Отандық шикізат негізіндегі көмірсілтілі реагенттерді қолданып, сазды бұрғылау ерітінділерін модификациялау

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 67 бет
Таңдаулыға:

әл-фараби атындағы қазақ ұлттық университеті

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ ФАКУЛЬТЕТІ

МАГИСТРАТУРА

Физикалық химия, катализ және мұнайхимиясы кафедрасы

МАГИСТРЛІК ДИССЕРТАЦИЯ

ОТАНДЫҚ ШИКІЗАТ НЕГІЗІНДЕГІ КӨМІРСІЛТІЛІ РЕАГЕНТТЕРДІ ҚОЛДАНЫП, САЗДЫ БҰРҒЫЛАУ ЕРІТІНДІЛЕРІН МОДИФИКАЦИЯЛАУ

6М070800 - Мұнай-газ ісі

Орындаушы Баширбаева Р. С.

« » 2012 ж

Ғылыми жетекші

х. ғ. к., доцент Ешова Ж. Т.

« » 2012 ж

Ғылыми кеңес беруші

х. ғ. к. Батырбаев А. Т.

« » 2012 ж

Қорғауға жіберілді:

Физикалық химия,

катализ және мұнай

химиясы кафедрасы

меңгерушісі, х. ғ. д.,

профессор Алдабергенов М. К.

« » 2012 ж

Алматы 2013

АННОТАЦИЯ

Диссертациялық жұмыстың құрылымы мен көлемі: Жұмыс кіріспеден, әдеби шолудан, тәжірибелік бөлімнен, тәжірибе зерттеулерінің талдау нәтижелерінен, қорытындыдан және қолданылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Жұмыс 71 бетте жазылып, 16 кесте мен 14 сурет, 72 әдебиеттер тізімін қамтиды.

Кілтті сөздер: қоңыр көмір, гумин қышқылы, саз, көмірсілтілі реагент, вискозиметр, бентонит, натрий полифосфаты, экстракциялау, модификациялау.

Зерттеу нысаны: Қияқты кен орнының қоңыр көмірі және одан бөлініп алынған гумин қышқылдары. Боралдай кен орнының сазы мен Төнкеріс кен орынының екі түрлі (қоспалар құрамымен ерекшеленетін қызыл және жасыл) бентонит саздары.

Жұмыстың 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. Сондықтан отандық шикізат негізінде бұрғылау ерітінділерін дайындау, олардың қасиеттерін жақсарту жолдарын қарастыру жұмыстары мәселесі ел экономикасы үшін, кезек күттірмейтін өзекті мәселелердің бірі.

Жұмыстың 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.

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.

Жұмыс бойынша публикациялары: Диссертация материалдары «Ғылым әлемі» атты студенттер мен жас ғалымдардың халықаралық конференциясында талқыланған және жарияланған, 2013 ж., халықаралық конференция мен симпозиумдарда 2 материалдар жарияланған.

АННОТАЦИЯ

Обьем и структура диссертационной работы: Работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, анализа результатов экспериментальных исследований, заключения и списка использованной литературы. Материал изложен на 71 страниц, содержит 16 таблиц и 14 рисунков, насчитывает 72 источников информации.

Ключевые слова: бурый уголь, гуминовые кислоты, глина, углещелочной реагент, вискозиметр, бентонит, полифосфат натрия, экстракция, модификация.

Объeкт иccлeдовaния: Уголь мecторождeния Киякты и гуминовыe вeщecтвa выдeлeнного из угля. Глина месторождения Боралдай и бентонитовая глина Тонкериийской двух разновидности (красную и зеленую, отличающихся содержанием примесей) .

Цель работы : Нефтедобывающая промышленность является одной из ведущих отраслей Республики Казахстан и постоянно нуждается в совершенствовании. Эффективность добычи нефти определяется, в основном, применяемой технологией и используемыми материалами. В связи с этим приготовления растворов для бурения на основе местного сырья, а также работы по улучшению их качества являются наиболее актуальными проблемами для экономики нашенго государства.

Aктуaльноcть исследования: Определение благоприятных условий для выделения гуминовых кислот из бурого угля месторождения Киякты. Получение углещелочных реагентов, а также увеличение эффективности глиностого бурового раствора и в связи уменьшением вязкости добавление и модификация в раствор натрий полифосфата.

