Отандық шикізат негізіндегі көмірсілтілі реагенттерді қолданып, сазды бұрғылау ерітінділерін модификациялау

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕР
АНЫҚТАМА
ҚЫСҚАРТЫЛҒАН БЕЛГІЛЕУЛЕР, СИМВОЛДАР, ӨЛШЕМ БІРЛІКТЕР МЕН ТЕРМИНДЕРДІҢ ТІЗІМІ
КІРІСПЕ
1 ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ
1.1 Көмірдің түзілу кезеңдері
1.2 Көмірдің физика.химиялық құрылымы және молекулалық моделі
1.3 Көмірден гумин қышқылдарын бөліп алу жолдары
1.3.1 Гумин қышқылдарының құрылымы мен қасиеттері
1.4 Қоңыр көмір негізіндегі көп компонентті реагенттер
1.4.1 Көп компонентті реагенттерді өндіру технологиясы
Құрамында көмірсілтілі реагент бар жуушы сұйықтықтардың қасиеттері
1.5.1 Жуу сұйықтықтарын химиялық реагенттермен модификациялау
2. ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
2.1 Көмірдің физика.химиялық сипаттамаларын анықтау
2.1.1 Көмірдің ылғалдылығын анықтау
2.1.2 Көмірдің күлділігін анықтау
2.2 Көмірден гумин қышқылдарын бөліп алу әдістемесі
2.3 Көмірден гумин қышқылдарын бөлу процесін оптимизациялау
Тәжірибе жүргізуге қажетті материалдар және қондырғылар
2.4.1 Тәжірибе жүргізуге қажетті материалдар
2.4.2 Сазды ерітінділердің қасиеттерін анықтау қондырғылары
2.4.3 Тәжірибе жүргізудің әдістемесі
3. ТӘЖІРИБЕ НӘТИЖЕЛЕРІ МЕН ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
3.1 Қоңыр көмірлердің технологиялық қасиеттері және оларды анықтау
3.1.1 Көмірсілтілі реагент өндірісінің шикізаттары
3.1.2 Қияқты кен орны көмірінің физика.химиялық сипаттамалары
3.2 Қияқты кен орны көмірінен гумин қышқылдарын бөліп алудың қолайлы жағдайларын анықтау
3.3 Қияқты кен орны көмірі және одан бөлініп алынған гумус қышқылдарының құрамын физика.химиялық әдістермен зерттеу
3.4 Қияқты кен орны көмірінен көмірсілтілі реагенттер алудың технологиялық шамаларын қарқындатудың тәжірибелік зерттеулері
ҚОРЫТЫНДЫ
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Зерттеу тақырыбының өзектілігі: Мұнай өндіру – Қазақстан Республикасындағы басты өнеркәсіп саласы болып табылады және үнемі жетілдіруді қажет етеді. Мұнайды өндіру тиімділігі, негізінен қолданылатын технология мен материалдарға тікелей байланысты. Материалдардың маңызды бөліктері, соның ішінде бұрғылау жұмыстарын жүргізуде қолданылатын материалдар шет елдерден әкелінеді.
Заманауи бұрғылау ерітінділері – оларды дайындауда және реттеуде өзіндік спецификалық қасиеттері мен мәселелері бар күрделі көп компонентті жүйелер екенін ескеру керек. Бұрғылау ерітінділеріне қажетті қасиеттер мен көрсеткіштерді беру, сонымен қатар сол қасиеттерді өз дәрежесінде сақтап қалу – химиялық әдістермен шешілетін күрделі техникалық тапсырма болып табылады.
Зерттеулер нәтижесінде бұрғылау ерітінділерінің қасиеттерін жақсартуда қолданылатын химиялық реагенттерден кең тарағаны – қолжетімді және арзан материалды, тиімділігі жоғары – көмірсілтілі реагент болып табылды
Көмірсілтілі реагенттерді өндіруде құрамында белгілі бір мөлшерде (30%-дан аз емес) гумин қышқылы бар қоңыр көмірлер қолданылады. Алынған көмірсілтілі реагент қасиеттері оны өндіру жағдайларына (компоненттер қатынасы, температура, гумин қышқылдарының бейтараптану дәрежесі, кептіру) тікелей байланысты.
Бұл өнім Республика өнеркәсіптерінде өндірілмейді. Сол себептен де бұл өнімге деген қажеттіліктер Украина және Ресей Федерациясынан экспорттау арқылы қанағаттандырылады. Сонымен қатар Республикада реагенттердің қасиеттерін тудыратын және зерттейтін, бұрғылау ерітінділерінің қасиеттерін модифицирлейтін зерттеулер жүргізілмейді.
Зерттеу нысаны: Қияқты кен орнының қоңыр көмірі және одан бөлініп алынған гумин қышқылдары. Төнкері кен орынының бентонит сазы мен Боралдай сазы.
Магистрлік диссертация мақсаты – Қияқты кен орны көмірінен гумин қышқылдарын бөліп алудың қолайлы жағдайларын анықтау. Көмірсілтілі реагенттер алу және оларды қолдана отырып сазды бұрғылау ерітінділерінің тиімділігін арттыру және тұтқырлықты төмендету мақсатында ерітіндіге натрий полифосфаттын енгізіп, модифицирлеу.
Осы мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:
- көмірдің физика-химиялық сипаттамаларын анықтау;
- көмірден гумин қышқылдарын бөліп алудың қолайлы жағдайларын анықтау;
- бастапқы көмір мен көмірден бөлініп алынған гумус қышқылының құрамын ИҚ-спектроскопия және электрондық микроскоп әдістерімен зерттеу;
- көмірден көмірсілтілі реагент алудың тиімді әдісін және гумин қышқылдарының шығымына көмір дисперстілігінің әсерін анықтау;
- бұрғылау ерітінділерінің технологиялық көрсеткіштерін жақсарту мақсатында (тұтқырлық, ығысудың статикалық кернеулігі, субергіштігі) көмірсілтілі реагенті мен Төнкеріс кен орнының бентонит сазы және Боралдай кен орнының саздарын қолданып тәжірибе жүргізу;
- Бұрғылау ерітінділерінің тиімділігін арттыру үшін ерітіндіге натрий полифосфаты енгізіп, модифицирлеу.
Жұмыстың ғылыми жаңалығы: Алғаш рет Қияқты кен орнының қоңыр көмірінің көмірсілтілі реагенті, Боралдай мен Төнкеріс кен орындарының саздары қолданылып бұрғылау ерітінділері дайындалды. Бұрғылау ерітінділерінің тиімділігін арттыру мақсатында натрий полифосфатымен модифицирлеу жүргізіліп, тұтқырлығы төмен бұрғылау ерітінділері алынды.
Зерттеудің ғылыми практикалық маңыздылығы: Жүгізілген зерттеу нәтижелерінде Қияқты кен орны қоңыр көмірінен құрғақ әдісті қолданып, көмірсілтілі реагент алынды. Отандық шикізат негізінде: көмірсілтілі реагент пен Боролдай және Төнкеріс кен орындарының саздары, натрий полифосфаты қолданылып, экологиялық қауіпсіздігі төмен, арзан әрі сапасы өнім  бұрғылау ерітінділері алынды.
1 Агроскин А.А. Химия и технология угля. М.: 1969. –С. 4-5.
2 Еремин И. В., Лебедев В. В., Цикарев Д. А. Петрография и физические свойства углей. М.: Недра, 1980. -263 с.
3 Аммосов И. М., Бабашкин Б. Г., Гречишников Н. П., Еремин И. В., Калмыков Г. С., Прянишников В. К. Промышленно-генетическая классификация углей СССР. М.: Наука, 1964. -175 с.
4 Касаточкин В. И., Ларина Н. К. Строение и свойства природных углей. М.: Недра, 1975. -159 с.
5 Камнева А. И., Платонов В.В. Теоретические основы химической технологии горючих ископаемых. М.: Химия, 1990, -288 с.
6 Davidson R. M. Molecular structure of coal. IFA Coal Research. London. Coal Science, 1982. V.1. -160 с.
7 Мухленов Н. П., Кузнецов Д. А. и др. Общая химическая технология. М.: 1970. -600 с.
8 Кузнецов И. Н. Катализ химических превращений угля и биомассы. Новособирск: Наука, 1990
9 Перешанц В., Кробля М., Муска Г. Проиводство и использование углеводородов. М.: Химия, 1987
10 Аммосов И. М., Тан Сю-и. Стадии изменения углей и перегенитические отношения горючих ископаемых. М.: Изд. Академии Наук СССР, 1961. -116с.
11 Orchin М., Colubie С., Anderson J.E., Starch H.H. Chermical structure and
properties of Coal. //U.S. Bur.of Mines. Bull. 1951. № 505. P. 133-136.
12 Huck G., Harweil J. Versuch einer Modellvorstellung von Freibau der Kohle. // Brennstoff. - Chemie. 1953. B. 34. № 7-8. S. 97-102.
13 Fitzgerald D., Van Krevelen D.W. Chemical structure and properties of coals. XXL. Kinetik of coal carbonization. // Fuel. 1959. V. 39. № 1. p. 17-37.
14 Dryden J.G. Chemical structure of coal. //Fuel. 1953. V.52. № 3. P. 394-396.
15 Given P.H. The distribution of gydrogen in coals and its relation to coal structure. // Fuel. 1960. V.39. № 2. P. 147-153.
16 Ladner W.R. The 1977 Robems coal science Lecture. // J.Inst. Fuel. 1978. V.51. P. 67-70.
17 Pitt G.J. Coal and Moder Coal Processing An Introduction. Academie Press. N.- Y. 1979. P. 44-50.
18 Wiser W.H. A kinetic comprison of coal pyrolysis and coal dissolution. // Fuel. 1968. V.47. № 6. P. 475-486.
19 Shinn J.N Fom coal to single-stage and two-stage products: a reactive model of coal structure. // Fuel. 1984. V.63. № 9. P. 1187-1196.
20 Hill G.R., Lyon L.B. A new chemical structure for coal. // Ind. Eng. Chem. 1962. V. 54. № 6. P. 36-39.
21 Huston J.L., Scott R.G., Studier M. H. Reaction of fluorine gas with coal and the aromaticity of coal. // Fuel. 1976. V. 55. № 10. P. 281-286.
        
        әл-фараби атындағы қазақ ұлттық университеті
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ ... ... ... және ... ... ... ШИКІЗАТ НЕГІЗІНДЕГІ КӨМІРСІЛТІЛІ РЕАГЕНТТЕРДІ ҚОЛДАНЫП, САЗДЫ БҰРҒЫЛАУ ЕРІТІНДІЛЕРІН ... - ... ... ... Р.С.
> 2012 ж ... ... ... ... ... 2012 ж ... ... ... ... ... 2012 ж ... ... ... ... және ... кафедрасы
меңгерушісі, х.ғ.д.,
профессор ... М.К.
> 2012 ж ... ... ... ... мен ... ... кіріспеден, әдеби шолудан, тәжірибелік бөлімнен, тәжірибе зерттеулерінің талдау нәтижелерінен, қорытындыдан және қолданылған ... ... ... ... 71 ... ... 16 кесте мен 14 сурет, 72 әдебиеттер тізімін қамтиды.
Кілтті сөздер: қоңыр көмір, гумин қышқылы, саз, көмірсілтілі реагент, вискозиметр, ... ... ... экстракциялау, модификациялау.
Зерттеу нысаны: Қияқты кен орнының қоңыр көмірі және одан бөлініп алынған ... ... ... кен ... сазы мен Төнкеріс кен орынының екі түрлі (қоспалар құрамымен ерекшеленетін қызыл және жасыл) бентонит ... ... ... ... өндіру - Қазақстан Республикасындағы басты өнеркәсіп саласы болып табылады және үнемі жетілдіруді қажет етеді. ... ... ... ... ... ... мен материалдарға тікелей байланысты. Материалдардың маңызды бөліктері, соның ... ... ... ... ... материалдар шет елдерден әкелінеді. Сондықтан отандық шикізат негізінде бұрғылау ерітінділерін дайындау, олардың қасиеттерін жақсарту жолдарын қарастыру жұмыстары мәселесі ел экономикасы ... ... ... ... ... ... ... Қияқты кен орны көмірінен гумин қышқылдарын бөліп алудың қолайлы жағдайларын анықтау. Көмірсілтілі реагенттер алу және оларды қолдана отырып ... ... ... ... ... және ... төмендету мақсатында ерітіндіге натрий полифосфаттын енгізіп, модифицирлеу.
Жұмыстың ғылыми жаңалығы: Алғаш рет Қияқты кен орнының қоңыр көмірінің көмірсілтілі ... ... мен ... кен орындарының саздары қолданылып бұрғылау ерітінділері дайындалды. ... ... ... арттыру мақсатында натрий полифосфатымен модифицирлеу жүргізіліп, тұтқырлығы төмен бұрғылау ... ... ... ... маңыздылығы: Жүгізілген зерттеу нәтижелерінде Қияқты кен орны қоңыр көмірінен құрғақ әдісті ... ... ... ... ... шикізат негізінде: көмірсілтілі реагент пен Боролдай және Төнкеріс кен орындарының саздары, натрий полифосфаты қолданылып, ... ... ... ... әрі сапасы өнім бұрғылау ерітінділері алынды.
Жұмыс бойынша публикациялары: Диссертация материалдары атты студенттер мен жас ... ... ... ... және жарияланған, 2013 ж., халықаралық конференция мен симпозиумдарда 2 материалдар жарияланған.
АННОТАЦИЯ
Обьем и структура диссертационной работы: Работа состоит из ... ... ... ... ... ... результатов экспериментальных исследований, заключения и списка использованной литературы. Материал изложен на 71 страниц, содержит 16 таблиц и 14 рисунков, насчитывает 72 ... ... ... ... бурый уголь, гуминовые кислоты, глина, углещелочной реагент, вискозиметр, бентонит, полифосфат натрия, экстракция, модификация. ... ... ... ... ... и ... ... выдeлeнного из угля. Глина месторождения Боралдай и бентонитовая глина Тонкериийской двух ... ... и ... ... ... ...
