МөЗ–дің құрамында фенолы бар ағын суларын тазартуға арналған полифункционалды сорбенттерді алу технологиясын құрастыру

Қалдық суларды қатты және еріген бейорганикалық пен органикалық заттардан тазалаудың заманауи технологиясы, негізінен механикалық, физика–механикалық және биохимиялық әдістермен немесе олардың түрлі комбинациясына негізделген.

Судан дисперсті және еріген органикалық заттарды бөліп алудың технологиялық, экологиялық әрі экономикалық көзқарас тұрғысынан алғанда оңтайлы тәсілі адсорбциялық сүзу болып табылады.

Экологиялық қауіпсіз өндірістік кәсіпорындарды құрудың аса маңызды бағыттарының бірі ретінде мұнай өңдеу зауытының сұйық қалдықтарын локальді түрде тазалау және өндіріске тазаланған су мен құнды компоненттерді қайта пайдалану болып табылады. Әдебиеттерде фенолдың жекелеген ерітінділерден адсобциясы жеткілікті толық келтірілген, негізінде тәжірибелік сипатқа ие фенолдың сулы ерітіндіден белсендірілген көмірдің адсорбциясына қатысты тек бөлек–бөлек деректер келтірілген. Осы мәселеге қатысты жұмыстар өте аз және жүйелі зерттеу нәтижелері толық анықталмаған.

Кең түрде қолданылатын табиғи минералды сорбенттердің ішінде, әсіресе өндірістік қалдықтарды тазалау және бір бірінен бөлу (рафинирование) технологиясы ішінде табиғи минералды шикізаттардың адсорбциялы–белсенді материалдар аса маңызды көрсеткішке ие. Мұндай шикізаттың маңызды көзі ретінде қабатты силикаттар, оның ішінде бірінші кезекте вермикулит болып тұр.

Вермикулит біздің республикамызда да кездеседі. Қазақстан Республикасының вермикулитке деген сұранысы оны көп салаларда қолданылуына байланысты ондаған мың тоннаны құрауы мумкін.

Осыған байланысты мұнайөңдеу зауыттарының экологиялық және қоршаған ортаны қорғау мәселелерін шешуге мүмкіндік беретін құрамында фенол немесе оның қоспасы бар қалдық суларды отандық сорбенттермен тазарту технологиясын жасау, өзекті болып отыр.

Ғылыми зерттеу жұмыстары және мемлекеттік бағдарламалармен байланысы. Зерттеу жұмысы «Қазақстандық мұнайдағы дизельдік жанармайды кешенді тазалау үшін отандық полифункционалды адсорбенттерді жасау» тақырыбы бойынша (№ Б–11–03–0) мемлекеттік бюджеттік ғылыми зерттеу жұмысы шеңберінде, сонымен қатар «Мұнай, мұнайөнімдері және өндірістік судың сапалық сипаттамасын жоғарылату үшін полифункционалды адсорбенттерді алу технологиясын жасау» тақырыбы бойынша (№ 68–19 келісім шарт). (2015–2017ж.ж.) гранттық қаржыландыру туралы (2015 жылдың 25 қаңтар айындағы №2 хаттамаға сәйкес) «Шикізат және өнімдерді қайта өңдеу үшін табиғи ресурстарды рационалды түрде қолдану» бойынша Ұлттық ғылыми кеңестің шешіміне сәйкес Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігінің ғылыми комитетінің қолдауымен орындалды.

Зерттеу жұмысының нысаны. Бұл зерттеудің нысаны құрамында фенолы бар қалдық сулар және жылдық қуаты 1900 мың м³ болатын Шымкент МӨЗ (ПКОП) дәйекті түрде жұмыс істейтін механикалық, физикалық-механикалық және биологиялық тазару кезеңдерінен тұратын тазарту құрылғыларының жүйесі болып табылады.

Зерттеу жұмысының мәні. Отандық полифункциональды вермикулитті сорбенттермен МӨЗ-дің фенолды қалдық суларын тазарту процесі.

Зерттеудің мақсаты мен міндеттері. Қоршаған ортаны қорғауды және қорсақтауды қамтамасыз ететін, мұнайөңдеу зауытының фенолды қалдық суларын тазартып, сулы қоспадан вермикулиттік сорбенттермен фенолдың адсорбциясының механизмінің ғылыми негізін құрастыру

Бұл мақсаттарға жету үшін келесі міндеттер қойылды:

–Мұнайөңдеу процесінде қалдық сулардың жиналу көздерін талдау;

–Құрамында фенолы бар қалдық сулардың құрамы мен физика–химиялық қасиеттерін зерттеу, МӨЗ–ның қалдық суларын тазарту жүйесінде әртүрлі тәсілдерді қолданудың тиімділігін талдау

–заттарды бөлу технологиясындағы адсорбцияның кинетикалық параметрін зерттеу, кеуекті материал қабатындағы адсорбциясының термодинамикалық аспектілері

–Оңтүстік Қазақстан облысындағы вермикулиттердің адсорбциялық қабілетінің кеуекті құрылымын және адсорбенттердің геометриялық құрылымын математикалық модельдеу

–МӨЗ-ның құрамында фенолы бар қалдық суларын адсорбциялап толық тазалау технологиясын құрастыру, МӨЗ–ның толық тазарту жүйесінің біріктірілген сүзгі–адсорберді тәжірибелік–өнеркәсіптік сынау