Научно-практическая значимость исследования : Впервые приготовлены углещелочные реагенты бурого угля месторождения Киякты и буровые растворы при использовании глин месторождения Боралдай и Тонкерис. При модификации полифосфата натрия в целях увеличения эффективности раствора бурения были получены растворы с уменьшенной вязкостью.

Апробация и публикации по работе . Материалы диссертации доложены и обсуждены на Международной конференции студентов и молодых ученых «Мир науки» 2013 г., опубликовано 2 материала международных конференций и симпозиумов.

ANNOTATION

Volume and structure of the thesis : The work consists of an introduction, literature review, the experimental part, the analysis of experimental results, conclusion and bibliography. Material of work is set to 71 pages, contains 16 tables and 14 figures and includes 72 sources of information.

Keywords : humic acids, brown coal, clay, coal alkaline reagent, viscometer, bentonite, sodium polyphosphate, extraction, modification.

Research object : Coal from coalfield Kiyakty and humic substances separatated from coal. Clay deposits Boraldai and bentonite clay Tonkeriiyskoy two varieties (red and green with different content of impurities) .

Research actuality : Oil industry is one of the leading industries of the Republic of Kazakhstan and is constantly in need of improvement. The efficiency of extraction of oil is determined mainly applied technology and materials used. In this regard, the preparation of solutions for drilling based on local raw materials, as well as work to improve their quality are the most pressing problems for the economy nashengo state.

Scientific novelty of research: Definition of favorable conditions for the isolation of humic acids from brown coal deposits Kiyakty. Preparation of lignin-alkaline reagent, and also increase the efficiency glinostogo drilling fluid and reducing the viscosity due to the addition and modification of the solution of sodium polyphosphate.

Scientific and practical importance of the work : First formulated carbon caustic brown coal deposits Kiyakty and drilling fluids using clay deposits Boraldai and Tonkeris. When sodium polyphosphate modification to increase the drilling efficiency of the solution were obtained with the reduced solution viscosity.

Testing and publishing on paper. Dissertation materials reported and discussed at the International Conference of Students and Young Scientists named "World of Science" in 2013, published 2 materials of international conferences and symposiums.

МАЗМҰНЫ

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕР

АНЫҚТАМА

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА:

ҚЫСҚАРТЫЛҒАН БЕЛГІЛЕУЛЕР, СИМВОЛДАР, ӨЛШЕМ БІРЛІКТЕР МЕН ТЕРМИНДЕРДІҢ ТІЗІМІ

КІРІСПЕ

67:

: 1

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА: ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ

67: 11

: 1. 1

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА: Көмірдің түзілу кезеңдері

67: 11

: 1. 2

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА: Көмірдің физика-химиялық құрылымы және молекулалық моделі

67: 13

: 1. 3

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА:

Көмірден гумин қышқылдарын бөліп алу жолдары

1. 3. 1 Гумин қышқылдарының құрылымы мен қасиеттері

67:

1. 4

1. 5

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА:

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

67:

: 2.

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА: ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ

67: 36

: 2. 1

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА:

Көмірдің физика-химиялық сипаттамаларын анықтау

2. 1. 1 Көмірдің ылғалдылығын анықтау

2. 1. 2 Көмірдің күлділігін анықтау

67:

: 2. 2

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА: Көмірден гумин қышқылдарын бөліп алу әдістемесі

67: 36

2. 3

2. 4

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА:

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

67:

: 3.

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА: ТӘЖІРИБЕ НӘТИЖЕЛЕРІ МЕН ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ

67: 46

: 3. 1

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА:

Қоңыр көмірлердің технологиялық қасиеттері және оларды анықтау

3. 1. 1 Көмірсілтілі реагент өндірісінің шикізаттары

3. 1. 2 Қияқты кен орны көмірінің физика-химиялық сипаттамалары

67:

: 3. 2

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА: Қияқты кен орны көмірінен гумин қышқылдарын бөліп алудың қолайлы жағдайларын анықтау

67: 50

: 3. 3

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА: Қияқты кен орны көмірі және одан бөлініп алынған гумус қышқылдарының құрамын физика-химиялық әдістермен зерттеу

67: 56

: 3. 4

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕРАНЫҚТАМА:

Қияқты кен орны көмірінен көмірсілтілі реагенттер алудың технологиялық шамаларын қарқындатудың тәжірибелік зерттеулері

ҚОРЫТЫНДЫ

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

67:

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕР

Диссертациялық жұмыста төмендегі стандарттар бойынша сілтемелер келтірілді:

ГОСТ 27314-91 Қатты минералды отын. Ылғалдылықты анықтау әдісі.