Цель работы: Нефтедобывающая промышленность является одной из ведущих отраслей Республики Казахстан и ... ... в ... ... ... нефти определяется, в основном, применяемой технологией и используемыми материалами. В связи с этим приготовления растворов для бурения на основе местного ... а ... ... по ... их ... являются наиболее актуальными проблемами для экономики нашенго государства. ... ... ... ... ... для ... гуминовых кислот из бурого угля месторождения Киякты. Получение углещелочных реагентов, а ... ... ... глиностого бурового раствора и в связи уменьшением вязкости добавление и модификация в раствор натрий ... ... ... исследования: Впервые приготовлены углещелочные реагенты бурого угля месторождения Киякты и ... ... при ... глин ... ... и ... При ... полифосфата натрия в целях увеличения эффективности раствора бурения были получены ... с ... ... и ... по ... Материалы диссертации доложены и обсуждены на Международной ... ... и ... ... 2013 г., ... 2 материала международных конференций и симпозиумов.
ANNOTATION
Volume and structure of the thesis: The work consists of an ... ... review, the ... part, the analysis of ... results, ... and ... Material of work is set to 71 pages, contains 16 tables and 14 figures and includes 72 sources of ... humic acids, brown coal, clay, coal alkaline reagent, ... ... sodium ... ... ... ... object: Coal from coalfield Kiyakty and humic substances separatated from coal. Clay deposits Boraldai and bentonite clay ... two ... (red and green with ... content of ...
Research actuality: Oil industry is one of the leading industries of the Republic of ... and is ... in need of ... The efficiency of extraction of oil is determined mainly applied technology and ... used. In this regard, the ... of ... for drilling based on local raw ... as well as work to improve their quality are the most pressing problems for the economy nashengo ... novelty of research: Definition of favorable conditions for the ... of humic acids from brown coal deposits Kiyakty. ... of ... reagent, and also increase the ... ... drilling fluid and reducing the viscosity due to the addition and ... of the solution of sodium ... and ... importance of the work: First formulated carbon caustic brown coal deposits Kiyakty and drilling fluids using clay deposits Boraldai and ... When sodium ... ... to increase the drilling ... of the solution were obtained with the reduced solution ... ... and publishing on paper. Dissertation materials reported and discussed at the International Conference of Students and Young Scientists named "World of Science" in 2013, ... 2 ... of ... conferences and symposiums.
МАЗМҰНЫ
НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕР
АНЫҚТАМА
6
7
ҚЫСҚАРТЫЛҒАН БЕЛГІЛЕУЛЕР, СИМВОЛДАР, ӨЛШЕМ БІРЛІКТЕР МЕН ТЕРМИНДЕРДІҢ ТІЗІМІ
КІРІСПЕ
8
9
1
ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ
11
1.1
Көмірдің түзілу кезеңдері
11
1.2 ... ... ... және ... ... ... ... қышқылдарын бөліп алу жолдары
1.3.1 Гумин қышқылдарының құрылымы мен қасиеттері ... ... ... ... көп ... ... Көп ... реагенттерді өндіру технологиясы
Құрамында көмірсілтілі реагент бар жуушы сұйықтықтардың қасиеттері
1.5.1 Жуу сұйықтықтарын химиялық реагенттермен модификациялау
28
30
31
32
2.
ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
36
2.1
Көмірдің физика-химиялық сипаттамаларын анықтау
2.1.1 ... ... ... Көмірдің күлділігін анықтау
36
36
36
2.2
Көмірден гумин қышқылдарын бөліп алу ... ... ... ... бөлу процесін оптимизациялау
Тәжірибе жүргізуге қажетті материалдар және қондырғылар
2.4.1 Тәжірибе жүргізуге қажетті материалдар
2.4.2 Сазды ерітінділердің ... ... ... Тәжірибе жүргізудің әдістемесі
37
38
38
38
45
3.
ТӘЖІРИБЕ НӘТИЖЕЛЕРІ МЕН ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
46
3.1
Қоңыр көмірлердің технологиялық қасиеттері және оларды анықтау
3.1.1 Көмірсілтілі реагент ... ... ... кен орны көмірінің физика-химиялық сипаттамалары
46
46
47
3.2
Қияқты кен орны көмірінен гумин қышқылдарын бөліп алудың қолайлы жағдайларын анықтау
50
3.3
Қияқты кен орны ... және одан ... ... ... ... ... физика-химиялық әдістермен зерттеу
56
3.4
Қияқты кен орны көмірінен көмірсілтілі ... ... ... ... ... ... ...
ҚОРЫТЫНДЫ
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
58
67
68
НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕР
Диссертациялық жұмыста төмендегі стандарттар бойынша сілтемелер келтірілді:
ГОСТ 27314-91 Қатты минералды отын. Ылғалдылықты ... ... 11022-95 ... минералды отын. Күлділікті анықтау әдістемелері.
ГОСТ 9517-94 Қатты минералды ... ... ... ... анықтау әдістері.
ТУ 25-1604.006-83 Ротационды вискозиметр ВСН-3. Техникалық шарттар.
АНЫҚТАМА
Көмір - органикалық ... ... ... бөліктерден құралған күрделі дисперсті жүйе.
Көмірлену - шымтезектің қоңыр көмірлер түзе антрацитке айналуы.
Метаморфизм - жер қыртысында көмірдің ... ... ... ... - құрылымдары ұқсас, молекулалық салмақтары ... ... ... ... - суда ... гумин қышқылы.
Гематомелан - спирттерде еритін гумин қышқылы.
Гумус қышқылдары - суда да спирттерде де ... ... ... еритін гумин қышқылы.
Экстракциялау − экстрагентермен заттар қоспасынан компоненттерді бөліп алуға арналған масса алмасу процесі.
Көмірсілтілі реагент − ... ... бар ... көмірлерді сілтімен өңдеу нәтижесінде алынған өнім.
Шымтезексілтілі реагент - бұрғылау ерітіндісі үшін ... және ... ... ... арқылы алынатын гуматты заттар.
Тиксотропия - механикалық әсер ... ... ... ... алғашқы құрылысының қайта қалпына келу қабілеттілігі.
Вискозиметр − тұтқырлықты өлшеуге ... ... - азот және ... ... ... - ... және ... орналасқан бөлшектерден және гидратталған алюминий силикатынан тұратын коллоидтық саз балшық.
Саз − негізінен сазды минералдардан (каолинит, монтмориллонит) ... ... ... бар шөгінді тау жыныстары.
Реология − сұйық, газ тәріздес және пластикалық заттардың ағымдылығын, сондай-ақ қатты денелердің деформациясына байланысты процестерді зерттеумен ... ... ...... ағыс ... әсер ... қасиеті.
ҚЫСҚАРТЫЛҒАН БЕЛГІЛЕУЛЕР, СИМВОЛДАР, ӨЛШЕМ БІРЛІКТЕР МЕН ТЕРМИНДЕРДІҢ ТІЗІМІ
КОМ - ... ... ... - ... ... құрылымының үзіндісі
ФҚ - фульвоқышқылы
ГҚ - гумус қышқылы
Аr - ... ... ... - ... үзінділер
Х - функционалды топтар (-ОН, -СООН, -NH2; -SH)
R - алкильді орын ... (С1 - ... - ... ... ... -О-, -О-СН2-, -NH-, -S-)
КСР - көмірсілтілі реагент
ЭМ - электронды микроскоп
ИҚ - инфрақызыл
ССБ − ... ...... ... барда
КМЦ - карбоксиметилцеллюлоза
К:С - көмір:сілті
КІРІСПЕ
Зерттеу тақырыбының өзектілігі: Мұнай өндіру - ... ... ... ... саласы болып табылады және үнемі жетілдіруді қажет ... ... ... ... негізінен қолданылатын технология мен материалдарға тікелей байланысты. Материалдардың маңызды бөліктері, соның ішінде бұрғылау жұмыстарын жүргізуде қолданылатын материалдар шет елдерден әкелінеді.
Заманауи ... ... - ... ... және ... ... спецификалық қасиеттері мен мәселелері бар күрделі көп компонентті жүйелер екенін ... ... ... ... ... ... мен ... беру, сонымен қатар сол қасиеттерді өз дәрежесінде сақтап қалу - химиялық ... ... ... техникалық тапсырма болып табылады.
Зерттеулер нәтижесінде бұрғылау ерітінділерінің қасиеттерін жақсартуда қолданылатын химиялық реагенттерден кең тарағаны - ... және ... ... ... ... - ... ... болып табылды
Көмірсілтілі реагенттерді өндіруде құрамында белгілі бір мөлшерде (30%-дан аз емес) гумин қышқылы бар қоңыр көмірлер қолданылады. Алынған ... ... ... оны өндіру жағдайларына (компоненттер қатынасы, температура, гумин қышқылдарының бейтараптану дәрежесі, кептіру) тікелей байланысты.
Бұл өнім Республика өнеркәсіптерінде өндірілмейді. Сол себептен де бұл ... ... ... ... және ... ... экспорттау арқылы қанағаттандырылады. Сонымен қатар Республикада реагенттердің қасиеттерін тудыратын және зерттейтін, бұрғылау ерітінділерінің қасиеттерін модифицирлейтін зерттеулер жүргізілмейді.
Зерттеу ... ... кен ... ... ... және одан ... ... гумин қышқылдары. Төнкері кен орынының бентонит сазы мен Боралдай сазы. ... ... ... - ... кен орны ... ... қышқылдарын бөліп алудың қолайлы жағдайларын анықтау. Көмірсілтілі реагенттер алу және ... ... ... ... ... ... тиімділігін арттыру және тұтқырлықты төмендету мақсатында ерітіндіге натрий полифосфаттын енгізіп, модифицирлеу.
Осы мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:
* ... ... ... ... ... гумин қышқылдарын бөліп алудың қолайлы жағдайларын анықтау;
* бастапқы көмір мен көмірден бөлініп алынған гумус қышқылының құрамын ИҚ-спектроскопия және электрондық ... ... ... ... көмірсілтілі реагент алудың тиімді әдісін және гумин қышқылдарының шығымына көмір дисперстілігінің әсерін анықтау;
* бұрғылау ерітінділерінің ... ... ... мақсатында (тұтқырлық, ығысудың статикалық кернеулігі, субергіштігі) көмірсілтілі реагенті мен Төнкеріс кен орнының бентонит сазы және ... кен ... ... ... ... ... Бұрғылау ерітінділерінің тиімділігін арттыру үшін ерітіндіге натрий полифосфаты ... ... ... ... Алғаш рет Қияқты кен орнының қоңыр көмірінің көмірсілтілі реагенті, Боралдай мен Төнкеріс кен орындарының ... ... ... ... дайындалды. Бұрғылау ерітінділерінің тиімділігін арттыру мақсатында натрий полифосфатымен модифицирлеу жүргізіліп, тұтқырлығы төмен бұрғылау ерітінділері алынды.
Зерттеудің ғылыми практикалық ... ... ... ... Қияқты кен орны қоңыр көмірінен құрғақ әдісті қолданып, ... ... ... Отандық шикізат негізінде: көмірсілтілі реагент пен Боролдай және Төнкеріс кен орындарының саздары, натрий полифосфаты ... ... ... ... ... әрі ... өнім бұрғылау ерітінділері алынды.
*
1. ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ
1.1 Көмірлердің түзілу кезеңдері
Көмірлердің түзілуі жайындағы мәліметтерді білудің маңызы өте зор. Себебі, бұл ... ... ... және ... ... негіз болады. Ең алғаш көмірлердің өсімдіктердің қалдықтарынантүзілгендігін М.В. Ломоносов айтқан болатын [1]. Алайда көмірдің түзілуі күрделі табиғи процестердің жиынтығы болғандықтан және бұл ... ... ... қысым, уақыт пен тағы басқа көптеген факторлар әсерін тигізетіндіктен, көмірлердің пайда болуы жайындағы теориялық мағлұматтар химиялық, микробиологиялық және ... ... ... Әр ... көмірлердің түзілуінде органикалық заттардың қандай компоненттері бастапқы материал болып табылатындығы жайындағы теориялық мәліметтер әлі ... ... ... ... емес. Көмірдің түзілуінің жалпы сызба-нұсқасы келесі түрде сипатталады [2]: ... ... ... ... ... 3
1 Тас ... ... ... 5 ... ... целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, шайырлы заттар, майлар, ақуыздар, көмірсулар, пектинді заттар кіретіні ... ... ... ... ... ... ... элеметтік құрамы келтірілген.
1-кесте. Көмірдің түзілуіне қатысатын өсімдіктер компоненттерінің элементтік құрамы (%)
Компонент
С
Н
О
Компонент
С
Н
О
Балауыздар
81
13,5
5,5
Ақуыздар
53
7
22
Шайырлар
79
10
11
Целлюлозалар
44
6
50
Майлар
76-79
11-13
10-12
Пектиндер
43
5
52
Лигниндер
63
6
31
Балауыз құрамына жоғары молекулалы май қышқылдарының күрделі эфирлері мен ... ... ... ... С24 - С34 ... С24 - С34 ... мен кей жағдайда көмірсулар кіреді. Өсімдікте балауыз - өзінің құрамы мен құрылысын ... және ... ... ... ... заттар. Мұндай заттар қоңыр көмірлердің құрамында кездеседі.
Шайырлар - бір ... ... мен ... құралған күрделі эфирлер. Мұндай заттар қанықпаған полиизопренді құрылымды және полимерлену мен ... ... ... ... ... молекулалық массалары артып, балқымайтын қосылыстарға айналады.
Майлар - глицерин мен жоғары молекулалы қаныққан және ... ... ... ... ... жеңіл гидролизденеді және микроорганизмдер әсерінен өзгереді, ал қанықпаған қышқылдар полимерлер түзе тотығады.
Ақуыздар - ... ... ие ... ... ... Ақуыздар өсімдіктердің құрамындағы моносахаридтермен байланысып, аминоқышқылдарды түзе гидролизденеді.
Целлюлоза - құрамы ... ... ... ... ... мен ... әсерлеріне тұрақты келеді, алайда ферменттер әсеріне тез ұшырайды. Гемицеллюлоза - гидролизге оңай ұшырайтын қышқыл мен сілтілерде еритін ... ... ... қосылыстар. Бұл гетерополисахаридтер гидролизденгенде целлюлоза сияқты глюкоза емес, ол моноза, фруктоза, галоктоза және урон қышқылдарын түзеді.
