№ 12 (66) декабрь, 2019 г. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ БИЯДЕРНЫХ КОМПЛЕКСОВ ВАНАДИЛА(II) НА ОСНОВЕ БИС-5-ОКСИПИРАЗОЛИНОВ Абдурахмонов Сайфиддин Файзуллаевич докторант, Бухарский государственный университет, Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Ганиев Бахтиёр Шукуруллаевич преподаватель, Бухарский государственный университет, Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Худоярова Эътибор Ахатовна преподаватель, Бухарский государственный университет, Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Холикова Гуляйра Кулдошевна магистрант, Бухарский государственный университет, Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Умаров Бако Бафаевич доктор химических наук, профессор, Бухарский государственный университет, Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] SYNTHESIS AND STUDY OF VANADYL(II) BINUCLEAR COMPLEXES BASED ON BIS-5-OXYPYRAZOLINES Sayfiddin Abdurakhmonov Doctorant of Bukhara State University, Uzbekistan, Bukhara Bakhtiyor Ganiyev Teacher of Bukhara State University, Uzbekistan, Bukhara Etibor Khudoyarova Teacher of Bukhara State University, Uzbekistan, Bukhara Gulyayra Kholikova Teacher of Bukhara State University, Uzbekistan, Bukhara Bako Umarov Doctor of Chemistry, Professor of Bukhara State University, Uzbekistan, Bukhara __________________________ Библиографическое описание: Cинтез и исследование биядерных комплексов ванадила (II) на основе бис-5-ок- сипиразолинов // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Абдурахмонов С.Ф. [и др.]. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8382
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. АННОТАЦИЯ Биядерные комплексные соединения состава (VO)2L·2Py получали взаимодействием спиртовых растворов лигандов бис-5-оксипиразолинового типа, пиридиновой смеси соли ванадил(II) сульфата и ацетата натрия в соотношении 1:2:2:4. Показано, что в процессе комплексообразования лиганд координируется бис-N,O2– тридентатной форме, а четвертое место в экваториальной плоскости квадратного пирамидального многогранника занимает молекула пиридина. Состав и строение комплексов устанавливаются с помощью таких методов, как элементный анализ, ИК- и ЭПР спектроскопии. ABSTRACT Binuclear complex compounds of the composition (VO)2L·2Py were obtained by the interaction of alcohol solutions of bis-5-hydroxypyrazoline type ligands, a pyridine mixture of vanadyl(II) sulfate and sodium acetate in the ratio 1:2:2:4. It is shown that during complexation, the ligand is coordinated with the bis-N,O2 – tridentate form, and the pyridine molecule occupies the fourth place in the equatorial plane of the square pyramidal polyhedron. The composition and structure of the complexes are established using methods such as elemental analysis, IR and EPR spectroscopy. Ключевые слова: Биядерные комплексы (VO)II, бициклические лиганды, внутримолекулярный антиферро- магнетизм, энергия обменного взаимодействия. Keywords: Binuclear complexes of the (VO)II, bicyclical ligands, intramolecular antiferromagnetism, energy of ex- change interaction. _______________________________________________________________________________________________ Биядерные комплексы некоторых переходных бензоилацетоном, ацетилпинаколином, салицило- металлов с продуктами конденсации β-дикарбониль- вым альдегидом, в которых моноядерные металло- ных соединений, ароматических оксиальдегидов и циклы связаны между собой полиметиленовой це- дигидразидов дикарбоновых кислот изучены доста- почкой (CH2)n, характеризуются появлением слабого точно подробно (1-4). Теоретический и практический (J=80 см-1) антиферромагнитного обменного взаимо- интерес представляет изучение сверхтонкой струк- действия [1-3]. В биядерных комплексах ванадила(II) туры (СТС) спектров ЭПР координационных соеди- на основе бис-бензоилгидразона 2,6-диформил-4-ме- нений переходных металлов вообще и в частности тилфенола [(VO)2L·OCH3], где два металл-комплек- для соединений на основе бис-5-оксипиразолинов, сообразователя связаны мостиковыми атомами кис- так как в конечном счете имеет выход к решению за- лорода фенольной и метоксильных групп, обнару- дачи создания магнитных полупроводников и соеди- жено достаточно сильное обменное взаимодействие нений со сверхпроводимостью. Работа в области изу- (J=-191,3 см-1) между ионами ванадила(II), а в неко- чения СТС комплексных соединений переходных ме- торых биядерных комплексах ванадила(II) с триазен- таллов получили дальнейшее развитие в исследова- 1-оксииминными мостиковыми лигандами обнару- нии обменных спин-спиновых взаимодействий в го- жено весьма слабое антиферромагнитное обменное мобиядерных комплексах некоторых парамагнитных взаимодействие [4]. ионов переходных металлов. Известно, что биядер- ные комплексы меди(II) на основе продуктов конден- В свете изложенного представляет интерес син- сации дигидразидов щавеловой, малоновой, янтар- тезированные нами гомобиядерные комплексы вана- ной, глутаровой и адипиновой кислот с ацетил- и дила(II) состава (VO)2L·2Py с лигандами на основе бис-5-оксипиразолинов: H3C N C (CH2)n C N CH3 R=CH3, n=0(I), 1(II); C C R=C6H5, n=0(III), 1(IV); NOO O ON R=C(CH3)3, n=0(V), 1(VI). HC CH C VV C R O Py Py O R Экспериментальная часть ацетата натрия. По мере перемешивания при нагре- Синтез комплексов произведен по видоизменен- вании с обратным холодильником через 15-20 минут синий цвет реакционной смеси, обусловленный при- ной методике [5]. Для получения комплекса I в 50 мл сутствием ионов (VO)II, исчезает и постепенно выпа- этанола растворяли 2,03 г (0,005 моля) лиганда H4L дает осадок зеленовато-бурого цвета. Через сутки ре- (H4L – продукт конденсации ацетилацетона с дигид- акционную смесь высаливали водой, осадок отфиль- разидом щавелевой кислоты) и 0,80 г (0,01 моля) пи- тровывали, промывали этанолом и ацетоном, высу- шивали в вакуум-эксикаторе над P2O5. Аналогично ридина. К полученному гомогенному спиртовому были получены комплексные соединения II-VI. раствору лиганда и пиридина добавляли при медлен- ном перемешивании 50 мл водного раствора 1,63 г (0,01 моля) сульфата ванадила(II) и 2,72 г (0,02 моля) 51
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Таблица 1. Выходы и результаты элементного анализа комплексов ванадила(II) на основе бис-5-оксипиразолинов Соедине- Найдено, % Брутто-формула Вычислено, % ние Вы- V C H N C22H18N6O6V2 V C H N C23H20N6O6V2 ход, % 17,87 46,56 3,06 14,17 C32H28N6O6V2 18,06 46,81 3,22 14,90 17,51 47,32 3,37 14,31 C33H30N6O6V2 17,62 47,75 3,49 14,54 I 68 14,48 55,23 3,96 11,89 C28H36N6O6V2 14,68 55,35 4,06 12,10 II 62 14,02 55,48 4,25 11,72 C29H38N6O6V2 14,39 55,94 4,24 11,86 III 55 15,41 50,99 5,35 12,92 15,57 51,36 5,55 12,84 IV 68 15,01 52,01 5,47 12,67 15,25 52,08 5,73 12,58 V 67 VI 69 В синтезированных комплексах определяли вакуумной дегазации многократным заморажива- наличие ванадия трилонометрическим методом [5], нием и размораживанием. G-факторы спектров опре- углерод и водород – сжиганием в токе кислорода, деляли относительно стабильного радикала дифе- азот определяли по методу Дюма. Все комплексы хо- нилпикрилгидразила. рошо растворяются в ацетоне, толуоле, хлороформе, ДМСО и ДМФА. Выходы и результаты элементного ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ анализа полученных комплексов I-VI приведены в В ИК спектрах биядерных комплексов вана- табл. 1. дила(II) отсутствуют характерные полосы поглоще- ИК-спектры комплексных соединений снимали ния в области 3400 см–1 (О-Н) оксипиразолинового на приборе UR-20 в области 400-4000 см−1, в прессо- ванных таблетках бромида калия. Спектры ЭПР жид- цикла и 1660-1670 см–1 (C=O, амид I) амидного фраг- ких и замороженных растворов в смеси толуол-хло- мента свободного лиганда I. Появляются новые ин- роформ сняты при 293 и 77 К на радиоспектрометре тенсивные полосы поглощения около 1585-1595, SE/X–2542 фирмы «Радиопан» (Польша) с частотой 1500-1510, 1450-1460, 1380-1390, и 1040-1050 см–1, 9.4 ГГц. Для удаления кислорода и лучшего разреше- обусловленные валентными и валентно-деформаци- ния линий СТС в спектрах ЭПР растворы подвергали онными колебаниями C=N, N=C-O-, C=N-N=C, C- O и N-N, соответственно, то есть, системой связи в пяти- и шестичленных металлоциклах (табл. 2). Таблица 2. Основные колебательные частоты (см–1) в ИК спектрах комплексов ванадила (II) на основе бис-5-оксипиразолинов Соединение О т н е с е н и е ч а с т о т к о л е б а н и й, см–1 I C=N N=C-O- C=N- C-O N-N V=O V-N V-O II III 1580 -N=C 460 IV 1570 465 V 1595 1505 1465 1385 1055 1015 590 450 VI 1595 445 1585 1500 1460 1385 1060 1020 580 455 1590 455 1510 1460 1390 1050 1010 595 1510 1460 1380 1050 1005 590 1500 1435 1370 1040 1000 590 1505 1440 1370 1045 1010 590 Следует отметить одиночные валентные колеба- Строение полученных комплексов установлено на основании анализа спектров ЭПР в растворе толу- ния ванадила(II) (V=O). Это свидетельствует об отсут- ола и хлороформа, которые описываются симметрич- ствии межмолекулярных связей типаV=O–V=O в би- ным спиновым гамильтонианом (СГ) вида: ядерных комплексах ванадила(II) в твердом состоя- нии; в случае дополнительной координации молекул H = gHS + <a>SI (1) донорных оснований или полярных растворителей в транс-положение к -иловому кислороду это колеба- где g – изотропный g-фактор, – магнетон Бора, Н – приложенное магнитное поле, S – электронный ние должно смещаться на 20-40 см–1 в низкочастот- ную область[5-9]. Полосы поглощения при 580-585 спин (S=1/2), <a> – изотропная константа СТС от ядра ванадия, I – спин ядра 51V (I=7/2). см–1 (V–N) и 445-460 см–1 (V–О) свидетельствуют о ко- ординации к двум атомам ванадия четырежды депро- тонированного остатка гексадентатного лиганда до- норными атомами азота и кислорода. 52
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Рисунок 1. Спектр ЭПР раствора комплекса II в толуоле при комнатной температуре Спектры ЭПР толуол-хлороформных растворов H = gHzSz + gβ(HxSx + HySy) + ASzIz + соединений I–VI при комнатной температуре соот- ветствуют обычным изотропным спектрам в рас- +B(SxIx +SyIy) (2) творе с разрешением восьми линий СТС от взаимо- действия неспаренного электрона с ядром 51V (рис. 1, где: g и g - главные значения g-тензора в парал- табл. 3) [5]. Значения параметров ЭПР всех ком- лельной и перпендикулярной ориентациях; A и B – плексных соединений близки между собой (табл. 3), значения констант от ядра атома ванадия в парал- что указывает на одинаковое строение полученных лельной и перпендикулярной ориентациях. В заморо- комплексов и соответствует соединению вана- женных стёклах также хорошо разрешаются линии дила(II) с транс-N2O2-окружением. Параметры СГ СТС в параллельной и перпендикулярной ориента- хорошо согласуются с литературными данными циях (рис 2, табл.3). Вид спектров и значения пара- [5,10-13] для комплексов ванадила(II), имеющих симметрию C4V, в которых ванадил(II)-ион окружен метров спектров ЭПР (g < g и A>B) характеризуют двумя атомами азота и двумя атомами кислорода. состояние d1- иона с одним неспаренным электроном Ширина линий спектров ЭПР комплексов доста- преимущественно на dxy–орбитали. Параметры спек- точно велика, что свидетельствует об отсутствии ан- тров ЭПР в стеклах, как и для растворов при комнат- тиферромагнитного обменного взаимодействия ной температуре, соответствуют комплексам вана- между соседними атомами ванадия внутри одной мо- дила(II) с N2O2 – транс набором атомов, связанных с лекулы. В низкотемпературных стёклах при 77 К комплексообразователем в экваториальной плоско- спектры ЭПР описываются аксиально-симметрич- сти. ным СГ: Рисунок 2. Спектр ЭПР замороженного стекла комплекса ванадила(II) в растворе толуола при 77 К; - линии A, - линии B 53
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Как видно из спектров ЭПР (табл. 3), изменение мобиядерными комплексам меди(II), у которых обна- ружено слабое антиферромагнитное обменное взаи- заместителей β-дикарбонильной части лиганда модействие между ионами меди(II) внутри одной мо- лекулы, зависящее от длины полиметиленовой це- (R=CH3, C6H5, C(CH3)3) не влияет на параметры ЭПР почки – (CH2)n с аналогичными лигандами [13], в по- спектров. Изменение длины полиметиленовой це- лученных нами гомобиядерных комплексах вана- дила(II) такие магнитные свойства не обнаружены. почки (CH2)n (n=0,1) между моноядерными металлхе- латами внутри одной молекулы также не влияет на вид и параметры спектров ЭПР. По сравнению с го- Таблица 3. Параметры спектров ЭПР комплексов ванадила(II) на основе бис-5-оксипиразолинов в растворе толуола при 293 К и замороженных стеклах при 77 К Соединение g0,001 <а>, g A, g 0,003 B, I 1,976 0,1 Э 0,003 3 Э 1,988 1 Э II 1,974 1,951 1,987 III 1,975 98 1,954 175 1,985 59 IV 1,974 99 1,944 172 1,986 57 V 1,975 98 1,948 176 1,987 62 VI 1,974 99 1,944 174 1,986 60 98 1,947 176 63 98 175 62 Такое различие в магнетохимических свойствах известно, ион меди(II) с электронной конфигурацией комплексов меди(II) и ванадила(II) с одинаковым ко- d9 и основным состоянием D4h имеет неспаренный ординационным окружением, на наш взгляд, воз- электрон орбитали dx2-y2, а неспаренный электрон ва- можно, объясняется разной электронной конфигура- надила(II) с конфигурацией d1 и основным состоя- цией и разным основным состоянием двух парамаг- нитных ионов с одним неспаренным электроном. Как нием C4 находится на орбитали dxy. Список литературы: 1. Умаров Б.Б. Комплексные соединения некоторых переходных металлов с бис-5-оксипиразолинами. Дис. … докт. хим. наук.- Ташкент.- ИУ АН РУз.- 1996.- 351 с. 2. Абдурахмонов С.Ф., Худоярова Э.А., Умаров Б.Б. Гетеробиядерные комплексы меди(II) и никеля(II) на ос- нове бис-5-оксипиразолинов // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 10(64). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/7862. 3. Абдурахмонов С.Ф., Худоярова Э.А., Умаров Б.Б., Минин В.В. Гомобиядерные комплексы меди(II) и их ЭПР спектроскопия / Тезисы докладов XVI Международная конференция “Спектроскопия координационных со- единений”.- Туапсе, 2019.- С. 45-46. 4. Луков В.В., Левченков СИ., Коган В.А. Новые биядерные металлхелаты меди (II) на основе бис-ацетилгид- разонов 2,6-диформил-4-К-фенолов // Координац. химия, 1999, т.25, №1. - С.51-54. 5. Мардонов У.М., Умаров Б.Б., Авезов К.Г., Минин В.В., Якимович С.И., Зерова И.В., Парпиев Н.А. Синтез и ЭПР спектроскопия комплексов меди(II) и ванадила(II) с бензоилгидразонами 2-трифторацетилцикло-алка- нонов // Тез. Докл. XXII Межд. Чугаевской конф. по координационной химии.-Кишинёв, 2005.- С.142-144. 6. Авезов К.Г., Умаров Б.Б. Синтез, ИК- и ЯМР спектроскопия комп-лексов никеля(II) на основе бензоилгид- разонов 2-перфторацилциклоалкано-нов // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн.- 2016.- №12(30).- URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/3981 7. Tursunov M.A., Avezov K.G. and Umarov B.B. Nickel(II) and Zinc(II) Complexes with Benzoylacetaldehyde De- rivatives // Russian Journal of Coordination Chemistry. - 2019, V. 45, #. 7. - P. 484-488. 8. Турсунов М.А., Умаров Б.Б. Cинтез и кристаллическая структура комплекса никеля(II) на основе бензоил- гидразона метилового эфира 4-фенил-2, 4-диоксобутановой кислоты // Universum: Химия и биология: элек- трон. научн. журн.- 2018.- №. 12.(54). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/ item/3981 9. Tursunov M.A., Umarov B.B., Avezov K.G. Synthesis and Crystal Structure of Nikel(II) and Zinc(II) Complexes with Benzoylacetic Aldehyde Derivatives //Moscow university chemistry bulletin. – 2019. – Т. 74. – №. 3- C. 138- 142. 10. Турсунов М.А., Умаров Б.Б., Авезов К.Г., Севинчов Н.Г., Абдурахмонов С.Ф., Парпиев Н.А. Синтез и тауто- мерия в ряду ацилгидразонов жирноароматических альдегидов // Фундаментальные и прикладные исследо- вания: проблемы и результаты.- 2015.- №. 18.- С. 151-172. 54
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. 11. Умаров Б.Б., Авезов К.Г., Абдурахмонов С.Ф., Кучкарова Р.Р. и др. Комплексные соединения Ni(II) и Cu(II) на основе бензоилгидразонов ароилтрифторацетилметанов / Тезисы докладов III Mеждународной конферен- ции по молекулярной спектроскопии Самарканд.-СамГУ. 2006.-C. 114-117.. 12. Худоярова Э.А., Абдурахмонов С.Ф. Двухядерные комплексы Ni(II) с продуктом конденсации бензоила- цетона и дигидразида субериновой кислоты // Ученый XXI века.- 2016.- №. 2-1.- С. 15-19. 13. Abdurakhmonov S.F., Xudoyarova E.A., Umarov B.B. Theoretical aspects of weak exchange interaction in the ESR spectra of homobinuclear complexes of copper(II) // International Journal of Advanced Research in Science, Engi- neering and Technology Vol. 6, Issue 9 , September 2019.- P 10665-10701. 55
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА АММОФОСФАТА, ПОЛУЧЕННОГО НА ОСНОВЕ ФОСФОРНОКИСЛОТНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЗАБАЛАНСОВОЙ ФОСФОРИТНОЙ РУДЫ ЦЕНТРАЛЬНЫХ КЫЗЫЛКУМОВ Ортикова Сафие Саидмамбиевна доктор философии (PhD), старший преподаватель кафедры «Химическая технология», Ферганский политехнический институт, Узбекистан, г. Фергана Е-mail: [email protected] Хокимов Абдулазиз Эргашали угли магистрант, кафедра «Химическая технология», Ферганский политехнический институт, Узбекистан, г. Фергана Нурматова Зулайхо Набижон кизи студент группы 75а-17, кафедра «Химическая технология», Ферганский политехнический институт, Узбекистан, г. Фергана STUDY OF CHEMICAL COMPOSITION OF AMMOPHOSPHATE, OBTAINED BASED ON PHOSPHORIC ACID PROCESSING OF OFF-BALANCE PHOSPHORITE ORE OF THE CENTRAL KYZYL KUM Safiye Ortikova Doctor of Philosophy, PhD, Senior Lecturer of «Chemical Technology» Chair, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana Abdulaziz Khokimov Master’s Degree Student, «Chemical Technology» Chair, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana Zulaykho Nurmatova Student of 75а-17 Group, «Chemical Technology» Chair, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana АННОТАЦИЯ В данной работе приводятся результаты исследований по изучению химического состава аммофосфата, по- лученного на основе фосфорнокислотной переработки забалансовой фосфоритной руды Центральных Кызылку- мов. Установлено влияние массового соотношения фоссырья и экстракционной фосфорной кислоты на содержа- ние в готовом продукте азота, а также общих и усвояемых форм Р2О5. Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования техногенного отхода – забалансовой руды в качестве альтернативного источника фосфорсодержащего сырья, а полученные удобрения на его основе вполне удовлетворяют требования сельского хозяйства. ABSTRACT In the article research results of studying the chemical composition of ammophosphate obtained on the basis of phos- phoric acid processing of off-balance phosphorite ore of the Central Kyzyl Kum are presented. The influence of the mass ratio of phos-raw materials and extraction phosphoric acid on the content of nitrogen in the finished product, as well as common and assimilable forms of Р2О5, has been established. The obtained results indicate the possibility of using indus- trial waste - off-balance ore as an alternative source of phosphorus-containing raw materials, and the produced fertilizers on its basis fully satisfy the requirements of agriculture. Ключевые слова: экстракционная фосфорная кислота, забалансовая руда (минерализованная масса), разло- жение, аммонизация, аммофосфат. Keywords: extraction phosphoric acid; off-balance ore (mineralized mass); decomposition; ammonization; ammo- phosphate. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Ортикова С.С., Хокимов А.Э., Нурматова З.Н. Изучение химического состава ам- мофосфата, полученного на основе фосфорнокислотной переработки забалансовой фосфоритной руды Централь- ных Кызылкумов // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8415