ГОСТ 11022-95 Қатты минералды отын. Күлділікті анықтау әдістемелері.

ГОСТ 9517-94 Қатты минералды отын. Гумин қышқылдарының шығымын анықтау әдістері.

ТУ 25-1604. 006-83 Ротационды вискозиметр ВСН-3. Техникалық шарттар.

АНЫҚТАМА

Көмір - органикалық масса, ылғал, минералды бөліктерден құралған күрделі дисперсті жүйе.

Көмірлену - шымтезектің қоңыр көмірлер түзе антрацитке айналуы.

Метаморфизм - жер қыртысында көмірдің органикалық заттарының өзгерісі.

Гумин қышқылдары - құрылымдары ұқсас, молекулалық салмақтары бойынша ерекшеленетін органикалық қосылыстар.

Фульвоқышқылдар - суда еритін гумин қышқылы.

Гематомелан - спирттерде еритін гумин қышқылы.

Гумус қышқылдары - суда да спирттерде де ерімейтін, бірақ сілтілерде еритін гумин қышқылы.

Экстракциялау − экстрагентермен заттар қоспасынан компоненттерді бөліп алуға арналған масса алмасу процесі.

Көмірсілтілі реагент − гумин қышқылдары бар қоңыр көмірлерді сілтімен өңдеу нәтижесінде алынған өнім.

Шымтезексілтілі реагент - бұрғылау ерітіндісі үшін қолданылатын және шымтезектен сілтілік экстракциялау арқылы алынатын гуматты заттар.

Тиксотропия - механикалық әсер етуден бұзылған дисперсті жүйелердің алғашқы құрылысының қайта қалпына келу қабілеттілігі.

Вискозиметр − тұтқырлықты өлшеуге арналған аспап.

Меланж - азот және күкірт қышқылының қоспасы.

Бентонит - кеуектеле және қабаттаса орналасқан бөлшектерден және гидратталған алюминий силикатынан тұратын коллоидтық саз балшық.

Саз − негізінен сазды минералдардан (каолинит, монтмориллонит) тұратын, пластикалық қасиеті бар шөгінді тау жыныстары.

Реология − сұйық, газ тәріздес және пластикалық заттардың ағымдылығын, сондай-ақ қатты денелердің деформациясына байланысты процестерді зерттеумен айналысатын ғылым

Реологиялық қасиет − судың ағыс түріне әсер ететін қасиеті.

ҚЫСҚАРТЫЛҒАН БЕЛГІЛЕУЛЕР, СИМВОЛДАР, ӨЛШЕМ БІРЛІКТЕР МЕН ТЕРМИНДЕРДІҢ ТІЗІМІ

КОМ - көмірдің органикалық массасы

Гум - гумин қышқылы құрылымының үзіндісі

ФҚ - фульвоқышқылы

ГҚ - гумус қышқылы

Аr - ароматты конденсирленген сақиналар

СА - циклоалканды үзінділер

Х - функционалды топтар (-ОН, -СООН, -NH ₂ ; -SH)

R - алкильді орын басушылар (С ₁ -С _n )

М - көпіршелі топтар (-(СН ₂ ) _n -, -О-, -О-СН ₂ -, -NH-, -S-)

КСР - көмірсілтілі реагент

ЭМ - электронды микроскоп

ИҚ - инфрақызыл

ССБ − сульфитспиртті барда

КССБ − конденсирленген сульфитспиртті барда

КМЦ -

К:С - көмір:сілті

КІРІСПЕ

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.

1. ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ

1. 1 Көмірлердің түзілу кезеңдері

Көмірлердің түзілуі жайындағы мәліметтерді білудің маңызы өте зор. Себебі, бұл мағлұматтар оларды генетикалық және өнеркәсіптік ситаттауға негіз болады. Ең алғаш көмірлердің өсімдіктердің М. В. Ломоносов айтқан болатын [1] . Алайда көмірдің түзілуі күрделі табиғи процестердің жиынтығы болғандықтан және бұл процестерге климат, температура, қысым, уақыт пен тағы басқа көптеген факторлар әсерін тигізетіндіктен, көмірлердің пайда болуы жайындағы теориялық мағлұматтар химиялық, микробиологиялық және геологиялық болып бөлінеді. Әр түрлі көмірлердің түзілуінде органикалық заттардың қандай компоненттері бастапқы материал болып табылатындығы жайындағы теориялық мәліметтер әлі күнге дейін нақты қалыптасқан емес. Көмірдің түзілуінің жалпы сызба-нұсқасы келесі түрде сипатталады [2] :

Шымтезек

бастапқы 2

органикалық Қоңыр көмір

материал 3

1 Тас көмір антрацит графит

4 5 6

Өсімдіктердің құрамына целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, шайырлы заттар, майлар, ақуыздар, көмірсулар, пектинді заттар кіретіні белгілі. 1-кестеде көмірдің түзілуіне қатысатын өсімдіктер компоненттерінің элеметтік құрамы келтірілген.

1-кесте. Көмірдің түзілуіне қатысатын өсімдіктер компоненттерінің элементтік құрамы (%)

Компонент

Компонент: Балауыздар

С: 81

Н: 13, 5

О: 5, 5

Компонент: Ақуыздар

С: 53

Н: 7

О: 22

Компонент: Шайырлар

С: 79

Н: 10

О: 11

Компонент: Целлюлозалар

С: 44

Н: 6

О: 50

Компонент: Майлар

С: 76-79

Н: 11-13

О: 10-12

Компонент: Пектиндер

С: 43

Н: 5

О: 52

Компонент: Лигниндер

С: 63

Н: 6

О: 31

Балауыз құрамына жоғары молекулалы май қышқылдарының күрделі эфирлері мен жоғары алифатты спирттерден басқа С ₂₄ -С ₃₄ қышқылдар, С ₂₄ -С ₃₄ спирттер мен кей жағдайда көмірсулар кіреді. Өсімдікте балауыз - өзінің құрамы мен құрылысын сақтайтын және микроорганизмдерге әсері берік қатты заттар. Мұндай заттар қоңыр көмірлердің құрамында кездеседі.

Шайырлар - бір атомды спирттер мен қышқылдардан құралған күрделі эфирлер. Мұндай заттар қанықпаған полиизопренді құрылымды және полимерлену мен тотығуға қабілетті болғандықтан, ерігіштігі кеміп, молекулалық массалары артып, балқымайтын қосылыстарға айналады.

Майлар - глицерин мен жоғары молекулалы қаныққан және қанықпаған қышқылдардың күрделі эфирлері. Майлар жеңіл гидролизденеді және микроорганизмдер әсерінен өзгереді, ал қанықпаған қышқылдар полимерлер түзе тотығады.

Ақуыздар - коллоидты қасиетке ие жоғары молекулалы қосылыстар. Ақуыздар өсімдіктердің құрамындағы моносахаридтермен байланысып, аминоқышқылдарды түзе гидролизденеді.

Целлюлоза - құрамы күрделі сызықты құрылымды көмірсулар. Қысым мен температура әсерлеріне тұрақты келеді, алайда ферменттер әсеріне тез ұшырайды. Гемицеллюлоза - гидролизге оңай ұшырайтын қышқыл мен сілтілерде еритін көмірсулар қатарына кіретін қосылыстар. Бұл гетерополисахаридтер гидролизденгенде целлюлоза сияқты глюкоза емес, ол моноза, фруктоза, галоктоза және урон қышқылдарын түзеді.

Пектинді заттар өсімдік жасушалары қабырғаларынның механикалық беріктігін арттырады және минералды қышқылдармен оңай гидролизденеді. Гидролиз өнімдерінің құрамындағы карбоксильді топтар магний және кальций тұздары мен метил эфирлері түрінде болады. Өсімдік жасушалары қабырғаларының механикалық беріктігі олардың құрамында лигниннің болуымен де түсіндіріледі. Лигниндердің целлюлозадан айырмашылығы олар гидролизденбейді, химиялық реагенттерге берік, органикалық еріткіштер мен суда ерімейді. Лигниндер құрамы ароматты қосылыстардан құралған ретсіз құрылымды полимерлерге жатады. Бұл қосылыстардың құрамында оттек, карбоксильді және гидроксильді топтар, ал ароматты қосылыстар құрамына метокси топтар кіреді және олар өзара пропильді топтармен байланысады. Лигниндердің молекулалық массасы 700-ден 6000 аралығында болады және олардың химиялық беріктігі гумин қышқылдарының жинақталуымен түсіндіріледі [2] .