Пектинді заттар ... ... ... механикалық беріктігін арттырады және минералды қышқылдармен оңай гидролизденеді. Гидролиз өнімдерінің құрамындағы карбоксильді топтар магний және ... ... мен ... ... түрінде болады. Өсімдік жасушалары қабырғаларының механикалық беріктігі олардың құрамында лигниннің болуымен де түсіндіріледі. Лигниндердің целлюлозадан айырмашылығы олар гидролизденбейді, ... ... ... ... ... мен суда ... ... құрамы ароматты қосылыстардан құралған ретсіз құрылымды полимерлерге жатады. Бұл қосылыстардың құрамында оттек, карбоксильді және гидроксильді ... ал ... ... құрамына метокси топтар кіреді және олар өзара пропильді топтармен ... ... ... ... ... 6000 аралығында болады және олардың химиялық беріктігі гумин қышқылдарының жинақталуымен түсіндіріледі [2].
Сонымен, көмірдің түзілу процесі барысында химиялық берік компоненттер ... ал ... ... ... бұл ... ... жарты-лай өнімдері ретінде қатысады.
Органикалық заттардың шымтезекке айналуы, химиялық ... мен ... ... ... - ... көмірлену деп аталады. Шымтезектің қоңыр көмірлер түзе ... ... ... деп ... ... дәрежесі тығыздықтарының артуымен, С, О, Н мөлшерінің ... және ... ... бөлінуімен сипатталады. Температура артқан сайын көмірлену процесі ... ал ... осы ... жүретін химиялық реакцияларды баяулатады.
Көмірдің негізгі петрографиялық сипаттамаларына метаморфизм дәрежесі, петрографиялық құрамы мен тотықсыздану дәрежесі жатады. Метаморфизм - жер ... ... ... ... ... ... ... органикалық көмір затының физикалық қасиеттері, химиялық құрамы мен ішкі молекулалық ... ... ... ... ... ... құрамы микрокомпоненттері (мицералдар), микролитотиптері (микроингредиенттер) және литотиптері (ингредиенттер) бойынша ажыратылады. ... ... ... көмірлердің құрылысын зерттеу, көмір макромолекуласының құрылымы әртүрлі болатындығын көрсеткен [2-4].
1.2 Көмірдің физика-химиялық құрылымы және молекулалық моделі
Жалпы көмірдің қасиетін ... және ... ... толықтай зерттеу арқылы анықтайды.
Көмірдің негізгі физикалық қасиеттеріне тығыздығы, кеуектілігі, беріктігі, серпімділігі, соққыға ... ... ... [5]. ... ... ... ... жылтырлығы, шашыратқыш қабілеттілігі, сынуы, адсорбция және сәулелену дефракциясы жатады. Сондай-ақ көмірлер электрлік, магниттік (электр өткізгіштігі, диэлектрлік тұрақтылығы, ... ... ... ... және ... ... (жылу өткізгіштігі, меншікті жылу сыйымдылығы, қыздырғанда созылмалығы) сипатталады.
Көмірдің физикалық құрылымы тармақталған күрделі ... ... ... ... ... ... барлық физикалық қасиеті әртүрлі процестің жүру тәртібі және қыздырған кездегі өзгерісі ... ... ... ... химиялық құрылымының бір ғана корбанизация процесін алып қарасақ, ұқсастығына қарағанда айырмашылықтары айқынырақ білінеді. Ал ... ... ... ұқсастығын көрсетеді. Көмірдің көптеген физикалық параметрлерінің өзгерісі тәжірибе ... ... ... ... ... ... ... үгіту кезінде беріктігі, серпімділігі, соққыға төтеп бергіштігі және кеуектілігі маңызды болып саналады, өйткені кеуектің бос көлемі әртүрлі процестегі көмірдің тәртібіне ... әсер ... ... химиялық құрамы 100 жылдан бері зерттеліп келе жатқан нысан. Көптеген физико-химиялық және ... ... ... ... органикалық массасы жайында көптеген мағлұматтар алуға болады. Әсіресе Р. М. Давидсонның [6] соңғы жинақтамасында нәтижелі қорытынды берілген.
Әртүрлі технологиялық процестерде көмірді ... ... ... ... оның ... және ... ... химиялық қасиетін ескеру маңызды. Өйткені осы қасиеттері бойынша көмірдің қаншалықты реакцияға қабілетті екені анықталады.
Көптаннажды өнеркәсіптік ... ... ... процестерінде көмірлердің органикалық массаларын ең жоғарғы деңгейнде пайдалану мақсатында, көмірдердің химиялық ... ... ... ... конденсирленген ароматты ядролар мен бүйір радикалдарды терең зерттеулерден өткізу қажет. Қазіргі физика-химиялық әдістерді (ИК- және ... ... ... сусыз ерітінділердегі поляграфия, молекулалы спектрлі анализ, гель-хромотраграфия)пайдалану арқас ында ... ... ... ... ... аса ... ... Барлық көмірлер органикалық массадан (КОМ) және минералды бөліктен тұрады. [7] КОМ негізгі компонеттері көмірсутектерден, ... ... ... мен ... ... тұрады. Көмірдің органикалық массасының элементті анализіне көміртек, сутек, оттек және күкірт кіреді.
ОС маркалы ... ... С-Н ... және ... топтардың, ароматты >С=С< байланыстардың жұтылу сызықтары байқалады. Сондай-ақ С-О-С, -ОН, С-О, С=О топтарына тән ... ... ... 9] ... ... химиялық құрылымы ароматты емес байланыстармен байланысқан поликонденсирленген ... ... ... ... процесінде ароматты емес құрылымдардың мөлшері азаяды. Көмірдің метомарфизм дәрежесінің өсуімен поликонденсация процесі қарқынды ... ... ... ... қажетті маңызды негізгі сипаттамаларын иілгіштік, ерігіштік және т. б. қасиеттерін жоғалтады.
Қатты жанғыш қазбалардың топтық құрамын ... ... ... - ... анализ. Топтық анализ көмірді әртүрлі еріткіш сұйықтықтарында ерігіштігібойынша бөлуге негізделген. Олар келесі талаптарға жауап беруі қажет: әр-бір еріткіш, химиялық табиғаты ... ... ... бөліп шығару қажет және ол толығымен жұмсалуы керек. Топтық анализ қатты жанғыш қазбалардан келесі топтық заттарды: липоидтер, ... және ... ... ... және т.б. ... алудан тұрады.
Барлық жанғыш қазбалар С, Н, О, N, S бар қосылыстардан тұрады. Көмірдің ... азот ... 3-4% ... көп ... 1% ... ... ... азот мөлшерін анықтаудың стандартты әдісі, азот құрамды қосылыстарды көмір тотыққанша көмірдің үлесін концентрлі ... ... ... ... ... ... ... негізделген.
Табиғатта құрамында күкірті жоқ көмір кездеспейді. Көмірдің құрамындағы күкірт мөлшері 10% дейін болады және ол ... ... ... ... ... ... және ...
Төрт макроскопиялық ерекшеліктері бар генетикалық түрлерден тұратын гумусты көмірлер үшін ... ... ... жүйе ... ... мен дюрен жалтыраған көмірлер үшін, кларен күңгірт көмірлер үшін және фюзен жұмсақ қосылыстар ... ... ... қабылданған жүйе бойынша гумусты көмірлер үшін микрокомпоненттердің, әрқайсысы морфологиялық салыстырғанда біртекті және олар витринит, фюзинит және лейптенит топтарына бөледі [10].
Жалтыраған ... ... ... ... ... ... - біртекті құрылымсыз шыны тәрізді масса мен телленит (құрылымды витрен) ағаш ... ... ... ... ... ... ... құрайтындар: көмірдің жұмсақ қабаттарына кіретін және көмірленген клеткалары минералды бөліктермен ... ... бос ... ... - фюзиниттің өзі; микринит - құрылымы жоқ күңгірт көмірдің ... ... ... ... құрылымы едәуір күрделі құрылысты лейптинит тобын құрайтындар: экзинит (споралар), кутинит (кутикула), теллинит (тозаңша), резинит (шайырлы тозаңша), ... ... ... ... ... ... витриниттің ароматикалықпен салыстырғанда аморфты көміртек пен сутектің жоғары мөлшерімен ... ... ... ... ... көп ... ... КОМ-ның сұйылу пайызы да жоғары болады [2]. Сондай-ақ 8-ден 16-ға дейінгі С:Н қатынастары қолайлы болып ... және ол ... ... ... мөлшері жоғары болған жағдайларда тиоэфирлі топтар, сондай-ақ алифатты тізбектер немесе олардың қисындары арқылы байланысқан 20-30-дан көп емес көміртек атомдарынан тұратын ... ... ... ... фрагметтерін көрсетеді.
Көмір - органикалық масса, ылғал, ... ... ... күрделі дисперсті жүйе. Көмірдің органикалық массасының элементтік құрамы, макромолекуланың ... ... ... физика-химиялық және химия-технологиялық қасиеттерін айқындайды. Көмірдің органикалық масасының құрылымы әр ... ... ... түрде көміртектік бөлімі қаныққан және ароматты құрылымдардың аралығында орналасады. Бірақ көмірдің органикалық массасының қасиеттері мен құрылымдары арасындағы байланыстарды түсіндіргенде көптеген ... ... Яғни ол ... ... моделін әртүрлі көзқараспен қарап түсіріндіруінде
Н. Шторх және М. Орчен [11] көмірдің полиинденді құрылымын ұсынды. Бұл құрылымда молекулалар оттекті ... ... ... ... байланысқан.
Гук және Дж. Карвейл [12] көмірді құрамында алкил орынбасары бар, овелен сияқты өте тұрақты ... ... ... ... ... өсуіне байланысты орындасарлардың үлесі азайып, ароматтығы жоғарлайды.
Ван-Кревелен [13] көмірді конденсирленген ароматты фрагменттерден тұрып, әртүрлі топтармен байланысады деген, яғни полимер ... ... И. [14] ... ... ... 10 ... сақинадан кем емес құрылымнан құрылған және олар бір-бірімен көміртек-көміртекті, оттекті, метиленді көпіршемен байланысқан делінген. Көмірлену дәрежесі төмен көмірлерде ароматты сақина үш ... ... ... ал ... ... ... ... ароматты сақина саны 10-нан 20-ға дейін жетеді. Біршама уақыттан ... ... И. ... ... ... ... немесе короненнің алкилорынбасарлы сақиналары жай эфирлі байланыстармен байланысқанын анықтаған.
Гивен П., [15] ... Ж., [16] және Питт Г. [17] ... ... ─ 1-, 2-, және 3-конденсирленген ароматты сақиналар, гидроароматты көпіршелермен байланысқаны дәлелденген. Ж. ... [16] ... ... дейді. Оның құрамында 9,10-дегидрофенонтрен деген болжам жасайды.
Ал П. Гивен [15] ... ... ... ... Питтің [17] модельді құрылымы 9,10-дегидрофенентрен құрылымына негізделген және ол ... ... ... ... ... молекулалар өрімделіп байланысқан болады.
Вейбе [18] модельінің едәуір бөлігі ароматты және ароматты фрагменттер арасында орналасқан жай эфирлер көпіршелермен ... Бұл ... ... ... ... ... торды айқын бейнелейді.
Мокрамолекулалар торға донарлы-акцепторлы байланыстармен байланысқан.
Дж. ... [19] ... ... ... төрт немесе одан да көп сақинадан тұратын моно- және бициклді фрагменттерден тұрады делінген.
Ж. Хилл және Л. Лион [20] ... ... ... ... ... ... және гетероциклді ядродан (2-ден 9-ға дейін) тұрады. Олар оттек және көміртек атомдарынан, көміртек-көміртек, үшөлшемді және тетраэдрлік ... ... ... ... Хьюстан [21] бойынша көмір макромалекуласының орташа молекулалық массасының құрылымдық бірлігі 300-700 құрайды. Кіші ... ... - ... ... ал ... ... - тас көмірлер жатады. Тас көмірдің макромалекуласы гидроароматты фрагменттері - О - және - СН2 - ... ...
В. ... [4] тұжырымында көмір органикалық массасының құрылымы жүйесіз құрылымды бос орны бар полимер делінген.
Оның құрылымы ... ұзын ... ... ... ... конденсирленген ароматты ядродан (декоцеклен) тұрады.
Г. Головин және т. б. [22-27] көмірдің органикалық массасының орташа статистикалық құрылымдық бірлігінің жалпылама моделі ... ... ... ... ... ... ... бірлігі көмірдің физика-химиялық қасиеттері мен құрылысының өзара байланысын айқындауда қолданылады (1-сурет). Модель бес құрылымдық үзінділерді құрайды: Аr - ... ... ... ... саны орта ... 1-ден 5-ке ... болады); СА - циклоалканды үзінділер; Х - функционалды топтар (-ОН, -СООН, -NH2; -SH); R - ... орын ... (С1 - Сn); М - ... ... ... -О-, ... -NH-, -S-). Метаморфизм қатарында құрылымдық үзінділердің ара ... ... Аr ... сақиналар артып, М, R, Х, СА мөлшерлері кемиді.
862965117475
1-сурет. Көмірдің органикалық массасының орташа статистикалық құрылымы
1.3 ... ... ... ... алу жолдары
Битумоидтарға қарағанда гумин қышқылдары қоңыр көмірлердің органикалық ... ... ... ... бірі ... ... Бұл қышқылдардың шымтезек құрамындағы гумин қышқылдарынан ешқандай айырмашылығы болмайды және суда, этанолда ... ... ... гематомеланды, гумусты қышқылдар болып жіктеледі. Бұл қышқылдардың құрамына әртүрлі функционалды топтар кіреді [5].
Қоңыр көмірлердің қасиеттері олардың құрамындағы гумин қышқыл-дарының ... ... мен ... ... ... өзгеріп отырады. Бұл өзгерістерді гумин қышқылдарының құрамындағы функцио-налды топтардың мөлшерінің көмірлену сатысында өзгеруінен ... ... ... ... дәрежесі әртүрлі қоңыр көмірлерден тотыққан тас көмірлерге дейін функционалды топтардың мөлшерлерінің өзгерісі келтірілген. Тас көмірлер ауадағы оттекпен автототығып, ... ... ... ... ... ... ұқсас гумин қышқылдар түзеді.
