошлаковых отходов. Полученные сухие строи- 3.9%, Волма 6.8%, Церезит 5.8%, Вебер 3.8%, Пли- тельные смеси предлагается использовать для от- тонит 1.9%. Данные покрытия должны создать защиту делки стен с внутренней и с наружной стороны газобетонных изделий от разных климатических зданий. Разрабатываемые покрытия на основе сухих влияний, таких как осадки в виде дождя, снега и тем- строительных смесей должны быть водостойкими, пературных колебаний. Во время использования и его коэффициент размягчения должен составлять не менее 0,80. 13

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. У контрольных образцов коэффициент размяг- Для определения эффективности использовали в чения Кразм на основе цемент-песочного состава со- составе разрабатываемой сухой строительной смеси ставляет 0,65. Добавление в алюмосиликатные обычный цемент ПЦ-400 и для установления наилуч- микросферы 15 % синтезируемой модифицирующей шего количества его дозировки были определены добавки позволяет уменьшить впитывание влаги це- прочность при сжатии и уменьшение впитывания мент-песочного покрытия. Коэффициент размягчения влаги до 4 % получаемых композитов. При этом со- полученного цемент-песочного композита наблю- держание цемента в марке ПЦ-400 варьировалось от дался примерно Кразм=0,9. Для уменьшения впитыва- 10 до 30 % от массы песка. Результаты исследования ния влаги, получаемых цемент-песочных композитов представлены на рисунке 1. до нормы, было принято решение использовать синте- зированную добавку в составе разрабатываемой сухой строительной смеси на органоминеральной основе. Рисунок 1. Влияние количества цемента на прочность при сжатии полученных композиций В исследование видно, что использование в со- Исходя из того, что в получаемом составе, вклю- ставе получаемой сухой строительный смеси це- чающем алюмосиликатную микросферу, полученную мента позволяет повысить прочность получаемых из золошлаковых отходов, модифицирующую до- композиций. Оптимальной дозировкой цемента в бавку, цемент и органоминеральную добавку на составе сухой строительной смеси было принято основе геополимера, пластическая прочность наби- 20% от массы песка, при дальнейшем увеличение рается достаточно быстро, для замедления структу- количества цемента рост прочности повышается рообразования можно предложить добавить в него до 5 МПа, но мы решили при малом количестве дополнительно пластифицирующую добавку. Пла- цемента получить такую же прочность, легкость и стифицирующие добавки на поликарбоксилатной водостойкость. Кроме того, увеличение цемента основе вводились в количестве 1% от массы цемента. выше 20% значительно увеличивает плотность и Результаты исследований представлены на рисунке 2. теплопроводность полученного покрытия. Добав- ление обработанной алюмосиликатной микросферы Результаты пластограмм (рисунок 2) свидетель- органическим модификатором в количестве 15% и ствуют о том, что количество пластифицирующих органоминеральной добавкой на основе геополи- добавок влияет на структурообразование получаемой мера в количестве 5% от массы песка, позволило композиции. Так, в возрасте 3 часов с момента твер- уменьшить количество впитываемой влаги в отде- дения, пластическая прочность состава с добавкой лочных составах и увеличить Кразм полученных составила τ = 0,67 кПа, а композиция без пластифи- композитов до 0,94. цирующих добавок показала результат τ = 39,03 кПа. 14

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. 1 – получаемая композиция без добавки; 2 – получаемая композиция с добавкой на поликарбоксилатной основе. Рисунок 2. Изменение пластической прочности растворной смеси с добавлением пластифицирующих добавок Приведенные данные на рисунке 2 показывают, композиций проводили измерение прочности при что добавки на основе поликарбоксилатов обеспечи- сжатии после 28 суток твердения в воздушно-сухих вают больший пластифицирующий эффект по срав- условиях композитов, полученных на основе следу- нению с композицией без добавки. ющего состава: алюмосиликатная микросфера 15% от общей массы, синтезируемая органоминеральная Учитывая, что добавка на поликарбоксилатной добавка на основе геополимера в количестве 1-5% основе показала наилучший пластифицирующий от массы песка, цемент ПЦ-400 в количестве 20% от эффект, было решено применять ее в дальнейшем при массы песка, пластификатор на поликарбоксилатной получении теплоизоляционной сухой строительной основе в количестве 1 % от массы цемента, песок. смеси. Изменение количества добавляемой органомине- ральной добавки влияет на прочность получаемой Для улучшения когезионных и адгезионных композиции. Для уменьшения впитывание воды свойств, и увеличения прочности получаемых тепло- алюмосиликатный микросферы заранее обработали изоляционных сухих строительных смесей были с олеат натриям в количества 3 % от масса алюмоси- проведены опыты с добавлением разного количе- ликатный микросферы. Результат исследования ства органоминеральной добавки на основе геополи- показан в виде графиках на рисунке 3. мера. Для определения оптимальной дозировки органоминеральной добавки в составе получаемых Рисунок 3. Влияние органиминеральной добавки на прочностные характеристики получаемого отделочного покрытия 15

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. На рисунке 3 видно, что количество добавляемой Таким образом в заключении можно сказать, что органоминеральной добавки влияет на прочностные добавление в состав полученной сухой строитель- характеристики получаемой композиции. На пока- ный смеси 20% цемента от массы песка, пластифи- занном графике видно, что наилучшим количеством катора на поликарбоксилатной основе в количестве добавленной органоминеральной добавки на основе 1 % от массы цемента, алюмосиликатной микро- геополимера является 5% от массы песка. При до- сферы, обработанной органическим модификатором бавлении органоминеральной добавки в количестве в количестве 15%, позволило уменьшить впитывание 1 % от массы песка, прочность улучшилась от 3,8 МПа влаги отделочного состава и увеличить Кразм полу- до 4,1 МПа, а при увеличении количества добавки ченных композитов до 0,94. При добавлении органо- до 5 % прочность увеличилась до 6 Мпа. минеральной добавки на основе геополимера в количестве 5% от массы песка повышается прочность до 6 Мпа. Список литературы: 1. Баженов Ю.М. Технология сухих строительных смесей: учебное пособие / Ю.М. Баженов, В.Ф. Коровяков, Г.А. Денисов. – М: Издательство АСВ, 2003. – 96 с. 2. Голубев В.И. Новые продукты на рынке добавок для сухих строительных смесей и бетонов / В.И. Голубев, П.Г. Василик // Строительные материалы. – 2006. – № 3. – С. 24–25. 3. Гонтарь Ю.В. Модифицированные сухие смеси для отделочных работ / Ю.В. Гонтарь, А.И. Чалова // Строительные материалы. – 2001– № 4. – С. 8-10. 4. В.И. Логанина, М.В. Фролов, М.А. Рябов/ Теплоизоляционные известковые сухие строительные смеси для отделки стен из газобетона // Вестник МГСУ 5/2016. С 82-92. 5. Фролов М.В. / Эффективные теплоизоляционные сухие смеси для отделки стен зданий из газобетона // Диссертационная работа. Пенза 2018. С 190. 16

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. КОНВЕРСИЯ РАСТВОРОВ НИТРАТА МАГНИЯ И ХЛОРИДА КАЛИЯ В НИТРАТ КАЛИЯ Узаков Ойбек Асилжанович независимый научн. сотр. Ферганского политехнического института, Республика Узбекистан, г. Фергана Дехканов Зулфикахар Киргизбаевич д-р. техн. наук., проф. кафедры «Химическая технология», Наманганского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Наманган E-mail: [email protected] Розикова Дилшода д-р канд. наук., (PhD) кафедры «Химическая технология» Наманганского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Наманган Хошимханова Мухайё Абраловна ст. преподаватель, Альмалыкский филиал ТГТУ им. Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Алмалык CONVERSION OF SOLUTIONS OF MAGNESIUM NITRATE AND POTASSIUM CHLORIDE INTO POTASSIUM NITRATE Oybek Uzakov Independent researcher of the Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana Zulfikaxar Dexkanov Doctor of Sciences, prof. the Faculty of Chemistry, Namangan engineer-technology institute Republic of Uzbekistan, Namangan Dilshoda Rozikova Doctor of Philosophy, the Faculty of Chemistry, Namangan engineer-technology institute Republic of Uzbekistan, Namangan Muhayyo Xoshimxanova Senior teacher, Almalyk branch of TSTU named after A.I. Islam Karimov, Republic of Uzbekistan, Almalyk АННОТАЦИЯ Установлено влияние основных параметров на процесс получения искусственного нитрата калия и качество продукта. Показано, что для получения продукта с высоким содержанием калиновой фазы и небольшим содер- жанием Mg(NO3)2 и КСl необходимо использовать раствор нитрата магния с концентрацией 30–35%, предвари- тельно нагретый, измельченный хлорид калия, процесс проводить при температуре 90°С. Образование синтетического нитрата калия, близкого по составу к обогащенному, происходит при соотношении хлорида ка- лия к нитрата магния в исходной смеси равном или близком к их стехиометрическому соотношению в нитрата калия. При избытке хлорида калия в реакционной смеси наблюдается повышенное содержание хлоридов калия и натрия в продукте, а при его недостатке продукт содержит повышенное количество калиновой фазы. Для снижения __________________________ Библиографическое описание: КОНВЕРСИЯ РАСТВОРОВ НИТРАТА МАГНИЯ И ХЛОРИДА КАЛИЯ В НИТРАТ КАЛИЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Узаков О.А. [и др.]. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14501

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. гидролиза нитрата магния при обезвоживании в поступающей на синтез смеси следует поддерживать небольшой избыток хлорида калия. Показано, что наиболее выгодная схема получения искусственного нитрата калия преду- сматривает неполную выпарку хларида магния щелока в присутствии хлорида калия с возвращением оборотного нитрата калийного щелока на стадию хларида магния. ABSTRACT The influence of the main parameters on the process of obtaining artificial potassium nitrate and the quality of the product has been established. It has been shown that to obtain a product with a high content of the viburnum phase and a low content of Mg(NO3)2 and KCl, it is necessary to use a solution of magnesium nitrate with a concentration of 30–35%, preheated, crushed potassium chloride, the process is carried out at a temperature of 90°C. The formation of synthetic potassium nitrate, similar in composition to enriched, occurs when the ratio of potassium chloride to magnesium nitrate in the initial mixture is equal to or close to their stoichiometric ratio in potassium nitrate. With an excess of potassium chloride in the reaction mixture, an increased content of potassium and sodium chlorides in the product is observed, and with its deficiency, the product contains an increased amount of the viburnum phase. To reduce the hydrolysis of magnesium nitrate during dehydration, a slight excess of potassium chloride should be maintained in the mixture entering the synthesis. It is shown that the most advantageous scheme for the production of artificial potassium nitrate provides for incomplete evaporation of the desulphated liquor in the presence of potassium chloride with the return of the recycled carnallite liquor to the desulfurization stage. Ключевые слова: нитрата калия, хлористая калия, гидроксида магния, хлормагниевый раствор, обессульфа- чивание, пересыщенные, выпарка. Keywords: potassium nitrate, potassium chyloride, magnesium hydroxide, magnesium chloride solution, desulfuri- zation, supersaturation, residue. ________________________________________________________________________________________________ Введение. В калийной промышленности акту- оказывает существенное влияние на температуру и альной задачей является значительное увеличение скорость кристаллизации нитратом калия и является производства бесхлорных калийных удобрений. основным фактором, ускоряющим процесс кристал- Нитрат калия используется большой популярностью лизации нитратом калия или смеси кристаллов в сельском хозяйстве, который содержит два пита- хлорида калия и нитратом калия. Если исходное тельных элемента калий и азот. В настоящее время соотношение KNO3/MgCl2 выбрать равным таковому в нашей стране потребность в калийных удобрениях в кристаллической фазе нитрамом калия – 0,78, удовлетворяется за счет хлорида калия, который то часть KCl изначально будет находиться в твердой содержит в своем составе нежелательный элемент фазе из-за малой его растворимости в растворах хлор, а эффективные калийные удобрения как сульфат нитратом магния [3]. калия и нитрат калия производят в малом количестве, вследствие чего потребность страны удовлетворяется В ходе кристаллизации нитратом калия и хлорид в калийных удобрениях за счет зарубежных произ- калия из раствора переходит в осадок в виде нитратом водителей [1]. калия, а избыточный хлорид калия из твердой фазы переходит в жидкую (растворяется) и процесс про- В настоящее время крупных производителей должается до полного испарения воды, присут- этих удобрений в странах Узбекистана нет, что обу- ствующей сверх стехиометрического количества, словлено отсутствием разрабатываемой сырьевой необходимого для образования нитратом калия. базы для получения бесхлорных калийных удобрений. Если же необходимо по каким-то причинам исклю- В основном для получения нитрата калия используют чить присутствие твердой фазы хлорида калия в мо- конверсионные методы [1], основанные на взаимо- мент кристаллизации нитратом калия, то необходимо действии бросит с хлоридом калия по реакции: зацикливать процесс упаривания хлормагниевого щелока с добавками хлорида калия, не превышаю- Mg(NO3)2 + 2KCl ↔ 2KNO3 + MgCl2 +Q (1) щими его растворимость. где Mg – это ионы Са2+, Mg2+, Fe2+, Na+, NH4+ и др. Этому соответствует соотношение KNO3/MgCl2, Согласно диаграмме четырехкомпонентной равное 0,2, и небольшая величина конверсии MgCl2 системы K+, Mg2+ || Cl–, N-, чистый нитрата магния за один цикл. При этом надо учитывать, что повы- осаждается при исходном массовом соотношении шение концентрации хлорида магния в растворе KNO3/MgCl2, равном 0,2. В этом случае раствор смещает область кристаллизации нитратом калия быстро обедняется хлариста магния, и далее осажда- в сторону более высоких температур. ется нитрата калия. При увеличении этого значения одновременно с нитратом калия осаждается хлорида Материалы и методы исследований. Основные магния, который затем по мере обеднения раствора параметры для контроля процесса синтеза нитратом калием и при достижении искомого соотношения калия – температура реакционной смеси, соотношение KNO3/MgCl2, равного 0,2, достаточно быстро пере- количества солей и содержание в ней свободной воды. кристаллизовывается с концентрирующимся при В экспериментах варьировали степень испарения упаривании нитратом магния в нитратом калия [2]. раствора по нитратом магния и расход хлорида калия. Повышение концентрации хлорида калия в растворе Изучение конверсии нитратом магния с целью полу- чения нитратом калия проводили методом выпарки под вакуумом в лабораторном вакуумном испарителе 18