Сонымен, көмірдің түзілу процесі барысында химиялық берік компоненттер түзіліп, ал беріктігі нашар компоненттер бұл процестерде ыдыраудың жарты-лай өнімдері ретінде қатысады.

Органикалық заттардың шымтезекке айналуы, химиялық реакциялар мен бактериялардың әрекетінен болатындықтан - биохимиялық көмірлену деп аталады. Шымтезектің қоңыр көмірлер түзе антрацитке айналуы көмірлену деп аталады. Көмірлену дәрежесі тығыздықтарының артуымен, С, О, Н мөлшерінің өзгеруімен және ұшқыш заттардың бөлінуімен сипатталады. Температура артқан сайын көмірлену процесі артады, ал қысым осы жағдайларда жүретін химиялық реакцияларды баяулатады.

Көмірдің негізгі петрографиялық сипаттамаларына метаморфизм дәрежесі, петрографиялық құрамы мен тотықсыздану дәрежесі жатады. Метаморфизм - жер қыртысында көмірдің органикалық заттарының өзгерісі. Метаморфизм жағдайында органикалық көмір затының физикалық қасиеттері, химиялық құрамы мен ішкі молекулалық құрылымы біртіндеп өзгеріске ұшырайды [3] .

Көмірлердің петрографиялық құрамы микрокомпоненттері (мицералдар), микролитотиптері (микроингредиенттер) және литотиптері (ингредиенттер) бойынша ажыратылады. Әртүрлі физика-химиялық әдістермен көмірлердің құрылысын зерттеу, көмір макромолекуласының құрылымы әртүрлі болатындығын көрсеткен [2-4] .

1. 2 Көмірдің физика-химиялық құрылымы және молекулалық моделі

Жалпы көмірдің қасиетін физикалық және химиялық құрамын толықтай зерттеу арқылы анықтайды.

Көмірдің негізгі физикалық қасиеттеріне тығыздығы, кеуектілігі, беріктігі, серпімділігі, соққыға төтеп бергіштігі жатады. [5] . Көмірдің оптикалық қасиеттеріне түсі, жылтырлығы, шашыратқыш қабілеттілігі, сынуы, адсорбция және сәулелену дефракциясы жатады. Сондай-ақ көмірлер электрлік, магниттік (электр өткізгіштігі, диэлектрлік тұрақтылығы, диамагтиттік қабілеттілігі, парамагниттік резонанс) және химиялық қасиеттерімен (жылу өткізгіштігі, меншікті жылу сыйымдылығы, қыздырғанда созылмалығы) сипатталады.

Көмірдің физикалық құрылымы тармақталған күрделі құрылымды молекулалардың орналасу ретін көрсетеді. Көмірдің барлық физикалық қасиеті әртүрлі процестің жүру тәртібі және қыздырған кездегі өзгерісі физикалық құрылымға байланысты. Көмірдің химиялық құрылымының бір ғана корбанизация процесін алып қарасақ, ұқсастығына қарағанда айырмашылықтары айқынырақ білінеді. Ал физикалық құрылымы керісінше ұқсастығын көрсетеді. Көмірдің көптеген физикалық параметрлерінің өзгерісі тәжірибе жүзінде жүзеге асырылған. Тәжірибе барысында көмірді майдалап үгіту кезінде беріктігі, серпімділігі, соққыға төтеп бергіштігі және кеуектілігі маңызды болып саналады, өйткені кеуектің бос көлемі әртүрлі процестегі көмірдің тәртібіне елеулі әсер етеді.

Көмірдің химиялық құрамы 100 жылдан бері зерттеліп келе жатқан нысан. Көптеген физико-химиялық және химиялық әдістерді қолданып, көмірдің органикалық массасы жайында көптеген мағлұматтар алуға болады. Әсіресе Р. М. Давидсонның [6] соңғы жинақтамасында нәтижелі қорытынды берілген.

Әртүрлі технологиялық процестерде көмірді шикізат ретінде пайдалану барысында оның құрылымының және органикалық массасының химиялық қасиетін ескеру маңызды. Өйткені осы қасиеттері бойынша көмірдің қаншалықты реакцияға қабілетті екені анықталады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.