Кестеден көрініп тұрғандай қоңыр ... ... ... ... ... 65-80%) ... құрамындағы оттегінің мөлшерінің 80%-дан астамы функцио-налдық топтардың үлесінде болады.
Функционалды топтардың ішінде метоксильді ... ... өте аз, бұл ... ... ... ... жоғары көмірлерде мүлдем кездеспейді. Активті оттегінің негізгі түрлері карбонильді және фенолды гидроксотоп құрамында көбірек болып, көмірлену ... ... ... күрт ... Фенолды гидроксотоп мөлшері 35,6%-дан 52,2%-ға дейін артып, карбоксильді ... ... ... 3,7 %-ға ... ... көмірлердің түзілу сатысында (көміртегі мөлшері 80%-дан артық) активті оттегінің негізгі үлесі карбонильді және ... ... ... ... ... ... үлесі көміртегінің мөлшері 90%-дан жоғары көмірлерде басым келеді. Көмірдегі оттегінің ең аз мөлшерінде (2,5 %) тек қана ... топ (16%) ... ... ... ... (84%) активсіз түрде болады. Сонымен көмірлену процесі барысында функционалды топтардың сандық құрамымен қоса (көмірдегі оттегінің азаюы), сапалық құрамы да ... [5]. ... ... ... ... ... ... қышқылдарының құрамындағы функционалды топтардың мөлшері
Функционалды топтардың көмірдегі мөлшері, % (масс.)
Функционалды топтардың гумин қышқылдарындағы мөлшері, % (масс.)
С
Ожалпы
СООН
ОНфен.
СО
ОСН3
Оактивсіз
65,2
28,7
30,4
35,6
16,3
1,4
16,3
74,6
16,8
8,9
48,2
16,1
0,0
26,8
80,0
13,4
3,7
52,2
9,7
0,0
34,4
85,0
8,2
0,0
4,9
4,9
0,0
90,2
90,3
3,4
0,0
0,0
14,7
0,0
85,3
92,8
2,5
0,0
0,0
16,0
0,0
84,0
Сiлтi ерiтiндiлерi - ... ... ... ... алуда негiзгi реагент. Көмiрден гумин қышқылдарын осы реагенттермен бөлiп алу қышқылдардың өздерiне қарағанда сулы ерiтiндiлерде иондану дәрежесi жоғары тұздардың түзiлу ... ... ... ... + nNaOH ... + nH2О ... қышқылдарын және олардың тұздарын алу үшін белгiлi температура мен уақыт аралығында сiлтiнiң белгiлi концентрациясымен ұнтақталған көмiрдi өңдейдi. ... ... ... ... ... ал ... ... қатты фазада қалып, сүзу немесе тұндыру арқылы бөлiнедi. Гумат ерiтiндiсiн гумин қышқылдарын минералды қышқылдармен өңдеу арқылы ... ... ... ... ... ... бүкiл органикалық массасын сілтіде еритiн өнiмдерге айналдыруға болады.
Гумин қышқылдарының шығымы көмiрдiң петрографиялық құрамына, тотықтыру дәрежесiне, сондай-ақ сiлтi ерiтiндiсiнің мөлшеріне ... ... ... ерітіндісінің көп не аз мөлшерінде гумин қышқылдарының коагуля-циялануы жүреді. Шымтезек, қоңыр көмiр және оларды өңдеуден алынған өнiмдерден ... ... ... ... өнеркәсiпте дайындалған препараттар көп жағдайда сiлтiлiк металдар мен аммонийдiң тұздары болатындықтан, олар ... ... ... ... ... ... матрицасындағы металл катиондарын металл емес катиондарға алмастырудың мақсаты гуминдердiң аниондық және катиондық бөлiктерiнiң физика-химиялық қасиеттерiн кеңейту, улы қасиеттерiн ... ... емес ... алу.
[28]-жұмыста қоңыр көмiрлерге құрамында азоты бар органикалық негiздермен әсер ... ... ... ... алу тәсiлдерi зерттелген. Тәжiрибелерде әртүрлi (NaOH, Ca(OH)2, NH4OH, Al(OH)3, (CH3)4NOH) негiздер қолданылған. Гумин қышқылдарының ең көп шығымы ... 0,25 Н ... ... ... ... ... Көмiрдi Ca(OH)2 және Al(OH)3 ерiтiндiлерiмен өңдегенде сулы гидролизаттан ... ... ... ... ... ... Бiрақ Al(OH)3 - пен өңделген көмiрдi 1%-дық NaOH ерiтiндiсiмен қайтадан ... ... ... қышқылдарының шығымы тек қана NaOH - пен өңдегеннен гөрi бiршама жоғарылайды. ... ... ... матрицасына Al(OH)3 енгiзгенде және 1500С температураға дейiн қыздырғанда алынған жанғыш кеннiң органикалық массасы ... ... ... ... заттардың шығымы артатындығында.
Гумин қышқылдарының шығымына температураның және ... ... ... ... Термиялық өңдеудiң ұзақтығы гумин қышқылдарының шығымын кемiтедi. Оның себебi сiлтiнiң өте ... ... әсер ... ... ... ... ... процесi жүрiп, қалдық көмiрдiң шығымын артырады. Температураны 1500С -дан 1800С-қа дейiн арттырғанда тетраметиламмоний гидроксиді және ... ... ... көмiрден гумин қышқылдарының шығымы төмендейді. Себебі термиялық тұрақтылығы онсыз да төмен ... ... ... ... процесi жүреді. Сонымен қатар тетраметиламмоний гидроксидін ... ол ... мен ... ... да, ... ... шығымы төмендейдi. Алынған тетраметиламмоний гуматы өсiмдiктiң дамуын тездететiн ... ... ... ... ... ... ... майдалап ұсату гумин қышқылдарын бөлме температурасында қысқа уақыт аралығында алуға мүмкiндiк бередi. ... ... ... ... ... гумин қышқылдарын экстракциялау әдiсiнің болашағы зор. Бұл жағдайда аз ... ... ... ... ... органикалық еріткіштермен өңдеп, балауыз және гумин қышқылдарын алу жолдары [29]-шы жұмыста қарастырылған. Алынған өнімдердің шығымы, фракциялық, химиялық құрамы ... ... ... ... зерттелген. Балауыз бөлінгеннен кейінгі қалдық көмір құрамынан гумин қышқылдарын ... ... ... ... 69,7 - 74,4% құраған.
Гумин қышқылдарын бөлу ... ... ... ... құрамындағы мөлшерiне, құрамының тұрақтылығына және гумин қышқылдарының көмірдің органикалық және минералды бөліктерімен ... ... ... Тотыққан көмірлердегі гумин қышқылдарының функционалды құрамын газ және сұйық фазаларда озондау ... ... ... жолдары [30-31]-ші жұмыстарда жүргізілген. Озондау - жұмсақ жағдайда көмірдің органикалық ... ... ... ... ... және жаңа органикалық өнімдерді алуға арналған тотықтыру әдістерінің бірі. Көмірді газ фазасында озондау процесінде гумин қышқылдарының құрамында ... ... ... ... ... фазада тотықтыру процесін хлороформ мен сірке қышқылы қатысында жүргізгенде гумин ... ... 94% ... ... күл ... ... ... технологиялық процестерде қалдықтар көп болады да, гумин қышқылдарының сапасын ... ... ... ... бөліп алуда әр кен орны көмiрлерінің құрылымдық ... ... ... ... ... қажет.
1.3.1 Гумин қышқылдарының құрылымы мен қасиеттері
Табиғатта гуминді заттар кең тараған және өсімдіктер мен ... ... ... ыдырау процестеріне ұшырау салдарынан барлық жерлерде түзіледі. Бұл қосылыстар шымтезектің, топырақтың, көмірлердің құрамына ... [32]. ... ... - ... ... ... ... қоңыр көмір, тас көмір) сілті ерітіндісімен әсер еткенде қою қоңыр түске боялатын ... ... ... ... ... ерітіндісіне минералды қышқылдармен бейтараптану реакциясын жүргізсе, аморфты ... ... ... ... [33]. ... ... шымтезек сатысында өсімдік қалдықтары жер қыртысында әртүрлі микроорганизмдердің әсерінен гумин ... ... ... ... ... ... тағы бір жолы - тотығу процесі. Бұл процесс атмосферадағы немесе судағы ... ... ... ... ... ... ... әсер ету арқылы жүреді. Шымтезек пен қоңыр көмірден алынған гумин қышқылдары көмірдің тотығуы процесінде түзілген гумин қышқылдарынан көміртегінің сутегіне қатынасы ... ... ... пен ... көмірдегі гумин қышқылдарының құрамы мен мөлшері әртүрлі және шымтезек түзілу сатысындағы өсімдіктің түріне, оның ыдырау дәрежесіне ... ... ... ... гумин қышқылдарының мөлшері көмірдің табиғатына (топырақты, тығыз, жартылай жылтырақ және т.б.) байланысты [35]. Гумин қышқылдарының құрылысы мен ... ... кен ... ... ... алу ... ... әртүрлі болады. Гумин қышқылдары - құрылымдары ұқсас, молекулалық салмақтары бойынша ерекшеленетін органикалық қосылыс-тардың жиынтығы. ... ... ... ... үш ... ... болады: суда еритіні - фульвоқышқылдар, спирттерде еритіні - ... ... және суда да ... де ... ... ... еритін түрі - гумус қышқылдары. Гумин қышқылдарының негізгі бөлігін осы ... ... ... Гумин қышқылдарының құрамына гиматомелан, гумус, фульвоқышқылдармен қоса аминоқышқылдар, пептидтер, полисахаридтер және көптеген микроэлементтер кіреді.
Гумин қышқылдарының құрылысы жөнінде көптеген болжамдар ... ... ... ... ... М. Шницер, И.Д. Комиссаров, В.И. Касаточкин, С.С. Драгунов және басқаларының ұсынған формулалары белгілі [36]. Бұл ... ... ... ... ... ... бензолоксикарбон қышқылдарының қарапайым қосылыстары, көмірсутектер мен май қышқылдарының қосарланған туындыларынан бастап, тұйық ... ... ... ... ... болады деген болжамдарға дейін әртүрлі принциптер мен сызба-нұсқалар пайдаланылды. ... ... осы ... ... белгілі қасиеттерін мейлінше толық бейнелейтін формула екеу. ... ... И.Д. ... ... Д.С. ... ұсынған формулалар. Алайда бұл формулалардың екеуі де статистикалық формулалар, гумин қышқылдарының ... ... ... ... олардың байланысу тәсiлдерi тек болжаммен айтылған, тiкелей құрылымдық зерттеулермен дәлелденбенген. Дегенмен, бұл формулалардың екеуі де ... ... ... ... бiлгiлi химиялық және физикалық қасиеттерiн жан-жақты айқындайды және олардың физиологиялық белсендiлiктерiн түсiнуге негiз бола ... ... да ... ... бұл ... ... қышқылдарының екi мүшелi екенiн, олардың құрамына моносахариттер мен полисахаридтер және полипептидтер типтес гидролизденген компоненттер кiретiнiн ... ... ... С=С ... арқылы қос байланыстардың тiзбегiн құрайтын аз конденсирленген бензоидты үзінділерден тұрады. Сонымен қатар, гидролизденбеген бөлiктiң құрамында азотты және ... ... де ... ... ... ... ... олардың молекуласының амино, амидо, метоксильді, карбоксильді, фенолды және спирттi гидроксил-дермен, хиноидты топтармен қаныққандығын айтуға болады.
Әртүрлі көмірлердің құрамындағы гумин қышқылдары ... ... мен ... топтардың мөлшері бойынша көмірлену деңгейіне қарай бір-бірінен ерекшеленеді. Көмірлену деңгейі өскен сайын гумин қышқылдарында көміртегі мөлшері өсіп, сутегі, оттегі, ... ... ... азаяды.
Гумин қышқылдарының көптеген үлгiлерiнде құрамында активтi оттегi бар топтардың мөлшерлерi (мг-экв/г) мынадай: ... - 2-5%; ... ... - 2,5-5%; ... топтар - 0,6-4%; альдегидтердiң карбониль топтары - 0,2-1,5%. Гумин ... ... ... ... ... қарағанда әлдеқайда белсендiлеу болады. Гумин қышқыл-дарының үлгілерін сұйық аммиактағы натрий металымен реакцияластыру арқылы жай эфирлi байланыстардың бар екендiгi дәлелдендi. ... ... ... ... ... ... қышқылдарды Е.А.Григорьева ұсынған газ-сұйық хроматография әдiсiмен зерттегенде, ... ... ... жүйелердi тотықтырудан түзiлетiн бензолполикарбон кышқылы) түзілмейтіндігін, негiзiнен три және тетрабензол-карбон қышқылдарының түзiлетiнi анықталды [37]. ... ... ... ... ... ... гумин қышқылдары полиқосарланған жүйелерге жатады. Бұл жағдай көптеген факторлармен ... ... ... ... ... шоғыр-лануына байланысты түзілетін полиқосарланған жүйелерде атомдардың өзара әсерлесуi күшейіп, жеке ... ... ... ... ... ...
Бұл жағдайды гумин қышқылдарының электрондық жұтылу спектрлерінен байқауға болады. Гумин қышқылдарының ерiтiндiлерi спектрдiң қысқа толқынды ауданына қарай жылжытылған көрiнетiн және ... ... ... ... ... ... ... жiңiшке жолақтарға ыдырамауы атомдардың хромофорлы топтасуларының жалпы жұтылу жолағына аз әсер ететіндігін көрсетедi [37].
Гумин қышқылдарының полиқосарланған ... ... ... ... тән ... ... да ... дәлелденген, ол қасиеттер: донор-акцепторлы механизм бойынша ассоциаттар түзу қабiлетi, ... ... ... еруi, аз ... және ... термиялық тұрақтылығы.