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. с получением кристаллизата. Степень выпарки и В табл. 1 представлены результаты предпола- выход кристаллизата рассчитывали от массы щелока. гаемых двух схем переработки рассолов. Как известно, После фильтрации суспензии анализировали состав одна из них предполагает получение суспензии осадка и оставшийся нитратом магния раствор на нитратом калия, пригодной для перекачки по содержание ионов и солей, затем рассчитывали трубопроводам, т.е. Ж : Т = 1:1,2. По другой – фазовый состав кристаллизата. Проверку расчетного маточный рассол выпаривается практически пол- фазового состава осуществляли с помощью ренгено- ностью и нитратом калия получают сухим. При таком фазового анализа. Химический анализ жидкой и способе не требуется операция отделения жидкой твердой фазы в процессе кристаллизации нитратом фазы. Выпаривание рассола такого состава до твердой калия проводили по ГОСТ 16109-70 [4-7]. массы при стехиометрическом расходе хлорида калия позволяет получить продукт, который может Общая длительность процесса определяется быть использован для производства металлического содержанием свободной воды. К окончанию выпарки магния. продукт имеет твердую консистенцию при содер- жании общей воды 35–40%. Таблица 1. Синтез нитрата калия из растворов Mg(NO3)2 - (87,85%) и KCl - (60,0%) при температуре 116-118°С Расход KCl гр Соотношение Степень Химический состав Фазовый состав Степень (60,0 %)/100 г Mg(NO3)2 : выпарки, % кристаллизата, % кристаллизата, % конверсии KCl р-ла Mg(NO3)2 KCI KNO3 MgCI2 NaCI-KCI Mg(NO3)2, % 50 1,1 :1 40 65,55 60 91,11 35,12 10,29 32,25 50 1,13 : 1 45 67,34 60 91,65 37,65 8,63 48,33 100 1,15 : 1 52 68,54 60 55,23 39,76 5,56 28,11 100 1,2 : 1 95 71.54 60 98,86 40,11 1,03 89,89 *100 1,21 : 1 100 72,11 60 99,31 41,07 - 98,31 *Выпарка и выдержка после выпарки в течение часа при 90°С, затем охлаждение без доступа атмосферной влаги до 18°С. Результаты и их обсуждение. Изучен процесс добавляемого раствора KCl при небольшой степени получения нитратом калия упариванием растворов, выпарки ведет к выделению в твердую фазу содержащих хлорид калия и нитратом магния, сильвина. При соотношении KCl : Mg(NO3)2 = 0,15 и до начала выпадения кристаллов с последующей кри- степени выпарки 20 % в осадке наблюдается сталлизацией нитратом калия в процессе охлаждения избыток хлорида калия, а при увеличении степени (табл. 1). При дальнейшем испарении воды твердая выпарки до 25 % при таком же соотношении в фаза начинает кристаллизоваться уже во время осадке появляется хларида магния. Как видно из выпарки. Навеску исходного обессульфаченного табл. 1, с повышением расхода хлорида калия можно нитратом магния раствора (содержание Mg(NO3)2 – увеличивать степень выпарки. При более глубокой 87,85 %) помещали в вакуум-кристаллизатор, добав- выпарке раствор пересыщен по Mg(NO3)2, благодаря ляли насыщенный раствор хлорида калия (60,0 %) и чему осаждается карналлит, в который перекристал- упаривали полученный раствор до достижения лизовывается и ранее осажденный сильвин. В опре- заданной степени испарения. Раствор хлорида калия деленный момент выпарки избыточные количества в первой серии опытов использовали для того, чтобы KCl и Mg(NO3)2 соответствуют стехиометрическому исключить возможное неполное растворение кристал- соотношению этих солей в нитратом калия. В этом лического хлорида калия в насыщенном растворе случае при перекристаллизации ранее выпавшего нитратом магния. Затем охлаждали полученный сильвина и осаждении карналлита образуется чистый раствор или суспензию (в зависимости от степени нитратом калия. Дальнейшая выпарка приводит к выпарки) при перемешивании до комнатной темпера- избытку в твердой фазе Mg(NO3)2. В результате туры и снимали пересыщение раствора еще в течение осадок включает в себя как нитратом калия, так и 30 мин при 18°С. После разделения фаз фильтрова- бишофит. Увеличивая расход раствора KCl до нием производили отбор проб фаз для химического стехиометрического по отношению к Mg(NO3)2 в анализа. молекуле карналлита KCl : Mg(NO3)2 = 0,76 и степень выпарки, можно получить высокую степень На фазовый состав кристаллизата влияют степень конверсии как по KCl, так и по Mg(NO3)2. выпарки и расход хлорида калия. Увеличение расхода 19

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Таблица 2. Температурная зависимость растворимости солей Названным 10°С 20°С Растворимость, в гр. 60°С 70°С 80°С 90°С KNO3 17,3 30°С 40°С 50°С 62,8 66,9 MgCl2 36,0 40 42 Mg(NO3)2 41,0 24 31,4 39 44 52 58 KCl 23,7 - - 36,8 37,6 38 38,6 39,2 39,6 33,8 35,1 42,3 43,6 44,8 - - - 25,4 27,1 28,6 29,9 31,3 32,6 Заключение. Процесс получения нитрата калия калия можно использовать как раствор хлорида калия. методом конверсии хлоридов калия и нитрата магния Очередность операций имеет существенное значение состоит из растворения кристаллов хлорида калия для обеспечения максимальной величины конверсии и в концентрированном растворе нитрата магния, чистоты кристаллической фазы нитрата калия: взаимодействия ионов калия и магния с ионами целесообразно синтез нитрата калия проводить с хлора с образованием и кристаллизацией магния. использованием менее концентрированных нитрата Взаимодействие ионов в растворе происходит с магниевых растворов с последующим удалением высокой скоростью, а скорость кристаллизации опре- воды из реакционной среды после внесения KCl. деляется скоростью создания пересыщения, таким Это связано с низкой растворимостью хлорида калия образом, общая скорость процесса определяется в концентрированных растворах хлорида магния. скоростью растворения хлорида калия в нитрата Степень конверсии хлорида калия в нитрата магние- магниевом растворе. Показано, что скорость раство- вых растворах зависит от концентрации нитрата рения кристаллов хлорида калия в нитрата магниевом магниевого раствора, крупности частиц хлорида растворе зависит от размера частиц и концентрации калия, интенсивности перемешивания, температуры хлорида магния. С уменьшением размера частиц процесса, соотношения количеств раствора и хлорида хлорида калия и концентрации раствора нитрата калия. магния скорость растворения возрастает. В концентри- рованном растворе нитрата магния растворение В предложенном способе получения нитрата ка- кристаллов хлорида калия тормозится за счет образо- лия, в качестве побочного продукта раствор хлорида вания нитрата калия на его поверхности. Необходимо магния используется для получения дефолианта интенсивное перемешивание или разбавление хлората магния, а также в системах охлаждения про- суспензии с целью разрушения поверхностного слоя мышленности. Данный способ позволяет получить кристаллов нитрата калия для ускорения процесса нитрата калия по более низкой цене по сравнению растворения хлорида калия. Для получения нитрата с другими способами и считается конкуренто способным производством. Список литературы: 1. Позин М.Е. Технология минеральных солей. - Изд. 4-е, испр. — Л.: Химия, 1974. — 792 с. 2. Никандров Михаил Игоревич. Энергосберегающие циркуляционные технологии неорганических солей. Дисс. Дзержинск. 2014. 402 с. 3. В.В. Шевчук, Т.Н. Поткина, А.И. Войтенко, О.В. Сметанина. Синтез карналлита из растворов хлорида магния и калия. Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя хімічных навук. 2021. Т. 57, № 1. C. 87–93. 4. O.A. Uzakov, Z.K. Dehkanov, X.Sh. Aripov. Obtaining Potassium Nitrate by the Conversion Method / Annals of the Romanian Society for Cell Biology, ISSN:1583-6258, Vol. 25, Issue 2, 2021, Pages. 3164-3170. http://an- nalsofrscb.ro/index.php/journal/article/view/1295 5. Z.K. Dehkanov, X.Sh. Aripov Z.T.Usmonova, M.Sh.Aliyeva, A.V.Kamalov. Development of Nitric Acid Benefica- tion Technology of Phosphorite from in Presence of Ethanol Annals of the Romanian Society for Cell Biology, ISSN:1583-6258, Vol. 25, Issue 2, 2021, Pages. 3164-3170. http://annalsofrscb.ro/index.php/journal/article/view/2169. 6. Узаков Ойбек Асилжанович Мадаминов Отабек Машрабжон угли Базаров Абдурасул Абдусаматович, Дехканов Зулфикахар Киргизбаевич. Получение нитрата калия методом конверсии. Universum: химия и биология: научный журнал. – № 2(92). Часть 2. М., Изд. «МЦНО», 2022. – 4-9 с. 7. Зокиров Солижон Содикжонович Дехканов Зулфикахар Киргизбаевич Арипов Хайруллахан Шукурулаевич Шеркузиев Дониёр Шермаматович. Исследование физико-химических свойств растворов сложных азотнофосфорных жидких удобрений. Universum: технические науки: научный журнал. – № 11(80). Часть 3. М., Изд. «МЦНО», 2020. – 41-45 с. 20

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. DOI – 10.32743/UniTech.2022.104.11.14508 ПЕРЕРАБОТКА КОЛЛАГЕНСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ТАННИДНОГО ДУБЛЕНИЯ Худанов Улугбек Ойбутаевич канд. техн. наук, доц., Джизакский государственный педагогический университет, Республика Узбекистан, г. Джизак E-mail: [email protected] Кадиров Тулкин Жумаевич д-р техн. наук, проф., Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности, Республика Узбекистан, г. Ташкент Умматова Дилором ассистент, Джизакский государственный педагогический университет, Республика Узбекистан, г. Джизак Нуриддинов Уктам ассистент, Джизакский государственный педагогический университет, Республика Узбекистан, г. Джизак PROCESSING OF COLLAGEN-CONTAINING WASTE FROM TANNIDE TANNING Ulugbek Khudanov Dosent, Jizzakh State Pedagogical University Republic of Uzbekistan, Jizzak Tulkin Kadirov D.T.N. Prof., Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Republic of Uzbekistan, Tashkent Dilorom Ummatova Assistant, Jizzakh State Pedagogical University, Republic of Uzbekistan, Jizzak Nuriddinov O’ktam Assistant, Jizzakh State Pedagogical University, Republic of Uzbekistan, Jizzak АННОТАЦИЯ В работе изучены образующиеся на кожевенных заводах отходы, значительная часть которых не использу- ется, а часто выбрасывается на свалку или сжигается, что приводит к загрязнению окружающей среды. Из этих отходов можно гидролизовать различные продукты на основе растворенного коллагена (желатин, клей) из отхо- дов таннидного дубления кожевенного производства. ABSTRACT The paper studied the waste generated by tanneries, a significant part of which is not used, but often thrown into a landfill or burned, which leads to environmental pollution. From these wastes, various products based on dissolved collagen (gelatin, glue) can be hydrolyzed from tannide tanning waste from leather production. __________________________ Библиографическое описание: ПЕРЕРАБОТКА КОЛЛАГЕНСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ТАННИДНОГО ДУБ- ЛЕНИЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Худанов У.О. [и др.]. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14508

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Ключевые слова: отходы танидного дубление, модификация, коллаген, таннид, наномодификация, нанохи- мия, нанодубления. Keywords: tannin tanning waste, modification, collagen, tannide, nanomodification, nanochemistry, nanotanning. ________________________________________________________________________________________________ Ежегодно в мире кожевенных заводах выделя- холодной воде до рН=7,0. Затем отходы кожи тан- ется большое количество коллагенсодержащих отхо- нидного дубления подвергали кислотной обработке. дов таннидного дубления. Утилизация и В качестве кислот были использованы до 2,0% серная, переработка их являются злободневной актуаль- уксусная и акриловая кислота от массы коллагена с ной экологической проблемой [2]. Для ее решения расходом воды 200% при температуре 19 °С. необходимо создать экологически безопасные тех- нологические процессы переработки кожевенных от- На рис. 1 приведены кинетические кривые набуха- ходов и рационально использовать их в различных ния образцов коллагенсодержащего сырья и сорбции отраслях промышленности и народного хозяйства растворов едкого натрия (а) различной концентрации [9]. Полученный мездровый клей и желатин наряду серной (б), уксусной (в) и акриловой кислоты (г) в с применением в пищевой промышленности также зависимости от длительности щелочно-кислотного широко используется в производстве бетонов, фото- процесса. материалов и продуктов бумажной, текстильной промышленности, медицины и ряда других отрас- Из полученных результатов установлено, что лей народного хозяйства [4]. при расходе малых количеств электролитов, т.е. до 2,0%, с увеличением продолжительности щелочно- Химия трансформации коллагена в клей связана кислотного процесса прямо пропорционально возра- с гидролизом части полипептидных цепей, разрывом стают набухание, сорбция электролитов в коллаген- внутри- и межмолекулярных связей различной при- содержащем сырье. По-видимому, это связано с роды и прочности, стабилизирующих спиральную оптимальной ионизацией макромолекул аминокислот структуру коллагена. Это достигается обработкой коллагена в щелочно-кислой среде. коллагенсодержащего сырья в кислой или щелочной среде и при нагревании в водной среде [5]. С целью контроля процесса кислотной и щелоч- ной обработки осуществлялись весовой анализ и В данной работе приведены результаты исследо- кислотно-основное титрование опытных растворов. ваний влияния на физические показатели клея пред- Для проведения экстракции сырье обрабатывали в варительной щелочной и последующей кислотной течение 6 ч в растворах кислот при оптимальных обработки на процесс сорбции и набухания коллагена. концентрациях. Затем в течение 6–8 ч промывали Кислотный способ производства клея позволяет ис- проточной водопроводной водой до рН 6,5. Опреде- ключить ионную нейтрализацию сырья химическими ление рН проводилось после гидротермической экс- реагентами и, в отличие от способа известкования, тракции измельченной пробы (20–30 г). Экстракция позволяет проводить экстракцию клея в присутствии осуществлялась в 2–3-кратном количестве воды и ионов кислоты, катализирующих процесс выплав- кипячении в течение 3–5 мин. ления. Надо полагать, что получаемый таким спосо- бом клей будет обладать достаточно высокой Полученные экстракты концентрацией 4–5% изоэлектрической точкой [3; 8]. консервировали сернистой кислотой (0,15% от массы сухого вещества), фильтровали через несколько В статье изложено описание процессов предвари- слоев капроновой сети при температуре 50–55 °С. тельной щелочной обработки перед кислотной, кото- После этого желатинизировали при температуре рая была осуществлена весовым анализом. Для 4-8 °С в течение 5–6 ч. Студень разрезали, раскла- проведения экстракции коллагена кожи таннидного дывали на сетку и высушивали вначале при 30– дубления обрабатывали 0,5–2,0%-ным едким натрием 34 °С, затем – 60–70 °С. В работе был использован 10–24 часа, и далее сырье промывали в проточной промышленный ручной калорифер. Полученные пластины измельчали на стопке. 22

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Рисунок 1. Зависимость степени набухания образцов Рисунок 2. Зависимость степени набухании коллагена кожи таннидного дубления от образцов коллагена кожи таннидного дубления от концентрации кислот: концентрации органических кислот: 1 – серная; 2 – соляная; 3 –ортофосфорной и 1 – акриловая; 2 – уксусная; 3 – щавелевая; 4 – азотная 4 – лимонная Опыты повторяли четырехкратно. Результаты относительный минимум набухания образцов кол- исследования показали (рис. 1), что относительный лагенсодержащего сырья. Это объясняется слабостью максимум набухания коллагенсодержащего сырья этих кислот. таннидного дубления достигается при воздействии 0,25–0,5%-ных (0,07–0,1 н.) растворов акриловой, Из полученных кривых видно, что набухание серной и соляной кислот. В щавелевой и лимонной коллагенсодержащего сырья возрастает с увеличе- кислоте при концентрации раствора 1,5% наблюдается нием концентрации растворов. Установлено, что относительный максимум наблюдается только в растворах акриловой, серной и соляной кислот. Рисунок 3. Кинетические кривые набухания коллагена кожи таннидного дубления и сорбция растворов едкого натрия (а) различной концентрации серной (б), в зависимости от длительности щелочно-кислотного процесса: 1 – 0,5; 2 – 1,0; 3 – 1,5; 4 – 2,0 23

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Химическое качество этого типа клея позволяет межмолекулярные связи, стабилизирующие спи- потребителю снижать его расход по сравнению с ральную структуру коллагена. клеем, выработанным из других видов сырья. В вод- ных растворах органических кислот отходы кожи Таким образом, химия экстракции коллагена кожи растительного дубления максимально набухают при таннидного дубления растворами кислот слабой и более высоких концентрациях и в большей степени, средней силы позволяет получить более высоко- чем в водных растворах минеральных кислот. молекулярную массу клея. Это объясняется, вероятно, тем, что сильные электролиты интенсивнее разру- В растворе едкого натрия их набухание более шают пептидные связи молекулярных цепей колла- интенсивно, чем в растворах кислот, однако при этом гена; влияние же на коллаген слабых и средней силы имеет место чрезмерное растворение элементов электролитов проявляется в большей мере в разрых- структуры. Вид электролита, использованного для лении структуры коллагена, то есть связано с разры- обработки дермы, оказывает влияние на скорость пре- вом его межмолекулярных межцепных связей. Такими вращения коллагена в клей и реологические свойства методами переработка коллагена кожи таннидного продуктов выплавления. Величина выплавляемости дубления является экологически и экономически при этом не связана с максимальной степенью выгодной. Представленным химическим методом набухания коллагена кожи таннидного дубления в можно максимально переработать коллаген кожи кислой среде, что свидетельствует о специфическом таннидного дубления. (лиотропном) действии электролитов на внутри- и Список литературы: 1. Деструкция коллагена некоторыми ферментами / У.О. Худанов, А.Ю. Тошев, Т.Ж. Кадиров, М. Султанов [и др.] // Тезисы докладов Международной конференции по химической технологии, посвященной 100-летию Н.М. Жаворонкова. – М., 2007. – Т. 5. – С. 124–126. 2. Изменение морфологии поверхности натуральной кожи при воздействии лазерного излучения / А.Г. Анисович, Т.Ж. Кодиров, М.И. Маркевич, У.О. Худанов [и др.] // Электроника плюс. – 2022. – № 1. – С. 55–58. 3. Исследование свойств коллагена и создание эффективного способа его получения / У.О. Худанов, А.Ю. Тошев, Т.Ж. Кадиров, А.А. Хайитов // Современные проблемы науки о полимерах. Третья Санкт-Петербургская конференция молодых ученых с международным участием (г. Санкт-Петербург, 17–19 апреля 2007 г.). – С. 351. 4. Способ обработки коллагенсодержащего сырья // Предварительный патент РУз. № IDP04912. 2000. Бюл. № 5 // Кадиров Т.Ж., Рузиев Р.Р., Амирсаидов Т.Е. 5. Способ обработки нестандартного кожевенного сырья // Предварительный патент РУз № IDP 04694. 2001. Бюл. № 5 // Кадиров Т.Ж., Рузиев Р.Р., Хайитов А.А. 6. Худанов У.О., Кадиров Т.Ж., Тошев А.Ю. Получение реконституционного коллагена глубокой очистки из биомассы и его модификация // Сб. трудов респ. научно-технической конференции «Современные техноло- гии переработки местного сырья и продуктов» ТКТИ. – Ташкент, 2007. – С. 135–136. 7. Худанов У.О., Тошев А.Ю. Получение и свойства гидролизата коллагена из отходов кож и его модификация // Сб. мат. Межд. научно-практической конференции «Перспективы развития инновационных и интеграционных процессов хлопкоочистительной, текстильной, легкой и полиграфической промышленностей». ТИТЛП. – 2007. – Т. 1. – С. 445–449. 8. Худанов У.О., Тошев А.Ю., Кадиров Т.Ж. Альтернативный метод получения коллагена // Третьи Курдюмовские чтения: Синергетика в естественных науках. Международная междисциплинарная научная конференция (г. Тверь, 19–22 апреля 2007 г.). – С. 282–284. 9. Kadirov T.Z., Khudanov U.O., Ummatova D. New technologies for skin impregnation using collagen-polymer systems // International Journal of Psychosocial Rehabilitation. – 2020. – Vol. 29, № 8. – P. 3303–3307. 24

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА ВЛИЯНИЕ ОКИСНОЙ ПЛЕНКИ НА КОЭФФИЦИЕНТЫ РАСПЫЛЕНИЯ КРЕМНИЯ Раббимов Эшбой Азимович доц., Джизакский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Джизак E-mail: [email protected] Иняминов Юлдаш Орибхонович ассистент, Джизакский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Джизак INFLUENCE OF OXIDE FILM ON SILICONE SPUTTERING COEFFICIENTS Eshboy Rabbimov Docent, Jizzakh Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Jizzakh Yuldash Inyaminov Assistant Jizzakh Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Jizzakh АННОТАЦИЯ Основной целью данной работы являлось изучение влияния внедренных атомов Ba на коэффициент распы- ления поверхности кремния и изучение влияния ионной бомбардировки на разрушение тонкой окисной пленки формирующийся на поверхности Si. ABSTRACT The main goal of this work was to study the effect of intercalated Ba atoms on the sputtering coefficient of the silicon surface and to study the effect of ion bombardment on the destruction of a thin oxide film formed on the Si surface. Ключевые слова: ионная бомбардировка, оже-электронная спектроскопия, модель Монте-Карло. Keywords: ion bombardment, Auger electron spectroscopy, Monte Carlo model. ________________________________________________________________________________________________ Бомбардировка чистого Si и Si с оксидной пленкой (включая имплантированную примесь) в каждом проводили в вакууме не менее 10 -5 Па с ионами Ba + , слое толщиной порядка межатомного расстояния[5]. Si + и Ar + с энергией Е0 = 0,5 – 5 кэВ перпендику- Такое изменение происходит за счет каскадного лярно поверхности [1]. Состав поверхностного и смешения, взбалтывания и релаксации концентра- приповерхностного слоев изучался с помощью элек- ционных напряжений, возникающих при высоких тронной оже-электронной спектроскопии (ОЭС) [2]. дозах облучения [6]. Профили распределения атомов по глубине опреде- лялись методом ОЭС в сочетании с травлением по- На рис. 1 представлены экспериментальные и верхности ионами Ar+ с Е0 = 3 кэВ. Перед ионной расчетные профили распределения атомов Ba в Si для бомбардировкой образцы Si (111) очищались высоко- Si , имплантированного ионами Ba + при дозах D = температурным прогревом[3]. 5·10 15 , 10 16 и 8·10 16 см -2 при E 0 = 1 кэВ [7]. Видно, что распределение происходит постепенно с увели- Расчеты проводились с использованием стати- чением дозы. Результаты экспериментов показали, что ческих моделей и алгоритмов, разработанных с увеличением дозы ионов, начиная с D = 2·10 16 см -2 , Т.С. Пугачевой, где использовалась динамическая концентрация Ba незначительно увеличивается только модель монте-карло CASNEW- D [4]. Эта модель на поверхности и вблизи нее. Насыщение происходит учитывает изменение концентрации всех компонентов при высоких дозах облучения. В расчетах насыщение __________________________ Библиографическое описание: Раббимов Э.А., Иняминов Ю.О. ВЛИЯНИЕ ОКИСНОЙ ПЛЕНКИ НА КОЭФФИ- ЦИЕНТЫ РАСПЫЛЕНИЯ КРЕМНИЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14549

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. начинается с D = 4·10 16 см -2 , а в эксперименте – значение C pred = 0,58 (58 ат. %), что хорошо согласу- с D = 8·10 16 см -2 [8]. Приблизительные расчеты про- ется с точным расчетом (C Ba = 52 ат. %) и экспери- изводятся по формуле E 0 = 1 кэВ и r = 0,6 показал ментальными данными (C Ba = ) близко Спички [9]. 49 ат.%) [10,11]. Рисунок 1. D , см -2 : 1, 1 ′ – 6 Расчетная (1 ′ – 3 ′ ) и экспериментальная (1 – 3) зависимости атомной концентрации Ba от глубины Si для доз E 0 = 1 кэВ. 15 , 2, 2 ′ – 10 16 , 3, 3 ′ – 2 10 16 , 4 ′ – 8 10 16 [10] В виде. На рис. 2 представлены расчетные кри- ионов (D ≤ 5·10 15 см -2 ) коэффициент распыления вые зависимости парциальных коэффициентов рас- кремния увеличивается с увеличением дозы практи- сеяния атомов Si и Ba от дозы облучения, чески линейно и существенно не изменяется от возникающей при бомбардировке Si ионами Ba + D = 10 16 см -2 [12]. с E 0 = 1 кэВ [11]. Видно, что при малых дозах Рисунок 2. Зависимость парциальных коэффициентов распыления Si и Ba от дозы при E 0 = 1 кэВ [13] При этом соответственно увеличивается кон- т. е. начиная с определенной дозы концентрация центрация атомов Ва в поверхностном слое, в диа- примесей в поверхностном слое не меняется, а ча- пазоне доз от ~ 5·10 15 см -2 до ~ 5·10 16 см -2 увели- стично коэффициенты распыления Si и Ba в опреде- чивается их коэффициент рассеяния [14]. В боль- ленной степени стабилизируются [15]. ших дозах ( Д 5·10 16 см -2 ) происходит насыщение, 26

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Список литературы: 1. Karshibaev S.A. (2022). EQUIPMENT AND SOFTWARE FOR MONITORING OF POWER SUPPLY OF INFO- COMUNICATION DEVICES. Web of Scientist: International Scientific Research Journal, 3(5), 502-505. 2. Khuzhayorov, B., Mustofoqulov, J., Ibragimov, G., Md Ali, F., & Fayziev, B. (2020). Solute Transport in the Element of Fractured Porous Medium with an Inhomogeneous Porous Block. Symmetry, 12(6), 1028. 3. Mustofoqulov J.A., & Bobonov D.T. L. (2021). “MAPLE” DA SO’NUVCHI ELEKTROMAGNIT TEBRANISH- LARNING MATEMATIK TAHLILI. Academic research in educational sciences, 2(10), 374-379. 4. Mustofoqulov J.A., Hamzaev A.I., & Suyarova M.X. (2021). RLC ZANJIRINING MATEMATIK MODELI VA UNI “MULTISIM” DA HISOBLASH. Academic research in educational sciences, 2(11), 1615-1621. 5. SATTAROV S., KHAMDAMOV B., & TAYLANOV N. (2014). Diffusion regime of the magnetic flux penetration in high-temperature superconductors. Uzbekiston Fizika Zhurnali, 16(6), 449-453. 6. Yuldashev F.M. Õ. (2021). TA'LIMNING INNOVATSION TEXNALOGIYALARI ASOSIDA MUQOBIL ENERGIYA MANBALARI (QUYOSH VA SHAMOL ENERGETIKASI) MUTAXASSISLARINI TAYYORLASHDA O'QITISH SAMARADORLIGINI OSHIRISH. Academic research in educational sciences, 2(11), 86-90. 7. Yuldashev F., & Bobur U. (2020). Types of Electrical Machine Current Converters. International Journal of Engineering and Information Systems (IJEAIS) ISSN, 162-164. 8. Бабанов Д.Т., & Иняминов Ю.А. (2020). ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СЛОЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОД- СТВА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ. Символ науки, (11), 9-13. 9. Иняминов Ю.А., Хамзаев А.И. У., & Абдиев Х.Э. У. (2021). Передающее устройство асинхронно-циклической системы. Scientific progress, 2(6), 204-207. 10. Каршибоев Ш.А., & Муртазин Э.Р. (2021). Изменения в цифровой коммуникации во время глобальной пан- демии COVID-19. Молодой ученый, (21), 90-92. 11. Муртазин Э.Р., Сиддиков М.Ю., & Цой М.П. (2018). Стратегия развития экономики Узбекистана-региональ- ные особенности. In Региональные проблемы преобразования экономики: интеграционные процессы и меха- низмы формирования и социально-экономическая политика региона (pp. 85-87). 12. Раббимов Э.А., Жўраева Н.М., & Ахмаджонова У.Т. (2020). Исследование свойства поверхности монокристалла и создание наноразмерных структур на основе MgO для приборов электронной техники. Экономика и социум, (6-2), 190-192. 13. Сохибов Б.О., Саттаров С., & Таганова С.Х. (2018). ВНЕДРЕНИЕ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС ПЕРЕДОВЫХ МЕТОДОВ ПЕДАГОГОВ-НОВАТОРОВ. In Молодой исследователь: вызовы и перспективы (pp. 17-22). 14. Суярова М.Х., & Джураева Н.М. (2018). Динамическая модель по электротехнике. In Передовые научно-тех- нические и социально-гуманитарные проекты в современной науке (pp. 53-54). 15. Умирзаков Б.Е., Содикжанов Ж.Ш., Ташмухамедова Д.А., Абдувайитов А.А., & Раббимов Э.А. (2021). Влияние адсорбции атомов Ba на состав, эмиссионные и оптические свойства монокристаллов CdS. Письма в Журнал технической физики, 47(12), 3-5. 27

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. DOI – 10.32743/UniTech.2022.104.11.14578 СИСТЕМА ПЛАВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЛЬТОДОБАВОЧНЫМ ТРАНСФОРМАТОРОМ Усманов Элдар Ганиевич канд. техн. наук, доц., Ташкентский Государственный технический университет имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент Хусанов Бахтиёр Мейликул угли преподаватель, Ташкентский Государственный технический университет имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] SYSTEM OF SMOOTH REGULATION BY VOLTAGE SUPPLEMENTARY TRANSFORMER Eldar Usmanov Candidate of Technical Sciences, Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, Republic of Uzbekistan, Tashkent Bakhtiyor Khusanov Teacher Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В настоящей статье исследуются особенности колебательного контура с целью определения возможности их применения для управления тиристорами при построении новых, простых и надёжных схем для регулирования вольтодобавочных стабилизаторов напряжения от величины значения напряжения питающей сети. В феррорезо- нансных цепях, присоединённых к источнику напряжения с малым внутренним сопротивлением, при определённом сочетании параметров наблюдается возбуждение колебаний на основной частоте, начальная фаза которых имеет сдвиг по отношению к начальной фазе приложенного напряжения. ABSTRACT In this article, the features of the oscillatory circuit are investigated in order to determine the possibility of their application for controlling thrusters when building new, simple and reliable circuits for regulating booster voltage stabi- lizers from the value of the supply voltage. In Ferro resonant circuits connected to a voltage source with low internal resistance, with a certain combination of parameters, oscillations are excited at the fundamental frequency, the initial phase of which has a shift relative to the initial phase of the applied voltage. Ключевые слова: вольтодобавочных стабилизаторов напряжения, качества электрической энергии. Keywords: regulating booster voltage stabilizers, quality of electrical energy. ________________________________________________________________________________________________ Электроэнергия, как особый вид продукции, об- качество электроэнергии. Качество электроэнергии ладает определенными характеристиками, которые оценивается по причинённый народному хозяйству позволяют судить о ее пригодности в различных ущербу. производственных процессах. Качество электроэнергии, наряду с надежностью, Совокупность характеристик, при которых при- безопасностью, является одним из обязательных емники электроэнергии способны выполнять зало- требований, предъявляемых к системам электроснаб- женные в них функции, объединены общим понятием жения. Качество электроэнергии характеризуется __________________________ Библиографическое описание: Усманов Э.Г., Хусанов Б.М. СИСТЕМА ПЛАВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЛЬТО- ДОБАВОЧНЫМ ТРАНСФОРМАТОРОМ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14578

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. совокупностью свойств и показателей качества Устройства, которые могли бы компенсировать энергии. провалы напряжения в питающей сети должны отве- чать следующим требованиям: большую чувствитель- Обеспечение необходимого качества электриче- ность к изменениям величины напряжения на входе ской энергии – это проблема, которая присутствует данного устройства и быстродействие регулирования на всех этапах существования электрической энер- величины напряжения, источника питания. гии, включая генерацию, передачу, распределение и потребление. Основным параметром и показателем Имеются большое количество работ, посвя- качества электрической энергии принято считать щенных регулированию напряжения при помощи напряжение и его качество. вольтодобавочного трансформатора (ВДТ) система управления которых выполнены на базе полупро- Одним из причин ухудшения качества электро- водниковых элементов. энергии является, так называемые «провалы» напря- жения, которые наблюдаются при коммутации Необходимо отметить, что данные системы имеют мощных сталеплавильных электропечей, полупро- относительно сложную полупроводниковую схемную водниковых преобразователей и т.п. Провалы базу, а также в регионах, где средняя температура напряжения могут быть как кратковременными, так окружающей среды в летнее время может достигать и длительными, одноразовые и многоразовые за 500С и выше, малогабаритные полупроводниковые рабочую смену в предприятиях с непрерывным приборы начинают работать с большой погрешно- характером производства. Провалы напряжения стью или полностью выйти из строя. приводят не только к ухудшению работы электро- приемников в данных предприятиях, но и к полной Несмотря на бурный рост в последнее время полу- остановке всего технологического процесса. Напри- проводниковой техники разнообразие физических мер, в прядильных цехах текстильных комбинатах, свойств и многочисленные возможности электро- при остановке прядильного станка, для полного вос- ферромагнитных цепей и сейчас привлекают к ним становления их работы требуется до трех часов, что внимание исследователей. приводит к большому народнохозяйственному ущербу. В настоящей статье рассматривается вопрос со- здания простых и надежных систем управления ВДТ на базе параллельного колебательного контура, по- следовательно соединенного с линейной индуктив- ностью (рис. 1). Рисунок 1. Параллельного колебательного контура Для проведения теоретического анализа, при- Кроме этого пренебрегаем потерями в сердечнике мем следующие допущения [1-2]: линейного дросселя, в виду их малости. 1. Потери на гистерезис, вихревые токи и актив- Исследование проводятся методом медленно ное сопротивление обмотки нелинейного ФЭ, счита- меняющихся амплитуд. Исследуемая цепь описыва- ются постоянными и учитываются проводимостью ется следующим дифференциальным уравнением: g, включенной параллельно ФЭ. dф di (1) 2. Пренебрегаем потерями в ёмкости С и индук- u = w dt + L0 dt тивностью рассеяния обмоток ФЭ. где 3. Учитывается лишь основная гармоника гармо- нически изменяющейся величины магнитного потока. i = iC + ig + iФЭ (2) 4. Кривая магнитного потока ФЭ относится к категории симметричных характеристик, поэтому она должна быть аппроксимирована степенной функцией нечётной степени. 29

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Здесь за базисную величину магнитного потока Zm = Xm (1- X 6 )2 -   2 (5) принято амплитудное значение первой гармоники m  магнитного потока, определённое из условия равен- ства амплитудных значений токов в обмотке ФЭ и (X6m -1)tg - конденсатора С, соединённых параллельно, что со-   ответствует точке пересечения вах ФЭ и конденса- tg тора С. -1) - tg  = - (6)  Уm =  6 2 - 2 (3) ( X 6 (1- X m m tg = -  (1 - X 6 ) - 1 (4) Полученные результаты по формуле (6) имеют m как положительное, так и отрицательное значение:  • отрицательное значение угла φ соответствует опережению фазы тока нагрузки, от напряжения пи- Для построения ВАХ цепи и определения его тающей сети; амплитудно-фазовой характеристики необходимо • положительное значение угла φ соответ- определить зависимости I = f (Ф) и = f (Uвх ) ствует отставанию фазы тока нагрузки от напряже- ния источника питания. Уm 1,2 1,2 Уm a 1 c 1 0,8 0,8 b d 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 -ϕ0 -80 -60 -20 0 0 0 Zm -100 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Рисунок 2. Зависимость φ=f(Уm) Рисунок 3. Зависимость Уm = f(Zm) На рис. 2 и рис. 3 показаны зависимости соот- Так на основании выше изложенного можно ис- ветственно φ=f(Уm) и Уm = f(Zm) характеристики рас- пользовать данную цепь в системе управления ВДТ сматриваемой схемы, построенные с исполь- для плавного регулирования напряжения на нагрузке в функции напряжения источника питания [3] зованием уравнений 20, 21, 28 и 29. (см. рис.4). Как видно из этих рис.3 зависимость Уm = f(Zm) Данное устройство состоит из двух частей: I – имеет падающий участок (ab) где величина тока из- силовой части т.е. вольтодобавочного трансформатора меняется обратно пропорционально величине при- и II – системы управления ВДТ, которая состоит из ложенного напряжения, ширину и угол наклона понижающего трансформатора, параллельного коле- которого можно изменять за счет изменения парамет- бательного контура, соединенного последовательно ров схемы. На кривой зависимости φ=f(Уm) (рис.2), с линейной индуктивностью, транс реактора с двумя так же имеется падающий участок (cd) здесь начальная вторичными обмотками включенный в неразветвлен- фаза сдвига фаз напряжения и тока на неразветвлен- ный участок параллельного колебательного контура. ном участке рассматриваемой цепи изменяется об- ратно пропорционально величине приложенного напряжения. 30

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. I II V1 V2 ZН ФЭ Д1 R2 Д2 L0 R1 ТР С Рисунок 4. Схема ВДТ с системой плавного регулирования в функции напряжение Данное устройство состоит из двух частей: I – Выводы силовой части т.е. вольтодобавочного трансформа- тора и II – системы управления ВДТ, которая состоит 1. Выявлено амплитудное значение тока нагрузки из понижающего трансформатора, параллельного в относительных единицах и угол фаз между током колебательного контура, соединенного последова- нагрузки и напряжением питающей сети. тельно с линейной индуктивностью, транс реактора с двумя вторичными обмотками включенный в не- 2. Проведённый анализ фазовых соотношений разветвленный участок параллельного колебатель- резонансной цепи, соединенный последовательно с ного контура. Вторичные обмотки транс реактора индуктивностью, показало, что, начальная фаза тока через диоды и сопротивления соединяются с управ- на неразветвленной части цепи изменяется обратно ляющими электродами тиристоров, расположенных пропорционально величине приложенного напря- в плечах мостовой схемы. Необходимо отметить, жения и имеет широкий диапазон зависимости от что мощность системы управления ВДТ составляет изменения входного напряжения. не более 10 Вт. 3. Установлены возможности получения ампли- тудное - фазовых соотношений заданного вида при использовании цепи для плавного управления состоя- ниями тиристоров в функции напряжения питающей сети и создании на их основе плавно регулируемый вольтодобавочный трансформатор. Список литературы: 1. Бессонов Л.А. Нелинейные электрические цепи. - М.: Высшая школа, 1997, с. 343. 2. Расулов А.Н., Рузиназаров М.Р. Методика расчёта электроферромагнитных цепей. Научные журналы: “GLOBUS”. (42-48 бет) Сант-Петербург- 2016. 3. Кадыров Т.М., Алимов Х.А., Усманов Э.Г. Анализ режимов электроферромагнитных цепей приведением уравнений состояния к относительным еденицам. Узбекский журнал проблемы информатики и энергетики, №6, 2000, с. 48 -51. 31

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. ЭНЕРГЕТИКА DOI – 10.32743/UniTech.2022.104.11.14505 ДИАГНОСТИКА И МОНИТОРИНГ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ Рагимли Ильхам Назим доц. кафедры Электромеханика, Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности, Азербайджан, г. Баку E-mail: [email protected] Рзаева Сона Вагиф зав.лаб. кафедры Электромеханика, Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности, Азербайджан, г. Баку E-mail: [email protected] Алиев Хунар Зафар магистр кафедры Электромеханика, Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности, Азербайджан, г. Баку DIAGNOSIS AND MONITORING OF POWER TRANSFORMERS Ilham Rahimli Associate Professor of the Department of Electromechanics Azerbaijan State University of Oil and Industry, Azerbaijan, Baku Sona Rzayeva Head of laboratory Department of Electromechanics, Azerbaijan State University of Oil and Industry, Azerbaijan, Baku Khunar Aliyev Master of the Department of Electromechanics Azerbaijan State University of Oil and Industry, Azerbaijan, Baku АННОТАЦИЯ В настоящее время наиболее эффективным средством повышения надежности силовых трансформаторов яв- ляется применение методов и средств технической диагностики (ТД). В основном все современные системы кон- троля ориентированы на оценку состояния изоляции как важнейшего элемента трансформатора, подверженного разрушению. Для этого с его помощью оценивают нагрузочный режим трансформатора, регулируют температуру наиболее нагреваемой точки, определяют влажность в бумажной изоляции, определяют тангенс угла диэлектри- ческих потерь. ABSTRACT At present, the most effective means of improving the reliability of power transformers is the use of methods and means of technical diagnostics (TD). Basically, all modern control systems are focused on assessing the state of insulation as the most important element of the transformer subject to destruction. To do this, it is used to evaluate the load mode of the transformer, regulate the temperature of the most heated point, determine the humidity in the paper insulation, and determine the dielectric loss tangent. __________________________ Библиографическое описание: Рзаева С.В., Рагимли И.Н., Алиев Х.З. ДИАГНОСТИКА И МОНИТОРИНГ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14505

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Ключевые слова: система мониторинга, силовой трансформатор, техническая диагностика, изоляция, нагрузочный режим трансформатора. Keywords: monitoring system, power transformer, technical diagnostics, isolation, transformer load mode. _________________________________________________________________________________ _______________ Система непрерывного мониторинга (СНМ) • снижение трудозатрат персонала в результате применения автоматизированных методов контроля предназначена для сбора, обработки, отображения и и диагностики; хранения данных, характеризующих рабочее состоя- • увеличение времени работы оборудования исходя из фактических значений критических пара- ние силового трансформаторного оборудования в метров трансформаторного оборудования; процессе эксплуатации. • снижение рисков нанесения ущерба окружаю- Система мониторинга должна предоставлять щей среде в результате выхода из строя трансформа- торного оборудования. информацию для контроля и корректировки режимов работы, своевременного принятия необходимых мер Первым шагом при выборе системы мониторинга и аварийных режимов, анализа аварийных режимов является определение того, какой уровень диагно- для снижения эксплуатационных расходов и прогно- стики потребуется для мониторинга трансформа- зирования технического состояния оборудования тора. Уровень системы определяется исходя из его реактора. напряжения. Например, в трансформаторах до 110 кВ эффективно применять системы с малым количест- Целью системы непрерывного мониторинга со- вом диагностических параметров, а с напряжением стояния является повышение надежности и сниже- 220 кВ и выше с полным набором параметров. После ние эксплуатационных расходов [1-4]: того как определяется уровень диагностики подби- рают системы подходящие по определения с уровнем • повышение эффективности эксплуатации диагностики подыскиваем системы, которые подходят трансформаторного оборудования за счет опреде- требованиям. ления начальной стадии возникновения неисправ- ностей в контролируемом оборудовании и/или Произведем анализ преимуществ продукции аварийных и аварийных режимов и снижения слу- фирм «TRANSFIX», «FARADAY», и «SAFE-T» чаев отключения электроснабжения из-за отказа (таблица 1). оборудования; Таблица 1. • снижение инвестиционных затрат на необосно- ванное обновление оборудования; • снижение затрат на ремонт за счет организации ремонта по фактическому состоянию оборудования, а не по календарному; Преимущества продукций фирм «TRANSFIX», «FARADAY», и «SAFE-T» Фирма Преимущества «TRANSFIX» «FARADAY» • Минимальные эксплуатационные расходы • Широкий набор интерфейсов и возможностей аварийной сигнализации «SAFE-T» • Легко и понятно монтируется на объекте • Возможность мониторинга нагрузки • Нахождение зарождающихся дефектов в трансформаторе • Оптимизация безопасной нагрузки трансформатора, увеличение эффективности. • рассчитать старение трансформатора. • возможность классифицировать тип дефекта, исходя из результатов анализа. • в блоках питания до 75Вт может выставляться любое напряжение в диапазоне 12В-24В с помощью подстроечного резистора; • автоматическая защита блоков питания от перепадов входного напряжения, короткого замыкания и от перегрузок; • миниатюрные размеры корпусов значительно упрощают монтаж оборудования; • имеется возможность крепления блоков питания как винтами, так и с помощью фиксатора на DIN-рейку. • модульность (все продукты могут поставляться как отдельно, так и в составе единого авто- матизированного комплекса); • гибкость; • программное обеспечение собственной разработки; • архивирование всех параметров в первичных устройствах сбора данных (функция «чёрного ящика»); • использование высоконадёжной устойчивой к помехам электроники; • расширенный диапазон рабочих температур: минус 60…+ 45°С; • самодиагностика; • удалённый доступ; • возможность интеграции в системы «верхнего уровня». 33

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. В результате анализа различных систем наибо- фиксирует и хранит данные, полученные в течение лее подходящей системой оказалась «SAFE-T». всего срока службы оборудования, и автоматически В этой системе помимо основных настроек имеется копирует информацию о техническом состоянии программа, рассчитывающая ряд параметров, позво- оборудования в процессе эксплуатации. Полученная ляющих более точно определить наличие неисправ- информация сохраняется на диске в контроллере ностей и дефектов, а также необходимость проведения блока мониторинга. SAFE-T может интегрироваться профилактических мероприятий, без вмешательства в АСУ ТП подстанции и удаленно просматривать человека. Имеется в виду: онлайн-расчет температуры оперативные и архивные данные с помощью внутрен- самой горячей точки, расчет влажности твердой изо- него WEB-сервера. Блок-схема СНМ показана на ляции, расчет степени износа изоляции, регистрация рисунке 1. и анализ временных перенапряжений на сторона ВН и т.д. Также одним из положительных факторов яв- Система мониторинга SAFE-T выполняет следу- ляется информационно-системная защищенность и ющие математические функции и экспертные безотказность работы первичных датчиков и изме- оценки. Анализирует и регистрирует переходные рительных систем (аналоговых или релейных) и перенапряжения на стороне ВН с продолжительно- нарушения в их работе, что позволяет сохранить стью перенапряжения 20 минут и более. Вычисляет данные с работающих устройств и в дальнейшем активную и реактивную мощность, cos φ, с каждой выявить проблему [5]. стороны управляемого оборудования. Расчет темпе- ратуры самой горячей точки обмотки по темпера- Система SAFE-T позволяет контролировать до- туре верхних слоев масла и току нагрузки, а также пустимые систематические и аварийные перегрузки, расчет влажности твердой изоляции в местах пере- а также формировать предупредительный или ава- грева. рийный сигнал по всем параметрам. Этот СНМ Рисунок 1. Блок-схема СНМ СНМ рассчитывает скорость старения обмоток SAFE-T постоянно контролирует tgδ и емкость по температуре наиболее нагретой точки обмотки и первичной изоляции вводов ВН, СН, а также кондук- рассчитанному содержанию влаги в твердой изоляции, тивные токи небаланса трехфазной вводной системы. что позволяет использовать полученные данные для прогнозирования старения и общего износа транс- Исходя из вышесказанного можно сделать вывод, форматора. Система мониторинга непрерывно следит что Система непрерывного контроля (система мони- за работой системы охлаждения, а также рассчиты- торинга) трансформаторного оборудования SAFE- вает падение температуры масла по высоте бака. T предназначена для непрерывного контроля и реги- Механический и электрический износ контактов страции основных параметров, в том числе предава- рассчитывается при расчете разницы температур рийных и аварийных режимов трансформаторов, масла в основном баке и баке устройства РПН. автотрансформаторов и реакторов в процессе экс- плуатации. 34

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Список литературы: 1. Системы мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Общие технические требования / Мордкович А.Г., Цфасман Г.М., Дарьян Л.А., Маргулян А.М.; Департамент систем передачи и преобразования электроэнергии ОАО ФСК ЕЭС, 2014г – 121с. 2. Tang W.H. Condition Monitoring and Assessment of Power Transformers Using Computational Intelligence / Tang W.H., Wu Q.H.; Department of Electrical Engineering and Electronics. The University of Liverpool, 2012 – 87 с. 3. Прохорчик М. Непрерывный мониторинг состояния силовых трансформаторов / Прохорчик М.; VGTU Transporto engineering fakultetas, 2015-05-03. – 55с. 67 4. Sparling B. Power transformer life extension though better monitoring / Sparling B., Aubin J.; GE Energy Management. 2015 – 45 c. 35

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. DOI – 10.32743/UniTech.2022.104.11.14563 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ФОРМИРОВАНИЯ КОЛЬМАТАЦИОННОЙ ЗОНЫ И КОЛИЧЕСТВА ОТФИЛЬТРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ В ПРОДУКТИВНЫЙ ПЛАСТ Раупов Анвар Абдирашидович канд. техн. наук, начальник отдела Управления стратегического планирования и энергетической безопасности Министерства энергетики Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Эшпулатов Тура Поёнович канд. техн. наук, ст. аналитик Департамента строительство и проектирования, АО «Узбекнефтегаз», Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Акилов Жахонгир Акилович д-р техн. наук, проф. Самаркандского государственного архитектурно-строительного института, Республика Узбекистан, г. Самарканд Назарбекова Дилобар Касимбековна PhD по техн. наукам, доц. Ташкентского государственного технического университета, Республика Узбекистан, г. Ташкент EVALUATION OF THE QUALITY OF THE FORMATION OF THE COLMATATION ZONE AND THE AMOUNT OF FILTERED FLUID INTO THE RESERVOIR Anvar Raupov Candidate of technical sciences, Head of Department Strategic Planning Department and energy security Ministry of Energy of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent Eshpulatov Tura Candidate of technical sciences, Senior Analyst of the Department construction and design JSC \"Uzbekneftegaz\", Republic of Uzbekistan, Tashkent Jakhongir Akilov Doctor of Technical Sciences, Professor Samarkand State Institute of Architecture and Construction, Republic of Uzbekistan, Samarkand Dilobar Nazarbekova PhD in Engineering Sciences, Associate Professor Tashkent State technical university, Republic of Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ФОРМИРОВАНИЯ КОЛЬМАТАЦИОННОЙ ЗОНЫ И КОЛИЧЕСТВА ОТФИЛЬТРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ В ПРОДУКТИВНЫЙ ПЛАСТ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Раупов А.А. [и др.]. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14563

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. АННОТАЦИЯ Дана оценка качеству формирования кольматационной зоны с учетом фильтрационной способности буровых растворов. Рассмотрен способ определения по кривой динамической водоотдачи, толщины и проницаемости кольматационного слоя, а также коэффициента отложения, необходимого для оценки экранирующей способности раствора по предотвращению проникновения в пласт твердой и жидкой фазы. Изучены прямолинейные вытеснения фильтратом жидкости, насыщающей образец, с образованием подвижного фронта. Путем эксперимента получена зоны, формирования глинистой коркой и кольматационной зоны при установившиеся фильтрации. Получена зависимость который позволяют возможность более надежно охарактеризовать тип и качества промывочного раствора приготовленных на основе различных рецептур для первичного вскрытия продуктивного пласта. ABSTRACT The quality of formation of the colmatation zone is estimated, taking into account the filtration capacity of drilling fluids. A method for determining the dynamic water yield curve, the thickness and permeability of the colmatation layer, as well as the deposition coefficient necessary to assess the screening ability of the solution to prevent penetration of the liquid phase hardness into the reservoir is considered. Rectilinear displacements of the sample-saturating liquid by filtrate with the formation of a moving front are studied. By experiment, the zones formed by clay crust and colmatation zones under steady filtration were obtained. A dependence was obtained that makes it possible to more reliably characterize the type and quality of the washing solution prepared on the basis of various formulations for the primary opening of a productive reservoir. Ключевые слова: порода, глина, бурения, скважина, жидкость, течение, зависимость, фильтрация, эксперимент, вскрытие, корка, давления. Keywords: rock, clay, drilling, well, fluid, flow, dependence, filtration, experiment, opening, crust, pressure. ________________________________________________________________________________________________ При оценке кольматирующей способности про- не меняется. Тогда величина fт остается постоянной, мывочных растворов важным среди остальных пара- из чего следует метров раствора является их фильтрационная способность. Инструментом для измерения основ- dVT = fT dVж (2) ного параметра растворов - фильтрации являются 1− fT приборы и устройства динамической водоотдачи, закономерности которой принципиально отличаются В процессе водоотдачи твердые частицы отклады- от статической. Соответственно различается и фор- мирование кольматационной зоны в проницаемых ваются в порах породы. Обозначим через dA элемент породах [1]. площади, на которой происходит кольматация, а через Рассмотрим способ определения по кривой ди- dХk - приращение толщины кольматируемой зоны. намической водоотдачи Q=f(t) толщины и проница- Если пористость образца равна m2, то кольматирую- емости кольматационного слоя, а также щие частицы твердой фазы бурового раствора могут коэффициента отложения, необходимого для оценки экранирующей способности раствора по занять такую часть порового объема m2dAdXk. предотвращению проникновения в пласт твердой и В кольматируемой зоне образуется структура жидкой фаз. пористостью mk, в результате объём отложившийся Предположим, что на торце испытываемого об- частиц станет равным разца длиной L, проницаемостью К2 и пористостью m2 образовалась глинистая корка. Глубина проник- dХТ = m2(1 – mk) dАdXk (3) новения в образец твердой фазы раствора будет за- висеть от её размеров и размеров поровых каналов За время dt через поверхность dА протечет неко- глинистой корки и образца. торое количество жидкой фазы Следуя Р. Коллинзу [2], допустим, что промы- dVж = – vdAdt (4) вочная жидкость, проникшая в образец через глини- стую корку, однородная. Её общий объём склады- где:  - скорость фильтрации. вается из объёмов твердых частиц Vт и жидкости Из выражений (2), (3) и (4) получаем уравнение Vж. Доля твердых частиц будет равна для скорости роста толщины кольматационной зоны fT = VT (1) dX k = fT V (5) VT + Vж dt m2 (1− mk )(1− fT ) Вследствие фильтрации и отложения частиц Множитель  = fT - коэффи- объём твердой фазы в растворе уменьшится за m2 (1− mk )(1− fT ) время dt на величину dVт, а жидкой фазы - dVж, и, следовательно, концентрация раствора практически циентом отложения. 37

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Рассмотрим прямолинейное вытеснение фильтра- твердых частиц в виде глинистой корки и закольма- том жидкости, насыщающей образец, с образованием тированной зоны с проницаемостью К и пористо- подвижного фронта. стью mk; 2 - область фильтрата, не содержащего Задача с подвижной границей показана на рис. 1, твердые частицы; P1' и P2' - давления на тоpцах об- где индексом 1 обозначена область отложившихся разца. Рисунок 1. Прямолинейное вытеснение фильтратом жидкости, насыщающей образец, с образованием подвижного фронта Для распределения давления в образце получаем Интегрируя уравнение (5), получим закон переме- уравнение: щения подвижной границы K  2 Pi = Pi 1 X 2 t (6) = − K1  K1 L  2 + 2 K1  2 K2 K2 K2 t ( )X k P' P' (9) L+ 1 − 2 где: i = 1, 0< х < Хk;  i = 2, Хk< х < L Распределение давления в области Xk< х < L бу- при следующих начальных и граничных условиях: дет определяться уравнением Р2(Х,0) = P21 , Р1(0,t) = P11 ( )P2 K2 K1 P1' − P2' (10) Р1(Хk,t) = Р2(Хk,t) = X k 1−  (L − X ) + P2' K1 K1 K1 P1 = K 2 P2 K2 + K2  X x=xk  X x=xk (7) Для упрощения примем, что течение в зоне от- На кривых динамической водоотдачи Q=f(t), по- ложения твердых частиц квазистационарное. Тогда лученных экспериментально, четко выделяются два периода фильтрации (рис. 2). для области 0 х  Xk имеем Независимо от того, под влиянием каких фи- ( )P1 зико-химических причин каналы образца заполня- = P2' − P1' X + P1' (8) ются кольматирующими веществами, закупо- ривание произошло в результат двух процессов: K1 L − X k 1 − K1  K2 K2 1) выпадение кольматирующего вещества из раствора и оседание его на поверхности каналов об- разца; 2) обратное поступление вещества в раствор вследствие срыва частиц под воздействием потока фильтрации. Однако в процессе динамики этим можно пренебречь. 38

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Рисунок 2. Формирования глинистой корки и кольматационной зоны (а) в установившейся фильтрации (в) Если считать процесс кольматации законченным Подставив значение  в уравнение (11), получим с момента стабилизации фильтрации на кривой Q=f(t), выражение для определения толщины кольматацион- то будут известны время окончания формирования ной зоны по данным кривой динамической водо- кольматационной зоны и количество жидкости, отдачи: профильтровавшейся за этот период. Такое утвер- ждение требует пояснения. После периода t прони- lk = 2 K1  APK 2t уст −  L (15) цаемость образца будет меняться, но незначительно K2  Q уст (в пределах точности замера расхода Q). Для использования результатов эксперимента на Из уравнения (9) при условии, что в момент t = 0 Xk = 0, а в момент t=tуст Хk = lk, получим установившемся участке кривой Q=f(t) проинте- грируем 1 = − K1  K L  2 K1 2 t K2 K  lk L + 1 +  Pt уст  (11) Q =  qdt (16) 2  0 или Тогда получим еще одно выражение для опреде- ления толщины кольматационного слоя ( )l2 K1 k = 2 K2 K 2  Pt уст −  lk L (12) lk = 2 K1  AK 2Pt − L  (17) K2 Q Полный объём жидкости, отфильтровавшейся к моменту t, будет Выражения (15) и (17) идентичны. Задаваясь вели- чиной К1/К2, методом подбора определяем толщину t уст (13) кольматационного слоя, а затем его проницаемость в виде глинистой корки и кольматированной части Qуст = qdt породы, а также коэффициент отложения. Знание этих параметров позволит прогнозировать глубину 0 проникновения твердой и жидкой фаз в продуктивный коллектор. Проинтегрировав уравнение (13), запишем Полученные зависимости дают возможности  = Alk (14) более надежно охарактеризовать типа и качество Qуст промывочных жидкостей, приготовленных на основе различных рецептур для первичной вскрытии про- где А - площадь поперечного сечения образца. дуктивного пласта. Список литературы: 1. Файзиев Х.Д., Аминов А.М. Кольматирующие поры продуктивного пласта структурообразушающая добавка к буровым растворам «Высокие технологии и перспективы интеграции образования, науки и производства»./ Сб. науч. Трудов Международной научно-технической конференции посвященное 15-летию независимости Узбекистана. Том №1. –Ташкент: 2006. –С. 258-260. 2. Коллныз Р. Течение жидкостей через пористые материалы. –Москва: «Мир», 1964. –С. 136. 39

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. DOI – 10.32743/UniTech.2022.104.11.14584 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА НА ЗАВЕРШАЮЩЕЙ СТАДИИ Шевцов Владимир Михайлович вед. научн. сотрудник, АО «O’ZLITINEFTGAZ», Республика Узбекистан, г. Ташкент Жамилов Алибек Фозил угли зав. группы, АО «O’ZLITINEFTGAZ», Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Маликова Нодира Абдурахман кизи инженер, АО «O’ZLITINEFTGAZ», Республика Узбекистан, г. Ташкент PROPOSALS FOR IMPROVING THE METHODOLOGY FOR THE DESIGN OF NATURAL GAS FIELD DEVELOPMENT AT THE FINAL STAGE Vladimir Shevtsov Leading Researcher, JSC \"O'ZLITINEFTGAZ, Republic of Uzbekistan, Tashkent Alibek Jamilov Head of group, \"O'ZLITINEFTGAZ\" JSC, Republic of Uzbekistan, Tashkent Nodira Malikova Engineer, \"O'ZLITINEFTGAZ\" JSC, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье, на основании системного анализа текущего состояния разработки месторождений природного газа, рассмотрены методологические аспекты проектирование и разработки на завершающей стадии. ABSTRACT In the article, based on a system analysis of the current state of natural gas field development, the methodological aspects of design and development at the final stage are considered. ________________________________________________________________________________________________ Основной объем текущих запасов природного газа правило, не практикуется [1]. Рассматриваемая стадия в Узбекистане – 70,6 % от общереспубликанских запа- разработки характеризуется заметным снижением сов – приходится на охваченные разработкой место- дебитов и выбытием скважин из эксплуатации по рождения с относительно высокой выработанностью различным причинам, что осложняет добычу и, (в среднем 65,4 %), т.е. находящихся на завершающей соответственно, выработку остаточных запасов стадии разработки. месторождений. В промысловой практике темпы добычи газа на Исходя из вышеизложенного, актуальным стано- завершающей стадии разработки месторождений вится совершенствование методологических аспектов обычно обусловлены мощностью установленной проектирования разработки месторождений природ- компрессорной станции (КС), поскольку бурение ного газа с поддержанием действующего фонда на эксплуатационных скважин на данной стадии, как завершающей стадии. В этой связи, для продления __________________________ Библиографическое описание: Шевцов В.М., Жамилов А.Ф., Маликова Н.А. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СОВЕР- ШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИРОД- НОГО ГАЗА НА ЗАВЕРШАЮЩЕЙ СТАДИИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14584

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. и повышения эффективности использования фонда Первым этапом проектирования является оценка малодебитных и восстановления в эксплуатации количества скважин, восстановление продуктивно- бездействующих скважин, предлагается применение сти которых с помощью ЗБС на данном этапе разра- в них зарезки бокового ствола (ЗБС). ботки целесообразно. За критерий оптимальности на данном этапе принимаем максимум прибыли от Проектирование разработки газовых месторож- дальнейшей разработки залежи. дений в скважинах с ЗБС является сложной много- критериальной задачей, которая включает в себя На этом этапе предлагается проведение расчетов, выбор скважин-кандидатов на ЗБС, обоснование по результатам которых можно оценить целесообраз- профиля бокового ствола (БС), длины его горизон- ность применения БС для конкретных геологопро- тального участка и азимутального направления, мысловых условий на данной стадии разработки оценку дебита скважин с БС, оценку технико-эконо- залежи. мического эффекта от мероприятия, с учетом интерфе- ренции с соседними газодобывающими скважинами, Задача заключается в определении количества а также с проектируемыми БС других скважин. вертикальных простаивающих скважин, которые сле- дует восстановить посредством ЗБС с горизонтальным Учет всех перечисленных выше параметров при окончанием. проектировании доразработки месторождения сква- жинами с ЗБС можно представить в виде блок-схемы, Поставленная задача решается с использованием состоящей из нескольких последовательно выпол- выражения: няемых стадий (рисунок 1). Выделения стадий проектирования обусловлено взаимной связью и ������БС = ������изв−������в������еБрСт××���(���������д−.ф���.в���в×) (������−������в), (1) значимостью проектных решений, принимаемых на предыдущих этапах проектирования, и возможными где Т- срок разработки залежи; решениями на последующих стадиях, для кон- кретного решения на данной стадии. Например, Тв - момент начала эксплуатации восстановленных невозможно обосновать рациональную длину гори- скважин с БС, принятый за начало отсчета, т.е. зонтального участка скважины, если неизвестен азимут ЗБС. В то же время, обоснование азимута T-Тв - промежуток времени от начала эксплуатации невозможно без оценки продуктивности скважины скважин с БС до окончания разработки залежи; и длины ее горизонтального участка. Это приводит к необходимости принятия определенных допуще- NБС - количество скважин для ЗБС; ний и упрощений на каждом этапе проектирования. Nд.ф.в - фонд действующих вертикальных скважин; После определения рационального азимута БС, при Vизв - остаточные извлекаемые запасы газа залежи условно принятой длине ствола, определяется его к моменту tв; рациональная длина. Далее, на основе найденной Qверт – средний дебит вертикальных скважин к рациональной длины, обосновывается оптимальный моменту tв; азимут зарезки и продуктивность БС. QБС – расчетный средний дебит восстановленных скважин с ЗБС. Рисунок 1. Блок-схема алгоритма проектирования разработки месторождения скважинами с БС 41

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. При этом необходимо соблюдать следующее в пределах участка залежи, коэффициенты пористо- условие для экономической рентабельности восста- новления в эксплуатации простаивающих скважин сти, глинистости, песчанистости, неоднородности посредством ЗБС: геологического разреза в скважинах и межскважин- {������г × ������изв ≥ ������в × ������БС + ������обс × (������ − ������в) × (������БС + ������д.ф.в) ������п ≥ ������БС ном пространстве; (2) • накопленные отборы газа, конденсата и воды; где Св – стоимость бурения БС; Собс - стоимость • текущее положение контактов. обслуживания одной скважины (за год); Сг - стоимость газа; Nп - фонд простаивающих скважин. Варианты проводки боковых стволов в сторону На данном этапе, согласно определенному расширения внешнего контура газоносности, на неизу- набору геолого-технологических критериев, предва- ченных бурением площадях, в зонах возможного рительно отбираются скважины-кандидаты на ЗБС из числа простаивающих и малодебитных. выклинивания (замещения) коллекторов рассматри- ваются как опытно-промышленные работы (ОПР). Алгоритм отбора включает следующие стадии. В первую очередь оценивается техническое состояние В третью очередь оценивается состояние дрени- скважин-кандидатов. Проводится анализ истории руемой зоны залежи. Анализируется гидродинами- ремонтных работ на скважине, ее текущего состоя- ния и конструкции, осложнений при эксплуатации ческая связь между отдельными участками газовой и ремонте. залежи, текущая плотность сетки действующих Оценка проводиться по следующим параметрам: • время работы скважины после последнего ре- скважин, фактическое и прогнозируемое падение монта до выхода из строя; • оценка прочности конструкции; пластового давления в зоне намеченной скважины, • количество ремонтных работ; • виды ремонтных работ; зависимость динамики пластового давления от отбора • виды осложнений при эксплуатации и прове- дения ремонтных работ; газа на рассматриваемом участке залежи и другие • инклинометрия ствола скважины для исклю- чения пересечения с соседними скважинами; параметры. Ниже представляются показатели техно- • возможность проведения других видов ре- монтных работ для восстановления продуктивности логического характера: скважины, и другие. В отдельных случаях при анализе технического • фактические коэффициенты фильтрационных состояния скважины приведенный выше перечень может дополняться. сопротивлений скважины-кандидата; После обобщения всех оценок, скважине при- сваивается итоговая оценка, согласно которой выби- • результаты специальных исследований на вы- раются скважины для проведения мероприятия. нос механических примесей, гидрохимического кон- При выборе скважин для ЗБС необходимо исхо- дить из оценки текущего состояния её эксплуатацион- троля и промыслово-геофизических исследований; ной колонны, качества крепления и фактического пространственного положения ствола скважины. • текущие параметры режима работы и техни- Эксплуатационные колонны выше интервала уста- ческое состояние соседних скважин; новки цементного моста, по данным соответствующих приборов и опрессовки, должны быть технически • причины остановки скважины-кандидата; исправны, а траектории стволов реконструируемых соседних скважин, достаточно достоверными для • средний дебит, с которым она работала перед исключения их пересечений. остановкой; Во вторую очередь оценивается состояние оста- точных запасов месторождения, согласно данным • обводненность продукции скважины; текущего состояния его разработки. По имеющейся геофизической информации и анализу результатов • объем добытого газа из скважины-кандидата исследований добывающих и контрольных скважин и другие показатели. оценивается текущее состояние запасов газа на участках предполагаемого БС. По результатам анализа К перечисленным выше показателям можно до- устанавливаются: • механизм выработки запасов газа, распреде- бавить прогнозируемый дебит скважины с БС, кото- ление текущей газонасыщенности по пропласткам рый определяется по результатам газогидродина- мических исследований вертикальных скважин-кан- дидатов на стационарных режимах фильтрации до проведения ЗБС. В четвертую очередь оценивается эффект от ме- роприятия на основе цифровой объемной гидроди- намической модели месторождения. Последовательно для каждой из рассматриваемых скважин-кандидатов, без каких-либо изменений в параметрах технологического режима действую- щего фонда, проводятся прогнозные расчеты на этой модели. В результате моделирования представля- ется возможность оценки следующих показателей: • прирост годовой добычи и накопленного от- бора газа; • величина начального дебита газа при заданных ограничениях (по длине); • величина остаточных запасов газа рассматри- ваемой зоны залежи; • величина слабодренируемых запасов газа, рас- положенных в радиусе влияния предполагаемого БС. В последнюю очередь выполняется оценка экономической эффективности проведения ГТМ. Основываясь на полученных результатах цифро- вого гидродинамического моделирования, с учетом 42