Зерттеу жұмысының ғылыми жаңалығы

–Сулы ерітіндідегі вермикулиттік сорбенттерге фенолдың адсорбциясының физикалық–химиялық зерттеулері заманауи тәсілдермен (вермикулиттерді рентгенқұрылымдап талдау, сорбция мен сүзілу дәрежесін анықтаудың хроматографиялық тәсілдері, физикалық-химиялық және физикалық-механикалық зерттеу жұмыстары) кешенді зертеу жұмыстары жүргізілді;

–ісінген құлантаулық вермикулит негізіндегі адсорбенттің кеуекті қабаттарындағы адсорбцияны есептеудің термодинамикалық негіздері жасалды;

–ісінген вермикулиттің адсорбциялық қабілетіне қатысты МӨЗ-ның құрамында фенолы бар қалдық суларын тазарту бойынша эксперименттік жұмыстары жүргізілді;

–вермикулиттік сорбенттердің адсорбциялық қабілетін жоғарылату жолдары жасалды;

–адсорбциялық сүзгі параметрлерін оңтайландыру үдерісі мен динамикалық жағдайындағы адсорбцияны сипаттаушы іргелі теориялық тәуелділіктер негізіндегі сорбциялап тазартудың үздіксіз үдерісінің тәртібі, және МӨЗ-ның құрамында фенолы бар қалдық суларын тазарту кезіндегі ұсынылған есептеу тәсілінің баламалылығын эксперименттік түрде растау зертелді;

–қалдық суларды фенолдан адсорбциялап тазартуға ұсынылған технология және қайта бастапқы қалпына келтіру жолдары суды қайта пайдаланудың тұйық кезеңін жасауға мүмкіндік береді. Беттік сумен қамтамасыз ету көздерінің ластануын болғызбайды және құнды компоненттерді қайтадан өндіріске қайтарады. Бұл өз кезегінде қоршаған ортаға тигізетін зиянды төмендетуді және экологиялық қауіпсіздік пен тиісті кәсіпорындарда қорсақтауды жоғарылатуды қамтамасыз етеді.

Қорғауға ұсынылатын негізгі ережелер:

–мұнайөңдеу үдерісі кезінде қалдық сулардың жиналу көздерін жүйелеу және МӨЗ-ның қалдық суларын тазарту жүйесіне тәсілдерді пайдаланудың тиімділігін талдау

–өнеркәсіптік адсорбенттерді қолданудың заманауи жағдайын талдау

–Оңтүстік Қазақстан облысындағы вермикулиттердің адсорбциялық қабілетін зерттеу

–адсорбциялық қабат құрылымының қалыптасу ерекшелігі және Отандық құлантаулық вермикулиттердің пайдалану кезінде жоғары кеуекті адсорбенттердің геометриялық сипаттамасын модельдеу

–органикалық қосылыстардың вермикулитке сорбциясының кинетикалық параметрлерін зерттеу

–суды қайта пайдаланудың тұйық кезеңін жасауға мүмкіндік беретін құрамында фенолы бар қалдық суларды адсорбциялап тазарту технологиясын жасау. Беттік сумен қамтамасыз ету көздерінің ластануын болғызбау және құнды компоненттерді қайтадан өндіріске қайтару. Бұл өз кезегінде қоршаған ортаға тигізетін зиянды төмендетуге және экологиялық қауіпсіздік пен тиісті кәсіпорындарда қорсақтауды жоғарылатуды қамтамасыз етеді.

–ағып өтетін адсорбердің жолына кеуекті адсорбент ретінде пайдаланылатын вермикулиттің ісіну тәртібі істелінді;

–ісінген вермикулиттің қабатындағы сұйық ортаның адсорбциясының режимдік параметрлері анықталды және құрамында фенолы бар қалдық суларды тазарту мен адсорбциялап қанықтыра тазартудың тиісті сүзгілерінің есебіне ұсыныстар берілді.

Докторанттың қосқан жеке үлесі:

–диссертация тақырыбы бойынша ғылыми және патенттік әдебиеттердегі аналитикалық зерттеулердің нәтижелерін талдауында және жинақтауында;

–зерттеулер мен сынақтар тәсілдерін таңдап іріктеуінде;

–зертханалық зерттеу жұмыстарын жүргізуінде және сұйық органикалық ластаушыларды ұстап жинау кезінде ісінген вермикулит қабатының адсорбциялық қабілетіне қатысты жүргізілген тәжірибелік-өнеркәсіптік сынауларға қатысуында, адсорбциялық қабат құрылымының қалыптасу ерекшелігін зерделеуінде және жоғары кеуекті адсорбенттердің геометриялық сипаттамасын модельдеуінде.

–адсорбциялық сүзгі параметрлерін оңтайландыру үдерісін және МӨЗ-ның құрамында фенолы бар қалдық суларды тазарту кезінде ұсынылған есептеу тәсілімен сорбциялап тазартудың үздіксіз үдерісінің тәртібін құрастыруында;

–қанықтыра тазарту үдерісін едәуір қысқартатын және тазартылған ағын суды қайта пайдалану жүйесіне әрі айналма жүйені толықтыру үшін пайдалануға оңтайлы жағдай туғызатын, анағұрлым төмен ХПК көрсеткіші мен мұнайөнімдерінің құрамы бар қалдық суларды алуға мүмкіндік беретін, вермикулиттік адсорбентті сүзгі адсорбердің тәжірибелік-өнеркәсіптік сынаулар жүргізуінде.

қараша).баяндалып әрі талқыланды.