Гумин қышқылдарының электрондық құрылымының қосарланған ... ... ... ... ... тiкелей байланысқан функционалды топтардың -электрондарын да қамтиды. Бұл жағдай функционалды топтардың ... ... ... және ... ... ... әсер ...
Гумин қышқылдары құрамы күрделi және тұрақсыз жоғары молекулалы ... ... ... ... ешқайсысы гумин қышқылдары молекулаларының құрылысын дәл сипаттайтын формула деуге болмайды. Дегенмен бұл формулалар гумин қышқылдарының қасиеттерiн сипаттауға, олардың әрекеттесу ... ... ... ... әдiстерiн жетiлдiруге мүмкiндiк бередi. Басқаша айтқанда, жеке формулалар молекула құрылымын шамамен болса да бейнелейдi. Гумин ... ... ... ... ... де ... молекулалық формуласын құрып қолдануға болады, бiрақ бұл формулалардың бәрi де ықтимал формула екенiн естен шығармау керек [38].
Гумин қышқылдарының молекулалық құрылымын ... ... ... ... екi ... ... ... бұл саладағы дамуы шамалы екенiн көремiз. Қазiрше осы заттардың макромолекулаларының құрылымы туралы түсiнiктерiмiз өте жуық болғанмен, көптеген ... олар ... ... механизмiн және кинетикасын түсiндiруге, гумин қышқылдары негiзiнде алынған препараттардың қасиеттерiн болжауға мүмкіндік береді.
2-сурет. И.Д.Комиссаров бойынша гумин ... ... ... ... ... ... жан-жақты химиялық әрекеттесулерге түсуiн ароматты ядролар мен алифатты тiзбектерде әртүрлi функционалдық топтардың болуымен және макромолекула тұлғасының ... ... ... ... ... қышқылдарының химиялық өзгерістерін үш түрге бөліп қарастыруға болады: 1) макромолекуланың шеткi, ең қозғалмалы ... ... 2) ... ... ... "ядролық" бөлiгiндегi реакциялар; 3) макромолекуланың тұтас өзгерісін қамтитын процестер.
Гумин қышқылдары қатысында жүретiн химиялық ... ... ... ... екi ... ... қарастыруға болады:
* гетеролиттiк реакциялар, онда гумин қышқылдарының макро-молекуласы өзiнiң полифункционалдылығына байланысты жаңа химиялық байланысқа нуклеофильдi немесе электрофильдi агент ... ... ... немесе гомолиттiк реакциялар, онда коваленттiк байланыс әрекеттесушi реагенттердiң бiр-бiр ... ... ... ... реакцияларда гумин қышқылдарына "шабуылдың" нысанасы ретінде фенолды және спирттi гидроксильдер, карбоксиль, ... және ... да ... ... көмiртек қанқасындағы қос байланыстар қатысады. Гумин қышқылдары құрылысының ерекшелiктерi ... ... ... ... ... жүретiн химиялық әрекеттесулерге айтарлықтай әсер етедi.
Гумин қышқылдарының ароматты ядросы арқылы жүретiн реакциялар типi - ... орын басу ... Олар ... галогендеу, алкилдеу, диазоттау және басқа реакциялар. Фенолды гидроксильдiң болуы гидроксиль тобындағы оттек атомдарының р-электрондары мен ароматты ядроның -электрондарының ... ... ... ядроның электрон тығыздығы артып, электрофильдiк агенттің шабуылын арттырады. Гумин қышқылдарымен химиялық әрекеттесудiң ... ... бос ... реакциялар маңызды орын алады. Парамагниттiк қаситтерiне байланысты гумин қышқылдарын тұрақты бос макромолекулалар деп ... ... ... ... ... бос ... түрі әртүрлi. Олар: қанықпаған жүйелердiң -электрондарымен әрекеттесу арқылы жүретiн ... алу, ... орын басу және ... бос радикалдармен әрекеттесу арқылы жүретiн рекомбинация реакциялары. Осы реакциялардың соңғысының гумин қышқылдарын қолдана отырып, бос радикалды механизммен жүретiн ... ... ... маңызы өте зор.
Сонымен, жоғарыда айтылғандарды ескере отырып, гумин ... ... ... ... ... ... ... қышқылдары - алғашқы заттарға байланысты бiр-бiрiнен кейбiр айырмашылықтары бар, ... ... ... ... ... ... қара ... түстi заттар. Химиялық формуласына келсек, гумин қышқылдары - ... ... ... емес ... ... конденсирлену дәрежелерi аз, ароматты оксикарбон қышқылдары. Гумин қышқылдарының жалпы құрылымы, мысалы ядросында және бүйiр тiзбегiнде ... ... ... ... ... бар ... қосылыстардың және парамагнитті орталықтардың болуы, олардың ион алмасу, ... ... ... ... ... қабiлеттiлiгiн, жалпы айтқанда, олардың қасиеттерiнiң әмбебаптығын қамтамасыз етедi.
Гумин қышқылдарындағы функционалды топтардың сандық және сапалық құрамын әртүрлі ... ... ... анықтауға болады. Гумин қышқылдарын кальций ацетатымен әрекеттестіріп, реакция нәтижесінде түзілген сірке қышқылын калий ... ... ... ... ... ... ... мөлшерін анықтайды (Гум - гумин қышқылы құрылымының үзіндісі) [5]:
2Гум-СООН + (СН3 СОО)2 Са (Гум СОО)2 Са + 2СН3 СООН ... ... ... ... ... ... ... қышқылын сілті ертіндісімен титрлеп, карбонильді топтардың мөлшерін анықтайды:
Гум-СНО + NН2 ... ... = NОН + Н2 О + НСl ... ... ... ... ... қышқылымен әсер етіп, түзілген ұшқыш метилйодидін күміс нитратымен ... ... ... ... ... ... ...
Гум-ОСН3 + НI Гум-ОН + СН3I ... ... ... (II) ... ... реагенттің артық мөлшерін кері титрлеу әдісімен хиноидты топтарды анықтайды:
(5)
Гумин ... ... ... ... ... ... ұзақ уақыт аралығында әртүрлі өзгерістерге түсе алады. 100 0С жоғары температурада гумин қышқылдарының сілті ертінділерінде ерігіштігі азаяды.
Жаңғыш кендердің ... ... ... ... ... ... ... алифатты, ароматты фрагменттері бар төмен молекулалы, сондай-ақ жоғары молекулалы қосылыстар болады. Шымтезекті сулы ... және ... ... өңдеу барысында алынған гумин қышқылдарының құрамында липидтер, азотты қосылыстар көптеп кездескен. ... ... ... гумин қышқылдарының құрамы алифатты құрылымды қосылыстардан құралған. Қышқылды ортадар бөлінген гумин қышқылыдары құрамында оттекті функционалды топтары бар конденсирленген ... ... ... ... [38].
Гуминді заттардың молекулалары табиғи қосылыстарға жатады. Олардың молекулаларының көмірсутекті бөлігі (гидрофобты) ретсіз тармақталған құрылымды болып ... ... ... ... гидроксильді және тағы басқа топтардан құралады. Сульфирленген түрлерінде диссоциациялануға қабілетті қосымша сульфотоп болады. Жоғарыда аталған барлық ... ... ... ... ... ... ретсіз орналасады да, олардың молекулалары нақты дифильді қасиет көрсетпейді [39].
Гуминді қосылыстардың гетерогендігі мен полидисперстілігі, сондай-ақ құрамында әр түрлі ... ... бар ... және ... ... ... бұл қосылыстар әр алуан физика-химиялық қасиет көрсетеді. Экстракциялау қабілеттілгінің артуына қарай алынған түрлі реагенттерді қолданып, шымтезек құрамынан құрылымы мен ... ... әр ... ... препараттарды алуға болатындығы [40]-шы жұмыста зерттелген. Алынған гуминді ... ... ... ... ... және ... ... топтар бойынша ерекшеленген.
Қатты отындардың құрамына Д.И. Менделеевтің периодтық жүйесіндегі 70-ке жуық элементтер кіреді. Концентрациясына ... ... ... ... ... және микрокомпонентті болып жіктеледі. Бұл минералды компоненттердің біршама бөлігі көмірдің ... ... ... ... Органикалық еріткіштер химиялық қасиеттеріне қарай көмірдің органикалық ... әр ... ... Көмір молекуласында металдардың басым көпшілігі катион алмастырғыш түрде болатындығы зерттелген [20]. ... ... ... декатиондалынуына қарай олардың деполимерленуі жеңіл жүретіндігі анықталған.
Көмірді бөлме температурасында 20 %-дық азот қышқылымен, 30%-дық сутектің асқын тотығымен, 4,8%-дық ... ... ... ... ... қышқылдарының шығымын арттыруға болатындығы [41]-ші жұмыста қарастырылған. КОМ-на азот қышқылымен әсер ароматты сақинаның электрофильді орын басу реакциясына әкеліп, нитрофенолдар түзіледі, ... ... ... деметилирленуі мен деструкциясы салдарынан СарО-құрылымдар артып, тотығу рекциясы нәтижесінде алифатты карбоксильді және ... ... ... ... Сутектің асқын тотығымен және калий перманганатымен өңдеу нәтижесінде молекула аралық сутектік байланыс-тармен байланысқан және бос ... ... ... ... байланыстар, метильді, метиленді, карбоксильді топтар мөлшері артады.
1.4 Қоңыр көмір негізіндегі көп компонентті реагенттер
Бұрғылауда қолданылатын гуматты реагенттерге шымтезексілтілі және көмірсілтілі ... ... ... ... ... ... ... натрий тұзы болып табылады. Сондықтан қоңыр көмірлерден алынған көмірсілтілі ... көп ... ... болып келеді. Шымтезексілтілі реагент субергіштігін азайтушы ретінде аз белсенді және ол жоғары тұтқырлығымен ерекшеленеді. Сазды ... бұл ... ... аздаған сіңірулермен күресулерде қолдану мақсатында ұсынылады. Себебі, алынған ерітінділер ... ... ие және ... ... ... арналарын жабатын шымтезек талшықтары бар [42].
Мұнай өндіру ... ... ... ... ... ... ... және жоғары тиімділігімен көп таралғаны көмірсілтілі реагенттер (КСР) [35, 42-46]. ... ... ... ... бар ... ... ... өңдеу нәтижесінде алынған өнім [37, 45, 47-51]. Гуминді ... ... ... әсер етуші бастамасы − күрделі жоғарғы молекулалық қосылыс. Бұл ... ... ... жолмен өзгерісі қоңыр көмірден алынған реагенттердің коллоидтық тұрақтылығына әсер ... ... ... ... ... ... кең ... полимер. Гумин қышқылдарының құрамында карбоксильді, фенолды, метоксильді, хинонды функциялық топтар бар. Визкозиметриялық және ... ... ... ... молекулаларының сфера түрінде болатынын көрсетті. Қышқылдық ортада ... ... ... ... және ... ... ... Сілтілік ортада бұл тізбектердің күшеюі мен агрегаттардың диспергирленуін күтуге болады. Тұрақтандырушы әрекеттің ең жоғарғы мәніне ... ... рН 11-12 ... ... [45].
Реагенттерді құрайтын негізгі белсенділер, гумин қышқылдарының натрий тұзы мен желатинозды ... ... ... ... енгізгенде белсенді заттар бөлшектері саздың бетін жауып, саз ... ... ... ... ... түзеді. КСР-дің тұрақтылық әсері ауыспалы Са және Na катиондарының қатынасына тәуелді. Сүзгіш қабат жабысқақ және тығыз болады. ... ... ... тек ... бет ... ғана емес жағы және ... ... саз бөлшектерінің жабысуына алып келетіндіктен, статикалық кернеу өзгерісі бірден ... ... ... ... ... ... көмірлерден алынған КСР тұздарының коагирлеуші әсерге тұрақтылығындағы ерекшелікті, әсер ... ... ... мен орта ... ... ... қосылыстардың құрамының әртүрлілігімен түсіндіруге болады. Сонымен бірге, гумин қышқылдарының молекуласы аз болған сайын, минералды бөлікпен байланысы берігірек болатыны анықталды. Гуматтар ... ... ... ... ... бұл гуматтардың минералдардың торына енуімен түсіндіріледі. Гумин қосылыстары коалинит типті минералдардың тек кристалл бетіне ғана енуі, ол осы саздардың суспензиясындағы ... ... ... нашарлауына себепші болады [5].
Көмірсілтілі реагенттерге бастапқы әсер етуші − сілтілік гуматтар. Гуматтардың қолдану аумағын кеңейту және ... ... ... ... ... рет ... [46, 54]. Ол бірнеше бағыттар бойынша жүзеге асырылды. ... ... - ... ... мен ... ... ... жақсарту. Бұл бағыт бойынша инертті фракциялардан арылту және декантатты кептіру жолымен реагенттерді байыту жүзеге асырылады.
Гумин қышқылдарын қатты шикізаттан ... үшін ... ... ... ... 20°С ... шламда қалған гумин қышқылдырының алынған мөлшері, ерітіндіге өткен мөлшерін арттыратыны көрсетілген. 60 °С температурада ерітіндіде гуматтардың шламға қарағанда екі есе ... ... ... 1 ... ... ... 80°С ... көмірдегі гумин қышқылдарының барлығы бөлінеді. Ал 100°С температурада гумин қшқылдары мөлшері ... ... ... бұл ... ... ... және бұзылуымен байланысты.