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. промысловой практики проведения подобных ра- определяет направление доминирующего потока в бот в аналогичных геолого-промысловых условиях, условиях сложной геологии и визуализирует пове- а также опыта проведения подобных работ на самом дение потока флюида, что дает лучшее представле- рассматриваемом месторождении, определяется ние о месторождении. Полученная информация экономический эффект мероприятия. может быть использована для обоснования азимута бокового ствола, сокращая количество возможных Нахождение рационального азимута ЗБС обуслав- вариантов расчетов в случае использования карт ливает вовлечение в разработку запасов слабодрени- изобар и остаточных запасов. руемых и защемленных объемов газа периферийных участков залежи, повышение эффективности их из- Линия тока – это семейство кривых, которые влечения, за счет восстановления продуктивности мгновенно приспосабливаются к вектору скорости обводненных и простаивающих скважин. потока. Они показывают направление, в котором флюид будет перемещаться в любой момент времени. Авторы [2-8] и другие исследователи рассматри- Различные линии токов в один и тот же момент вре- вали проблемы по строительству скважин и ЗБС. мени в потоке не пересекаются, так как частица Большое количество работ посвящено изучению ЗБС, флюида не может иметь две разные скорости в одной применению различных техники и технологии для и той же точке. Если линия, кривая или замкнутая разработки нефтяных месторождений. кривая, используется в качестве начальной точки для непрерывного набора потоковых линий, то в ре- В работе [9] отмечено, что зарезка бокового ствола зультате получается поверхность потока. В случае (БС) позволила за весь период эксплуатации нефтя- замкнутой кривой в непрерывном потоке, находя- ного месторождения дополнительно добыть более щийся внутри поверхности потока флюид должен 13,8 млн.т нефти, или 12,5 тыс.т на один боковой всегда оставаться в пределах этой же поверхности ствол. потока, так как линии тока являются касательными к скорости потока. Скалярная функция линии контура, В работе [10] автор, рассматривая задачу выбора которой определяют линии потока, известна как функ- скважин-кандидатов для зарезки БС, дает следующие ция тока. Линия тока определяется по следующей рекомендации: формуле: • место зарезки выбирается в интервалах, где ���������⃗��������� × ���⃗⃗���(���⃗���������) = 0, (3) отсутствуют нефтегазоносные горизонты; ������������ • в интервале забуривания не должно быть за- где: “×” обозначает векторное перекрестное про- колонных перетоков; изведение, а ���⃗���������(������) - параметрическое представление только одного потока в один момент времени. Если • в интервале забуривания и между точками скорость компонентов равно ���⃗⃗��� = (������, ������, ������), то линия забуривания не должно быть нарушений целостности тока ���⃗��������� = (������������, ������������, ������������) определяется по формуле: эксплуатационной колонны; ������������������ = ������������������ = ������������������, (4) • место зарезки БС нужно выбирать в устой- чивых отложениях, где отсутствуют поглощения, ������ ������ ������ с целю обеспечения качественного крепления в ин- тервале стыковки колонн; и показывает, что кривые параллельны вектору • расстояние между точками входа в БС, в случае скорости. Здесь s - переменная, которая характери- многоствольных зарезок, должно быть не менее 30 м. зует кривую ������ → ���⃗���������(������). Линии тока вычисляются Однако, не существует единого метода и крите- мгновенно, то есть одновременно они вычисляются риев оценки целесообразности ЗБС для разработки газоконденсатных месторождений, находящихся на по всему флюиду из поля мгновенных скоростей поздней стадии эксплуатации. Во всех вышепере- потока. численных работах отсутствует методология обоснованного выбора азимута направления БС, Следует отметить, что плотное размещение позволяющего повысить эффективность добычи УВ на поздней стадии разработки месторождений при- добывающих скважин обуславливает их заметную родного газа с применением ЗБС в простаивающих и низкодебитных скважинах. интерференцию как в пласте, так и в наземной системе В настоящей работе предлагается методологиче- сбора добываемой продукции. ский подход к обоснованию азимута проектируемого Особенно важно учитывать данный факт при БС, при зарезке бокового ствола в вертикальной сква- жине, базирующийся на геолого-гидродинамической выборе азимута для ЗБС, так как технологические и, модели месторождения с использованием функции соответственно, технико-экономические показатели линии тока. эффективности мероприятия для различных азимутов БС могут отличаться в разы. В нашем случае геолого-гидродинамическая модель является цифровой моделью месторожде- С использованием функции Streamline в симу- ния, позволяющей моделировать многомерную ляторе Petrel компании Schlumberger в геолого- трехфазную фильтрацию пластовых флюидов [11] гидродинамической модели (ГДМ) можно визуально с использованием функции линии тока на гидроди- наблюдать линии тока (рисунок 2), которые пред- намическом симуляторе месторождения углеводо- ставляют структуру потока флюида к скважинам. родов. Данная функция моделирования линий тока 43

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Анализ этого движения флюидов позволяет обосно- нашло использование при проектировании доразра- ванно выбрать наиболее эффективный азимут ЗБС ботки газоконденсатных месторождений Уртабулак, скважин-кандидатов (скв. 40, 51, 82, рисунок 3), что Денгизкуль, Южный Кемачи, Алан и др.[1]. Рисунок 2. Структура потока флюида к скважинам в ГДМ месторождения Уртабулак согласно функции Streamline Рисунок 3. Результаты выбора эффективного азимута бокового ствола скважин 40, 51, 82 ГКМ Уртабулак 44

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Выводы • Предложены решения по поддержанию ста- бильности действующего фонда скважин на поздней • Рассмотренные в настоящей работе предложе- стадии разработки месторождений природного газа. ния, являются новым научным подходом в методо- логии проектирования разработки длительно • Для повышения эффективности и долгосрочно- эксплуатируемых месторождений природного газа сти использования эксплуатационных скважин на завершающей стадии, который обуславливает до- предлагается технология забуривания бокового разработку с максимальной технико-экономической ствола (ЗБС) в простаивающих и малодебитных эффективностью извлечения их остаточных запасов скважинах. УВ. • Даны методологические решения по обоснова- нию оптимальных параметров бокового ствола (длина, азимут, местоположение). Список литературы: 1. Назаров У.С., Шевцов В.М. «Перспективы разработки длительно эксплуатируемых газоконденсатных место- рождений. Узбекский журнал нефти и газа. Ташкент, 2021г. вып. 2, с. 59-67 2. Скворцов В.В. Математический эксперимент в теории разработки нефтяных месторождений. - М.: Наука, 1970. - 224 с. 3. Швидлер М.И. Статистическая гидродинамика пористых сред. - М.: Недра, 1985. - 288 с. 4. Шахвердиев А.Х., Мандрик И.Э. Оптимизация плотности сетки скважин и ее влияние на коэффициент из- влечения нефти // Нефтяное хозяйство. - 2007. - № 12. -С. 54-57. 5. Жузе Т.П. Миграция углеводородов в осадочных породах. - М.: Недра, 1986. - C. 145-151. 6. Милешина А.Г., Калинко М.К., Сафонова Г.И. Изменение нефти при фильтрации через породы. -М.: Недра, 1983. - С. 138-167. 7. Намиот А.Ю. Фазовые равновесия в добыче нефти. -М., Недра, 1976. - С. 110-120. 8. Николаев В.А. Научно- методические основы повышения компонентоотдачи при разработке нефтегазокон- денсатных залежей с воздействием на пласт. Автореферат дисс. докт.техн.наук. - М., ВНИИГАЗ, 1990. - С. 23-24. 9. Степанова Г.С. Фазовые превращения углеводородных смесей\" газоконденсатных месторождений. - М.: Недра, 1974. - С. 77-86. 10. Гуревич Г.Р. Разработка газоконденсатного месторождения с закачкой в пласт азота. Экспресс- инф. Сер\". Бурение, разработка и эксплуатация газовых и морских нефтяных месторождений в зарубежных странах. - М.: ВНИИЭгазпром, 1986, вып.23. -С. 13-15. 11. Садуллаев С.А., Курбанов Н.Х., Шевцов В.М. и др. математическое моделирование и численные методы ре- шения задач многомерной трехфазной фильтрации. Совместный выпуск 2009 г. Узбекского журнала «Про- блемы информатики и энергетики», сборника научных трудов «Вопросы вычислительной и прикладной математики», по материалам Республиканской научно- технической конференции «Моделирование и управ- ление в реальном секторе экополитики». АНРУз, НИИ «Алгоритм-инжинеринг», институт математики и ин- формационных технологий. Ташкент, 2009г. с. 167-171. 45

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ DOI – 10.32743/UniTech.2022.104.11.14571 СУШКА ПЕСКА В СТЕКОЛЬНОМ ЗАВОДЕ АО \"КВАРЦ\" Ахунбаев Адил Алимович канд. техн. наук, доц., Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] Гаппаров Кодиржон Гуломович ст. преподаватель, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] SAND DRYING IN THE GLASS FACTORY JSC \"QUARTZ\" Adil Axunbaev PhD, Associate Professor, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana Kodirjon Gapparov Senior Lecturer, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana АННОТАЦИЯ В статье исследован процесс сушки сырьевого компонента – песка, технологической линии по производству стекла в заводе АО \"Кварц\", экспериментально определены кинетические кривые сушки, изменение температуры сушильного агента и высушиваемого материала по длине барабана при его различных начальных значениях. ABSTRACT In the article, the drying process of the raw material component - sand, a technological line for the production of glass at the JSC \"Quartz\" plant was studied, the kinetic curves of drying, the change in the temperature of the drying agent and the material being dried along the length of the drum at its various initial values were experimentally determined. Ключевые слова: Сушка песка, кинетические кривые, температурные кривые, влагосодержание. Keywords: Sand drying, kinetic curves, temperature curves, moisture content. ________________________________________________________________________________________________ Введение представляют энергоемкие процессы. Одним из таких технологических процессов в стекольной промыш- Строительный бум в Республике Узбекистан, ленности является сушка в барабанных сушилках, требует увеличения продукции стекольной промыш- на режим которой оказывает воздействие множество ленности при одновременном повышении требова- факторов, по–разному влияющих на энергозатраты. ний к качеству товара. Вследствие этого, происходит Поскольку на испарение жидкости затрачивается рост производства за счёт модернизации действую- значительное количество теплоты, соответственно, щего производства, что способствует развитию требуются значительные энергозатраты, то про- здоровой конкуренции среди производителей. Одним блема оценки работы существующего оборудования из способов уменьшения себестоимости продук- и выбора оптимального режима сушки, обеспечива- ции является сокращение наиболее существенных ющего повышение эффективности использования статей затрат на производство, поэтому с научно– сушильной установки, является актуальной задачей. практической точки зрения наибольший интерес __________________________ Библиографическое описание: Ахунбаев А.А., Гаппаров К.Г. СУШКА ПЕСКА В СТЕКОЛЬНОМ ЗАВОДЕ АО \"КВАРЦ\" // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14571

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Основная часть теплообмена, так и массообмена в пограничном слое [2]. Однако из-за сложности такого математического Анализ современного состояния теории тепло– описания, трудности определения и непостоянства массообменных процессов дал научную основу для коэффициентов, характеризующих тепло- и массо- разработки методики исследования, создания лабо- перенос, довести до конца решение системы диффе- раторной установки, а также рекомендаций по ин- ренциальных уравнений без упрощающих пред- тенсификации и управлению процессом. посылок не удается [3]. Анализ исследований по тепло– и массообмен- При создании математической модели барабанной ным процессам, протекающим при сушке в барабан- сушилки естественно считать его конструктивные ных сушилках показывает, что на основании характеристики неизменными. Некоторые техноло- существующих исследований процесса сушки не- гические параметры работы сушилки, например, возможно учесть все характерные особенности и число оборотов барабана и угол наклона аппарата изменения в кинетике такого процесса. тоже следует полагать постоянными, поскольку они меняются крайне редко. Таким образом, в качестве Кинетика внешнего тепломассообмена в процессе меняющихся режимных параметров принимаем из- сушки определяется изменением концентрации па- менение температуры и влагосодержания материала ров влаги поперек пограничного слоя и изменением и воздуха на входе в сушилку. температуры сушильного агента вблизи поверхности влажного материала. Разность концентраций создает Экспериментальные исследования поток пара от поверхности, а разность температур между основной массой сушильного агента и по- В качестве объектов сушки использовались верхностью материала обеспечивает подвод теплоты наиболее распространенные сырьевые материалы к влажному материалу [1]. Аналитическое рассмот- как песок, для производства стекла на заводе рение внешней задачи тепломассообмена в процессах АО \"Кварц\", которые в большинстве случаев сушатся сушки с учетом взаимного влияния многочисленных в барабанной сушилке. определяющих факторов в настоящее время затруд- нительно ввиду сложности определения кинетиче- Эксперименты по исследованию кинетики кон- ских коэффициентов и движущих сил реальных вективной сушки песка проводились на специально процессов сушки [2]. созданной лабораторной барабанной установке, схе- матичное изображение которой представлено на Поскольку сушка является тепло- и массообмен- рис. 1. ным процессом, то ее полное математическое описа- ние включает дифференциальные уравнения как 1-вентилятор; 2-диафрагма; 3-калорифер; 4-выходная камера; 5-шнековқй питетель; 6-электропривод; 7-бункер; 8-барабан; 9-загрузочная камера; 10-смеситель; 11-компьютер; 12-преобразователь тепла; 13-устройство регулирования температуры; 14- газовый редуктор Рисунок 1. Схема лабораторного устройства Рабочая камера установки представляла собой В качестве сушильного агента используется воз- вращающийся барабан диаметром 0,16м и длинной дух, всасываемый вентилятором. 2,00 м . На обоих концах барабана имелись камеры 4 и 9, в одной из которых предусмотрен загрузка Проходя через калорифер 3, где воздух нагревался влажного материала и отвод отработанного сушиль- за счёт сгорания углеводородного топлива и далее ного агента, в другой вывод высушенного материала поступал в сушильный барабан. Поддержание задан- и ввод горячих газов. Барабан приводился во враще- ной температуры сушильного агента производилось ние с помощью электродвигателя 6 через редуктор с помощью двухпозиционного регулятора 13, который 14 со ступенчато изменяемым числом оборотов и подключен к регулятору, позволяющий ступенчато цепную передачу. Для перемешивания материала менять мощность калорифера 3. Благодаря такой внутри барабана по всей длине располагались схеме уменьшались колебания температуры при ее насадки. регулировании. 47