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Отечественный и зарубежный опыт применения МПа (30 кгс/см2). Грансостав: содержание гранул 1-4 минеральных удобрений показывает, что внесение мм не менее 90%, менее 1 мм – не более 5%.[11]. оптимальных норм туков вдвое повышает урожай- ность сельскохозяйственных культур и улучшает их Данные показатели говорят о том, что аммофос- качество. Узбекским научно-исследовательским ин- фат возможно использовать в качестве комплексного ститутом хлопководства давно показано, что хлоп- удобрения, а также и в виде одностороннего фосфор- чатник без удобрений дает урожай в 12 ц/га хлопка- содержащего удобрения, вносимого под зяблевую сырца, а при применении 225 кг азота, 150 кг фос- пахоту. фора и 100 кг калия на гектар обеспечивается его га- рантированный урожай в 30-35 ц/га. Затраты на про- Учитывая вышесказанное, целью настоящего ис- изводство и применение удобрений в 2-3 раза окупа- следования явилось изучение химического состава ются стоимостью дополнительно произведенной аммофосфата, полученного фосфорнокислотной пе- сельскохозяйственной продукции. В 2019 году в реработкой некондиционного сырья-минерализован- сельском хозяйстве Узбекистана выращен и собран ной массы. А это в свою очередь будет способство- богатый урожай сельскохозяйственной продукции – вать не только расширению ассортимента фосфорсо- произведено более 6 млн. 500 тыс. т зерна и более 3 держащих удобрений, но и утилизации огромного млн. т хлопка-сырца. Одним из основных факторов, объёма скопившегося в отвалах техногенного отхода. определяющих урожайность растений, является при- менение минеральных удобрений, в частности фос- Объекты и методы исследования. В исследова- форсодержащих. нии по получению аммофосфата использовали мине- рализованную массу (состав, вес. %: 14,33 Р2О5; 43,66 В настоящее время три АО: «Аммофос-Максам», СаО; 1,19 MgO; 1,38 Fe2O3; 1,18 Al2O3 ; 2,22 SO3; «Самаркандкимё» и «Кокандский суперфосфатный 14,70 CO2; 1,75 F; 13,23 н.о.) – отход производства завод» производят фосфорсодержащие удобрения, мытого обожженного фосфоконцентрата. Она обра- ассортимент которых состоит из аммофоса, супре- зуется при первичной сухой сортировке фосфорит- фоса, обогащенного суперфосфата, PS-Агро, нитро- ной руды Кызылкумского месторождения. Для раз- кальцийфосфата и простого аммонизированного су- ложения фосфатного сырья (ФС) применяли экстрак- перфосфата. В 2018 году предприятия Республики ционную фосфорную кислоту (ЭФК), получаемую из произвели 140,38 тыс. т фосфорных удобрений (в мытого обожженного фосфконцентрата дигидрат- расчете на 100% питательных веществ). А потреб- ным способом на Алмалыкском АО «Аммофос-Мак- ность сельского хозяйства в них составляет в год сам» и имеющую состав (вес. %): 18,43 Р2О5; 0,21 525,21 тыс. т P2O5. Наиболее сложная ситуация сло- СаО; 0,30 MgO; 0,44 Fe2O3; 0,79 Al2O3; 1,71 F; 1,47 жилась с производством фосфорсодержащих удобре- SO3. Для получения образцов аммофосфата, качество ний. Во-первых, не хватает качественного фосфат- которых отвечало бы вышеуказанным требованиям, ного сырья – мытого обожженного фосфоконцентр- количество исходных компонентов брали исходя из ата (716 тыс. т в год со средним содержанием 26% массовых соотношений ЭФК : ФС от 100 : 15 до 100 : P2O5), но несмотря на это, исследования по его пере- 30. работке интенсивно развиваются [3,4]. В то же время на Кызылкумском фосфоритовом комбинате в отва- Опыты по разложению минерализованной массы лах скопилось свыше 10 млн. т минерализованной фосфорной кислотой проводились в трубчатом стек- массы (12-14% P2O5), которая является отходом про- лянном реакторе, снабженном винтовой мешалкой, цесса обогащения фосфоритов. В условиях острей- приводимой в движение мотором. Необходимое ко- шего дефицита фосфатного сырья её тоже жела- личество экстракционной фосфорной кислоты поме- тельно вовлечь в производство фосфорсодержащих щали в реактор и разогревали до 65°С. Расчетное ко- удобрений. личество фоссырья дозировали в течение 10-15 мин. при интенсивном перемешивании. Время взаимодей- Одним из способов применения бедного сырья в ствия компонентов после дозировки сырья состав- производстве концентрированных фосфорных удоб- ляло 45 мин. После этого кислые фосфатные пульпы рений и снижения их себестоимости является техно- нейтрализовали газообразным аммиаком до значе- логия получения аммофосфата [1,8,9,10]. Важным ний рН = 3,8-4,2. Необходимо отметить, что аммони- преимуществом аммофосфата является возможность зация пульпы при всех изучаемых соотношениях использования при его производстве практически ЭФК : ФС приводит к её загустеванию. Поэтому мы любого вида фосфатного сырья [5,6,7]. добавляли в аммонизированную пульпу необходи- мое количество воды, чтобы сделать её текучей. За- В соответствии с техническими условиями (ТУ тем пульпы высушивали в термостате сначала при 113-08-552-84) содержание общей формы P2O5 в ам- 60оС в течение суток, а далее при 100oС до постоян- мофосфате должно быть не менее 38-39%, водорас- ного веса. Высушенные образцы продуктов подвер- творимой P2O5 не менее 26%, азота 4-5%, влаги не бо- гались анализу по известным методикам [2]. Резуль- лее 1,5%. Статическая прочность гранул – не менее 3 таты химического анализа приведены в табл. 1. 57
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Таблица 1. Состав аммофосфата, полученного в результате разложения минерализованной массы экстракционной фосфорной кислотой Состав высушенных продуктов, вес. % Р2О5 усв , Р2О5усв , Р2О5общ Р2О5общ Массовое соотно- рН 10 %- Р2О5усв. Р2О5усв. %Р2О5вод , шение ЭФК : ФС ного рас- N Р2О5общ. в 2% по 0,2 М Р2О5водн. в 2% по 0,2 М твора про- лим. к- трил. Б лим. трил. Р2О5общ дукта те к-те, % Б, % 100:15 3,64 5,18 44,76 42,44 41,51 32,75 94,82 92,74 73,17 100:20 3,26 100:25 3,06 4,02 43,29 39,99 39,29 30,88 92,38 90,76 71,33 100:30 3,34 3,22 41,24 37,33 35,97 28,45 90,52 87,22 68,99 2,07 40,16 36,12 34,52 25,95 89,94 85,96 64,62 Результаты и их обсуждение. Как видно из таб- 94,82 до 89,94%, от 92,74 до 85,96% и от 73,17 до лицы1, с увеличением массовой доли минерализо- 64,62% соответственно. Причиной этому является увеличение количества вносимого низкосортного ванной массы в смеси с кислотой от 15 до 30 в про- фосфатного сырья. дуктах содержание азота изменяется от 5,18 до Заключение. Таким образом, результаты иссле- дований наглядно подтвердили целесообразность ор- 2,07%, фосфора – от 44,76 до 40,16%, усвояемой ганизации производства фосфорсодержащих удобре- ний, типа аммофосфата, на базе некондиционного формы Р2О5 по лимонной кислоте – от 42,44 до фосфорсодержащего сырья-забалансовой фосфорит- 36,12%, усвояемой формы Р2О5 по трилону Б – от ной руды Центрального Кызылкума. 41,51 до 34,52% и водорастворимой формы Р2О5 – от 32,75 до 25,95%. Относительные содержания усвояе- мых форм Р2О5 по лимонной кислоте, трилону Б и во- дорастворимой формы Р2О5 меняются при этом от Список литературы: 1. Астрелин И.М., и др. А.с.1583402 СССР. МКИ С 05 В 11/04. Способ получения аммофосфата / - Б.И. 1990. – № 29. 2. Винник М.М. и др. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов /– М.: Химия, 1975. – 218 с. 3. Назирова Н.Р. и др. Получение NPK-удобрения из мытого сушенного фосфоритового концентрата// Univer- sum:Технические науки:электронный научный журнал.-2016. №10(31). Режим доступа: URL:http://7univer- sum.com./ru/tech/archive/item/3774. 4. Назирова Н.Р., и др. Интенсивная технология NPK-удобрений на основе мытого сушенного фосфоритового концентрата Центральных Кызылкумов // Проблемы современной науки и образования: научный журнал.- 2019.№2(135). Режим доступа: URL:http://ipi1.ru/homepage/arkhiv-zhurnala.html. 5. Ортикова С.С., Алимов У.К., и др. Исследование водонерастворимой части кислой кальций фосфатной и аммофосфатной пульп, полученных на основе разложения минерализованной массы Кызылкумских фосфо- ритов экстракционной фосфорной кислотой. Химическая промышленность.- Санкт-Петербург,2015.- т.92, №6.- С. 289-296. 6. Ортикова С.С. и др. Рациональный способ решения проблемы переработки забалансовой руды фосфоритов Центральных Кызылкумов на аммофосфатное удобрение. Узбекский химический журнал. -Ташкент, 2015. - № 5. -С.56-60. 7. Ортикова С.С. и др. Фосфорные и азотнофосфорнокальциевые удобрения, получаемые путем фосфорнокис- лотной переработки забалансовой фосфоритной руды Центральных Кызылкумов Химическая промышлен- ность сегодня.- Москва,2016.-№11.- С.13-21. 8. Суетинов А.А., Хамидов В.А. и др. А.с.1399301 СССР. МКИ С 05 В 19/00. Способ получения аммофосфата / - Б.И. 1988. – № 20. 9. Суетинов А.А. и др. Новые разработки в технологии аммофосфата // Обз. инф. НИИТЭХИМ. Сер.: Минерал. удобр. и сер. к-та. М.: НИИТЭХИМ. 1990. 51 с. 10. Суетинов А.А., Новиков А.А., Янишевский Ф.В., Микаев Б.Т., Габескирия О.В., Кузнецова А.Г., Левин В.И., Стародубцев В.С. Исследования, разработка и освоение технологии нового сложного удобрения – аммофос- фата // Обз.инф. НИИТЭХИМ. Сер.: Минерал. удобр. и сер. к-та. М.: НИИТЭХИМ, 1987. – 56 с. 11. ТУ 113-08-552-84. Аммофосфат. 1984. 58
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДОНЕРАСТВОРИМОЙ ЧАСТИ АММОФОСФАТА НА ОСНОВЕ ФОСФОРНОКИСЛОТНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЗАБАЛАНСОВОЙ ФОСФОРИТНОЙ РУДЫ ЦЕНТРАЛЬНЫХ КЫЗЫЛКУМОВ Ортикова Сафие Саидмамбиевна доктор философии (PhD), старший преподаватель кафедры «Химическая технология», Ферганский политехнический институт, Узбекистан, г. Фергана Е-mail: [email protected] Жураев Абдулазиз Илхомжон угли магистрант, кафедра «Химическая технология», Ферганский политехнический институт, Узбекистан, г. Фергана Нурматова Зулайхо Набижон кизи студент группы 75а-17, кафедра «Химическая технология», Ферганский политехнический институт, Узбекистан, г. Фергана RESEARCH OF THE WATER-INSOLVED PART OF AMMOPHOSPHATE BASED ON PHOSPHORIC ACID PROCESSING OF OFF-BALANCE PHOSPHORITE ORE OF THE CENTRAL KYZYL KUM Safiye Ortikova Doctor of Philosophy, PhD, Senior Lecturer of «Chemical Technology» Chair, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana Abdulaziz Zhurayev Master’s Degree Student, «Chemical Technology» Chair, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana Zulaykho Nurmatova Student of 75а-17 Group, «Chemical Technology» Chair, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana АННОТАЦИЯ В статье приведены результаты лабораторных исследований по изучению водонерастворимой части аммо- фосфата на основе фосфорнокислотной переработки забалансовой фосфоритной руды Центральных Кызылкумов Установлено, что в водонерастворимой части удобрения фосфор на 40-54 % находится в усвояемой для растений форме по отношению к общему его содержанию. В свою очередь, данное явление подтверждает активацию фос- фатного минерала. Фосфор, находящийся в аммофосфате, будет подвергаться меньшему вымыванию из почвы, по сравнению с традиционными удобрениями. ABSTRACT The article deals with results of laboratory research on studies of the water-insoluble part of ammophosphate based on phosphoric acid processing of off-balance phosphorite ore of the Central Kyzyl Kum. It is established that phosphorus in the water-insoluble part of fertilizer is 40-54% in the assimilable form for plants relative to its total content. In turn, this phenomenon confirms the activation of the phosphate mineral. The phosphorus in the ammophosphate will be less leached out of the soil compared to traditional fertilizers. Ключевые слова: забалансовая руда (минерализованная масса), разложение, аммофосфат, активация, сушка, водонерастворимая часть, аммофосфат. Keywords: off-balance ore (mineralized mass); decomposition; ammophosphate; activation; drying; water-insoluble part; ammophosphate. _______________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Ортикова С.С., Жураев А.И., Нурматова З.Н. Исследование водонерастворимой части аммофосфата на основе фосфорнокислотной переработки забалансовой фосфоритной руды Центральных Кызылкумов // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8428
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. В настоящее время в Республике Узбекистан ос- эффективная и ресурсосберегающая переработка вы- новным сырьём при производстве фосфорсодержа- шеуказанных отходных фосфоритов, поэтому реше- щих удобрений являются фосфориты Центральных ние проблемы утилизации некондиционных фосфо- Кызылкумов (ЦК). По содержанию основного ком- ритов ЦК, являющаяся одним из путей увеличения понента фосфора эти фосфориты относятся к бед- объёма фосфорсодержащих удобрений, должно быть ным. Они не пригодны для производства концентри- в центре внимания ученых и производственников. рованных фосфорсодержащих удобрений. В связи с этим в Навоийской области была построена промыш- Более реальным и целесообразным способом ис- ленная установка по обогащению фосфоритов ЦК пользования отходных фосфоритов является вовле- чение их в технологию производства аммофосфата. В методом обжига при 850-900С. Основными стади- отличие от аммофоса, расход серной кислоты на про- ями технологии обогащения фосфоритовых руд явля- изводство 1 т P2O5 в виде аммофосфата на 10-15 % ется сухое грохочение, обеспыливание и обжиг. В ре- ниже, а степень использования фосфатного сырья на зультате процесса обжига содержание Р2О5 в фосфо- 1,0-1,5 % выше. Процесс его получения основан на концентрате достигается 26-28% Р2О5 за счет удале- разложении природных фосфатов высокой нормой ния конституционной воды, декарбонизации (удале- (150-200%) фосфорной кислоты с последующей ние СО2 из кальцита) и выгорания органических ве- нейтрализацией оставшейся кислотности аммиаком, ществ. Опытно-промышленные испытания обожжен- гранулировании и сушке продукта [5,6]. Широкие аг- ного фосфоконцентрата на АО «Аммофос-Максам» рохимические испытания показали, что аммофосфат показали, что из-за высокого содержания хлора в сы- для всех основных культур и различных почв по эф- рье оборудование цеха экстракционной фосфорной фективности не уступает аммофосу и двойному су- кислоты подвергалось интенсивной коррозии. перфосфату, а при поливном режиме даже несколько выше, что объясняется меньшим вымыванием фос- С целью исключения этого серьёзного негатив- фора из аммофосфата [7]. ного явления согласно Постановлению Президента Республики Узбекистан № ПП-420 от 18 июля 2005 В работах [2,3] были получены образцы аммо- года на Кызылкумском фосфоритовом комбинате фосфата, отвечающие требованиям сельского хозяй- (КФК) была построена промышленная установка по ства, а также были изучены их реологические свой- отмывке фосфоритной руды от хлора. Начиная с 2007 ства [4]. по 2014 годы, КФК производил три вида фосфорито- вой продукции: 400 тыс. т в год мытого обожженного Анализируя химический состав готовых продук- концентрата (МОК) с содержанием 27-28% Р2О5; 200 тов целью настоящего исследования явилось изуче- тыс. т в год мытого сушеного концентрата (МСК) с ние водонерастворимой части аммофосфатных удоб- содержанием 18-19% Р2О5 и 200 тыс. т в год рядовой рений, а именно её химического состава потому, что фосфоритовой муки с содержанием 16-17% Р2О5. разница между общей и водорастворимой формами МСК служил сырьем при производстве простого ам- Р2О5 в продуктах была значительной. монизированного суперфосфата на АО «Кокандский суперфосфатный завод», а из рядовой фосфоритовой Объекты и методы исследования. В качестве муки на АО «Самаркандкимё» производили нитро- сырья использовалась минерализованная масса (со- кальцийфосфатное удобрение. Только МОК является став, вес. %: 14,33 Р2О5; 43,66 СаО; 1,19 MgO; 1,38 пригодным фосфатным сырьем для производства ам- Fe2O3; 1,18 Al2O3 ; 2,22 SO3; 14,70 CO2; 1,75 F; 13,23 мофоса и Супрефоса на АО «Аммофос-Максам». Но н.о.) – отход производства мытого обожженного фос- из-за недостаточного объёма МОК производствен- фоконцентрата и экстракционная фосфорная кислота ные мощности АО «Аммофос-Максам» загружены (ЭФК) Алмалыкского АО «Аммофос-Максам» со- не полностью. става (вес. %): 18,43 Р2О5; 0,21 СаО; 0,30 MgO; 0,44 Fe2O3; 0,79 Al2O3; 1,71 F; 1,47 SO3. Количество исход- На последующих стадиях, согласно новой техно- ных компонентов брали исходя из массовых соотно- логической схеме, увеличена мощность производ- шений ЭФК : ФС от 100 : 15 до 100 : 30. ства МОК с 400 тыс. т до 716 тыс. т в год со средним содержанием Р2О5 не менее 26%. При переработке С целью достижения поставленной цели после такого объёма МОК (186160 т Р2О5) обеспечивается взаимодействия экстракционной фосфорной кислоты потребность сельского хозяйства республики в фос- с минерализованной массой при условиях [2] пульпу форных удобрениях всего лишь на 35%. Кроме того, быстро расфильтровывали под вакуумом 550-600 мм ныне функционирующая технологическая схема обо- рт. ст. на воронке Бюхнера, применяя один слой гащения на КФК, не является рациональной, так как фильтровальной бумаги. Оставшийся на фильтре не предусматривает попутное производство МСК и осадок промывали горячей водой до нейтральной ре- рядовой фосфоритовой муки. А повышение концен- акции по индикаторной бумаге. Промытый осадок трации Р2О5 в МОК (26 % Р2О5) по сравнению с его высушивали с фильтровальной бумагой в сушильном концентрацией в исходной сырьевой руде (17,58%) шкафу при 105оС. Высушенный осадок взвешивали и всего на 8,42% происходят на фоне значительной по- анализировали на содержание общей, усвояемой и тери Р2О5 (134,77 тыс. т Р2О5 или 42% от исходного водорастворимой форм Р2О5 [1]. Р2О5 в руде) с хвостами обогащения со статусом «за- балансовая руда». На сегодняшний день уже накоп- Результаты и их обсуждение. Результаты иссле- лено около 10 млн. т минерализованной массы и бо- дований приведены в таблице 1. Из данных таблицы лее 3 млн. т шламового фосфорита. Пока отсутствует можно наблюдать наличие следовых количеств водо- растворимой Р2О5 , но это говорит о недостаточной промывке осадка. 60
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Состав водонерастворимой части аммофосфатных удобрений Таблица 1. Масса Содержание Р2О5, вес. % Р2О5усв , Р2О5усв , сухого Р2О5общ Р2О5общ Массовое соотно- осадка, Р2О5общ. Р2О5усв. Р2О5усв. Р2О5водн. шение ЭФК : ФС в 2% лим. по 0.2 М в 2% лим. по 0.2 М гр. трил. Б кис-те, % трил. Б, % 100 : 15 кис-те 100 : 20 53,83 44,43 100 : 25 8,6 16,70 8,99 7,42 0,32 46,23 38,90 100 : 30 11,4 17,89 8,27 6,96 0,28 41,69 34,85 15,8 21,49 8,96 7,49 0,10 40,43 31,48 22,2 22,11 8,94 6,96 - Главный результат исследования заключается в их Р2О5 является доступной для растений. Именно том, что в водонерастворимой части удобрения фос- поэтому аммофосфаты и относятся к, так называе- фор на 40-54 % находится в усвояемой для растений мым, «частично разложенным фосфатам». форме по отношению к общему его содержанию. Это говорит о том, что при взаимодействии фосфорной Заключение. Результаты лабораторных исследо- кислоты с минерализованной массой происходит ак- ваний подтвердили пригодность минерализованной тивация фосфатного минерала. Активации способ- массы для производства высококонцентрированных ствует интенсивное выделение СО2 из фосфатного фосфорсодержащих удобрений. Их водонераствори- минерала, разрушающее его структуру. При актива- мая часть также содержит усвояемые для растений ции непрореагировавшие фосфаты существенно от- формы Р2О5, а это доказывает то, что удобрения бу- личаются по строению от исходных. Их зерна про- дут пролонгированно воздействовать на корневую травлены кислотой, имеют пористую структуру и по систему, способствуя благоприятному развитию и размеру в 15-30 раз меньше первоначальной. По- росту. этому, хотя они и являются водонерастворимыми, но Список литературы: 1. Винник М.М. и др. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов / М.М.Винник, Л.Н.Ербанова, П.М.Зайцев и др. – М.: Химия, 1975. – 218 с. 2. Ортикова С.С., Алимов У.К. Намазов Ш.С., РеймовА.М., Каймакова Д.А. Рациональный способ решения проблемы переработки забалансовой руды фосфоритов Центральных Кызылкумов на аммофосфатное удоб- рение. Узбекский химический журнал. -Ташкент, 2015. - № 5. -С.56-60. 3. Ортикова С.С., Алимов У.К., Намазов Ш.С., Сейтназаров А.Р., Беглов Б.М. Фосфорные и азотнофосфорно- кальциевые удобрения, получаемые путем фосфорнокислотной переработки забалансовой фосфоритной руды Центральных Кызылкумов Химическая промышленность сегодня.- Москва, 2016.-№11.- С.13-21. 4. Ортикова С.С., Ибрагимов А.А., Мирсалимова С.Р. Реологические показатели аммофосфатных пульп на ос- нове фосфорсодержащей минерализованной массы Центрально-Кызылкумского месторождения // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 11(65). URL: http://7universum.com/ru/na- ture/archive/item/8102. Дата обращения: 25.11.2019 год. 5. Суетинов А.А. и др. Исследования, разработка и освоение технологии нового сложного удобрения – аммо- фосфата // Обз.инф. НИИТЭХИМ. Сер.: Минерал. удобр. и сер. к-та. М.: НИИТЭХИМ, 1987. – 56 с. 6. Суетинов А.А., Новиков А.А., Янишевский Ф.В. и др. Новые разработки в технологии аммофосфата // Обз. инф. НИИТЭХИМ. Серия: Минерал. удобр. и сер. к-та. М.: НИИТЭХИМ. 1990. 51 с. 7. Янишевский Ф.В., Новикова З.М., Подколзина Г.В., Суетинов А.А., Новиков А.А. Агрохимическая эффек- тивность аммофосфата в полевых опытах на различных почвах // Агрохимия. – 1992. - № 8. - С. 50-56. 61