Гуматтарды алудың белгігі әдістерінің айтарлықтай кемшілігі бар: шикі өнім (гумин қышқылдарының сулы ерітіндісі) құрамында суспензилы күйде қалдық ... бар. ... орай ... ... ... ... бөлу мәселесі туындайды. Гумин қышқылдары тұздарын сүзгілерді кольматирлейтіндіктен, фазалардың бөлінуі тек центрифуга көмегімен ... ... ... ... мен ... ... және аз ... үрдіс. Бұл үрдіспен көп мөлшерде қалдықтар (шлам) жиналады. Сонымен қатар қалдықтармен бірге гуматтардың біраз мөлшері де ... ... Көп ... ... ... технологиясы
Көмірсілтілі реагенттердің әсер етуші бастамасы сілтілі гуматтар, шамамен суда еритін фульвоқышқылдар (ФҚ), спиртте еритін гиматомелан ... (ГМҚ) және ... ... ... ... (ГҚ) ... ... реагенттер өндірісінің физика-химиялық маңызы көмірдегі гумин қышқылдарының суда еритін қосылыстарға ауысуы. Ол каустикалық сода ерітіндісімен ... қол ... ... алудың екі әдісі бар - сулы және құрғақ. КСР өндірісі құрғақ әдіс қолданып жүзеге ... ... ... ... ... кіріс және тасмалдау шығынның аздығымен ерекшеленеді. Құрғақ әдіс бойынша КСР өндірісі технологиясының кемшілігі, реагенттің өздігінен жануына ... ... ... ... қышқылдары мен күйдіргіш натр арасындағы реакцияның аяқталмауы. Сулы әдіс бойынша реагент өндірісі қабатталған көмірдің сұйылуына, сілтімен араласып одан ары ... ... ... ... ... сілтілік тарту және гуминді заттарды күкірт қышқылымен кептіру, сонымен ... ... тұз ... ... ... ... ... және бензолмен жеке-жеке айырып алумен жүзеге асады. КСР ... ... ... ультрасүзу, диализ арқылы жүргізілді. Тұрақтандырушы әсерге реагент оның сүзіндісі мен ультрасүзіндісі жақын, бірақ полидисперсті фракцияларда бұл әсер ауқымды сипатта болатынын айта ... жөн. ... ... ... ... ... ... ауысқанда тұрақтандырушы функциясы жоғалады. Гуматтардың макромолекулаларының артуымен қорғаныс қасиеті күшейеді, бірақ сұйылу қабілеті азаяды [44].
Ұнтақ тәрізді реагентті ... ... ... ... ... ... ... арқылы алады. Жоғары ылғалдылығына қарамастан 30% ға жететін өнім жоғары кеуекті көмір ... ... және ... болады.
Реагенттің дайындалуы қосылған сілтінің бейтараптануы нәтижесінде ... ... және ұзақ ... арқылы жүзеге асады. Экзотермиялық реакция қатардағы 70-100оС-тан асуы реагенттері бар қаптардың қызуын тудыруы және газ ... ... ... ... ... ... ... Бұл КСР өздігінен жануына себепші болып табылады. Шектен тыс қызу өнімді 15-18%-ға ылғалдылығы қалғанша кептіруді болдырмайды, ал ... ... ... - 2-3 ... құрайды.
1.5 Құрамында көмірсілтілі реагент бар жуу сұйықтықтарының технологиялық қасиеттері
Мұнай кәсібі химиясындағы негізгі мәселелердің бірі жуу сұйықтықтардың сапасы болып табылады. Бұл ... орта ... ... ... Онда тау ... ... ... және олар маңызды технологиялық функциялар қатарына кіреді [52-54].
Жуу сұйықтықтарының негізгі функциялары: бұрғыланған тау жыныстарынан қалдықты тазалау, бұзылу ... ... ... тау жыныстарын ұңғымадан тазарту және айналым тоқтағанда жағдайды қалыпта ұстау, өтетін ... ... ... ... ... ... ... жасау, майлаушы-тоңазытқыш әрекет, турбобурдың айналуы.
Сонымен бірге, жуу сұйықтары ... ... ... ... ... ... үрдісі жүзеге асатын орта болып табылады.
Бұрғылау ерітінділеріне қойылатын негізгі талаптары, жүйенің кинетикалық және ... ... ... мен ... ... ... Ол ... бір мәнде маңызды техникалық көрсеткіштерді анықтайды: үлесті салмақ, реологиялық, сүзу, майлауыш, коррозияға қарсы және ... да ... ... ... ... бір ... қойылады, оның таралатын жыныстарға инерттілігі, сілтілілігі, электрөткізгіштігі және ... [42-43, ... ... бастапқы материалдары көбінесе, бұрғылау немесе саз зауыттарының қондырғылары, орталықтандырылған түйдек және ұнтақ тәрізді саздар болып ... [57]. ... ... ... ... ... ... көбейген сайын, бұрғылау қалдықтарының кәдеге жарату мәселесін де, алға қою керек. Бентониттерді егін шаруашылығында (сазды бұрғылау ерітінділерінің негізгі компоненті) ... ... ... ... ерітінділердің физика-химиялық, токсикологиялық және агрохимиялық қасиеттерін зерттеу, алынған бұрғылау ерітінділерін бұзылған топырақ, құмды ... ... ... ... ... ... ашық кеніштер үймелерін орнықтыру және тағы да басқа үшін қолдануға жағдай туғызады [58]. Сонымен қатар, ... ... ... ... асыру мәселесі сазды ерітінділерді алу аумағындағы жобалар жасауға ... ... ... ... алу үшін көбіне жергілікті саздар қолданылады. Саздың жарамдылығын − дайындалған саз ерітіндісінің сапасына қарап бағаланады. Егер ... саз ... ... ... туса, оның құрамында бөтен қоспалар болмауы қажет, яғни қиыршық тас, гипс, әртүрлі өсімдіктер тегі.
Шамамен бұрғылау ерітінділері көлемінің жартысы ... тау ... ... ауысу есебінен алынады, бірақ бұл жағдайда да бастапқы ерітінділерді дайындау үшін шеттен әкелінген сазды ... ... Бұл ... үшін ең ... − бентонитті ұнтақтар [43-44, 57]. Олардың басқалардан артықшылығы, ерітінділерді дайындау ... мен ... ... және ... ... ... қолдану арқылы материалдар шығымын 5-9 есеге азайтуға және белгілі қасиетке ие ... ... ... қатар оларды жеңіл басқаруға мүмкіндік береді. Бұл артықшылықтар әсіресе жоғары шығымды бентониттерді қолданғанда артады. Қарапайым саз ... ... − 2-3 м3/т ... ... ... − 18 м3/т ... ... компоненттердің әрекеті: олардың физика-химиялық табиғатының ерекшелігімен, дисперсті ортамен және тұрақты коллоидты жүйе түзуімен түсіндіріледі. Саздар негізінен ұзақ геохимиялық үрдістерден, яғни ... ... ... ... ... және ... ... нәтижесінде тау жыныстарынан түзілетін, табиғи әртүрлі құрылымдағы ... және ... ... ... ... Жуу сұйықтарын химиялық реагенттермен модификациялау
Бұрғылау ерітінділерінің қасиеттерін реттеу, оларды химиялық өңдеу жолымен жүргізіледі. ... ... ... ... ... ... ... қамтамасыз ететін, физика-химиялық әсер етудің барлық кешені бар.
Тұрақтану жағдайына тәуелді әртүрлі түрге ие ... ... жоқ ... ... ... ... өңдеу маңыздырақ. Олармен тұрақтандыру коагуляциялық құрылымның беріктілігін азайтатын үрдіс болып табылады. Олардың бұл әрекетінің негізінде құрылымды бұзатын гель ... ... түзе ... ... фаза бөлшегінің бетіндегі белсенді аумақтарды жабу жатыр. Мұнымен ағыс кезіндегі құрылымның жеке буындарының жылжуы жеңілденеді, ерітінділердің тұтқырлығы, статикалық кернеу ... мен ... ... - ... ... ... ... түзілуін болдырмау немесе ұстаумен ғана бітпейді, сонымен қатар басқа шамалардың да, мысалы, нашар өткізетін қыртыстың түзілу кезіндегі сүзу ... ... алып ... ... ... ереже бойынша, сазды фазаның гидрофилизациясына қарағанда қарқынды. Осыған орай аса өңдеуде седиментациялық тұрақсыздық қаупі туады.
Реагенттердің сұйылтуға әсері сазды ... ... ... ... ... ... Сол себепті аса жоғары өңдеу жағдайында седиментациялық тұрғыдан тұрақсыз болу қаупі пайда болады. Сондықтан құрылым ... ... ... оны ... ... өңдеулер ғана қолайлы болып табылады.
Ең жиі қолданылатын реагенттер, мыналар: ... ... ... ... ... ... ... кальций хлориді, натрий хлориді, кондесирленген фосфат, сульфитспирттік барда, конденсирленген сульфитспирттік барда, крахмал, гипан және т.б. [35, 43-46, 52, ... сода Na2CO3 ... ... кезінде кеңінен және жиі қолданылатын реагент. Ерітінділерді дайындауға кететін саздар үшін, бұрғылау кезінде ерітінділердің қасиеттерін қалпына келтіру үшін ... ... ... ... ... бар ... дисперсиялық ортаның рН-ын жоғарлату үшін қолданылады. Ол аз мөлшердегі концентрацияның өзінде (0,75-1,5%) ... ... ал ол өз ... сазды бөлшектердің пептизациясының тууына мүмкіндік туғызады. Кальцийленген сода концентрациясын 3%-дан 3,5%-ға дейін арттыру гидрофильді коагуляциялық құрылымның ... ... және ... ... ... қабықшаның қалыңдығы азая бастайды. Статикалық кернеу өзгерісі мен шартты тұтқырлық жоғарылап, субергіштігі де артады. Ерітінділердің тиксотроптық қасиеті ... Na2CO3 - тың ... одан ары ... ... ... жойылуына әкеп соғады және жазық бет арқылы бөлшектердің жабысуына алып ... ... ... саз ... түсе ... яғни ... ... болады.
Сондықтан кальциленген соданың тәжірибелік концентрациясы қажетті әсерге тәуелдіктен қабылданады. Сонымен бірге кальцийленген сода, сазды ... ... ... суды ... да қолданылады. Кермекілігі 1 мг-экв болатын 1 м3 суға 120-150 г сода ... ... ... ... каустикалық сода кальцийленген содаға ұқсас бола алады, бірақ оның кальцийленген содадан айырмашылығы: ол белсендірек әсер етеді, ... және ... ... қосылыстар түзеді. Сазды ерітінділерге каустикалық соданы тікелей қосу сирек кездеседі. Каустикалық сода кальцийленгендіктен қымбат болады және ... ... ... ... Сондықтан басқа реагенттермен бірге енгізіледі. NaOH көп қолдану тек гидрофобты коагуляция есебінен ғана ... ... ... ... ол ұңғы ... ... нашарлатады.
Сұйық әйнек (натрий және калий силикаттары) жұтылуға ... ... ... ... және ... ... ... арттыру үшін қолданылады. Ал осы қасиеттер артқан сайын субергіштік жоғарылайды. Бұрғылауда натрий силикаты (Na2O)nSiO2 кең ... ... ... ... ... ... ... ерітіндідегі қатты фаза концентрациясына тәуелді, ол 0,25%-дан 4%-ға ... ... ... ... ... сұйық әйнек − қою езбелер мен бұрғылау ерітінділерінің жұтылуы кезінде, жылдам ұстап алатын қоспалар дайындауға ... ... ... ... ... ... ... кезінде статикалық кернеу өзгерісі мен тұтқырлықты арттыру үшін, әкті сүт түрінде ... ... ... ... 1:3). Тұтқырлықтың артуы субергіштік пен сазды қабаттың қалыңдығының артуымен қатарлас жүреді. Са(ОН)2 әктасы үшін ең ... ... − 3-5%. ... ... ... ... ... сазды ерітінділерді кальцилеу үшін қолданылады, ол бұрғыланған саздардың қоюландырғыш әрекетіне деген сезімталдығын азайтады. Тұтқырлық пен статикалық кернеу өзгерісін азайту үшін ... ... ... ... қабілеттілігін жоғалтқан сазды ерітінділерді, әкпен өңдеу жақсы нәтижелер береді.
Кальций ... СаСl2 ... ... ... үшін ... ... ... әктасқа қарағанда аз еритін агрессивті компонент болып табылады. ... ... ... ... NaCI ... пен ... кернеу өзгерісінің жоғарылауына алып келеді. Өйткені концентрацияны жоғарылатқанда ... ... тууы ... ... ... ... ... өңделген сазды ерітінділердің, статикалық кернеу өзгерісін арттыру үшін қолданылады. Концентрация бұл жағдайда 0,5-1,0% құрайды. Натрий ... ... ... ... тас ... және ... сазды, сонымен бірге бірнеше жыл қатқан жыныстарды бұрғылауда пайдаланады.
Конденсирленген фосфаттар бұрғылау ерітінділерінің тұтқырлығын ... ... ... ... ... төмендеуімен бірге оның статикалық кернеу де азаяды. Фосфаттардың ең жаксы қасиеті, оны аз мөлшерде қосқанда (0,05-0,075%) ... ... ... және ... рН- 9 ... қадағалау шарт. Фосфаттардың мөлшерін арттыру, қатты фазаның пептизациясы кезінде қоюландырғыштық және реагент қалдығына агрессивтік әсер береді.
Сульфитспиртті барда (ССБ) ... ... ... ... ... ССБ негізгі белсенді компоненттері, лигносульфонаттар мен лигносульфитті қышқылдардың тұздары. ССБ сазды ерітінділердің тұтқырлығын азайту үшін пайдаланылады. Ол статикалық ... ... ... субергіштігін төмендетеді. Тұздардың қатысуымен субергіштікгі қарқынды азаяды. Сазды ерітінділерде ССБ реагентінің концентрациясы 20-25% ... ... ... ССБ ... реагенттерде тиімді пайдаланылады.
Лигносульфонаттардың беттік белсенділігі, сазды ерітінділерде, тұрақты көбіктің түзілуіне алып ... ... ... 0,2-0,3% ... ... ... және ССБ ... артуымен жылдам жоғарылайды. Сазды ерітінділерде ауа мөлшерінің аса жоғары болуы сорғы жұмысын тоқтатады. Сазды ерітінділерде ССБ-ны ... ... ... ... үшін сивуха майын, мұнай және т.б. көбікөшіргіштерді қосады.
Конденсирленген сульфитспиртті барда (КССБ), формальдегидпен конденсирленген және ... 18-20% ... ... бар ... ССБ ... КССБ тығыз және минералды ерітінділерді тимді сұйылтқыш және тұтқырлығын, сазды қабаттардың қалыңдығын азайтушы. КССБ мен өңделген ерітінділердің статикалық кернеу ... ССБ ... ... азырақ. КССБ сульфатты және хлоркальцийлі агрессия күйде тиімді. Әсіресе ауырланған сазды ерітінділер үшін табысты болып келеді. КССБ ... ... 0,5% бен 4% ... ... ... ... ... жоғарғы концентрациясында көбік түзілуі мүмкін.
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - целлюлоза-гликол қышқылының суда еритін натри тұзы, оны целлюлоза мен монохлорсірке ... ... ... ... КМЦ ... ... ерітіндіге қосылатын сулы ерітінді түрінде пайдаланылады. КМЦ реагенті жоғарғы тұтқырлықта, құрамында 10% ... зат ... КМЦ 15% ... ... бар минералды сазды ерітінділердің тұтқырлығы мен субергіштігін азайту үшін қолданған жөн.
КМЦ сазды ... ... ... белгілі бір дәрежеде ортаның рН на тәуелді. Егер рН 6-дан төмен ... онда КМЦ ... ... ал рН 9-дан жоғары болса, КМЦ молекуласы NaOH әсерінен қоюланады.
Ерітіндідегі аздаған мөлшерде қатты фазасы бар КМЦ қоспасы, сұйылтуды туғызады. ... көп ... ... фазасы бар КМЦ, тіпті молекулярлы күш әсерінен тыс жатқан бөлшектерді біріктіріп, құрылым түзілуін ... КМЦ ... ... реакциясы бар болғандықтан, пептидтейтин қасиетке ие. Оны жеңіл ісінгіш сазды жыныстарды бұрғылауда қолданылуы шектеулі. КМЦ арнайы ... ... ... ретінде кеңінен қолданылады және онда ол басқа реагенттермен қиыстырушы түрінде қолданылады.
Крахмал полисахаридтердің табиғи қоспасы. Оны жыныстардың қатты тұздалған жағдайында, ... ... ... ... ... ... ... сазды ерітіндінің тұрақтылығы иондар концентрациясына тәуелді емес.
Крахмалды реагенттерді қосу кезінде ерітіндінің ... ... ... ССБ мен ... жиі қолданылады. Крахмалды реагенттің басты кемшілігі, ферментативті тұрақсыз (шіруі).
Гипан - ... ... ... ... Ол ... ... ... тұрақты реагент. Жоғары тұздылықта төмен субергіштікті қамтамасыз етеді және ол 2 % ... ... ... ... атап ... реагенттер әртүрлі модификациямен және өзара сәйкестендірілу арқылы қолданылатын - басты реагенттер. Бұлардан бөлек арнайы тағайындалған беттік ... ... да (ОП-7, ОП-10 және т.б.) ... ... негізгі мақсаты - өнімді жыныстардың ... ... ... ... ... тау жыныстарының қаттылығын азайту және жуғыш ерітінділердің майлағыш қасиеттерін арттыру болып табылады. Сазды ерітінділердің ... ... және ... ... ... заттарды қолданылады. Көбіне, каустикалық сода композициясындаға изопропил спирті өндірісінің қалдықтарын қолдану ... ... ... ... ... ... ... Көмірдің физика-химиялық сипаттамаларын анықтау
2.1.1 Көмірдің ылғалдылығын анықтау
Аналитикалық үлгiнi араластырып 0,0002 г дәлдiкпен 10,1 г көмiр ... ... ... ... стакандарға салады. Көмiр өлшендiсi бар стакандарды 105-1100С дейiн ... ... ... ... салып, сол температурада көмірдің салмағы тұрақты болғанға дейін кептіреді. Көмiрдiң аналитикалық үлгiсiндегi ылғалдың массалық ... мына ... ... (6)
мұндағы: G1 - кептiргендегi масса ... ... - ... ... ... ... ... анықтау әдістемесі
Көмiрдiң күлдiлiгiн анықтау үшiн көмiр өлшендiсi муфель пешiнде жанып, күл қалдығы 800-8300С қыздырылады. Ол үшiн аналитикалық үлгiден 0,0002 г ... 10,1 г ... ... алдын-ала салмағы өлшенген фарфор қайықшаларға салады. Аналитикалық өлшендiде бөлшектiң iрiлiгi 0,2 мм-ден ірі болмауы ... Күл ... ... ... 1,5 ... ... кейiн күл қалдығы бар қайықшаны муфельден шығарып, эксикаторда бөлме температурасына дейiн суытып өлшейдi.
Зерттелетiн ... ... ... күлдiлiкті мына формуламен есептейдi:
А = (m3- m1)100/(m2- m1) (7)
мұндағы: m1 - ... ... г;
m2- ... бар ... ... ... ... кейiнгi күлдi қалдығы бар қайықшаның массасы, г.
2.2 Көмірден гумин қышқылдарын бөліп алу әдістемесі
Гумин қышқылдарын экстракциялау. 0,0001 г дәлдiкпен ... ... 1,0-2,0 г ... ... ... 250 см3 ... салып, 100 см3 1-4 -ды натрий гидроксидi ерітіндісін құяды. Заты бар ... 800С ... ... ... ... ... 1-2 ... аралығында араластырады. Алынған қоспаны Бюхнер сүзгiшi арқылы сүзедi немесе оны ... ... ... ... ... ... өлшеп, оның құрамындағы гумин қышқылдарын анықтайды.
Алынған ерітіндіден гумин ... 5 HCl ... ... ... (pH =2-3). Қоспаны 30-60 минутке қалдырады. Гумин қышқылдары-ның тұнбасын алдын-ала өлшенген ... ... ... ... ... дистиллденген сумен шаяды. Тұнбасы бар сүзгі қағазын абайлап Бюхнер сүзгiшiнен алып, алдын-ала кептiрiлген және ... ... ... ... Содан тұнба салынған бюксты вакуумдық кептiргiш шкафқа қойып, 80 0С температурада ... ... ... ... Бюкс және ... массаларын ескерiп, тұнба массасын анықтайды.
Кептiрiлген тұңбасы бар фильтрдi тұрақты массаға дейiн қыздырылған және өлшенген тигельге салады. Тигельдi ... ... 1-2 ... аралығында 60015 0С температурада күлсiздендiредi. Күлсiздендiргеннен кейiн тигельдi пештен алып, алдымен ауада 5 минут, содан кейiн эксикаторда ... ... ... ... ... ... гумин қышқылдарының шығымын мына формуламен есептейдi:
(HA)daf = ((m1- m2)V 100)/(V1m3) ... ... ... ... ... г;
m2- гумин қышқылдарының күлдi қалдығының массасы, г;
m3- құрғақ, ... ... ... ... ... ... г;
V - сiлтi ... жалпы көлемi, см3;
V1 - сiлтi ерiтiндiсiнiң жалпы көлемi, см3 (100 см3);
m3 - құрғақ, күлсiз жағдайға есептелген ... ... ... г;
m3 - мәнін мына формуламен анықтайды:
m3= m4 (100- (W+A ))/100 (9)
мұндағы: m4 - ... ... ... г;
W- ... аналитикалық үлгiсiндегi ылғалдың массалық үлесi, %; A- ... ... ... ... ... Көмірден гумин қышқылдарын бөлу процесін оптимизациялау
Көмірден гумин қышықылдарын бөліп алу үшін мына факторлардың: уақыттың, сілті концентрациясының, ... ... ... ... ... ... ... негіздеп жоспарлау әдісін қолданып жүргізуге болады [61]. Ол үшін тәжірибені жоспарлау матрицасы құрылылады. Матрица - n-жолдар мен ... бар ... ... ... ... ... ... тиімді жоспарлауға сәйкес кестедегі бағандар саны зерттелетін факторлар ... ал ... ... саны ... ... көрсетеді. Тәжірибелер саны (n) әрбір факторға берілетін мәндер немесе деңгейлер санымен (р) мына ... ... ... n = р2. Осы ... ... мысалы, деңгей санын 5-ке тең десек, тәжірбие саны 25-ті құрайды.
Тәжірибені жоспарлау матрицасының әр жолы тәжірбиені жүргізу жағдайларын көрсетеді. ... ... ... ... ... әр фактордың әр деңгейі басқа фактордың әр деңгейімен бір-ақ рет кездесетіндей етіп құрылады. Соған сәкес әр фактордың әр деңгейі ... ... ... ... ... рет ... Бұл жағдай әр фактордың әр деңгейіне тәжірибе нәтижелерін жинақтаған кезде әр фактордың орташа әсерін қамтамасыз етеді. Осы себепті ... ... ... ... және ... ... үнемдеуге мүмкіндік туады.
Тәжірибе нәтижелері алынғаннан кейін барлық функциялардың мәнділігі тексеріліп, М.М. Протодьяконовтың жалпылама ... ... ... ... ... ... қышқылдарының теориялық шығымы есептелінеді [61].
2.4 Тәжірибе жүргізуге қажетті материалдар және қондырғылар
2.4.1 Тәжірибе жүргізуге қажетті ... ... ... ... ... Ұлытау ауданынан Жезқазған қаласының шығыс-батысына қарай 200 метр жерде орналасқан, ... кен ... ... ... ... Бастапқы көмірінің физика-химиялық сипаттамалары 3-ші кестеде келтірілген. Көмірдің ылғалдылығын анықтау 27314-91 ГОСТ бойынша, ал күлділігін анықтау 11022-95 ГОСТ бойынша ... ... ... ... алу әдістемесі 9517-94 ГОСТ бойынша жүргізілді. Сонымен ... ... ... ... бөлу ... оптимизациялау үшін тәжірибені жоспарлау матрицасы құрылып, М.М. Протодьяконовтың жалпылама теңдеуіне салынып, есептелді.
Модельді ... ... ... үшін ... ... сазы пайдаланылды - Төнкеріс кен ... екі ... ... ... ... қызыл және жасыл) сазы мен Боралдай сазы.
2.4.2 Сазды ерітінділердің қасиеттерін анықтау қондырғылары
Шартты тұтқырлық далалық стандартты ... (ВП) ... ... ... ... ... ... ерітіндінің белгілі мөлшерінің ағып өту тұтқырлығын сипаттайды. Ерітіндінің тұтқырлығы жоғарлаған сайын, оның өту уакыты жоғарлайды.
ВБР-5 қондырғысы 3-суретте ... Ол ... 4 ... шұңғымадан 1 құралған. Түтікшенің ішкі диаметрі 5 мм, ал ... 100 мм тең. ... ... ... ... 2 және тор 3 кіреді. Стакан ішкі тоскауыл арқылы көлемі 200 және 500 см3 ... екі ... ... Вискозметрден 500 см3 судың ағып өту уақыты 15 ... ... және оны ... сулы саны деп атайды. Тұтқырлықты келесі әдіспен анықтайды.
Шұңғыма мен стаканды сумен жуады. Шұңғымаға ірі ... ... және ... сынықтарын ұстап қалу үшін, тор орналастырылады. Шұңғыманың тор арқылы, саусақпен ... ... ... ... ... мөлшері 200 см3, кейін 500 см3 болатын ... ... ... ... ... өлшегіш стаканды 500 см3 мөлшері бар бөлігімен воронканың астына орналастырылды. Кейін түтікшенің төменгі саңлауынан саусақты ... ... ... ... ... Жуу сүйықтығының стаканның көлемін толтыру уақыты (секундпен өлшеу арқылы) ерітіндінің тұтқырлығын анықтайды. ... ВБР-5 ... ... ... - ... 2 - өлшегіш стакан, 3 - тор, 4 - түтік.
Тұтқырлықты анықтау кезінде бір ... ... ... тиксотропты қасиеттеріне байланысты қателіктер болуы мүмкін. Сондықтан нақты өлшем алу үшін, өту уақыты ... ... ... ... ... ... Белгілі бір уақыттан кейін, су саны арқылы вискозиметрдің нақтылығын ... ... (15+-0,5 ... ... ... тек ... ... үшін, ал модифицирленген ерітінділердің тұтқырлығын ротациондық вискозиметр қондырғысы арқылы анықталады.
Зерттеу жұмысының барысында ... ... ... ... және ... ... ... ВСН-3 қондырғысы арқылы анықталды, ол 4-ші суретте келтірілген.
Градиент жылдамдығы ... ... ... ... емес ... күй ... тұтқыр материалдар үшін маңызды роль атқарады. Зерттеу барысында сол ... де, ... ... ... алу ... ... цилиндр арасында кішкентай саңлауы бар вискозиметр таңдалды.
Тұтқырлық келесі қатынас бойынша анықталады:
η = а М / ω ... М - ... ... ... момент;
ω - қозғалмалы цилиндрдің бұрыштық жылдамдығы;
а - қондырғының ... ... ... қатынастан тұтқырлық берілген айналыс жиілігі кезінде тек үйкеліс күшінің моментіне ғана тәуелді екенін көруімізге болады. Ал ол сіріппе ... ... ... ... ... ... алынған сазды ерітіндімен толтырылған ақырын айналып тұратын, цилиндрдің ішінде орнатылған, цилиндрдің бетінде пайда болған күштерді өлшеуге негізделген.
Ығысудың статикалық кернеулігін мына ... ... ... ... = k φ (11)
мұндағы: k - қондырғының тұрақты шамасы;
φ - ... ... ... статикалық кернеулігін өлшеуге арналған ВСН-3 аспабы.
1 - болат сым, 2 - ... 3 - ... 4 - ... 5 - ... ... 6 - ... бар электроқозғалтқыш, 7 - стакан, 8 - сымды қорғайтын түтікше, 9 - калибровты кестесі бар диск.
Стаканға 7 ... ала ... ... 120 см3 сазды ерітінді құяды және де стакандағы ... ... ... ... цилиндрдің 3 жоғарғы бетінің деңгейімен сәйкес келуі қажет. Калибровты дискінің 9 нөлдік белгісін бағдаршаның 2 қарама-қарсы бетіне ... ... ... бір ... бойы тыныштыққа қалдырып, электродвигательді 6 қосады, ол ақырын үстелді 5 және оған орнатылған сазды ерітіндісі бар стаканды 7 ... ... ... мен ... ... ... байланыс нәтижесінде, ілініп тұрған цилиндр сұйықтықпен бірге айналады, ал цилиндр орнатылған болаттан ... сым ... ... ... ... ... ... қалпына келтіретін кедергі күші, цилиндр бетінің сұйықтықпен үйкеліс көрсеткішіне көбейтілген ығысудың шектеулі статикалық кернеулігіне тең болған ... екі ... ... ... теңеледі және цилиндрдің айналуы тоқтайды.