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. НЕФТЕХИМИЯ ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПАВ ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ ЖИРНЫХ КИСЛОТ ХЛОПКОВОГО СОАПСТОКА Аноров Рустамжон Абдурахмонович доц. кафедры «Химическая технология», Ферганский политехнический институт, Узбекистан, г. Фергана Абидова Мамурахон Алишеровна ассистент кафедры «Химическая технология» Ферганский политехнический институт, Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] RESEARCH OF PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF WATER-SOLUBLE SURFACES OBTAINED FROM FATTY ACIDS OF COTTON CAPPASTIC COMPOSITION Anorov Rustamjon Dosent, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana Mamurakhon Abidova assistant, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana АННОТАЦИЯ С ростом мирового производства расширяются сферы применения их продуктов. В связи с этим, предъяв- ляют новые требования к их качеству и переработке отходов. Охрана экологии Ферганского региона требует сокращения образования на промышленных предприятиях твердых отходов в том числе отработанных замаслен- ных и парафинированных глинистых адсорбентов и их захоронения на загородных свалках. Нами разработан способ регенерации отработанных замасленных и парафинированных адсорбентов путем их обработки ПАВ-со- держащим водным раствором, себестоимость которого в основном зависит от цены последних. путем омыления сырых жирных кислот хлопкового соапстока сперва сульфитом натрия, далее триэтаноламином (ТЭА) получили жидкую моющую основу для создаваемой композиции ПАВ. Физико-химические показатели полученных ПАВ анализировали стандартными методами. Основные фи- зико-химические показатели полученной основы композиции ПАВ представлены в таблице. Создан ряд компо- зиций ПАВ существенно состоящие из местного сырья. Для повышения эффективность действия ПАВ в состав композиции вводятся силикат натрия, сульфит натрия, соду кальцинированную, натрий хлор и сульфат аммония. Таким образом, проведенные исследования и полученные результаты позволяют рекомендовать полученные композиции ПАВ для регенерации отработанных замасленных и парафинированных глинистых адсорбентов. ABSTRACT With the growth of world production, the scope of application of their products is expanding. In this regard, they impose new requirements on their quality and waste management. The environmental protection of the Ferghana region requires a reduction in solid waste generation at industrial enterprises. The number of waste oily and waxed clay adsor- bents and their disposal in country landfills. We have developed a method for the regeneration of spent oily and waxed adsorbents by treating them with a surfactant-containing aqueous solution, the cost of which mainly depends on the price of the latter. By saponification of crude cotton soap fatty acids, first with sodium sulfite, then with triethanolamine (TEA), a liquid detergent base was created for the surfactant composition being created. Physico-chemical parameters of the obtained surfactants were analyzed by standard methods. The main physico-chemical parameters of the obtained basis of the surfactant composition are presented in the table. A number of surfactant compositions have been created essentially consisting of local raw materials. To increase the effectiveness of surfactants, sodium silicate, sodium sulfite, soda ash, sodium chlorine and ammonium sulfate are introduced into the composition. Thus, the studies and the results obtained allow us to recommend the obtained surfactant compositions for the regen- eration of used oily and waxed clay adsorbents. __________________________ Библиографическое описание: Аноров Р.А., Абидова М.А. Изучение физико-химических свойств водораствори- мых ПАВ полученных из жирных кислот хлопкового соапстока // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8418
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Ключевые слова: глинистых адсорбент, парафинированных адсорбент, триэтаноламин (ТЭА) . Keywords: clay adsorbent, waxed adsorbents, triethanolamine (TEA). ________________________________________________________________________________________________ Охрана экологии Ферганского региона требует [1]. Однако, моющая, пенообразующая, смачиваю- сокращения образования на промышленных пред- щая и другие коллоидно-физические свойства таких приятиях твердых отходов в том числе отработанных растворов не всегда удовлетворяют требования по- замасленных и парафинированных глинистых адсор- требителей, что обусловлено составом и содержа- бентов и их захоронения на загородных свалках. нием обрабатываемого материала. Нами разработан способ регенерации отработан- Отработанные замасленные и парафинирован- ных замасленных и парафинированных адсорбентов ные глины считаются многокомпонентными высоко- путем их обработки ПАВ-содержащим водным рас- дисперсными материалами, а их регенерация водным твором, себестоимость которого в основном зависит растворителем требует применения специальных от цены последних. композиций ПАВ, преимущественно полученных из местных компонентов. Известно что, сегодня эффективные ПАВ заво- зятся на предприятия в основном из зарубежа по до- Путем омыления сырых жирных кислот хлопко- рогой цене. вого соапстока сперва сульфитом натрия, далее три- этаноламином (ТЭА) получена жидкая моющая ос- Следовательно, создание и применение компози- нова для создаваемой композиции ПАВ [4]. ций водорастворимых ПАВ из местного сырья счита- ется актуальной и экономически важной задачей. Физико-химические показатели полученных ПАВ анализировали стандартными методами [6]. В этом аспекте, жирные кислоты хлопкового со- апстока считаются дешевым сырьем для получения В таблице 1 представлены основные физико-хи- ПАВ т.к. в Узбекистане их производство освоено на мические показатели полученной основы компози- 18 крупных масло -жировых предприятиях. ции ПАВ. Обработка сырых (или дистиллированных) жир- ных кислот щелочными реагентами позволит полу- чить их соли, которые хорошо растворяются в воде Таблица 1. Физико-химические показатели моющей основы, полученной из сырых жирных кислот хлопкового соапстока При массовой доле жирных кислот хлопкового соап- Наименование показателей стока, % 1. Внешний вид и консистенция 30 40 50 2. Цвет 3.Массовая доля, % Мазеобразная -свободный едкой щелочи -свободный углекислый соды светло-коричневый коричневый темно-коричневый -примесей, нерастворимых в Воде 0,25 0,14 0,12 0,8 0,9 1,0 0,4 0,5 0,3 4. Первоначальный объем пены, мл 200 250 300 Из табл. 1 видно, что с увеличением массовой На практике для повышения эффективности дей- доли жирных кислот цвет основы ПАВ темнеет, уве- ствия ПАВ чаще используют их композиции т.к. по- личиваются массовая доля свободной углекислой следние по своим коллоидно-химическим свойствам соды и примесей, нерастворимых в воде. При этом превосходят индивидуальные моющие основы. также повышается первоначальный объем пены (от 200 мл до 300 мл). Причем с увеличением массовой Учитывая это, создан ряд композиций ПАВ су- доли жирных кислот в получаемой основе снижается щественно состоящие из местного сырья. содержание свободной едкой щелочи от 0,15 до 0,12%. Состав и содержания разрабатываемых компози- цией ПАВ представлены в таблице 2. 63
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Таблица 2. Составы и содержания разрабатываемых композиций ПАВ Наименование Композиция ПАВ, масс, % компонентов композиции ПАВ №1 №2 №3 №4 1.Основа ПАВ из СЖК хлопкового соапстока 2.Силикат натрия 20 20 25 25 3.Сульфат натрия 3,0 4. Сода кальцинированная 2,5 3,0 2,5 4,5 5.Натрий хлор 3,0 6.Сульфат аммония 4,5 5,0 4,0 0,4 7.Вода 0,5 2,0 2,0 3,0 ост 0,2 0,3 0,3 0,2 0,3 0,4 ост Ост Ост Примечание: Композиции ПАВ №1 и 2 предназначены для обезпарафинированния отработанных глинистых адсорбентов. Композиции ПАВ №3 и 4 для обезмасливания отработанных глинистых адсорбентов. Из табл. 2 видно, что для повышения эффектив- В таблице 3 представлены коллоидно-химиче- ность действия ПАВ в состав композиции вводятся ские показатели водных растворов из подобранных силикат натрия, сульфит натрия, соду кальциниро- полученных композиций ПАВ. ванную, натрий хлор и сульфат аммония. Таблица 3. Коллодино-химические показатели водных растворов подобранных ПАВ Номер рН Удельный Пенообразую- Устойчи- Моющая способ- ПАВ 1%-ного водного вес, г/см3 щая способность, вость к ность, расплавинию усл.ед. Синтетический раствора мл ПАВ 112 (контроль) 9,5 1,02 145 Уст №1 114 №2 9,0 1,05 150 Уст 116 №3 9,2 1,07 165 Уст 120 №4 9,7 1,09 175 Уст 222 9,9 1,06 180 Уст Из табл. 3 видно, что предлагаемые композиции Таким образом, проведенные исследования и по- ПАВ превосходят известный ПАВ по пенообразую- лученные результаты позволяют рекомендовать по- щей, моющей способностям и др. лученные композиции ПАВ для регенерации отрабо- танных замасленных и парафинированных глини- стых адсорбентов. Список литературы: 1. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества. Справочник, Л.: Химия, 1979-376 С. 2. Мамадалиева С.В. Зависимость показателей очищаемого парафина от размера гранул применяемого адсор- бента // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. 2019. № 11(65). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8079 (дата обращения: 20.11.2019). 3. Рахмонов О.К., Мамадалиева С.В. Механизм воздействия ультразвука на парафин при его очистке компози- цией адсорбентов из местных глин // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. 2019. № 11(65). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8109 (дата обращения: 20.11.2019). 4. Ребиндер П.А. Поверхностно-активные вещества и их применение в химической и нефтяной промышленно- сти. Киев. Наука думка 1971-4С. 5. Паронян В.Х., Принь В.Т. Технология синтетических моющих средств. М.: Химия, 1984-224 С. 6. Товбина. И.М. Справочник по мыловарному производству М.: Пищевая промышленность, 1974-518 С. 64
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. ПРИМЕНЕНИЕ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА В ПРОЦЕССЕ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА Ганцев Александр Викторович канд. техн. наук, доц., Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» - УГНТУ, РФ, Республика Башкортостан, г. Уфа E-mail: [email protected] Аюпов Эмиль Рамилович магистрант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» - УГНТУ, РФ, Республика Башкортостан, г. Уфа APPLICATION OF A ZEOLITE-CONTAINING CATALYST IN THE PROCESS OF CATALYTIC REFORMING Alexander Gantsev candidate of technical Sciences, Federal state budgetary educational institution of higher education «Ufa state petroleum technological University» – USPTU, Russia, Republic of Bashkortostan, Ufa Emil Ayupov undergraduate, Federal state budgetary educational institution of higher education «Ufa state petroleum technological University» – USPTU, Russia, Republic of Bashkortostan, Ufa АННОТАЦИЯ В настоящее время наиболее используемым методом облагораживания прямогонных бензинов является про- цесс каталитического риформинга. Практически на каждом НПЗ имеется установки каталитического риформинга [3]. Доля риформата в приготовлении товарного бензина составляет: 20-25% в США, 30-40 в Западной Европе и 45-50 в РФ [6]. Катализатор каталитического риформинга является основной процесса, благодаря чему осуществляется ре- акция, в связи с этим основным направлением исследований является разработка новых типов катализаторов [5]. В статье произведен литературный обзор последних тенденций развития каталитической системы процесса каталитического риформинга в том числе применения цеолитсодержащих катализаторов. ABSTRACT Currently, the most used method of refining straight-run gasolines is the catalytic reforming process. Almost every refinery has catalytic reforming units [3]. The share of reformate in the preparation of commercial gasoline is: 20–25% in the USA, 30–40 in Western Europe and 45–50 in the Russian Federation [6]. The catalytic reforming catalyst is the main process, due to which the reaction is carried out, in this regard, the main focus of research is the development of new types of catalysts [5]. The article provides a literary review of the latest development trends of the catalytic system of the catalytic reforming process, including the use of zeolite-containing catalysts. Ключевые слова: каталитический риформинг, катализатор, платина, бензин, цеолит. Keywords: catalytic reforming, catalyst, platinum, gasoline, zeolite. ________________________________________________________________________________________________ Каталитический риформинг является одним из бензинов. Также не менее важным продуктом про- важнейших процессов современной нефтеперераба- цесса каталитического риформинга является водо- тывающей и нефтехимической промышленности. Ка- родсодержащий газ, с высоким содержанием водо- талитический риформинг имеет два основных пред- рода, который используется в гидрогенизационных назначения: 1) производство ароматических углево- процессах. Основная часть установок каталитиче- дородов – бензола, толуола и ксилолов, 2) производ- ского риформинга на российских НПЗ построены по ство высокооктановых компонентов автомобильных __________________________ Библиографическое описание: Ганцев А.В., Аюпов Э.Р. Применение цеолитсодержащего катализатора в про- цессе каталитического риформинга // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8377
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. проектам института ООО «ЛЕНГИПРОНЕФТЕ- риформинга, в основном, применялись окисные ката- ХИМ», введенные в эксплуатацию в 60-е и 70-е годы лизаторы или алюмомолибденовые катализаторы. [10]. Позднее были внедрены платиновые катализаторы, что дало толчок в развитии процесса каталитиче- Суммарная мощность процесса риформинга в ского риформинга. Высокая стоимость платины мире по последним данным составляет около 14 млн. предопределила низкое содержание платины в ката- баррелей в сутки (600 млн. тонн в год), из них 2/3 экс- лизаторе и последующее создание в 1968 году плати- плуатируются по бензиновому варианту для произ- норениевых катализаторов, в таких типах катализа- водства высокооктанового компонента автобензина тора содержание платины составляет от 0,3 до 0,7 и 1/3 – по ароматическому варианту для производ- масс. % [2; 11]. Со временем происходит снижение ства индивидуальных ароматических углеводородов активности катализатора, связано это с отложением [7]. кокса на поверхности катализатора, а также из-за уменьшения дисперсности платины, так как идет В настоящее время на НПЗ России эксплуатиру- накопление ядов, которые невозможно удалить. Для ется 51 установка каталитического риформинга об- восстановления активности применяют процесс реге- щей мощностью порядка 30 млн. тонн в год, из кото- нерации, но даже после регенерации катализатор не рых 45 установок с общей мощностью 27 млн. тонн в восстанавливает своей полной активности, что в ре- год работают по бензиновому варианту и 6 установок зультате со временем требует замены катализатора. по ароматическому варианту (3 млн. тонн в год) [7]. Особенностью рассмотрения применения цео- В нашей стране развитие технологии рифор- литсодержащих катализаторов является то, что при- минга реализуется по трем направлениям. менение данного вида катализатора в процессе ката- литического риформинга позволит снизить темпера- Направление № 1 — оптимизация технологиче- туру проведения процесса. Температура процесса ских условий проведения процесса с целью повыше- влияет на активность катализатора, что в свою оче- ния его жесткости и выхода целевых продуктов. редь определяет продолжительность межрегенераци- онного срока его применения. Короткий межрегене- Направление № 2 — модернизация существую- рационный срок характеризуется частыми останов- щих катализаторов и разработка абсолютно новый ками процесса и, соответственно, прекращением вы- катализаторов. пуска продукции, а также увеличением затрат на ре- генерацию катализатора [4]. Направление № 3 — улучшение технологической схемы установок с целью увеличения октанового Каталитическая система с использованием цео- числа, не снижая выходов целевых продуктов, а литсодержащего катализатора для низкотемператур- также уменьшение содержания ароматических угле- ного риформинга представлена в работе [9]. Авто- водородов в риформате [1]. рами была изобретена каталитическая система вклю- чающая три последовательно соединенных реактора, Основная часть установок каталитического ри- первый содержит катализатор имеющий в своем со- форминга в России была построена еще в советские ставе цеолит структуры AEL, второй и третий реак- годы. Вследствие большего срока службы данных торы содержат катализатор с цеолитом структуры установок, реконструкция и модернизация существу- LTL. Состав используемых катализаторов представ- ющих установок требует больших капиталовложе- лен в таблице 1. ний, более экономичным вариантом в настоящее время является разработка и внедрение новых ката- лизаторов. В процессе каталитического риформинга исполь- зуют бифункциональные катализаторы. В начале промышленного освоения процесса каталитического Таблица 1. Состав катализаторов Состав катализатора, масс % № реактора Цеолит в составе носителя (струк- Pt Re Mg тура цеолита) Al2O3 SAPO-11 (AEL) KL (LTL) I 0,1-0,3 - - 10,0-60,0 - Остальное 10,0-60,0 Остальное II 0,1-0,3 - 1,8-2,1 - 10,0-60,0 Остальное III 0,1-0,3 - 1,8-2,1 - Параметры процесса с использованием каталити- ческой системы разработанной авторами [9], пред- ставлены в таблице 2. 66
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Таблица 2. Параметры проведения эксперимента № реактора t в реак- tср трёх реакто- Выход риформата, Изо-алканы/ароматические УВ в торе, °С I 350-380 ров, °С масс % риформате, масс% II III 470-500 433-450 75,0-77,8 0,31-0,40 470-500 Технический результат заключается в повыше- минга комбинированной установки ЛКС 35-64 ис- нии выхода целевого продукта и улучшении его со- пользуется платино-эрионитный катализатор СГ-ЗП- става при более низкой температуре процесса. М (производитель НПФ «ОЛКАТ»). Еще одним примером использования цеолитсо- По соседству на заводе имеется установка рифор- держащего катализатора является Сургутский завод минга фирмы «Петрофак», загруженная платиноре- стабилизации газового конденсата, в секции рифор- ниевым катализатором КР-108У. Обе установки ис- пользуют одно и то же сырье. Сравнение работы представлено в таблице 4 [8]. Таблица 4. Сравнение результатов проведения процесса на катализаторе СГ-ЗП-М и КР-108У Показатели СГ-ЗП-М ЛКС 35-64 КР-108У «Петрофак» Объемная скорость, ч-1 4,0 1,7 Средняя t, °С 446 471 Суммарный перепад температуры, °С 120 185 Выход стабильного риформата, % мас. 92 85 Октановое число риформата (ИОЧ) 94 93,5 Процесс на платиноэрионитном катализаторе вы- Таким образом, результаты проведенного лите- годно отличается по условиям – большей объёмной ратурного обзора показали возможность использова- скоростью и более низкой температурой. При этом ния цеолитсодержащих катализаторов при более мяг- наблюдается больший выход стабильного риформата ких условиях без ущерба для селективности процесса (92% против 85%) того же качества, чем при использо- каталитического риформинга. вании платинорениевого катализатора КР-108У. Список литературы: 1. Белый А.С., Кирьянов Д.И., Удрас И.Е., Затолокина Е.В. Современное состояние, перспективы развития про- цесса и катализаторов риформинга бензиновых фракций нефти // Нефтегазопереработа. Нефтехимия. – 2015. - №8 – С.3. 2. Георгиева Э.Ю., Панькин А.Н., Мяло В.А. Современные технологии в каталитическом риформинге // Научно-практический электронный журнал Аллея Науки. – 2017. - №7 – С.3-4. 3. Дударева А.А., Смольникова Т.В., Давлетшина А.З. Гидродинамические процессы в реакторах каталитиче- ского риформинга // Химические технологии и продукты. – 2017. - №2. – С.31. 4. Ермулин А.А., Дронов С.В. Влияние температуры на активность катализатора процесса каталитического ри- форминга // Сборник тезисов VIII научно-технической конференции «Неделя Науки-2018». – 2018. – С.105. 5. Имашев У.Б., Тюрин А.А., Удалова Е.А. Особенности развития процесса каталитического риформинга в Рос- сии // Башкирский химический журнал. – 2009. - №4 – С.185. 6. Капустин В.М. Технология производства автомобильных бензинов. М.: Химия, 2015. – С.254. 7. Кирьянов Д.И., Смоликов М.Д., Голинский Д.В., Белопухов Е.А., 1. Затолокина Е.В., Удрас И.Е, Белый А.С. История развития и современное состояние процесса каталитиче- ского риформинга в России // Российский химический журнал. – 2018. - №1-2 – С. 14-15. 8. Михайловский А.А., Терентьева Н.А., Гараева Н.С. Применение эрионитного катализатора для снижения содержания бензола в катализатах риформинга и возможности его применения на топливно-энергетических комплексах Татарстана // Вестник технологического университета. – 2017. - №2 – С.62-63 9. Патент РФ № 2670108С1, 18.10.2018. Каталитическая система для низкотемпературного риформинга бензи- новых фракций и способ его осуществления с применением каталитической системы // Патент России № 2670108С1. 2018. Бюл. № 29. / Фадеев В.В., Абрамова А.В., Хемчян Л.Л. [и др.]. 10. Пиянзин Р.Д. Оптимизация и перевод блока стабилизации установки каталитического риформинга на одно- колонную схему // Современные технологии в науке и образовании. – 2016. – Том 3 – С.154. 11. Хатмуллина Д. Д. Катализаторы риформинга // Молодой ученый. 2014. - №1- С.136. 67
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОЦЕССА КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ Ганцев Александр Викторович канд. техн. наук, доц., Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» – УГНТУ, РФ, Республика Башкортостан, г. Уфа Е-mail: [email protected] Виниченко Михаил Викторович магистрант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» – УГНТУ, РФ, Республика Башкортостан, г. Уфа CURRENT STATE AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT OF PROCESS OF CATALYTIC CRACKING OF OIL RAW MATERIALS Alexander Gantsev candidate of technical Sciences, Federal state budgetary educational institution of higher education «Ufa state petroleum technological University» – USPTU, Russia, Republic of Bashkortostan, Ufa Mikhail Vinichenko undergraduate, Federal state budgetary educational institution of higher education «Ufa state petroleum technological University» – USPTU, Russia, Republic of Bashkortostan, Ufa АННОТАЦИЯ В данной статье авторы ставят перед собой цель рассмотреть теоретические аспекты и вопросы современного состояния крекинга нефтяного сырья на примере конкретных технологических процессов. Так, авторы выделяют основные перспективные технологии каталитического крекинга нефтяного сырья, рассматривают и акцентируют внимание на ведущих особенностях технологий. Авторами дается вывод о перспективах развития каталитиче- ского крекинга в мире. Авторы предлагают для достижения увеличения глубины каталитического крекинга по- строить и внедрить в эксплуатацию современные установки на российских НПЗ по каталитическому крекингу с очисткой вакуумного газойля и установки по гидрокрекингу. ABSTRACT In this article, the author aims to consider theoretical aspects and issues of the current state of cracking of oil raw materials on the example of specific technological processes. Thus, the author highlights the main promising technologies of catalytic cracking of oil raw materials, considers and focuses on the leading peculiarities of technologies. The author concludes on the prospects for the development of catalytic cracking in the world. The author proposes to build and put into operation modern installations at the Russian catalytic cracking refinery with vacuum gas oil purification and hy- drocracking plants in order to achieve improvement of the catalytic cracking depth. Ключевые слова: каталитический крекинг, крекинг, крекинг нефтяного сырья, перспективы развития, со- временный этап. Keywords: catalytic cracking, cracking, cracking of oil raw materials, prospect of development, present stage. ________________________________________________________________________________________________ На данный момент потребность в моторных топ- углубления и химизации процесса; 2) повышения эф- ливах и смазочных материалах увеличивается за счет фективности и достижения оптимизации качества увеличения нефтедобычи. Однако уже сейчас оче- получаемого конченого продукта, снижения его рас- видно, что такой ресурс, как нефтяное сырье, явля- хода; 3) варианты создания и использования альтер- ется исчерпаемым. Именно с целью решения этой нативных видов топлива. проблемы уже несколько десятилетий идет процесс развития нефтепереработки в направлении [1]: 1) Первое направление представляет собой наибо- лее высокотехнологичную и интенсивно развивае- __________________________ Библиографическое описание: Ганцев А.В., Виниченко М.В. Современное состояние и перспективы развития процесса каталитического крекинга нефтяного сырья // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8266
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. мую на данный момент отрасль нефтеперерабатыва- кокса, дабы не нарушить тепловой баланс системы и ющей промышленности, с созданием гибких техно- процесса [23]. Также существуют проблемы с непол- логичных схем и всевозможных каталитических и ным испарением высококипящих фракций, что при- гидрогенизационных процессов глубокой перера- водит к увеличению выхода кокса и, как следствие, к ботки нефти и нефтяных остатков [2; 4]. В этой связи повышенному закоксовыванию оборудования [24]. при рассмотрении каталитических технологических схем наибольший интерес представляет собой ката- Так или иначе, проблема была частично решена литический крекинг нефтяного сырья, который спо- – были разработаны специальные катализаторы, об- собен из низкокачественного, малоценного и деше- ладающие улучшенной селективностью по выходу вого тяжелого сырья получать компоненты высоко- кокса, обладающие порами повышенного диаметра – качественного топлива для двигателей внутреннего так называемые мезопоры, что позволяет углеводо- сгорания, с октановым числом 85-95 [3]. Помимо родам конденсироваться и не приводит к закупорке этого, данный технологический процесс сопряжен с [16]. Мезопоры же создаются с использованием цео- побочным получением таких продуктов, как смешан- литов нового поколения, которые не позволяют водо- ные газы, по составу представляющие собой пропан- роду перемещаться слишком быстро, что ведет к пропиленовые и бутан-бутиленовые газы, которые, в уменьшению числа образовавшихся полиядерных свою очередь, являются сырьем для производства соединений, предшествующих коксу [20]. различных углеводородов, например эфиров, алкила- тов и др. С помощью крекинговых установок полу- Отсюда вытекает важнейшая техническая задача чают такие ценные в химической продукции компо- – создание цеолитов с определенными свойствами, ненты, как сажевое сырье и нафталин, дорогостоя- такими как высокая стабильность. Этим требованиям щие виды кокса («игольчатый» кокс) [10]. В то же отвечают высококременеземистые цеолиты [30]. время при всей своей близости к термическим про- Конкретные разработки можно рассмотреть на при- цессам перераспределения водорода в углеводородах мере нескольких компаний. Например, компании крекинг обладает значительно более высоким выхо- Ashland Oil и UOP создали установку для каталити- дом конечного продукта и, что особенно важно, бо- ческого крекинга мазута RCC [19]. А французская лее высоким качеством; в том числе важно заметить компания Total и французский институт нефти разра- – современные технологии позволяют значительно ботали процесс R-2-R [18]. Несмотря на обилие отли- снизить вредное влияние на окружающую среду [11]. чий в конструктивных решениях, предпринятых для создания данных установок, они обладают и мно- Исторически крекинг зародился на заре 30-х го- гими схожими техническими решениями [13; 14]: дов прошлого столетия и за это время претерпел ряд трансформаций как по способу контакта сырья и ка- присутствие в системе двух генераторов с раз- тализатора (в стационарном слое, в движущемся слое дельной подачей воздуха и выводом дымовых газов; шарикового катализатора, в «кипящем» слое микро- сферического катализатора в аппаратах с лифт-реак- применение повышенной температуры на этапе тором) [12], так и в отношении применяемых катали- смешения, что способно обеспечить быстрое и почти заторов (таблетированные на основе природных полное испарение сырья, в том числе это приводит к глин, шариковые синтетические алюмосиликаты, снижению коксообразования; микросферические алюмосиликаты, в том числе цео- литсодержащие) [8]. Все эти изменения привели к ре- с целью поддержания температуры использу- кордному росту показателей выхода, качества и эф- ется газойль, охлажденный до определенных темпе- фективности процесса. Например, только лишь вы- ратур; ход целевого продукта повысился с 25-35% от массы до не виданных ранее цифр – 75% [7]. В свою оче- ввод сырья осуществляется с использованием редь, развитие технологий приводило к попыткам во- головок Лаваля или трубы Вентури, с созданием влечь в технологический процесс каталитического ударной волны, позволяющих создать диспергиро- крекинга все более «непригодные» виды тяжелого ванный аэрозоль; сырья, вплоть до использования на сегодняшний день остатков нефтяной переработки – современные в самой нижней точке лифт-реактора подаются установки работают с мазутами, деасфальтизатами и легкие фракции углеводородов, позволяющих отде- их различными смесями [9]. лить на катализаторе металлы от сырья на самом ка- тализаторе; Проблема, которую смогли решить технически, – это присутствие в тяжелых видах сырья таких компо- осуществляют выжигание кокса с использова- нентов, как смолисто-асфальтеновые вещества, нием воздуха, обогащенного кислородом. Концен- серо-, азот- и металлсодержащие соединения [25]. трацию повышают до 34-37%, все это приводит к зна- Сам же каталитический крекинг тяжелого и особо тя- чительному снижению на катализатор; желого сырья приводит к получению большого коли- чества кокса, что, в свою очередь, приводит к сниже- температурный режим поддерживается с помо- нию выхода ценного бензина, а сам процесс в связи с щью выносных холодильников и охлаждающих зме- его селективностью требует регенератора увеличен- евиков внутри реактора. ного объема, в том числе и создания каких-либо мер по утилизации избыточного тепла при сгорании Другая фирма, BARCO, использовала техноло- гию так называемого ультракороткого контакта в си- стеме катализатора установки нефтяного крекинга [26]. Важнейшим отличием является полное измене- ние концепции лифт-реактора. Подобная система но- сит название MSCC (миллисекундный каталитиче- ский крекинг). Стоит отметить, что данная техноло- гия успешно функционирует на многих установках 69
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. [7]. Сама же технология процесса заключается в сле- предпочтительными характеристиками в определен- дующем. Нефтяное сырье подводится перпендику- ных случаях. Так, катализатор, подвергнувшийся лярно потоку, исходящему из катализатора. Про- коксованию, становится более селективным и мяг- дукты распада и сам катализатор перемещаются в ким [27]. первичный сепаратор, в котором происходит процесс разделения паров с катализатором [24]. Помимо оче- Что касается процессов каталитического кре- видных преимуществ в виде повышения эффектив- кинга с применением нанотехнологий, то на данный ности и увеличения выхода целевых продуктов, сам момент происходит активное внедрение этой пер- монтаж и установка реактора стоят значительно де- спективной отрасли. Так, используя нанокатализ шевле системы с использованием лифт-реактора. В аэрозоля (вакуумного газойля), возможно получить том числе имеется возможность монтажа самого ре- бензин. Исследования в данном направлении все еще актора на заводе-изготовителе. Собственно, эконо- продолжаются, но очевидна его несомненная пер- мическая выгода использования технологии ультра- спектива. Например, указанная технология позволит короткого времени контакта приводит к экономии в снизить себестоимость производства высокооктано- 20-30% [27]. вого бензина за счет существенного снижения цены на катализатор, его крайне низкого расхода, упроще- Что касается вопросов о возрастающем потребле- ния вплоть до полного исключения стадии регенера- нии и потребности в пропилене как одном из основ- ции. И, конечно же, это сопряжено с уменьшением ных видов нефтехимического процесса в качестве металлоемкости процесса и капитальных вложений в сырья, имеется ряд модификаций каталитического установку [16]. крекинга с повышенным выходом пропилена [22]: Отечественные установки «флюид» также обла- применение технологии жесткого крекинга в дают широкими возможностями в плане их модифи- комбинации с крекингом за границами лифт-реак- кации. Однако в связи с большим ресурсом вакуум- тора с использованием пара; ных дистиллятов в нашей стране все модернизации связаны исключительно с повышением эффективно- рецикличное использование катализатора, сти функционирования реакторно-регенераторного нагруженного углеродом. процесса, повышением глубины процесса, увеличе- нием выхода конечного продукта (бензина), повыше- Помимо этого, широко распространились особые нием избирательности процесса, увеличением ста- присадки, использующиеся в катализаторах, которые бильности катализаторного блока, снижением коли- способствуют увеличению выхода легких олефинов чества токсичных выбросов в окружающую среду и, в результате вторичных реакций крекинга олефинов разумеется, увеличением межремонтного пробега (в бензиновых фракций на бутилены и пропилен. При- некоторых случая до 3 лет) [17]. Естественно, чтобы мером может послужить присадка «SuperZ», выпус- достичь этого, необходимо использовать современ- каемся фирмой Intercat (США), хорошо зарекомендо- ные, ультрастабильные, с высоким содержанием вавшая себя в этом плане. Так, используя данную кремнезема, цеолитные или алюминофосфатные ка- присадку, можно добиться увеличения углеводоро- тализаторы. Важно также использовать такие техно- дов С3-С4 до 34%, а пропилена – до 14% [29]. логии, как снижение времени контакта, повышение температуры в лифт-реакторе, использование водя- Рассмотрим еще один технологический процесс ного пара и равномерного распределения частиц (от фирмы UOP (США)) – PetroFCC [6]. В данном нефтяного сырья в блоке катализатора, использова- процессе используются специальные присадки на ка- ние регенерации катализатора. тализаторе и в комбинации с рециклом катализатора, нагруженного углеродом. Итогом является получе- Решение проблемы углубления переработки ние большего количества легких олефинов (особенно нефти до 85% к 2025 году будет определяться нали- пропилена) и ароматических углеводородов [28]. чием углубляющих процессов, освоением новых тех- нологий для вовлечения в глубокую переработку Стоит пояснить, в чем заключается важность и нефтяных остатков, в том числе каталитического кре- ценность метода использования рецикла катализа- кинга. Несомненно, чтобы достичь таких результа- тора, нагруженного углеродом. Технология состоит в тов, важно внедрить в эксплуатацию современные том, что даже самые современные катализаторы, под- установки на российских НПЗ по каталитическому вергнувшиеся коксованию, все еще сохраняют свою крекингу с очисткой вакуумного газойля и установки активность, к тому же они имеют точки так называе- по гидрокрекингу. мой «экстремальной» активности и обладают более Список литературы: 1. Агафонов А.В., Абаева Б.Т., Окиншевич Н.А. Новости нефтяной и газовой техники // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2014. – № 1. – С. 18-21. 2. Аликин А.Г., Матвеева Н.К., Сюняев З.И. Механизм снижения коксообразования при каталитическом крекинге модифицированного вакуумного дистиллята // Химия и тех- нология топлив и масел. – 2011. – № 5. – С. 9-11. 2. Ахметов С.А. Физико-химическая технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие. – Уфа: УГНТУ, 2014. – 304 с. 3. Козин В.Г. Современные технологии производства компонентов моторных топлив: Учебное пособие / В.Г. Козин, Н.Л. Солодова, А.И. Абдуллин, Н.Ю. Башкирцева. – Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2016. – 328 с. 70
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. 4. Масагутов P.M. Алюмосиликатные катализаторы и изменение свойств при крекинге нефтепродуктов. – М., Химия, 2016. – 272 с. 5. Романовский Б.В., Топчиева К.В., Иванова Т.М. // В кн. «Современные проблемы физической химии». – М.: Изд-во МГУ, 2017. – Т. 8. – С. 78-110. 6. Сафин З.И. Комплексная оценка нефтеперерабатывающих заводов и заводов по переработке тяжелых нефтей и природных битумов / З.И. Сафин А.Ф. Кемалов, Р.А. Кемалов, Н.А. Терентьева // Вестник Казанского тех- нологического университета. – 2016. – Т. 14. – № 9. – С. 188-191. 7. Сериков П.Ю., Зайцева Н.П., Смидович Е.В. Интенсификация процесса каталитического крекинга добавками тяжелого каталитического газойля // Химия и технология топлив и масел. – 2017. – № 3. – С. 7-9. 8. Ademiluyi T., Adebayo T.A. Fuel gases from pyrolysis of waste polyethylene sachets. J. Appl. Sci. Environ. Manage. 2017. V. 56 No. 2. P. 21-26. 9. Aguado J., Serrano D.P., Miguel G.S., Escola J.M., Rodriguez J.M. Catalytic activity of zeolitic and mesostructured catalysts in the cracking of pure and waste polyolefms. J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2016. V. 78. P. 153-177. 10. Ay Ion E., Colino A. F., Navarro M. V., Murillo R., Garcia Т., Mastral A. M. Waste tire pyrolysis: comparison between fixed bed and moving bed reactor. Ind. Eng. Chem. Res. 2018. V. 47. P. 4029-4033. 11. Chiu S.J., Cheng W.H. Thermal degradation and catalytic cracking of poly (ethyleneterephtalate). Polymer Degra- dation and Stability. 2013. V. 63. P. 407-412. 12. Decalin Solvent: Effect of the Reaction Time and Temperature. Ind. Eng. Chem. Res. 2007. V. 46. P. 3497. 13. Degnan T.F. Applications of Zeolites in Petroluem Refining. Topics in Catalysis. 2000. V. 13. P. 349-356. 14. Demmel Е.Y. еt. аl. Oil & Gas J. 1966. V. 64. No. 20. P. 178-180. 15. Gates B.C., Katzer J.R., Schiut G.C.-A. Chemistry of Catalytic Processes. N.Y., McGraw-Hill, Inc., 1979. 464 p. 16. Henz H. Re-invent FCC. Hydrocarbon Processing. 2014. No. 9. Р. 41-48. 17. Hoteling A.J., Mourey Т.Н., Owens K.G. Importance of solubility in the sample preparation of poly (ethylene ter- ephthalate) for MALDI TOFMS. Anal Chem. 2015. V. VII. No. 3. P. 750-756. 18. Kim J.-S. Pyrolysis of plastic waste using the non-catalytic hamburgprocess and a catalytic process using the cycled- spheres-reactor. Environ. Eng. Res. 2014. V. 9. No. l. P. 31-37. 19. Knight J., Mehlberg К. Maximize propylene from your FCC unit. Environ. Eng. Res. 2014. V. 9. No. 2. P. 33-34. 20. Lin Y-H., Sharratt P.N., Garforth A.A., Dwyer J. Deactivation of US-Y zeolite by coke formation during the catalytic pyrolysis of high density polyethylene. Thermochimica Acta. 2017. V. 294. P. 45-50. 21. Marcilly C.R. Where and how shape selectivity of molecular sieves operates in refining and petrochemistry catalytic processes. Topics In Catalysis. 2015. V. 13. No. 4. P. 357-366. 22. New FCC catalyst. Hydrocarbon Processing. 2016. No. 3. Р. 29-35. 23. Scherzer J. Octane-enhancing, zeolitic FCC catalysts: scientific and technical aspects. Marcel Dekker, Inc. 2015. P. 41-109. 24. Seth D., Sarkar A. Thermal pyrolysis of polypropylene: effect of refluxcondenser on the molecular weight distribu- tion of products. Chemical Engineering Science. 2014. V. 59. No. 12. P. 2433-2445. 25. Vasile C., Pakdel H., Mihai B., Onu P., Darie H., Ciocalteu S. Thermal and catalytic decomposition of mixed plastics. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2013. V. 57. P. 287-303. 26. Venuto Р.В., Habib Е.Т. Catalyst-feedstock-engineering interactions in fluid catalytic cracking. Catal. Rev. 2016. V. 18. No. 1. P. 25. 27. Venuto Р.В., Habib Е.Т. Catalyst-feedstock-engineering interactions in fluid catalytic cracking. Catal. Rev. 2018. V. 18. No. 1. P. 1-158. 28. Wang Y.-Z. Solubility Parameters of Poly (sulfonyldiphenylene phenylphosphonate) and Its Miscibility with Poly (ethylene terephthalate). Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics. 2013. V. 41. P. 2296-2301. 29. Xue G., Ji G., Yan H. Morphology and Molecular Motion of Poly (ethylene terephthalate) in Polymer/Oligomer Gel. Macromolecules. 2017. V. 31. P. 7706-7711. 71
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. УЛУЧШЕНИЕ КОМПОЗИЦИЙ ДИЗЕЛЬНЫХ МАСЕЛ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ХИММОТОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ Ярбабаев Азамат Асрорович мл. науч. сотр. института Общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, Узбекистан, г. Ташкент Email: [email protected] IMPROVEMENT OF DIESEL OIL COMPOSITIONS TO ENHANCE CHEMMOTOLOGICAL PROPERTIES Azamat Yarbabaev Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Изучены эксплуатационные качества дизельные масел Ферганского нефтеперерабатывающего завода, влия- ние коллоидно-химического состава и структуры масла на химмотологические свойства. А также, изучено влия- ние коллоидно-химмотологических свойст масел на надёжность и долговечность двигателей внутреннего сгора- ния. Разработаны новые композиции дизельных масел с улучшенными эксплуатационными качествами. ABSTRACT The operational properties of diesel oils of the Ferghana oil refinery, the influence of the colloidal chemical compo- sition and structure of the oil on the chemical properties were studied. And also, the influence of the colloidal-chemoto- logical properties of oils on the reliability and durability of internal combustionengines has been studied. Developed new diesel oil compositions with improved performance. Ключевые слова: дизельные масла, двигатель внутреннего сгорания, коллоидно-химический состав, хим- мотология, эксплуатационные качества масел, композиция, коагуляция, углеводородный состав нефти. Keywords: diesel oils, internal combustion engine, colloidal chemical composition, chemotology, oil performance, composition, coagulation, oil hydrocarbon composition. ________________________________________________________________________________________________ Разработки передовых технологий в сфере маши- миссий и силовых приводов после их проектирова- ностроения и двигателестроения позволили произво- ния, закладывает соответствующие регламент и ми- дить высокотехнологичные продукты в вышеуказан- нимальные условия их эксплуатации. ных отраслях промышленности. Особое развитие наблюдается в производстве современных Это относится и к дизельным маслам, так как ди- двигателей внутренних сгорания (ДВС) удельной зельные двигатели намного форсированнее и тепло- мощностью относительно её массе. Достижение напряженнее, чем остальные виды ДВС. А это предъ- высокой мощности и надёжности при минимальной являет более жесткие требования к дизельным мас- массе ДВС достигается за счёт применения новых лам, таким как смазывающие, противозадирные, композиций сплавов, минамального допуска и зазора антифрикционные свойства, индекс вязкости, анти- между трущимеся поверхностями, повышение окислительная устойчивость, высокодиспергирую- уровня тепловой нагрузки и т.д. Все эти параметры щие и антикоагуляционные свойства, депрессионные служат увеличению форсированности ДВС, и, свойства против низкотемпературного застывания и соответственно увеличению её полезной мощности. многие другие [2, 5]. Но с увеличением её форсированности, мощности, тепловой нагрузки, а также уменьшение зазоров Дизельные масла, как и другие моторные масла, между трущимеся поверхностями ДВС, режимы и состоят из основы базовых компонентов масел и раз- условия работы для масел становятся очень личных функциональных присадок различного жесткими [1, 2]. назначения, которые улучшают те, или иные физико- химические показатели и эксплуатационные свой- Соответственно, это ставит задачу перед ства товарного моторного масла. Базовые компо- производителями моторных масел, повышать ненты масла – могут быть минерального, синтетиче- качество и уровень химмотологических свойств ского и полусинтетического происхождения. По- моторных масел до требуемых стандартов. Такая следние получают на основе смеси нефтяных и син- тенденция наблюдается в классификациях тетических компонентов. Присадки могут состоять требований для смазочных материалов, такие как из различных синтезированных химических компо- API, ACEA, JACA, ILSAC и т.д. Каждый крупный ав- нентов. топроизводитель, а также производитель ДВС, транс- Качество дизельных масел зависит от качества базовых масел, присадок и оптимального соотноше- __________________________ Библиографическое описание: Ярбабаев А.А. Улучшение композиций дизельных масел для повышения химмо- тологических свойств // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8431
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. ния их композиции. Качество нефтяного минераль- состава и глубины очистки дистиллятных и остаточ- ного базового масла также зависит от углеводородов, входящих в их состав. ных масляных фракций. Для решения проблем эксплуатационных качеств Объектом исследования является дизельное мо- дизельных масел, производимых в Узбекистане, Фер- ганским нефтеперерабатывающим заводом и лабора- торное масло М-14Г2к, так как именно эта марка ди- торией «Химии нефти» Института общей и неоргани- ческой химии Академии Наук Узбекистана (ИОНХ зельного масла составляет основной объем производ- АН РУз) были проведены научно-исследовательские работы. Цель научной работы изучение коллоидных ства на ФНПЗ и широко применяется в народном хо- свойств дизельных масел ФНПЗ для повышения хим- мотологических и эксплуатационных свойств по- зяйстве Узбекистана. следних. Процедура приготовления опытного образца мо- Литературный обзор технологий [3,4,5] произ- водств современных моторных масел и исследования торного масла проводилась смешением компонентов дизельных масел ФНПЗ показало, что качество полу- чаемых базовых минеральных масел находится в масла М-14Г2к III и II фракций из резервуаров № 128 прямой зависимости от группового углеводородного и № 308, соответственно, и с добавлением присадок К-61, К-471н и антипенной присадки ПМС-200А. Физико-химические свойства исходных компонентов и приготовленного масла анализировались по качественным показателям. Физико-химические показатели исходных ком- понентов масла представлены в таблице 1. Таблица 1. Физико-химические свойства компонентов базовых масел ФНПЗ Наименование показателей Наименование компонентов Вязкость кинематическая при 100оС, сСт II фракция III фракция Вязкость кинематическая при 40оС, сСт Индекс вязкости 308 резервуар 128 резервуар Цвет на колориметре ЦНТ, ед. ЦНТ 4,75 8,26 24,85 66,33 113 91 1,5 3,5 Рецептура нового масла, получившее условное К-61 – 1,15 % название «ИОНХ», приготовлено на базе компонен- ПМС-200А – 0,005 % тов масла М-14Г2к и содержит: Соотношение компонентов было подобрано, ис- Компонент готового масла III фракции – 12,44 % Компонент готового масла II фракции – 82 % ходя из необходимости обеспечения кинематической К-471н – 4,4% вязкости моторного масла в пределах 13,5-14,5 мм2/с при 100оС. Таблица 2. Качественный анализ приготовленного масла М-14Г2к № Наименование показателей Стандарт М-14Г2к п/п Норма по ИОНХ М-14Г2к 1. Вязкость кинематическая при 100оС, мм2/с Ts 05767930-240:2014 [6] 2. Индекс вязкости 14,7 3. Температура вспышки в открытом тигле, 0С 13,5-14,5 14,18 92 4. *Щелочное число, мг КОН/г 227 не менее 85 135 7,15 -17 не ниже 220 228 3,0 не менее 6,0 7,15 0,075 5. Температура застывания, оС не выше -15 -19 0,23 6. Цвет на колориметре ЦНТ с разбавлением 15:85, - 0,9 ед.ЦНТ не более 4,0 1,0 Выдержи- вает 7. Массовая доля активных элементов, %,: не менее 0,05 0,075 - - цинка не менее 0,19 0,23 - кальция 0,04-0,12 - - фосфор - 0,88 8. Зольность сульфатная, % не более 1,15 Выдержи- вает 9. *Стабильность по индукционному периоду осад- Выдерживает - кообразования (ИПО) в течение 50 ч 10. *Моющие свойства по ПЗВ, баллы не более 0,5 11. *Коррозионность на пластинках из свинца, г/м2 не более отс. - 12. *Массовая доля механических примесей, % не более 0,015 0,0015 0,0025 13. *Массовая доля воды Следы - 73
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. *Данные цеха №10 Ферганского нефтеперерабатывающего завода. Приготовленное моторное масло М-14Г2к соот- время, как заводская рецептура масла отвечает ветствует показателям технического стандарта пред- только требованиям 1-группы. приятия TsH 05767930-240:2014 [6]. Изучение углеводородного состава и объемного Анализируя данные таблицы 2, качественные фи- количества компонентов каждой из композиций про- зико-химические показатели полученного нового об- водили методом газовой хроматографии с использо- разца и действующей заводской композиции дизель- ванием хроматографа «Agilent Technology 7890A». ного масла М-14Г2к, следует отметить, что, основ- Качественные показатели состава масел, такие как ной эксплуатационный показатель масла - индекс нафтено - парафиновые, ароматические углеводо- вязкости повысился на 43 пункта с 92 до 135. Этот роды и смолистые соединения, рассчитанные на ос- показатель индекса соответствует требованиям 3- нове хроматограмм, представлены в таблице 3. группы базовых масел по классификации API, в то Таблица 3. Групповой углеводородный состав композиций дизельных масел Наименование показателей ИОНХ М-14Г2к Нафтено-парафиновые углеводороды 68,81 % 50,61 % Ароматические углеводороды 34,86 % 46,45 % Смолистые соединения 0,97 % 1,50 % Выводы Преобладание ароматических углеводородов в ис- В результате экспериментальных исследований ходных композициях дизельного масла М-14Г2к сни- установлено, что масла, приготовленные из базовой жает уровень эксплуатационных характеристик и основы, преимущественно состоящей из парафино- свойств моторных масел. нафтеновых углеводородов с молекулами изо-строе- ния, повышают их коллоидную стабильность за счёт Таким образом, проведенные исследования спо- высокого индекса вязкости, а также повышенной ан- собствуют оптимизации технологии подбора компо- тиокислительной способности, предотвращающей зиции и приготовления высококачественного дизель- преждевременную коагуляцию дизельных масел. ного масла с улучшенными эксплуатационными свойствами. Список литературы: 1. Фукс И.Г., Спиркин В.Г.,Шабалина Т.Н. Основы химмотологии. Химмотология в нефтегазовом деле .Учеб- ное пособие. -М: -ФГУП Изд-во \"Нефть и газ\" РГУ Нефти и газа имени И. М. Губкина, 2004 – 280 с. 2. Сафонов А.С. Ушаков А.И. Гришин В.В. Химмотология горюче-смазочных материалов. СПб.: НПИКЦ, 2007. — 488 с. 3. Капустин В.М., Тонконогов Б.П., Фукс И.Т. Технология переработки нефти. Часть третья. Производство нефтяных смазочных материалов. Москва: Химия, 2017. — 328 с. 4. Капустин В.М. Нефтяные и альтернативные топлива с присадками и добавками . М.: КолосС, 2008. - 232 с. 5. Лосиков Б.В. (ред.) Нефтепродукты: свойства, качество, применение . Справочник. — Москва: Химия, 1966. — 776 с. 6. http://fnpz.uz/index.php/ru/uslugi/produktsiya. Дата обращения. 1.12.2019. 74
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ НИТРОВАНИЕ БЕНЗИЛБЕНЗОАТА Холиков Турсунали Суюнович канд. хим. наук, доцент, Национальный университет Узбекистана им.Мирзо Улугбека, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Таджимухамедов Хабибулла Сайфуллаевич канд. хим. наук, и.о. профессора, Национальный университет Узбекистана им.Мирзо Улугбека, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Сапаев Фрунза Адомбоевич докторант, Национальный университет Узбекистана им.Мирзо Улугбека, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] NITRATION OF BENZYL BENZENOATE Tursunali Kholikov Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor. National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek , Uzbekistan, Tashkent Khabibulla Tadzhimuhamedov Candidate of Chemical Sciences, Acting Professor. National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek, Uzbekistan, Tashkent Frunza Sapaev PhD Student. National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Изучено нитрование бензилового эфира бензойной кислоты нитрующеей смесью и концентрированной азот- ной кислоты при температуре 0-50С. Показано, что при нитровании нитрующей смесью образуется две продуктов - п-нитробензиловы эфир м-нитробензойной кислоты и п-нитробензиловый эфир бензойной кислоты, в случае азотной кислоты образуется единственный продукт п-нитробензиловый эфир бензойной кислоты. Строение по- лученных веществ доказаны с помощью ИК- и ПМР спектроскопией. ABSTRACT The nitration of benzoic ester of benzoic acid with a nitrating mixture and concentrated nitric acid at a temperature of 0-50C was studied. It was shown that during nitration with a nitrating mixture, two products are formed - p-nitrobenzyl ester of m-nitrobenzoic acid and p-nitrobenzyl ester of benzoic acid, in the case of nitric acid, the only product is formed p-nitrobenzyl ester of benzoic acid. The structure of the obtained substances was proved using IR and PMR spectroscopy. Ключевые слова: бензилбензоат, нитрование, нитрующий смесь, азотная кислота, тонкослойная хромато- графия, спектроскопия. Keywords: benzyl benzoate, nitration, nitrating mixture, nitric acid, thin-layer chromatography, spectroscopy. ________________________________________________________________________________________________ В литературах имеются данные по нитрованию нитрующей смесью [1,2]. Обычно для нитрования эфиров бензойной кислоты. В этих работах реакции ароматических соединений используют различные алкиловыхи эфиров бензойной кислоты проводилсь с нитрующие агенты. Например, в работах [3-5] __________________________ Библиографическое описание: Холиков Т.С., Таджимухамедов Х.С., Сапаев Ф.А. Нитрование бензилбензоата // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8426
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. применялись азотная кислота в растворе Для нитрования бензилбензоата нами использована смесь азотной и серной кислоты. дихлорэтана, нитрат серебра, и нитрат алюминия в Известно, что нитрование является электрофильным замещением в ароматической ядре, и в этой реакции кислой среде. в качестве основного нитрующего агента вступает катион нитрония NO2 . На основе литературных данных можно сделать При нитровании алифатических эфиров следующие выводы: а) при нитровании производных бензойной кислоты нитрование протекает на ароматическое ядро кислоты, а при нитровании бензойной кислоты, содержащие неразветвленный эфиров бензойной кислоты, содержащие ароматическое ядро нитрование протекает на более алифатический радикал содержание м- активное ароматичекое ядро. Например при нитровании 4-дифенилилбензоата образуются в нитропродукты образуются больше чем в случае основном 4’-, 2’-, 2-нитропроизводные. нитрования развлетленных производных; б) чем На основе этих можно сделать вывод, что при нитровании бензилбензоата образуются не только ближе разветвленный радикал к бензоильному нитропрдукты бензильного ядра, а также производные бензоильного ядра. В молекуле бензилбензоата имеется остатку тем меньше образование м-изомеров. два бензольных кольца с разной реакционной способ- ностью. Ядро бензилового спирта легко вступает в ре- С повышением температуры происходить акцию электрофильного замещения Реакцию мононит- ровании можно представить по следующему: уменьшение содержание м-изомеров, а содержание о- и п-изомеров увеличивается. При нитровании производных бензойной кислоты при температуре 250С образуется больше побочных продуктов, по этому нитрование проводят при пониженных температурах (00С). В реакциях нитрования в основном используют нитрующую смесь состоящую из концентрированной азотной и серной кислот. Для нитрования некоторых соединений, нестабильных в кислой среде используют азотную кислоту или производных азотной кислоты. O O NO2 O NO2 C C C + HNO3 + O CH2 NO2O+2N O CH2 O CH2 O O + NO2 O C C C + O CH2 O CH2 O CH2 Из уравнения реакции видно, что при этой реак- выбрали методику нитрования этилбензоата Опыты ции могут получиться 5 продуктов нитрования. проводились при температуре 0-50С. Результаты В литературах не встречаются данные по нитро- опытов приведены в таблице 1. ванию бензилбензоата, по этому для нитрования мы Таблица 1. Результаты нитрования бензилбензоата нитрующей смесью (температура 0-50С) Соотношение реагентов: бензилбензоат:нит- Продолжительность реак- Общий выход продукта, % рующая смесь-HNO3H2SO4 ции, час 1:1 47 1:1,3 1,5 54 1:2 1,5 74 1:2 1,5 58 2 Из таблицы видно, что выход продуктов зависит вещества Rf =0,37; для второго вещества Rf =0,58 от соотношения продуктов, с увеличением продолжительности рекции выход продукта (система: бензол:ацетон5:1; проявитель пары йода). С уменьшается. целью разделения смеси веществ реакционую смесь промывали в бензоле, ацетоне и спирте, при этом Самый высокий выход продуктов (74%) установили, что один из продуктов плохо растворим в достигается при соотношении регаентов этих растворителях при низких температурах, при бензилбензоат: нитрующая смесь 1:2, в течение 2 перекристаллизации этого вещества получили желтое часов кристаллическое вещество с температурой плавления 104-1050С. При повторной хроматографии определяли, При изучении состава реакционной смеси с что это вещество соответсвует первому вещество с Rf помощью тонокслойной хроматографии найдено, что =0,37. Изучением данных ИК- и ПМР- спектроскопии кроме бензилбензоата в смеси содержиться две установили строение этого вещество и оно вещества. Хроматографические константы для первого 76
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. соответствует п-нитробензиловому эфиру м- данные показали, что его строение соответствует п- нитробензойной кислоты нитробензиловому эфиру бензойной кислоты: O NO2 COOCH2 NO2 C O CH2 O2N В ИК-спектре: asCH 2 2920 см-1, sCH 2 В ИК-спектре наблюдались следующие полоса 2850 см-1 СО1720 см-1, СС1602 см-1, аs NO2 поглощения: asCH 2 2926 см-1, sCH 2 2854 1525см-1, s NO2 1342-1270 см-1, СН854 см-1 (1,4 см-1 СО1723 см-1, СС1602 см-1, аs NO2 дизамещённое бензольное кольцо), СН1070 см-1 (1,3 1524см-1, s NO2 1340-1270 см-1, СН855 см-1 (1,4 дизамещённое бензольное кольцо). дизамещенное бензольное кольцо), СН712 см-1 (мо- В ПМР спектр (ДМСО, СНС13, ГМДС, , м.д.) нозамещенное бензольное кольцо). 8,0-8,5 м.д. (5 ArH (2,4,6,3’5’))(мультиплет), ’7,5- В ПМР спектре (ДМСО, СНС13, ГМДС, , м.д.) 7,8 м.д. ( 3 ArH (3,2’6’)) (мультиплет), 5,3 м.д. (2H 8,3 м.д. ( 2H ArH (3’5’)), 8,0 м.д. ( 2H ArH (2,6)) , 4,3,5,2’,6'7,5-7,8 м.д. ( 5H ArH (4,3,5,2’,6 )) (мульти- OCH2) (синглет). Второе вещество в составе реакционной смеси плет), 5,4 м.д. (2H OCH2) (синглет). хорошо растворяется холодном ацетона, после упа- С целью получения второго вещества другим ривании ацетона полученное вещество очищали пе- путём проводили реакцию натриевой соли бензойной рекристаллизацией из спирта и получили белые кислоты п-нитробензилхлоридом в присутствии игольчатые кристаллы с т.пл.88-890С и Rf=0.58. ДМФА и получили 4-нитробензилового эфира Строение этого вещество определили с помощью бензойной кислоты. ИК- и ПМР спектроскопией. Спектроскопические O CH2Cl O C C NO2 + NaCl ONa O CH2 + NO2 Полученную 4-нитробензилбензоат очищали Следующие опыты по нитрованию бензилбензо- ата проводили концентрированной азотной кисло- перкристаллизацией из спирта, физико-химические той, при этом определили выход продуктов от соот- ношения реагентов. Полученные результаты приве- константы полученного продукта соответствует с дены в таблице 2. вторым веществом полученного из первой реакции (Rf-0,58 т.пл.-88-890С). Таблица 2. Результаты нитрования бензилбензоата концентрированной азотной кислотой (температура 0-50С ) Мольное соотношение реагентов: бензилбен- Продолжительность реак- Выход продуктов, % зоат:азотная кислота ции, час 1:1 1,5 15,6 1:1,3 1,5 33 1:2 1,5 47 1:2 2 39 В данном опыте также наблюдалось, что с увели- Результаты нитрования бензилбензоата пока- зали, что нитрование нитрующей смесью идет в обе чением продолжительности реакции выход продук- ароматическое ядро. При нитровании азотной кис- лоты образуется единственный продукт 4-нитробен- тов уменьшается. При исследовании продуктов реак- зиловый эфир бензойной кислоты. ции с помощью тонкослойной хроматографии Экспериментальная часть наблюдалось образование только одного продукта. ИК-спектры сняты на спектрометре SPECORD- 75IR и Avatоr 360 в таблетках KBr, спектры ЯМР 1Н Физические константы этого вещество соответствует п-нитробензилбензоату. Rf-0,58. Т.пл.=88-890С. 77
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. – на “Unity 400plus (Varian)” в ДМСО, СНС13, внут- 0,015 моль серной кислоты (=1,84 г/см3). ренний стандарт – HMDSO. Реакционную смесь продержали в ледяной бане в течение 1,5 часов перемешивая со временем, после Синтез бензилбензоата осуществляли по наливали в стакан с ледяной водой. При этом методике приведенной [6]. ИК-спектре 712.29 см-1 продукты реакции выделяются в виде кристаллов. Для удалении остаточной кислоты реакционную СН(Ar)-; 1453.76 см-1 С=С (Ar)- 1700-1697 см-1 С=О. смесь 3 раза промывали холодной водой. Кристаллы Нитрование бензилбензоата нитрующей смесью отделили от реакционной смеси фильтрованием. осуществляли по следующему: в пробирку вводили 0,01 моль бензилбензоата и при охлаждении добавили 0,01 моль конц. азотной (=1,52 г/cм3) и Список литературы: 1. O. Klais, H. Hoffmann, E. Kyaw Naing. Nitration of Alkyl Benzoates with Mixed Acid. Сhemical Engineering and Technology/ Volume32, Special Issue: Chemical Safety/February, 2009 P 319-327 2. Горелик М.В., Эфрос Л.С. Основы химии и технологии ароматических соединений. -М.: Химия, 1992.-133- 158 с. 3. Hitomi Suzuki, Toyomi Takeuchi, Tadashi Mori. Ozone-Mediated Nitration of Phenylalkyl Ethers, Phenylacetic Es- ters, and Related Compounds with Nitrogen Dioxide. The Highest Ortho Substitution Observed in the Electrophilic Nitration of Arenes. J. Org. Chem. 1996, 61, 17, 5944-5947. 4. Tian-Shu Zhang, Rong Wang, Pei-Jun Cai, Wen-Juan Hao, Shu-Jiang Tu and Bo Jiang. Silver-catalyzed nitration/an- nulation of 2-alkynylanilines for a tunable synthesis of nitrated indoles and indazole-2-oxides. 5. Kevin A. Juárez-Ornelas, J. Oscar C. Jiménez-Halla, Terumasa Kato, César R. Solorio-Alvarado, Keiji Maruoka. Iodine(III)-Catalyzed Electrophilic Nitration of Phenols via Non-Brønsted Acidic NO2+Generation. Org. Lett. 2019, 21, 5, 1315-1319. 6. Холиков Т.С., Бобоназарова С.Х., Таджимухамедов Х.С. Получение бензилбензоата из бензоата натрия и хлористого бензила в присутствии малых количеств диметилформамида// Докл.Акад. наук РУз. – Тошкент, 2005. -№1- С. 34-36. 78
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. СИНТЕЗ НОВОГО ПРОИЗВОДНОГО КОЛХАМИНА С ПРОПЕНИЛЭТИНИЛКАРБИНОЛАМ Аликулов Рустам Валиевич канд. хим. наук, доцент, Термезский государственный университет, Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Гелдиев Юсуф Аллаярович преподаватель, Термезский государственный университет, Узбекистан, г. Термез Рузиева Бахтигул Юлдашевна ст. преп., Термезский государственный университет, Узбекистан, г. Термез Атамуратова Дилором Маматмуминовна преподаватель, Термезский государственный университет, Узбекистан, г. Термез Имамова Лобар преподаватель, Термезский государственный университет, Узбекистан, г. Термез Нуралиев Гайрат Тураевич преподаватель, Термезский государственный университет, Узбекистан, г. Термез SYNTHESIS OF A NEW DERIVATIVE OF COLCHINE WITH PROPENYLETHINYLCARBINOLS Rustam Alikulov Associate Professor, Candidate of Chemical Sciences, Termez State University, Uzbekistan, Termez Yusuf Geldiev Lecturer, Termez State University, Uzbekistan, Termez Baxtigul Ruzieva Lecturer, Termez State University, Uzbekistan, Termez Dilorom Atamurotova Lecturer, Termez State University, Uzbekistan, Termez Lobar Imamova Lecturer, Termez State University, Uzbekistan, Termez Gayrat Nuraliev Lecturer, Termez State University, Uzbekistan, Termez __________________________ Библиографическое описание: Синтез нового производного колхамина с пропенилэтинилкарбинолам // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Аликулов Р.В. [и др.]. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8423
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. АННОТАЦИЯ Синтезированы 4-(колхамино N/пропенил-1-бутин-2) карбинол. Строения синтезированных соединений под- тверждены данными ИК- и ПМР-спектров. ABSTRACT Synthesized 4- (colchamino N/propenyl-1-butyn-2) carbinol. The structures of the synthesized compounds are con- firmed by the data of IR and PMR spectra. Ключевые слова: Колхамин, пропенилэтинилкарбинолам 4-(колхамино N/пропенил-1-бутин-2) карбинол.\\ Keywords: Colchamine, propenylethynylcarbinolam 4- (colchamino N / propenyl-1-butyn-2) carbinol. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Известно, что введение в молекулу ле- производных колхамина (1) со пропенилэтинилкар- карственных веществ групп, содержащих ацетилено- бинол (2) [3]. вую связь, заметно снижает их токсичность. Ввиду того, что такая работа в области колхициновых алка- Исходные соединения для синтеза ацетиленовых лоидов ранее не проводилась, нами синтезированы производных колхамина (1) : Экспериментальная часть. в раствор добавляли 0,12 г пара- форма, 0,01 г гидро- а) Производные, колхамина со пропенилэтинил- хинона и 0,03 г однохлористой меди. После этого до- карбинолом. Навеску 1,0 г колхамина растворяли в бавив в раствор ещё эквимолекулярное количество 17 мл высушенного и свежеперегнанного диоксана и пропенилэтинилкарбинол содержимое колбы хо- рошо перемешивали. Таблица 1. Условия реакции пропенилэтинилкарбинол с колхамина № Реагент Расчетное количе- Взятое количе- Выход про- ство реагента ство реагента дукта (%) 1. Колхамин 0,78 1,0 93 Реакционную смесь нагревали на глицериновой окиси алюминия. При этом темный экстракт сильно бане с обратным холодильником при 70-90° в тече- осветливается. Растворитель отгоняли и продукт ре- ние 4-6 часов, Окончание реакции определяли по акции сушили в вакуум-эксикаторе. тонкослойной хроматографии реакционной смеси. Результаты и их обсуждение. Реакцию конденса- После практического окончания реакции нерас- ции колхамина с ацетиленовыми соединениями про- творимые в диоксане вещества отделяли фильтрова- водили ио Манниху [4], в эквимолекулярных соотно- нием и растворитель (диоксан) отгоняли на роторной шениях реагентов: установке. Остаток растворяли в 20-30 мл хлоро- форма, полученный очень темный хлороформный Основное исходное соединение - колхамин (1) раствор трехкратно экстрагировали по 20 мл 5%-ной для проведенных синтезов был выделен из Colchicum уксусной кислоты. luteum baker произрастаюший Сурхандаринской об- ластю. Уксуснокислый экстракт содержит непрореаги- ровавший колхамин, который выделили подщелачи- В результате нами синтезированы; 4-(колхамино ванием кислого раствора аммиаком и экстракцией N/пропенил-1-бутин-2) карбинол (3) (табл.2) [5]. хлороформом. Полученные соединения представляют светло- Хлороформный раствор продукта реакции, после желтого цвета порошки, о близкими между собой отделения исходного колхамина, сушили над безвод- значениями Rf. В то же время по хроматографиче- ным сульфатом натрия, сульфат отфильтровали и ской подвижности они сильно отличаются от исход- фильтрат пропускали через небольшой слой (5-7 г) ных колхамина, имея высокое значения Rf. 80
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Характерным для всех ацетиленовых производ- (3-4) проявляются полосы поглощения карбонильной ных является присутствие в их ПМР-спектрах двух- группы (1735-1730 см1). протонного дублета от мостиковой N-CH2- группы, который проявляется в области 3,32-3,38 м.д. Мости- Колхаминовая фрагменты синтезированных со- ковая же ОСН3-группа, имеющаяся в соединениях 4- единений в-ПМР-спектрах существенно не различа- 5, образует узкий двухпротонный дублет в области ются: сигналы N-метильной группы проявляются 4,53-4,70 м.д. при 2,20-2,22 м.д,, метоксильных групп - 3.56-3,60 (при С-1) и 3,82-3,85 м.д. (при С-2, С-3 С-10), протона Строения синтезированных соединений подтвер- H-4 - при 6,44-6,51 м.д., Н-8 - 7,90-7,96 м.д., Н-11 - ждены данными ИК- и ПМР-спектров. В ИК-спек- 6,68-6,75 м.д. и H-12 - 7,17-7,22 м.д. трах соединений со сложноэфирной группировкой Синтезированные ацетиленовые производные 4-(колхамино N/пропенил-1-бутин-2) карбинол Выводы. (3). 1. Синтезированы новые производные колха- ИК-спектр: 1210, 1140, 1730, 2600, 3000, 3410, 3540 см-1. мина с пропенилэтинилкарбинолам. ПМР-спектр: 1,60, 1,85 (CH2), 2,05 (CH3), 2,26 (N- 2. Синтезированного соединения CH3), 3,58; 3,85 x 2, 3,83 (3Н х 4, сс, 4ОСН3), 5,16 (ОН), 6,48 (Н-4), 6,94 (H-11), 7,24 (Н-12 и H-8) м.д. подтверждены ПМР и ИК спектральными данными. Список литературы: 1. Киселев В.В., Меньшиков Г.П. Химические свойства колхамина. Докл. АНСССР. 1953. Т. 88. №5. С. 825- 827. 2. Santavy F. Substanzen der Herbstzeitlose und ihre Derivate. XXVII. Beitrag zur Konstitution der Substanz F. – Col- lect. Czech.Chem.Commun., 1951, B.16, №7, s. 676-688. 3. Аликулов Р.В. Алкалоиды Colchicum kesselringii Rgl. и Merendera robusta Bge. строения новых гомопроапор- финовых и гомоапорфиновых алкалоидов. Дисс. на соиск.уч.степ. к.х.н., Ташкент, 1993. С. 53-57. 4. Вацуро К.В., Мищенко Г.Л. Именные реакции в органической химии. М., 1976 5. Юсупов М.К., Аликулов Р.В., Чоммадов Б.Ч., Насирова Б., Закиров С. Новые N-ацилные производные колха- мина // Четвертое всесоюзное совещание по химическим реактивам. Тез. докл. и сообщений. Баку. 1991. Т.1. С.125. 81
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ АЦИЛИРОВАНИЯ 1-ТИАИНДАНОВ И 1-ТИАХРОМАНОВ Рахматова Гузал Ботировна преподаватель кафедры химии Каршинского инженерно-экономического института, Узбекистан, г. Карши Еmail: raх[email protected] Курбанов Мингникул Жумагулолвич канд. хим. наук, доцент кафедры химии Каршинского госуниверситета, Узбекистан, г. Карши Е-mail: [email protected] Рузибоев Миртемир Тоштемирович магистр Каршинского госуниверситета, Узбекистан, г. Карши SYNTHESIS AND STUDY ACYLATION REACTION RATE 1-THIAINDANES AND 1-THIOCHROMANES Guzal Rakhmatova Senior lecturer of Karshi engineering-ekanomical institute, Uzbekistan, karshi Mingnikul Kurbanov Dosent of Karshi State Universite Uzbekistan, Karshi Mirtemir Ruzibaeyv Master Student of Karshi State University Uzbekistan, Karshi АННОТАЦИЯ В статье изучены скорость и направление реакции ацилирования 1-тиаиндан, 2-метил-1-тиаиндан и 1-тио- хроманов с хлорангидридами уксусной кислоты в присутствии катализатора AlCI3 и в растворе хлористого ме- тилена. В результате реакции были получены 5-ацетил-1-тиаиндан, 2-метил-5-ацетил-1-тиаиндан и 6-ацетил-1- тиохроман. Изучение скоростей и направлений реакции ацилирования проводили с помощью ГЖХ с использованием метода конкурентных реакций. Из результатов конкурентных реакций следует, что при повышении температуры сравниваются скорости реакции ацилирования 2-метилтиаиндана и 1-тиохромана, а также активности положений 5 и 6 в 2-метилтиаиндане. ABSTRACT The article learnt the rate and direction of the acylation reaction of 1-thiaindane, 2-methyl-1-thiaindane and 1-thio- chroman with acetic acid chlorides in the presence of an AlCI3 catalyst and in a methylene chloride solution. The reaction resulted 5-acetyl-1-thiaindane, 2-methyl-5-acetyl-1-thiaindane and 6-acetyl-1-thiochroman. The learnt of the rates and directions of the acylation reaction was carried out using GLC using the competitive reaction method. From the results of competitive reactions, with increasing temperature, it equalizes both the acylation rates of 2-methylthiaindan and 1-thiochroman and the activity of positions 5 and 6 in 2-methylthiaindan. Ключевые слова: ацилирование, тиаинден, тиаиндан, тиохроман, сульфид. Keywords: acylations, thiainden. thiaindane, thiochroman, sulfide. ________________________________________________________________________________________________ Ацилирование бензо[b]тиофенов и его гомологов статочно подробно, но не описано также ацилирова- различными ацилирующими агентами изучено до- ние 1-тиаинданов, 1-тиохроманов и их производных __________________________ Библиографическое описание: Рахматова Г.Б., Курбанов М.Ж., Рузибоев М.Т. Синтез и изучение скорости реак- ции ацилирования 1-тиаинданов и 1-тиахроманов // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8363
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. [1-5]. С целью поиска оптимальных условий, изуче- нов с хлорангидридами уксусной кислоты в присут- ния скоростей и направления реакции ацилирования ствии катализатора AlCI3 и в растворе хлористого ме- изучено взаимодействие 1-тиаиндан, 2-метил-1-тиа- тилена. Опыты проводились при соотношении суб- индан и 1-тиохроманов с хлорангидридами уксусной страт: хлорангидрид: катализатор - 1:1:2 в течение 2- кислоты. 3 часов при температуре 25 0С. При этом выход ацилпроизводных достигается от 80% до 95%. В связи с этим была проведено реакция ацилиро- вания 1-тиаиндан, 2-метил-1-тиаиндан и 1-тиохрома- O AlCl3 Í 3Ñ Ñ CH2Cl2 S S I O CH3 AlCl3 Í 3Ñ Ñ CH2Cl2 S CH3 S II O + CH3COCl AlCl3 CH3 C CH2Cl2 S S III Таким образом, в результате реакции были полу- молекулы появляется при 2,51 м.д., а сигналы арома- чены 5-ацетил-1-тиаиндан (I), 2-метил-5-ацетил-1- тической части протонов наблюдаются при 7,3- 7,5 м.д. тиаиндан (II) и 6-ацетил-1-тиохроман (III). Изучение ИК - спектров соединений I-III показало, что полосы В ПМР- спектре 6-ацетил-1-тиохромана наблю- поглощения, характеризующие наличие в бензоль- дается сигналы протонов метельной группы при ном кольце трех рядом стоящих атомов водорода 2,6 м.д., в форме синглета, а сигналы протонов бен- (750-810 см-1) присутствующих в ИК- спектрах ис- зельной группы СН2 появляется при 1,78 м.д., в ходных соединений исчезают. Кроме того, в ИК- форме искаженного триплета, а другие сигналы про- спектрах соединения III отсутствуют полосы погло- тонов СН2 группы наблюдаются похожи на первый щения, которые могла бы быть отнесены к вне плос- при 2,52 м.д., и 2,79 м.д. Сигналы ароматических про- костным деформационным колебаниям двух сосед- тонов наблюдаются при 7,38 м.д., 7,49 м.д., и них атомов водорода в бензольном кольце (800-860 6,34 м.д. Константы спин-спинового взаимодействия см-1). между протонами метиленовой группы равно 6 Гц, а ароматических протонов JH5H7 = 7 Гц , JH7H8 = 29 Гц. Во всех спектрах соединений I-III имеются ин- тенсивные полосы поглощения в области 1670-1705 Изучение скоростей и направлений реакции аци- см-1, которые характеризуют наличие в рассматрива- лирования проводили с помощью ГЖХ с использова- емых молекулах карбонильных групп. Интенсивные нием метода конкурентных реакций (табл.1). Важ- полосы поглощения в области 860-840 см-1 наблюда- ным фактором, повышающим активность соедине- емые в спектрах 5-ацетил-, 5-ацетил-2-метил-1-тиа- ний, является ароматичность сульфидного цикла в индана и 6-ацетил-1-тиохромана можно отнести к молекулах тиаинденах. Тиаинден и его производные вне плоскостным деформационным колебаниям двух имеют активность более высокую, чем тиаиндана и соседних атомов водорода. тиохромана. Вторым фактором, влияющим на актив- ность тиаинденового цикла, является наличие ме- В ПМР- спектрах 5-ацетил-2-метил-1-тиаиндана тильных групп в качестве заместителей. Как из- сигналы протонов СН3 группы в положении 2 наблю- вестно, алкильные и в частности, метильных групп, дается в форме дублета при 1,31 м.д., метиновой про- являясь заместителем первого рода, активируют аро- тон в положении 2 дают сигналы симметричный матические системы в реакциях электрофильного за- мультиплет с центром 3,66 м.д., все расстояние мещения. Известно, что 3,5-диметилтиаинден более между линиями равны 7 Гц, что указывают на равен- активен, чем тиаиндан благодаря наличию метиль- ство спин-спинового взаимодействия этого протона ных групп и вакантным электронам серы. со всеми пятью протонами его окружения. Сигналы протонов метильной группы в карбонильной части 83
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Представляет интерес тот факт, что положение 5 ацетил-1-тиохромана при разных температурах. Как в 1-тиаиндане и 2-метил-1-тиаиндане в 7 раз актив- следует из этих данных, при повышении темпера- нее, чем положение 6 в 1-тиохромане. В реакции аци- туры сравниваются скорости ацилирования 2-метил- лирования 2-метил-1-тиаиндана, наряду с главным тиаиндана и 1-тиохромана и активности положений 5 продуктом 2-метил-5-ацетил-1-тиаиндан (I) образу- и 6 в 2-метилтиаиндане. Однако темпы этого вырав- ется изомер 2-метил-6-ацетил-1-тиаиндан. Повышен- нивания существенно ниже в первом случае. По ную активность 2-метилтиаиндана по сравнению с нашему мнению, причина различий заключается в тиохроманом и появление изомера 2-метил-6ацетил- том, что атакующая частица AlCl3*CH3COCl делает 1-тиаиндана можно объяснить влиянием метильной выбор между молекулам тиаиндана и тиохромана на группы в положении 2, которые через атом серы пе- стадии образования π-комплекса, в то время как вы- редается положительный индукционный эффект на бор между отдельными положениями внутри моле- ароматическое кольцо. Кроме того, специфическими кулы производится на стадии образования σ-ком- особенностями сульфидного пятичленного цикла, плекса. Образование σ-комплекса в электрофильном конденсированного с ароматическим кольцом по замещении в ароматических соединениях определяет сравнению с шестичленным конденсированным аро- скорость реакции. Поэтому именно на эту стадию ре- матическим соединением. акции изменение температуры оказывает решающее влияние. В таблице 1 приведены результаты конкурент- ных реакций ацилирования 2-метил-1-тиаиндана и 6- Таблица 1. Скорости и конкурентной реакции ацилирования сульфидов (AlCl3 , CH2Cl2) Исходный Продукт 0 0С 20 0С 40 0С 60 0С сульфид реакции RC *) S OS 5,0 3,9 2,3 2,12 S CH3 RC 6,0 4,9 3,6 3,1 O S CH3 O S CH3 RC S CH3 0,10 0,30 0,42 0,84 RC S OS 1,02 1,02 1,03 1.03 *Погрешность измерений составляет 10%. Экспериментальная часть еще 1,2 г хлористого ацетила. Содержимое колбы пе- ИК-спектры синтезированных соединений полу- ремешивалось еще в течение 2-3 часов при 200С тем- чены на Фурье-спектрометре модели 2000 (Perkin пературе. После чего содержимое колбы выливалось Elmer) в таблетках KBr, ПМР-спектры сняты на при- боре JNM-4H-100 Varian Unity 400 (+) d CD3OD, в стакан с толченым льдом, куда добавлялась также внутренней стандарт ГМДС. Чистота продуктов и ход синтеза реакции контролировали методам ТСХ концентрированная соляная кислота. на пластинках Silufol UV-254 в разных системах рас- творителей. Органический слой отделялся и для доведения Проявители: пары йода и УФ-свет. Температура плавления полученных соединений определили в нейтральной среды промывался водой, затем су- микроскопе на столика Боэтуса. шился сульфатом магния. После отгонки раствори- Синтез 5-ацетил-1-тиаиндана (I) теля, остаток подвергался вакуумной перегонке. Ото- В трехгорлую колбу емкостью 50 мл снабжен- брана фракция с температурой кипения 160-165 0С/3 ную механической мешалкой, обратным холодиль- мм. рт. ст. Температура плавления 45-46 0С. Перекри- ником с хлоркальциевой трубкой и капельной ворон- кой помещались 3г (0,0235 моль) безводного АlCl3, а сталлизовывали из гексана. Выход продукта состав- затем при интенсивном перемешивании прибавля- лось по каплям 5 мл хлористого метилена. Получен- ляет 2,25 г (80%). ная суспензия охлаждалась, и к ней добавлялось 2,72 г (0,02 моль) 1-тиаиндана. Перемешивая реакцион- Синтез 5-ацетил-2-метил-1-тиаиндана (II) ную колбу из капельной воронки прикапливались Синтез 5-ацетил-2-метил-1-тиаиндана (II) осу- ществлялся аналогичным образом по синтезу 5-аце- тил-1-тиаиндана (I). Было взято 3г (0,02 моль) 5-аце- тил-2-метил-1-тиаиндан. Органический слой отделяли, для доведения до нейтральной среде промывался водой и сушился сульфатом магния. После отгонки растворителя, остаток подвергался вакуумной перегонке. Отобрана фракция с температурой кипения 165-169 0С/2 мм. рт. 84
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. ст. Температура плавления 36-37 0С. Перекристалли- Органический слой отделяли, для доведения до зовывали из гексана. Выход продукта составляет 2,50 нейтральной среде промывался водой и сушился г (84%). сульфатом магния. После отгонки растворителя, остаток подвергался вакуумной перегонке. Отобрана Синтез 6-ацетил-1-тиохромана (III) фракция с температурой кипения 223-225 0С/20 мм. Синтез 6-ацетил-1-тиохромана (III) осуществ- рт. ст. Температура плавления 106-107 0С. Перекри- лялся аналогичным образом по синтезу 5-ацетил-1- сталлизовывали из гексана. Выход продукта состав- тиаиндана (I). Было взято 3г (0,0202 моль) 1-тиохро- ляет 2,394 г (87%). ман. Список литературы: 1. Wang X, Wang Y, Da-Ming Du and Xu J. Solvent-free, AlCl3-promoted tandem Friedel–Crafts reaction of arenes and aldehydes. J of Molecular Catalysis A: Chemical. 2006;255:31–35 2. MonatHosseini Sarvari, Hashem Sharghi. Simple and Improved Procedure for the Regioselective Acylation of Aro- matic Ethers with Carboxylic Acids on the Surface of Graphite in the Presence of Methanesulfonic Acid SYNTHESIS 2004, No. 13, pp 2165–2168x.x.204 3. E.G. Derouane, G. Crehan, C.J. Dillon, D. Bethell, H. He, S.B. Abd Hamid, J. Catal. 194 (2000) 410. 4. B.M. Devassy, S.B. Halligudi, C.G. Hedge, A.B. Halgeri, F. Lefebvre, Chem. Commun. (2002) 1074. 5. J. Kaur, K. Griffin, B. Harrison, I.V. Kozhevnikov, J. Catal. 208 (2002) 448. 85
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. МОДИФИЦИРОВАННЫЙ СВЯЗУЮЩИЙ ДЛЯ БРИКЕТИРОВАНИЯ УГЛЯ Юсупов Сухроб Кахрамон угл базовый докторант Института общей и неорганической химии Академии и наук Республики Узбекистан, Лаборатория « Химические технологии и ПАВ», Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Эшметов Иззат Дусимбатович д-р техн. наук, профессор Института общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, Лаборатория « Коллоидной химии», Узбекистан, г. Ташкент Бектурдиев Гулом Мавлонбердиевич канд. техн. наук, ст. науч. сотр. лаб. «Химическая технология и ПАВ» Института общей и неорганической химии АН РУз, Узбекистан, г. Ташкент Байматова Гулноза Ахмедовна мл. науч. сотр. лаборатории «Химические технологии и ПАВ» Института общей и неорганической химии Академии и наук Республики Узбекистан, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: gulnoza1965gmail.com MODIFIED BINDER FOR COAL BRIQUETTING Sukhrob Yusupov basic doctoral student of the scientific-research Institute of General and Inorganic chemistry of Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent Izzat Eshmetov Doctor of technical science., Head of the Laboratory of Colloid chemical of Institute of general and inorganic chemistry of Uzbekistan Academy of sciences; Uzbekistan, Tashkent Bekturdiyev Gulom Candidate of technical sciences, senior researcher of laboratory of Chemical technology and SAS of Institute of general and inorganic chemistry of Uzbekistan Academy of sciences (UAS), Uzbekistan, Tashkent Baymatova Gulnosa Junior Researcher, Laboratory, Chemical Technologies and SAS of Institute of General and inorganic chemistry of the Academy Sciences Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье обоснована разработка технологии получения связующего на основе местного сырья для производ- ства угольных брикетов. Получаемое сырьё должно иметь высокую теплотворность, низкую зольность, снизить выбросов в атмосферу при сгорании, с качеством, совпадающим со стандартными показателями. ABSTRACT The article substantiates the development of a technology for producing a binder based on local raw materials for the production of coal briquettes. The resulting raw materials should have high calorific value, low ash content, reduce at- mospheric emissions during combustion, with a quality that matches the standard indicators. __________________________ Библиографическое описание: Модифицированный связующий для брикетирования угля // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Юсупов С.К. [и др.]. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8373
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Ключевые слова: уголь, угольная пыль, связующее, синтез, брикеты, теплоотдача, морозостойкость, кисло- род, механическая прочность, прогорание. Keywords: coal, coal dust, binder, synthesis, briquettes, heat transfer, frost resistance, oxygen, mechanical strength, burn-through. ________________________________________________________________________________________________ Утилизация мало востребованных классов углей Для получения связующего для угольных брике- различных марок (отсевы, шламы и т.п.), являю- тов изучены местные сырьевые ресурсы в целях по- щихся фактически отходами угледобычи и углеобо- лучения качественного связующего для производ- гащения, становится острой проблемой в районах ства угольных брикетов, а также их свойства. производства и потребления угля. Большие объемы потерь каменноугольной массы связаны с измельче- ИК-спектроскопические исследования гидроли- нием во время транспортировки и погрузо-разгрузоч- зат ПАН (нитронное волокно), мелассы - отхода са- ных работ и в течение хранения вследствие выдува- харного производства и полученного связующего для ния. Проблема решается при производстве брикети- угольных брикетов проводили на Инфракрасном рованного угля. Эта технология позволяет из уголь- спектрометре Фурье-спектрометр «IRTracer-100» ной пыли при высоком давлении изготовить топлив- (SHIMADZU CORP., Япония, 2017) (спектральный ные брикеты. Они хорошо переносят транспорти- диапазон по шкале волновых чисел - 4000÷400 см-1; ровку и хранение, имеют большую теплотворную разрешение - 4 см-1, чувствительность соотношение способность по сравнению с исходными материа- сигнал/шум - 60,000:1; скорость сканирования - 20 лами (не менее 6000 ккал/кг), не выделяют дыма и га- спектров в секунду). зов, прогорают полностью распадаясь в золу (золь- ность брикета не более 10% от объема) [1]. Методика определения механической прочности полученных угольных брикетов при истирании в ба- Брикетирование углей может происходить как с рабане заключалась в следующем. Отобранную использованием связующих, так и без них. Связую- пробу брикетов определенной массы загружали в ба- щие вещества бывают неорганические и органиче- рабан, который вращали в течение 4 мин со скоро- ские. К неорганическим относятся: известь, глина, стью 25 об/мин. После 100 циклов вращения барабан гипс, цемент, магнезит, трепел, щелочи, фосфаты останавливали, открывали дверцу люка и высыпали натрия и кальция, гранулированный доменный шлак, содержимое барабана в ящик. Подвергнутые истира- чугунная стружка и т.д. Применяют эти вещества, нию в барабане брикеты рассеивали на грохоте с как в отдельности, так и в смеси. К органическим свя- ячейкой сита размером 25 мм до прекращения выде- зующим веществам относятся: коксующийся уголь, ления подрешетного продукта. Надрешетный про- пек, гудрон, смолы и различные отходы целлюлозно- дукт, оставшийся на сите, собирали и взвешивали. бумажной и пищевой промышленности, например, сульфитный щелок, меласса и др [2]. Для определения механической прочности бри- кетов при испытании сбрасыванием целые брикеты, При промышленном изготовлении в качестве предварительно взвешенные, загружали в ящик с от- связующего элемента добавляют следующие веще- крывающимся дном и помещали его над металличе- ства: ской плитой на высоте 1,5 м. нефтебитум; Створки дна ящика открывали и сбрасывали бри- кеты на плиту. Брикеты с плиты собирали, в том лигносульфонаты; числе и их отдельные куски, загружали в ящик и по- вторяли сбрасывание. После четвертого сбрасывания меласса; испытываемые брикеты и их куски собирали и под- вергали рассеву аналогично как при испытании на жидкое стекло; истирание. Оставшиеся на сите грохота брикеты со- бирали в ящик и взвешивали. цемент. Смешивание угля со связующим производится Водостойкость брикетов оценивали приростом при температуре окружающей среды. массы брикетов в процентах после 2 и 24 часов пре- В настоящее время в угольной промышленности бывания под водой. в связи с дефицитом связующих проводится интен- сивный поиск и разработка связующих для брикети- Брикетирование методом экструзии представ- рования углей с использованием побочных продук- ляет собой процесс прессования, в ходе которого тов и отходов различных производств. Основным происходит наиболее плотная укладка частиц мате- требованием к сырьевой смеси для производства бри- риала с образованием большого количества капил- кетов являются гранулометрический состав шихты и лярных каналов. В результате испарения внешней расход связующего, оптимальный с точки зрения влаги, взаимодействие сил поверхностного натяже- обеспечения заданной прочности как готового бри- ния стягивает частицы материала между собой, тем кета так и брикета-сырца направляемого в сушку. По- самым образуя прочную молекулярную связь [4] . мимо этого, готовый брикет должен обладать влаго- устойчивостью, быть экологически безвредным и Таким образом, при «жесткой» экструзии полу- иметь достаточно низкую себестоимость, оставаясь чается очень прочный и плотный пустотелый или конкурентоспособным видом топлива на рынке энер- полнотелый топливный брикет, пригодный при до- горесурсов [3]. бавлении гидрофобизатора, для длительного хране- ния в открытом складе и транспортировке в полува- гоне. 87
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. После измельчения, смесь смешивается с вяжу- которое бы было при обычных условиях одновре- щим веществом с добавлением воды. Смесь растира- менно и вязким, и достаточно жидкотекучим. Этому ется, чтобы униформизировать распределение вяжу- требованию в полной мере отвечает разработанное щей добавки и повысить вязкость для достижения со- комплексное связующее. В лаборатории химической стояния, в котором легко придается форма. Потом технологии ИОНХ АН РУз и в производственных смесь помещается в прессующую формовочную ма- условиях УП «Наманган кумир етказувчи» синтези- шину, чтобы изготовить брикеты. Брикеты высуши- ровано и испытано связующее на основе местного ваются и охлаждаются. сырья. Для технологии холодного брикетирования Ан- гренских бурых углей необходимо такое связующее, Рисунок 1. Технологическая схема получения связующего для производства угольных брикетов В этих целях собрана пилотная установка для по- Дроблённая смесь смешивается с свяжущим ве- лучения связующего угольных брикетов и получены ществом с добавлением воды. Смесь растирается, опытные образцы связующих. Создана пресс уста- чтобы униформизировать распределение вяжущей новка для получения угольных брикетов с примене- добавки и повысить вязкость для достижения состо- нием связующего. Получены и испытаны образцы яния, в котором легко придается форма. Потом смесь угольных брикетов в лаборатории химической техно- помещается в прессующую формовочную машину, логии. чтобы изготовить брикеты. Брикеты высушиваются и охлаждаются. Технологическая схема брикетирования угля включает следующие операции: сушка рядового ком- Были проведены ряд работ по определению пока- понента; дробление до крупности -3 мм (с предвари- зателей качеств образцов угольных брикетов без до- тельном грохочением); смешивание с подогретым до бавления связующих и со связующими, разработан- 120- 180 °С битумом (при этом вся шихта нагревается ные нашими сотрудниками, показанные в таблице 1. до температуры 75-80 °С); прессование; охлаждение форм; складирование [5]. Таблица 1. Показатели качеств образцов угольных брикетов № Наименование параметров Без связующего 3% связующее 5% связующее 7% связующее 1 Массовая доля, % 30,2 32,8 32,8 30,4 2 Зольность, % 49,4 27,8 27,8 21,6 3 Низшая теплота сгорания, 1980 3050 3050 3530 ккал/кг 4 Высшая теплота сгорания, 6300 6880 6880 6990 кал/кг Как видно из таблицы, технический анализ полу- ченных угольных цилиндрических брикетов кало- рийность и механическая прочность имеют высокие показатели качества, зольность низкие. 88
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. 100 Bog'lov c hi %T 95 2941,44 503,42 90 2117,84 464,84 85 80 1456,26 1271,09 75 1417,68 1213,23 70 1373,32 65 60 1109,07 420,48 55 925,83 50 1633,71 45 1051,20 995,27 3334,92 665,44 599,86 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 c m-1 MIRacle10 (Dia/ ZnSe) Рисунок 2. ИК – спектры исходного полимерного продукта (ПАН) OK+H2SO4+Gek san 100 2920,23 1653,00 1346,31 %T 2850,79 1278,81 95 2162,20 1195,87 90 1112,93 85 1062,78 80 983,70 75 70 923,90 65 823,60 60 765,74 55 603,72 50 570,93 45 520,78 40 35 476,42 426,27 1423,47 698,23 1558,48 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 c m-1 MIRacle10 (Dia/ ZnSe) Рисунок 3. ИК – спектры отхода сахарного производства (меласса) 100 BIZAK %T 98 95 3105,39 1712,79 1517,98 2966,52 1622,13 1352,10 1284,59 2818,00 93 2742,78 2663,69 90 2459,24 1450,47 478,35 2411,02 1427,32 418,55 2324,22 2191,13 2040,69 1888,31 1238,30 921,97 1155,36 88 85 83 80 1001,06 867,97 78 75 1056,99 752,24 594,08 73 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 c m-1 MIRacle10 (Dia/ ZnSe) Рисунок 4. ИК – спектры полученного связующего продукта Согласно анализам проведенного ИК-спектров на основе гидролизованного (ПАН) и мелассы. исходного ПАН, мелассы и полученного продукта 89
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. МГС на их основе показывает, что при взаимном дей- За критерий оценки по показателям механиче- ствии исходных веществ образуется композиция, об- ской прочности и водоустойчивости брикетов прини- ладающая свойство адгезии по отношению к различ- мали значения, соответствующие отечественному и ным твёрдым дисперсным системам, конкретно зарубежному уровням: угольным брикетам. прочность на истирание в барабане, не менее, Из приведенных выше результатов следует, что % 80,0 термообработанные брикеты с новым связующим материалом по показателям механической прочности прочность на сбрасывание, не менее, % 85,0 и атмосферо-водоустойчивости значительно превы- шают требования потребительских стандартов на бы- прочность на сжатие, не менее, МПа 7,0 товое брикетное топливо, предъявляемые на отече- ственном и зарубежном рынках. водопоглощение, не более, % 4,0 Заключение. На основе гидролизат ПАН (нит- По данным химического анализа исследуемые ронное волокно), мелассы - отхода сахарного произ- брикеты относятся к сравнительно малосернистому водства разработано принципиально новое малоток- (общая сера 1,0 %) и среднеми-нерализованному сичное связующее для производства бездымных бри- угольному топливу. Брикеты характеризуются высо- кетов из Ангренских бурых углей, который позволит кой теплотворной способностью (6990 ккал/кг), организовать в нашей стране современное углебри- имеют низкий выход летучих веществ и незначитель- кетное производство. ное содержание кислорода. Список литературы: 1. Сухомлинов Д.В., Кусков Е.Б., Кускова Я.В. Получение каменноугольных брикетов с низкой температурой воспламенения //Горный информационно-аналитический бюллетень(научно-технический журнал ). Отдель- ные статьи (специальный выпуск). — 2013. —No 5. — 20 с.— М.: Издательство «Горная книга». 2. Кусков В.Б., Ленев Л.А. Влияние технологии изготовления угольных брикетов на их свойства. Записки Гор- ного института том 169, СПб, 2006. —С.147-149. 3. Кусков В.Б., Калашникова В.Ю., Скрипченко Е.В. Разработка технологии получения топливных брикетов из маловостребованного углеродсодержащего сырья. Записки горного института. 2012 г., т. 196. — С. 147 – 149. 4. Кусков В.Б., Кускова Я.В., Николаева Н.В., Сухомлинов Д.В.Топливные брикеты с низкой температурой воспламенения. Материалы Международной научно-технической конференции «Научные основы и прак- тика переработки руд и техногенного сырья», Екатеринбург, 2010.— С. 321 – 324. 5. Юсупов С.К., Юсупов Ф.М., Эшметов И.Д., Бектурдыев Г.М., Курбанов А.Р. Получение угольных брикетов с применением нового связующего. Science and technology in oil and gas business, Armavir, February 9-10, 2018, p. 85-87. 90
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. РЕАКЦИИ ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА СО СПИРТАМИ В ПРИСУТСТВИИ СОЛЕЙ МЕТАЛЛОВ Холиков Турсунали Суюнович канд.хим.наук, доцент. Национальный университет Узбекистана им.Мирзо Улугбека, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Таджимухамедов Хабибулла Сайфуллаевич канд. хим. наук, и.о.профессор, Национальный университет Узбекистана им.Мирзо Улугбека, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Абдушукуров Анвар Кабирович д-р хим. наук, профессор, Национальный университет Узбекистана им.Мирзо Улугбека, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Ёдгоров Чинмурот Гуломович докторант, Национальный университет Узбекистана им.Мирзо Улугбека, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Юсуфов Мухриддин Саидович докторант, Национальный университет Узбекистана им.Мирзо Улугбека, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] REACTIONS OF PHTHALIC ANHYDRIDE WITH ALCOHOLS IN THE PRESENCE OF METAL SALTS Tursunali Kholikov Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor. National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek, Uzbekistan. Tashkent Khabibulla Tadzhimuhamedov Candidate of Chemical Sciences, Acting Professor. National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek, Uzbekistan. Tashkent Anvar Abdushukurov Doctor of Chemical Sciences, Professor, National University, Uzbekistan, Tashkent Chinmurot Yodgorov PhD Student. National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek, Uzbekistan, Tashkent Muxriddin Yusufov PhD Student. National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье представлены реакции фталевого ангидрида, пропиловым, бутиловым и бензиловым спиртами в присутствии FeCl36H2O в качестве катализатора. Результаты опытов показали, что в этих условиях соль железа катализирует реакцию этерификации. Среди приведенных спиртов бензиловый спирт показал наиболее __________________________ Библиографическое описание: Реакции фталевого ангидрида со спиртами в присутствии солей металлов // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Холиков Т.С. [и др.]. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8403
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. реакционную способность. На основе литературных данных предложено механизм реакции. Строение полученных веществ доказано ИК- и ПМР спектроскопией. ABSTRACT The article presents the reactions of phthalic anhydride with propyl, butyl and benzyl alcohols in the presence of FeCl3 • 6H2O as a catalyst. The results of the experiments showed that under these conditions, the iron salt catalyzes the esterification reaction. Among the above alcohols, benzyl alcohol showed the most reactivity. Based on published data, a reaction mechanism is proposed. The structure of the obtained substances was proved by IR and PMR spectroscopy. Ключевые слова: этерификация, фталевы ангидрид, спирт, катализатор, механизм, сложный эфир, спектроскопия, фталаты. Keywords: esterification, phthalic anhydride, alcohol, catalyst, mechanism, ester, spectroscopy, phthalates. ________________________________________________________________________________________________ Сложные эфиры карбоновых кислот нашли ши- Данная работа посвящена синтезу эфиров фтале- рокое применение в различных отраслях промыш- вой кислоты этерификацией фталевого ангидрида ленности как растворители, компоненты различных пропиловым, бутиловым и бензиловым спиртами в эссенций, пищевых добавок, парфюмерных компози- ций, смазочных материалов, присадок к смазочным присутствии FeCl36H2O в качестве катализатора. маслам и топливам, реагентов для обработки тек- Фталаты – сложные эфиры фталевой кислоты отно- стиля и бумаги и многих других. Основным и наибо- сятся к важнейшим продуктам химической промыш- лее простым методом получения сложных эфиров яв- ленности. В основном фталаты применяют в качестве ляется этерификация карбоновых кислот или пере- пластификаторов, придающих пластичность поли- этерификация их эфиров в присутствии катализато- мерным материалам. Например, при производстве ров - сильных протонных кислот. Однако, примене- поливинилхлорида массовая доля фталатов состав- ние протонных кислот не всегда приводить к желае- ляет до 40%. Также их применяют в производстве пе- мым результатам. Например, при этерификации кар- стицидов, лаков и красок, косметических продуктов, боновых кислот с участием концентрированной сер- строительных и отделочных материалов, медицин- ной кислотой наблюдается ускорение многих побоч- ских материалов, игрушек, тканей, пищевой упа- ных реакций, кроме того после окончание реакции ковки, бумаги и т.д. Ежегодное производство фтала- необходимо нейтрализовать реакционную массу, ко- тов составляет около 5 млн. тонн, спектр их исполь- торое ограничивает возможность их использования. зования в различных областях промышленности до- Высокого выхода сложных эфиров можно достичь статочно широк благодаря своей дешевизне и свой- при использовании комплексных катализаторов на ствам [5]. основе титана, олово и других металлов [1-2], но они эффективны лишь при высоких температурах, что Ранее нами было исследовано переэтерификация сильно затрудняет их практическое применение. метилового и этилового эфиров бензойной кислоты В работе [3] приведены и обобщены результаты бензиловым спиртом в присутствии FeCl36H2O [6]. реакций с участием титансодержащих катализаторов Эти работы показали возможность использования в реакциях этерификации и переэтерификации. Ос- данного катализатора в реакциях переэтерификации. новное внимание на работе уделено селективности и Известно что реакции этерификаци и активности титансодержащих катализаторов. переэтерификации осуществляется в одинаковых условиях и одинаковым механизмом в зависимости Также имеются работы по применению PdCl2 в от условия проведения реакции и используемых реакциях этерификации моно- и дикарбоновых кис- реагентов. Имея в виду эту мы решили использовать лота также переэтерификации сложных эфиров кар- боновых кислот [4]. FeCl36H2O в реакции этерификации ангидрида фталевой кислоты спиртами. Катализаторы, приведенные в литературных дан- ных, являются малодоступными и частично токсич- С этой целью для этерификации фталевого ными соединениями. В связи с этим поиск и изучение ангидрида мы выбрали пропилового, н-бутилового и новых катализаторов для осуществления односта- бензилового спиртов. дийного синтеза сложных эфиров карбоновых кислот с высокими выходами и не требующих жестких усло- Реакции с пропиловым и н-бутиловым спиртами вий проведения реакции является актуальной зада- показали что реакции протекают медленно и выход чей. полученного продукта не первышает 65%, а реакция с бензиловым спиртом протекает более высоким выходом в отличие от предыдущих спиртов. Данные проведенных реакций приведены в таблице. 92
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Таблица 1. Результаты алкилирования фталевого ангидрида спиртами в присутствии FeCl36H2O в качестве катализатора Соотношение реагентов Продолжи- Выход (%) телность № фталевый Пропиловый спирт Бутиловый Бензиловый ангидрид:спирт: реакции (час) спирт спирт 33 FeCl36H2O 1 38 39 47 1 1:2:10-4 2 45 53 2 1:2:10-4 3 1:2:10-4 3 45 53 62 4 1:2:10-4 4 55 55 70 5 1:2:10-4 5 56 59 74 6 1:2:10-4 6 55 65 78 7 1:2:10-4 7 55 62 78 Результаты проведенных реакций показали, что этерификации в качестве катализатора. Уравнения FeCl36H2O можно использоват в реакциях реакций можно изобразить по следующему. O O C O + 2ROH FeCl3 6H2O, ZnCl2 C C OR + H2O O R = n-C3H7-, n-C4H9-, C6H5CH2- C OR O Известно, что FeCl36H2O является кислотой электронов в одной карбоксильной группе и Льюиса и легко координируется кислородному атому наблюдается атака кислородного спирта. На основе карбоксильной группе в молекуле фталевого выше указанных рассуждений механизм этой реакции можно изобразит по следующему. ангидрида, в результате этого наблюдается дефицит 93
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Строение полученных веществ доказаны соответствующие дизамещенного араоматического ядра, в области 2900 см-1 1380-1450 см-1 1380-1450 методом ИК-спектроскопией. Результаты см-1 полосы поглощения СН3-группы, 1731 см-1 полоса поглощения соответствующие сложным исследования показали, что в реакциях эфирам фталевой кислоты, этерификации протекает в присутствии солей железа, В ПМР-спектре 7,4 м.д. сигналы 4- и 5-атомов среди использованных спиртов более активным водорода в ароматическом ядре, 7,58 м.д. сигналы 3- является бензиловый спирт. и 5-атомов водорода в ароматическом ядре Экспериментальная часть: Дибутилфталат бесцветная маслянистую жид- ИК-спектры сняты на спектрометре SPECORD- кость, с темп. кип. 340°C (250°C при 20 мм рт. ст.) 75IR и Avatоr 360 в таблетках KBr, спектры ЯМР 1Н ИК- и ПМР спектры дибутилфталата аналогична с спектрами дипропилфтала. – на “Unity 400plus (Varian)” в ДМСО, СНС13, внут- Дибензилфталат бесветные кристаллы с т.пл 450С: ренний стандарт – HMDSO. в ИҚ- спектре наряду с выщеприведенными Методика синтеза эфиров: в круглодонную колбу сигналами наблюдаются сигналы в области 1070 см-1, 1450 см-1, 3060 см-1 соответсвующие объемом 100 мл, снабженную аппартом Дина-Старка монозамещенному ароматическому ядре, в ПМР и обратным холодильником помещали 0,01 моль спектре 4,3 м.д. наблюдаются колебания СН2 групы и 7,2. м.д. колебания соответсвующие фталего ангидрида 0, 02 мол соответсвующего монозамещенному ароматическому ядра. спирта, 10-4 моль FeCl36H2O в качестве катализатори и 10 мл бензола. Реакционную смесь нагревали до прекращения выделения воды. После окончания реакции из реакционной смеси отгоняли бензол и избыточную спирт. Оставшую отгоняли в вакууме Дипропилфталат бессветный маслянисты жидкость с темп. кип. 3170С (1940С 20 мм.рт.ст.) ИК- спектре; в области 1599 см-1, 3071 см-1, 1470 см-1 Список литературы: 1. Патент Р.Ф. 2181307/ РИДЛЭНД Джон (GB); ХЕППЛВАЙТ Йэйн Весли (GB) Катализаторы этерификации. 2002 2. Junzo Otera, Toru Yanu, Atsua Kuvaluta, Hitosi Worani Nowel distannoxanecatalyzed transesterification and a new entry to ,-unsatured carboxilid acids// Tetrahedron Let. –Oxford, 1986 -№21(27)- Р.2383-2386. 3. М.И. Силинг, Т.Н. Ларичева. Соединения титана как катализаторы реакций этерификации и переэтерифика- ции.//Успехи химии. 65.(3) 1996 г. С.279-304. 4. Свирский К.С., Кунакова Р.В., Докичев В.А., Зайнуллин P.A. Катализируемая PdCl2 этерификация карбоно- вых кислот и переэтерификация сложных эфиров // Башкирский химический журнал. - 2010. - Т. 17. - №2. - С. 162-164. 5. М.В. Андрюхова, О.И. Рубан, И.Н. Мурыгина./ Oпределение дибутил–, бензилбутилфталатов и бутилгидрок- сианизола в природных и сточных водах. Ползуновский вестник № 4 Т.2 2015 С. 75-78. 6. Патент РУз. № IAP 02923. Способ получения бензилбензоата/ Таджимухамедов Х.С., Ахмедов К.Н., Холиков Т.С., Ражабова Ҳ.А.// Б.И. – 2005- №6 94
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ И КРИСТАЛЛИЗАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ МАРГАРИНА ДЛЯ СЛОЕНОГО ТЕСТА Рахимов Дилшод Пулатович ассистент кафедры «Технология пищевых продуктов», Ташкентский химико-технологический институт, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Салижанова Шахнозахон Дилмурадовна докторант, Ташкентский химико-технологический институт, Узбекистан, г. Ташкент Рузибаев Акбарали Турсунбаевич канд. техн. наук, Ташкентский химико-технологический институт, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Ачилова Санобар Собировна докторант, Ургенчский государственный университет, Узбекистан, г. Ургенч Санаев Эрмат Шерматович ассистент кафедры «Технология пищевых продуктов», Ташкентский химико-технологический институт, Узбекистан, г. Ташкент DETERMINATION OF THE OPTIMAL TEMPERATURE REGIME DURING COOLING AND CRYSTALLIZATION IN THE PRODUCTION OF MARGARINE FOR A LAYERED PASTRY Dilshod Rakhimov Assistant of the Department «Technology of food products», Tashkent Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent Shaxnozaxon Salijanova PhD student, Tashkent Chemical-Technological Institute, Uzbekistan, Tashkent Akbarali Ruzibaev PhD, Tashkent Chemical-Technological Institute, Uzbekistan, Tashkent Sanobar Achilova PhD student, Urgench State University, Uzbekistan, Urgench Ermat Sanayev Assistant of the Department «Technology of food products», Tashkent Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: Определение оптимального температурного режима при охлаждении кристалли- зации в производстве маргарина для слоеного теста // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Рахимов Д.П. [и др.]. 2019. № 12(66). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8385
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. АННОТАЦИЯ В работе исследовано регулировка параметров кристаллизации на кристаллизаторе-комбинаторе путем изменения последовательности валов. Определены оптимальные режимы конфигурации схем процесса кристаллизации при производстве маргарина для слоенного теста. Выявлено что улучшилось консистенция маргарина, который удобен при раскатывании слоев теста. ABSTRACT In this work, the adjustment of crystallization parameters on a crystallizer-combinator by changing the sequence of shafts is studied. The optimal configuration modes of the crystallization process schemes were determined in the production of mar- garine for puff pastry. It was revealed that the consistency of margarine, which is convenient when rolling layers of dough, has improved. Ключевые слова: маргарин, саломас, охлаждения, кристаллизация, слоеного теста, структурно-реологиче- ские свойства, твердой фазы. Keywords: margarine, hydrogenated oil, cooling, crystallization, puff pastry, structural and rheological properties, solid phase. ________________________________________________________________________________________________ В последнее время в республике Узбекистан раз- Во время нагрева вода интенсивно кипит, вызы- вивается производства пищевых продуктов конку- вая образование водяного пара, что приводит к тому, рентоспособных в мировом уровне. В целях развития что слои теста отделяются друг от друга из-за гради- современного производства введется модернизация ентов давления между средой камеры и самой заго- пищевых производств, кондитерские, хлебопекарные товки, в то время как маргарин действует как изоли- заводы и в частности масложировые комбинаты. Для рующий слой. узбекистанцев мучные выпеченные изделия: торты, кексы, печенье – давно стали неотъемлемой частью Качество жирового сырья и его правильная под- повседневного рациона. Однако даже среди этих по- готовка перед началом работы имеют особое значе- пулярных продуктов питания можно выделить осо- ние. Саломас, масло растительное, в частности под- бую группу, спрос на которую не прекращает расти, солнечное масло и пальмовое масло, а также эмуль- – изделия из слоеного теста. И это неудивительно, гатор, лецитин, соль, консервант, ароматизатор, ли- ведь именно слойка может предложить бесконечное монную кислоту, краситель и воду применяют в ка- количество различных видов выпечки: самса, чебу- честве основных компонентов в маргаринах для сло- реки, гумма, пирожки. По назначению слоеные изде- еного теста с массовой долей жира 70, 80-82% [6,7]. лия могут быть: хлебобулочными – «несладкая про- Маргарин должен быть достаточно пластичным, дукция, как правило, без начинки: булочки, слоеные чтобы получить очень тонкие сплошные жировые конвертики, особенно круассаны»; кондитерскими – пленки между слоями теста, при этом использование «кремовые и фруктовые торты и пирожные, слоеное специальных маргаринов для слоения с высоким ин- печенье с начинкой или без начинкой»; кулинарными дексом твердости жира является предпочтительным – «пирожки и пироги со всевозможными начинками» [4-8]. Поэтому мы поставили перед собой цель: выра- [1-3]. Основным отличием слоеного дрожжевого от ботать необходимый температурный режим и до- слоеного бездрожжевого теста является подъем во биться хорошей консистенции маргарина по рецеп- время выпечки. Слоеное бездрожжевое тесто подни- туре приведенной в табл 1. мается только за счет водяного пара [3]. Таблица 1. Рецептура маргарина по рецептуре «Слойка-70%» для слоеного теста Наименование компонентов % 1т Водорастворимая фаза Вода 99,098 296,56 Сорбат калия 0,167 0,5 Соль 0,334 1,0 Лимонная кислота 0,167 0,5 Ароматизатор SY732466 0,234 0,7 Итого 100,000 Жирорастворимая фаза 299,3 Масло подсолнечное 91,980 91,98 96
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. Эмульгатор Palsgaard 0093 3,000 3 2,000 2 Эмульгатор Palsgaard 1117 3,000 3 0,020 0,020 Лецитин 100,000 100,000 Краситель B-каротин 43,000 430 12,000 120 Итого 5,044 50,44 10,000 100 Эмульсионная фаза 29,926 299,3 0,030 0,3 Cargill масло пальмовое 43 100,000 1000,00 Cargill масло пальмовое 39 и используются в кондитерской промышленности при производстве различных видов слоеных изделий. Масло подсолнечное При этом маргарин должен обладать высокой пла- стичностью, позволяющей при раскатке теста полу- Жирорастворимая фаза чать равномерное распределение слоев теста и мар- гарина, обеспечивая «слоеную» структуру и высокие Водорастворимая фаза органолептические показатели. Ароматизатор SY732464 Мы предлагали для этой рецептуры конфигура- Итого цию для кристаллизатора и ввели в программу необ- ходимые параметры: В рецептуре слойки мы использовали следующие ингредиенты: жиры Cargill 39, 43; масло подсолнеч- ное; эмульгаторы Palsgaard 0093, 1117; лецитин; сор- бат калия; соль; лимонная кислота; краситель; арома- тизаторы SY732464, SY732466. К этой рецептуре мы сначала пробовали применить режим стандартный на кристаллизаторе вал-1, пинротор-1, вал-2, пинротор- 2. Однако с использованием этой конфигурации, не соответствовала требованиями консистенция марга- рина. Традиционные маргарины для слоеного теста имеют жирность 80-82%, хотя в нашем рецепте 70%, А1 – вал первого охлаждения, А2 – вал второго маргарина. Основными узлами кристаллизатора яв- охлаждения, В2 – первый пинротор (декристаллиза- ляются две цилиндрические для фреоновой охлажде- тор), В2 – второй пинротор. ние, и последовательный стоящий пинротор в кото- рых маргарин обрабатывается механически и дви- Кристаллизатор-комбинатор представляет собой жется в сторону турбо кристаллизации и затем в фа- двухчастный аппарат и состоит из 4 цилиндров. В совочный автомат. Компенсирующее устройство до- верхней части аппарата установлен блок цилиндров затор обеспечивает прерывистую подачу маргарина двухсекционного переохладителя, а в нижней части на фасование. Температура при этом повышается до аппарата установлены два пинротора для механиче- 17-18 °С за счет теплоты кристаллизации. ской обработки. Каждый из цилиндров представляет собой теплообменник типа «труба в трубе» с тепло- Кристаллизация и рекристаллизация триглице- изоляцией. В первой внутренней трубе находится по- ридов происходит при охлаждении маргариновой лый вал, куда подается горячая вода для предотвра- эмульсии. Кристаллизация и рекристаллизация явля- щения налипания маргариновой эмульсии, и она яв- ются сложными процессами и определяют конси- ляется рабочей камерой. На валу закреплены 12 но- стенцию, пластичность и температуру плавления го- жей, и обычная частота вращения вала составляет от товой продукции. 50 до 500 об/мин. Пространство между двумя тру- бами занимает испарительная камера для охлаждаю- Твердые фракции в жировых основах мягких щего агента – фреона, который подается через си- маргаринов представляют собой суспензию твердых стему трубопроводов. Маргариновая эмульсия, охла- триглицеридов в жидких при достаточно высоких ждаясь, кристаллизуется на поверхности внутренней температурах. Тогда содержание такой фракции не- трубы и снимается ножами. Температура эмульсии велико. По мере снижения температуры наименее на выходе из второго цилиндра – от 9 до 11-14 °С. растворимые высокоплавкие триглицериды кристал- лизируются и начинают отделяться из расплава. При Затем эмульсия поступает в кристаллизатор, где этом содержание твердой фракции увеличивается. приобретает необходимую кристаллическую струк- туру требуемой консистенции: твердость, однород- Тогда маргариновая эмульсия охлаждается, про- ность и пластичность, необходимые при фасовке текает сложный процесс кристаллизации. В основе 97
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. кристаллизации лежат явления полиморфизма, свя- действии с механической обработкой) после глубо- занные с переходом менее устойчивых «метаста- кого охлаждения эмульсии обеспечивают однород- бильных» низкоплавких кристаллических «а-форм» ную пластичную структуру мягких маргаринов и об- через промежуточные ромбические «Р-формы» к разование мелкодиспергированных кристаллов твер- устойчивым «стабильным» высокоплавким кристал- дой фазы. Твердая и жидкая фракции жировой ос- лическим структурам. Обычно «Р-формы» кри- новы распределяются равномерно. А также готовый сталлы жира присутствуют в мягких маргаринах. продукт не теряет текучести при наливе в фольгу, При этом из-за появление крупных кристаллов с бо- усваивает пластичную консистенцию, сохраняющу- лее плотной упаковкой молекул, с высокой темпера- юся длительное время при температурах 9-11°С. турой плавления и плотностью «Р-формы» кри- Нарушение режимов кристаллизации и охлаждения сталлы отрицательно влияют на структурно-реологи- относятся к числу недостатков маргаринов, которые ческие свойства мягких маргаринов. Интенсивное невозможно устранить механической обработкой [7]. перемешивание и длительная механическая обра- ботка (при кристаллизации маргариновой эмульсии в В таблице 2 приведен режим: Таблица 2. Температурный режим на кристаллизаторе Кон- Входящая и выходящая температуры по валам Tп n, фи- A1 B1 A2 B2 Tо Tк об/мин гура- Q, h/l P.bar 79 ция t1 t2 t1 t2 t1 t2 t1 t2 80 n1,n2,n3 валов 80 47 21 19 25,2 26 28 27 9 200, A1-B1- 2150 20 47 26 230, A2-B2 45 19 19 25 16 9 - - 240 A1-B1- 2250 19 50 20 20 27,2 30,7 10 27,2 30,7 190, A2 45 27 230, 250 A1-B1- 2250 23 225, B2-A2 50 28,7 225, 250 Примечание: Q – производительность насоса высокого давления В таблице 2 на третьей строке указаны резуль- нии слоев теста, уменьшает эффект образования ком- таты, которые мы хотели получить. С этой конфигу- ков и выкрашивания в готовом изделии. Подходит рацией мы добились оптимального режима для при- для полностью автоматизированных и полуавтомати- готовления слойки с использованием 70%-ного мар- зированных линий. Придает слоеным изделиям сли- гарина. вочный вкус и аромат, золотистый цвет. Не обтекает при расстойке и остается пластичным при охлажде- Достоинство данной рецептуры состоит в том, нии между этапами раскатки. Уникален: требует не- что продукт обладает высокой пластичностью в ши- значительное количество муки на подпыл слоев. Иде- роком интервале температур. Удобен при раскатыва- ален для работы. Список литературы: 1. Джахонгирова Г.З., Турсунходжаев П.М. Современное состояние вопроса физиологически функциональной значимости хлеба в рационе питания населения и алиментарно-зависимые заболевания // Хлебопродукты. – 2016. – № 2. – С. 21-28. 2. Исследование переработки соевого масла и использование его при производстве маргарина / Ш.Д. Салиджанова, А.Т. Рузибаев, Ботирова М.Н., С.Ж. Шавкатов // Universum: Технические науки. – 2018. – № 12 (57). – С. 67-72 3. Ларионова Е.П., Хабарова Е.В. Исследование влияния рецептурных ингредиентов на потребительские каче- ства слоеных изделий // Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промыш- ленности: 4-я Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых c международным участием: материалы. – Бийск: Изд-во Алтайский государственный технический университет, 2011. – С. 345–347. 98
№ 12 (66) декабрь, 2019 г. 4. О’Брайен Р. Жиры и масла. Производство, состав и свойства, применение. – СПб.: Профессия, 2007. – С. 744. 5. Рузибаев А.Т., Кадиров Ю.К. Интенсификация процесса гидрогенизации растительных масел // Химия и хи- мическая технология. – 2015. – № 4. – С. 74-78. 6. Рузибаев А.Т., Салиджанова Ш.Д. Исследования процесса получения маргарина на основе местного жиро- вого сырья // Universum: технические науки. – 2017. – 10 (43). – С. 9-11. 7. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Производство маргари- новой продукции, майонеза и пищевой горчицы / Под общ. науч. ред. д-ра техн. наук проф. А.Г. Сергеева. – Ленинград, 1977. – Т. 3. – Кн. 2. – С. 351. 8. Intensification of the hydrogenation process of vegetable oils with effective methods of detoxication of catalyst 9. A.T. Ruzibayev, Y Kadirov, D.P. Rahimov. European Applied Sciences. 2015. No. 5. Р. 58-61. 99
Search
Read the Text Version
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- 109