Цилиндрдің бетіне үйкеліскен бөлшектердің алмасуы ... ... ... ... ... және сым ... қалпына келіп, цилиндрді кері бағытта айналдырады. Цилиндрдің 3 кері бағытындағы айналу кезінде өлшеу аяқталады. Есептеу градуспен берілген ... ... ... жүргізіледі. Осыдан кейін, дискінің нөлін бағдаршаға қайтадан әкеледі. Секундамер бойынша 10 мин өткеннен кейін ... ... ... ... ... екінші өлшеу жүргізеді. Электродвигательді қосудан бастап ілінген цилиндрдің айналысы тоқтағанға дейінгі уақыт 1 ... тең ... ... бұл ең ... ... ... ... сәйкес болады.
Сүзілу көрсеткіші. Бұрғылау ерітіндісінің сүзілу көрсеткішін ... ... ... ... ... сынамасының көлемінің азаюын өлшеу арқылы ВМ-6 аспаптың көмегімен ... Оны 5-ші ... ... ... ВМ-6 сүзілу көрсеткішін анықтауға арналған аспап
1 - сүзгіге арналған табақ, 2 - ... 3 - ... 4 - ... 5 - ... 6 - тор, 7 - ... ... 8 - ине, 9 - ... 10 - шкалалы жүк, 11 - плунжер
Сынамаға алынған ерітінді торда 6 ... бар және ... 4 ... ... ... құйылады, қақпақты ашпағанша сүзілу үрдісі басылмайды. Сүзгі стаканына цилиндр 9 бекітілген, ... 0,1 МПа ... ... жүк ... 10 бар ... 11 ... ... көрсеткішін анықтағаннан кейін, аспаптың шкаласын нөлге орнату үшін және цилиндрден майды түсіру үшін, цилиндрдің төменгі ... ... ... 8 ... ... бар. ... ... болғаннан кейін, қақпақ ашылып, сүзілу басталады. Сүзілу ... ... ... мөлшері сүзілу жағдайында ерітіндінің сүзілген мөлшерінен төмендейді және плунжер жүктемесінің әсерінен төмендейді. Сүзілген ерітіндінің мөлшерін см3 бөлінген шкала бойынша, ... ... ... ... ... ... 100С ... шамасында анықтау қажет, себебі төмен температурада сазды ерітіндінің сүзілуі төмендейді. Аспаптың жинағына логарифмдік қағаздар кіреді, оның ... ... 6-шы ... көруге болады.
Логарифмдік қағаз бойынша сүзілу көрсеткішінің уақытқа тәуелділігі түзу ... ... ... ... су ... ... 3...5 және 10...15 ... өлшеу қажет, кейін өлшеулерді тоқтатады. Логарифмдік қағаз бойынша, белгілі уақыт аралығында су бергіш көрсеткіштеріне сәйкес, екі нүкте белгіленеді. Екі ... түзу ... ... Бұл ... 30 мин тең ... қиылысу нуктесі, сол уақыттағы су бергіштің көрсеткішіне тең ... Осы әдіс ... су ... ... ... ... қысқарады.
6-сурет. Логарифмдік қағаз бойынша сүзілу көрсеткішін есептеу
Бұрғылау тереңдігі тереңдеген сайын жоғары температураларда сазды ерітіндінің сүзілу көрсеткішін анықтау қажеттігі ... Ол үшін ФП-200 ... ... ... ол ... және ... ... және динамикалық көрсеткішін өлшеу үшін арналған. Сүзгі-қысымы − бұл күрделі стационарлы аспап, сондықтан да жоғары ... ... ... өлшеу тек зертханалық жағдайларда жүргізіледі.
Қабықшаның қалыңдығы екі әдәспен өлшенеді. Су бергіш көрсеткішін анықтауға арналған аспаптан ... ... ... бар ... шыны пластиканы үстіне орналастырып, сызғыштың көмегімен қабықшаның ... ... Бұл ... дала ... ... Ал жуу сұйықтықтарының қалғанын тұрақты зертханаларында, Вика ... ... ... 7-ші ... ... ... ... көлемін анықтауға арналған Вика аспабы
1 - өзек, 2 - винт, 3 - ... 4 - ... 5 - ... 6 - ысырма, 7 - ұшы, 8 - тақта, 9 - ... ... ... 9 ... және ... 5 ... қозғалатын цилиндрлік өзектен құралған. Өзектің осі тығынның 9 тақтасына 5 перпендикулярлы. Өзекке бағдарша 3, ал станинада - 0...40 ... ... ... ... Өзекке, бағдарша бұрандалы винтпен бекітіледі. Саз қабықшасы бар шыны пластиканы ... ... ... ... ... бағдаршасын нөлге орнатады, содан кейін өзекті қолмен ұстап тұрып, қабықшаның қалыңдығын өзара перпендикулярлы бағыт бойынша, алты нүктеден өлшейді. Өлшенген алты ... ... ... қабықшаның орташа қалыңдығын анықтайды [62].
2.4.3 Тәжірибе жүргізудің әдістемесі
Сазды ерітінділерді дайындау ... ... ... ... біріншілік диспергациясы жүреді. Ал фазаның дисперстілігі саздың қасиетіне, бөлшектің бастапқы көлеміне, ұнтақтау уақыты мен ұнтақтау тәсіліне тікелей байланысты. Әдетте ерітіндіні ... ... ... ... толығымен жүрмейді. Бастапқы дисперциялық жүйеде қатты фаза бөлшектерінің агрегаттары көбінесе мөлшерде майдадиспресті болып ... ... ... ... ... аса ұсақ бөлшектер түзеді, ал ол өз кезегінде қаттылықтың адсорбциялау қабілеттілігі төмендеуінен және айыру ... ... ... ... ... ... ... жүргізудің нақты межеленген ұзақтылығы болады, одан әрі диспергациялау процесін жүргізгенімен ... фаза ... ... ... ... технологиялық қасиеттерін зерттеу кезінде, ең алдымен сазды ерітінділер дайындалуы қажет. Сазды дайындау үшін, біріншіден сазға су құйып 1-2 күн тұрғызу ... ... ... ғана ... ... ... араластырғышта 10 мин араластырылады, ВСН-3 вискозиметрінде тұтқырлығы анықталады. Ал сазды ерітіндіні араластыру және тұтқырлықты анықтау ... ... мәні ... жағдайға жеткенше жүргізілді. Мұндай ерітінділер тұрақты қасиетімен ерекшеленеді. Бұрғылау ерітінділерін ... дәл осы ... ... ... нақ өлшенген үлгіге (фракция < 0,1 мм) сазды ерітінді енгізіледі және тұрақты нәтижелер алғанша ... ... ... МЕН ... ТАЛҚЫЛАУ
3.1 Қоңыр көмірлердің технологиялық қасиеттері және оларды анықтау
3.1.1 Көмірсілтілі реагент өндірісінің шикізаттары
Мұнайөндіру өндірісінде қолданылатын химиялық реагенттер ішінен көп тарағаны − ... ... ... олар ... ... және ... өте ... болып табылады.
Көмірсілтілі реагенттердің жан-жақтылығы, оның әртүрлі және әр типті (әктасты, эмульсиялы, термотұрақты) ерітінділерге әсерін жақсартады. Ал олар барлық ... ... ... ... ... Кей ... мысалы, бұрғылау процесінде бір ғана КСР, сонымен қатар, ауыр ... да ... ... КСР ... ... ... қасиетін реттеуге болады. Бұл КСР-дің сульфитспиртті бардамен, карбометилцеллюлоза және ингибирленген ерітінділер рецептурасында ... ... ... ... көрсетілген. Сонымен бірге химиялық өңдеудің көпфункционалдылығы күшейеді. Жеке реагенттердің кемшіліктері жабылып, тұрақтандырушы қасиеті жоғарылайды. Гуматтардың жеңіл тотығуы, ... ... ... ... ... ... ... қорғаушы коллоидтардың термототықты деструкцияның дамуына қатысатын белсенді антиоксидант сияқты әсер етеді.
Қолжетімділігімен, арзан және дайындау қарапайымдылығымен бірге КСР-дің жақсы ... оның ... ... де негізделген. Көмірсілтілі реагенттер қатты, әсіресе сазды фазаның ... ... ... пен ... ... ... ... және қышқылдылықты (рН) реттеуші-реагент болып табылады.
Республикамыздың кен орындарынан алынған қоңыр және тотыққан көмірлер қатарының технологиялық сипаттамалары зерттелді ... ... ... ғана ... ... ... болып табылады. Негізгі сипаты мен белгілісі бойынша ылғалдылық мен күлділікте гумин қосылыстарының мөлшері 30 ... %-дан кем ... ... Бұл талаптарға Талдыкөл, Сарыкөл, Шоптыкөл және Қияқты кен орынының көмірлері сәйкес келеді.
3-кесте. Бастапқы көмірлердің сипаттамалары ... ... ... ... ... қышқылдары, %
1
Шұбаркөл
9,6
32,2
3,5
2
Ой Қарағай
13,4
7,1
4,3
3
Екібастұз
11,5
31,6
0,6
4
Құшмұрын 1-сынама
2-сынама
3-сынама
19,3
11,9
18,1
8,0
9,1
7,9
9,7
14,1
15,6
5
Мирнен ... ... ... ... кен орындарының көмірлерінің технологиялық қасиеттеріне және гумин ... ... ... жоғары болғандықтан Қияқты кен орнының көмірін қолдану тиімді.
3.1.2 Қияқты кен орнының көмірінің физика-химиялық сипаттамалары
Қияқты кен ... ... ... ... ... Ұлытау ауданынан Жезқазған қаласының шығыс-батысына қарай 200 метр жерде орналасқан және осы өңірдің көмірі, Б3 технологиялық тобының − гумусты, қоңыр ... ... ... Кен ... қоры 110 ... ... құрайды және 3 км2 аумақты алып жатыр. Қияқты кен ... 4 ... ... бар және олар ... юралық жаста.
Көмірдің орташа күлділігі - 21 %, ұшқыш ... ... − 41,2 %, ... ... − 3,0/7,5 %, ... ... ... жану жылуы − 27,6/28,4 МДж/кг құрайды. Тотығуға және өздігінен жану бейімділігіне байланысты Қияқты көмірін III ... ... мен ... жану ... ... көмірлер) жатқызылады. Мұндай көмірлер үймелерде оңай тұтанады. Оларды қоймада сақтау ... 3 ... ... ... ... улы микроқоспалар мөлшері, энергетикалық көмірлерге деген талаптар мөлшерінен аспайды. Радиоактивтілік көрсеткіші бойынша көмір қолданысына шектеу жоқ. ... ... ... ... ... оңай ... және ... Өндіру кезінде класс шығымы 25 мм кем емес. Көмірді тасымалдау және сақтау 35-40% ға ... ... ... ... ... қайта ұсақталуға және тотығуға бейім болуы (үйме түрінде шығарылып тастауы және атмосфераға зиянды газдарды таратуында) қоршаған ортаға үлкен ... ... кен ... ... 300 мың тонна көмір алынады және шартқа сәйкес емес кластың шығу мөлшері 25 мм 30 % кем, ... ... ... ... 105 мың ... ... Оны орналастыру үшін биіктігі 10 м, ауданы 12-15 мың м2 үйме қажет. Мұндай үйме ... ... 14-18 мың м2 ... ... ... ... ... көмірлердің үстіңгі тотыққан бөлігі төмен жылу бергіштік қасиетіке ие, сол себепті оларды үймеге тастайды, ал ол аймақтың экологиялық ... ... ... ... ... және ... ... партиясын шығару үшін келесідей сипаттағы Қияқты кен орнының үстіңгі қабаттағы көмірі қолданылды (4,5-кестелер).
4-кесте. Қияқты кен орны көмірінің физика-химиялық сипаттамалары ... ... ... ... ... ... ... күйдегі ұшқыш заттар
V[daf]
%
41,2
Құрғақ күлсіз күйдегі көміртек
C[daf]
%
74,5
Құрғақ күйдегі сутек
H[daf]
%
4,1
Құрғақ күлсіз күйдегі оттек
O[daf]
%
19,3
Құрғақ күлсіз күйдегі азот
N[daf]
%
0,8
Құрғақ отынға шаққандағы ... ... ... ... ... ... ... отынға шаққандағы жалпы хлор
СI[daf]
%
0,3
Төменгі жану жылуы
Q[r]
МДж/кг
14,6
Құрғақ күлсіз күйдегі жоғары жану ... ... ... кен орны ... ... ... ... бірлігі
Мөлшері
1
SiO2
%
36,7
2
Al2O3
%
16,8
3
Fe2O3
%
12,9
4
CaO
%
8,1
5
MgO
%
3,3
6
TiO2
%
0,7
7
Na2O
%
3,8
8
K2O
%
0,7
9
SO3
%
11,9
10
P2O5
%
0,3
11
Mn3O4
%
1,75
12

г/т
25
13
Zn
г/т
120
14
Pb
г/т
4,6
15
Ni
г/т
34
16
Co
г/т
25
17
Cd
г/т

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 63 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Отандық шикізат негізіндегі көмірсілтілі реагенттерді қолданып, сазды бұрғылау ерітінділерін модификациялау туралы61 бет
Ароматты нитроқосылыстар8 бет
N-винилкапролактам негізіндегі (СО)полимерлердің физика-химиялық және термосезімтал қасиеттері67 бет
N-винилкапролактам негізіндегі сополимердің синтезі және сипаттамалары39 бет
OpenFOAM пакетің қолданып, көпфазалы ағындарды модельдеу22 бет
SQL серверін қолданып қосымшалар жүйесін жетілдіру80 бет
Web User Interface (WUI) негізіндегі пайдаланушы интерфейсінің компоненттері3 бет
WEBbrowser компонентін қолданып бағдарлама құру16 бет
«Cүт сарысуы негізіндегі фитосироптың микробиологиялық көрсеткіштерін зерттеу»45 бет
«Тамақ өнімдерінің және шикізаттың сапасын бақылау және бағалау» Дәннің биохимиялық бағасы5 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь