Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 59, № 1 (2025)

Обложка

Весь выпуск

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Статьи

Экспериментально-теоретические основы энергоресурсоэффективного процесса экстракции ценного компонента из природных матричных руд

Почиталкина И.А., Кекин П.А., Винокурова О.В., Мешалкин В.П., Кулов Н.Н.

Аннотация

Вещественный состав фосфоритов конкреционного типа представлен рудной породой альфа-кварц пористой структуры, фосфатным веществом, практически не имеющим пор, и примесью слоистых алюмосиликатов. В результате осадочного генезиса фосфоритных руд и матричной структуры альфа-кварца происходит заполнение его пористого пространства вышеуказанными компонентами и их тесное взаимное прорастание. Эффективность известных методов обогащения фосфатных руд повышается по мере увеличения степени их измельчения и сопровождается не только ростом энергозатрат, но и потерями тонкодисперсных фракций. Результаты комплексного анализа образца брянского фосфорита и выделенного по завершении кислотной экстракции альфа-кварца свидетельствуют о целесообразности рационального измельчения сырья с учетом технических характеристик кварцевых песков, применяемых в стекольной промышленности, что обеспечит энергоресурсоэффективный процесс переработки. Выявленные закономерности кислотной экстракции фосфорита конкреционного типа и математическая обработка данных кинетического эксперимента свидетельствуют о возможности использования стандартного оборудования промышленных схем с получением основного продукта – кислотной вытяжки и сопутствующего продукта – альфа-кварца.
Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):3-9
pages 3-9 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Антикоррозионные ПЭО-покрытия, импрегнированные ингибиторами коррозии, на сплаве Амг3

Гнеденков А.С., Синебрюхов С.Л., Кононенко Я.И., Гнеденков С.В.

Аннотация

Защитное покрытие с микротрубчатой структурой было сформировано методом плазменного электролитического оксидирования на алюминиевом сплаве АМг3 (система Al-Mg) в тартратно-фторидном электролите. Данный защитный слой был дополнительно модифицирован с использованием ингибиторов коррозии азольной группы (1,2,4-триазол, бензотриазол) и полимера (поливинилиденфторид). Изучены морфология, состав, механизм коррозии и защитные свойства сформированных покрытий.
Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):10-22
pages 10-22 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Моделирование процесса переработки алкантиолов в дисульфиды с применением ионных жидкостей

Шинкарь Е.В., Тишков А.А., Охлобыстин А.О., Берберова Н.Т.

Аннотация

Предложена функциональная модель экологически безопасной и энергоресурсосберегающей технологии удаления токсичных алкантиолов для переработки их в практически полезные дисульфиды с использованием ионных жидкостей. Процесс основан на медиаторном электроокислении алкантиолов, удаленных из жидкого топлива экстракцией ионными жидкостями. Разработанный метод непрямого электросинтеза симметричных дисульфидов реализуется в мягких условиях, в среде электропроводящих ионных жидкостей, выполняющих функцию растворителя и фонового электролита. Использование медиатора способствует повышению эффективности электросинтеза и снижению энергозатрат на его проведение по сравнению с прямым электрохимическим окислительным превращением алкантиолов в дисульфиды.
Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):23-33
pages 23-33 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Оптимизация плазменного реактора для эффективной генерации активных форм кислорода при обработке воды для полива растений

Михалев Е.С., Морачевская Е.В., Камлер А.В., Баязитов В.М., Никонов Р.В.

Аннотация

В настоящее время возрастает интерес к исследованию возможных применений технологии обработки воды плазменным разрядом в различных областях промышленности. Рассматриваемое в работе оборудование основано на комбинированном воздействии на воду плазменного разряда и кавитации в проточном режиме. Была определена оптимальная конструкция установки. Одним из перспективных применений данной технологии многие авторы отмечают возможность регуляции роста и развития растений различных культур. Ранее уже были исследованы физико-химические процессы, происходящие в воде во время обработки плазменным разрядом, и отмечалось образование в обработанной воде активных форм кислорода (АФК), включая пероксид водорода. АФК принимают активное участие в регуляции роста и развития растений. Регулировка мощности электрических импульсов, подаваемых на реактор установки, позволяет контролировать генерацию пероксида водорода. Целью работы являлось определение наиболее эффективного режима обработки воды для регуляции роста салата сорта “Тосканский” рода Латук семейства Астровые (Lactuca sativa L.). При поливе салата водой, обработанной в наиболее эффективном режиме, сухая масса латука увеличилась более чем в 2 раза, а содержание аскорбиновой кислоты выросло на 40%.
Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):34-40
pages 34-40 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Определение скорости стесненного движения дисперсных частиц в процессах осаждения и барботажа

Трушин А.М., Равичев Л.В., Носырев М.А., Яшин В.Е.

Аннотация

На основе моделей эффективной вязкости и потока дрейфа были получены полуэмпирические зависимости скорости стесненного движения твердых и газообразных частиц от объемной доли дисперсной фазы при малых величинах числа Рейнольдса, имеющие высокий коэффициент корреляции с эмпирическими данными.
Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):41-46
pages 41-46 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Нестационарный массоперенос в гелевых системах с оксидом графена применительно к технологиям 3D-биопечати

Храмцов Д.П., Мошин А.А., Покусаев Б.Г., Некрасов Д.А., Захаров Н.С.

Аннотация

Методами подвижных границ и оптического зондирования проведено сравнение закономерности распространения диффузионного фронта как в чистых агарозных гидрогелях, так и с добавлением оксида графена, и измерены массопроводные свойства гелевых систем. Установлено, что оксид графена обладает высокой поверхностной активностью, становится частью сетчатой структуры геля, влияя на скорость и эффективность диффузии. Кроме того, оксид графена способствует упорядочиванию гелевой структуры или же снижает рассеяние света внутри геля. Сочетание гидрогелей с оксидом графена позволяет создавать системы с управляемыми оптическими свойствами, что, в свою очередь, открывает новые возможности для совершенствования технологий 3D-биопечати. На основе метода случайного блуждания предложена численная модель, которая хорошо подходит для описания структур гидрогелей с оксидом графена. Данная модель позволит определять качество материалов в технологиях 3D-биопечати с точки зрения эффективности подачи питательных веществ для живых микроорганизмов, расположенных внутри геля. Сопоставление экспериментальных данных и численного моделирования продемонстрировало их значительное соответствие.
Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):47-56
pages 47-56 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Исследование возможности использования газа с различным содержанием азота для производства аммиака

Сосна М.Х., Ковалева Д.А., Максимова Д.В., Козлов А.М.

Аннотация

В статье исследована возможность производства аммиака из забалластированных инертными компонентами природных газов на примере азот-метановой смеси с содержанием азота от 0 до 43 об. %. Рассмотрены процессы паровой, автотермической конверсии, ступени подготовки азот-водородной смеси и процесс синтеза аммиака на основе термодинамических данных.
Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):57-61
pages 57-61 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Дегидрирование этана в мембранном реакторе с фольгой из палладиевого сплава Pd–Ru с алюмо-хромовым катализатором при высоких температурах

Бабак В.Н., Диденко Л.П., Семенцова Л.А., Квурт Ю.П., Закиев С.Е.

Аннотация

Дегидрирование этана – один из важнейших процессов для получения этилена. Основные закономерности этого процесса исследованы в мембранном реакторе с промышленным алюмо-хромовым катализатором и фольгой из палладиевого сплава Pd–6%Ru. Рабочей частью реактора являются две цилиндрические камеры, разделенные мембранной перегородкой. Верхняя камера вакуумирована, а в нижней поддерживается атмосферное давление. Известно, что добавки водорода на входе препятствуют образованию углеродных отложений на катализаторе, поэтому в данной работе исследовалось влияние этих добавок на процесс. При равномерной подаче сырья (этан и водород) по внешнему периметру нижней камеры проблема сведена к нахождению потоков этана, этилена, водорода и метана из решения системы нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений. Рассматривается интервал температур 600 K1000 K при небольших значениях отношений потоков водорода и этана на входе. Найдены условия, при которых выход водорода и конверсия этана достигают 100% при максимальном потоке Н2 через мембрану. Проведено сравнение расчетов с экспериментальными данными.
Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):62-76
pages 62-76 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Влияние скорости подачи дизельной фракции на удаление кремния катализатором защитного слоя

Петров Р.В., Решетников С.И., Дик П.П., Голубев И.С., Носков А.С.

Аннотация

Исследовано влияние скорости подачи дизельного топлива на адсорбцию кремния на NiMo/Al2O3-катализаторе защитного слоя в процессе гидроочистки. В качестве сырья использовалась прямогонная дизельная фракция, содержащая добавку декаметилциклопентасилоксана в количестве 200 млн–1 как дополнительный источник кремния. Было проведено три серии экспериментов длительностью по 60 часов при удельных скоростях подачи, равных 0.75, 1.5 и 3.0 ч–1. Установлено, что с увеличением удельной скорости подачи содержание кремния в катализаторе защитного слоя увеличивается. Для оценки эффективности процесса адсорбции использовался коэффициент извлечения кремния, который равен отношению количества адсорбированного (извлеченного из сырья) кремния к поданному за время эксперимента. В диапазоне скоростей 0.75–3.0 ч–1 коэффициент извлечения кремния снижался с 0.93 до 0.61 за счет более интенсивного заполнения активных центров на поверхности катализатора. Проведена оценка влияния внешнего массообмена на процесс адсорбции кремния.

Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):77-85
pages 77-85 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Кристаллизация и растворимость KSc(SO4)2 для повышения эффективности извлечения скандия

Медянкина И.С., Пасечник Л.А.

Аннотация

При разработке способов эффективного извлечения и концентрирования редкоземельных элементов (РЗЭ), а также при удалении примесей сопутствующих металлов большое значение имеет растворимость солей, в частности, сульфатов, зачастую используемых в гидрометаллургии в качестве промежуточных продуктов. В данной работе для извлечения скандия из сульфатных растворов предложено осаждение комплексного сульфата скандия калия KSc(SO4)2, кристаллы которого представляют собой удлиненные гексагональные призмы шириной 5–10 мкм и длиной 20–50 мкм. Методом ДТА показано отсутствие кристаллизационной воды, а также наличие обратимого фазового перехода около 447°С. Растворимость KSc(SO4)2 в воде при 25°С составила 0.28±0.01 мас. % Sc. Понижение растворимости KSc(SO4)2 достигается повышением концентрации серной кислоты более 3–4 моль/л H2SO4. Дополнительное введение 0.5 моль/л K2SO4 позволяет на порядок снизить растворимость скандия в виде комплексного соединения и повысить эффективность извлечения скандия из сульфатных растворов. Экспериментальные результаты по растворимости KSc(SO4)2 описываются изменением ионной силы раствора в присутствии одноименных ионов (K+ и HSO4–). Степень извлечения скандия из сульфатных растворов с добавкой 0.5 моль/л K2SO4 составляет более 99%. Предложена принципиальная технологическая схема извлечения скандия из красных шламов с кристаллизацией KSc(SO4)2. Результаты будут полезны для разработки методов разделения металлов при сернокислотной переработке сырья и расширения способов получения концентратов и чистых оксидов металлов, а также при изучении поведения близких по свойствам соединений РЗЭ.

Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):86-93
pages 86-93 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Гидродинамика и теплообмен на дисковом распылителе

Бальчугов А.В., Саблина И.Л., Антонов Д.В., Крамаренко А.А.

Аннотация

Выполнены экспериментальные исследования новых дисковых распылителей, предназначенных для охлаждения воды атмосферным воздухом. Получены критериальные уравнения для расчета гидродинамических и теплообменных характеристик распылителей: радиуса, высоты и объема факела распыла, объемного коэффициента теплопередачи. Эффективность распыла на диске с бортиками (диск № 3) больше объема факела распыла на плоском диске (диск № 1) во всем исследованном диапазоне критериев Re и Kn. Установлены условия, при которых распылительный диск с соплами (диск № 2) обеспечивает наиболее эффективное распыление жидкости и высокую интенсивность теплопередачи. При Кn = 50 критическое значение критерия Рейнольдса составит Re = 277. Предложена диаграмма для графического определения области значений критериев Re и Kn, в которой интенсивность теплопередачи на диске № 2 выше, чем на диске № 1.

Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):94-101
pages 94-101 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Экономически эффективная реконструкция существующих двухпотоковых систем теплообмена

Ульев Л.М., Гиль Т.А., Норин В.В., Кувардина Е.В., Кондрашев Д.О.

Аннотация

В данной работе предложен метод для оптимизации двухпотоковой системы теплообмена, учитывающий технические ограничения, налагаемые теплообменным оборудованием, и экономическую эффективность проекта реконструкции. Оптимизация теплообменной сети производится с учетом необходимости проведения экспертизы промышленной безопасности в случае превышения расчетных температур для теплообменных аппаратов технологическими потоками. Данный метод был применен для оптимизации энергопотребления на реальной установке гидрокрекинга. Рассмотрены два типа теплообменников – кожухотрубчатые и пластинчатые для возможного увеличения площади поверхности теплообмена в существующей системе рекуперации теплоты. Для кожухотрубчатых теплообменных аппаратов минимальная приведенная стоимость проекта реконструкции наблюдается при увеличении поверхности теплообмена на 500 м2, что соответствует установке двухсекционного теплообменника. Это позволяет снизить удельное потребление горячих утилит на 51%, а холодных – на 31%. При этом простой срок окупаемости такого проекта составляет ~1.5 года. В то же время для пластинчатых теплообменных аппаратов минимальные годовые затраты наблюдаются при увеличении теплообменной поверхности на 400 м2. Стоимость такого проекта модернизации на 18% меньше, чем при использовании кожухотрубчатых теплообменников, а снижение удельного потребления горячих и холодных утилит составляет 66% и 40% соответственно.

Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):102-117
pages 102-117 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Улавливание паров оксидов молибдена и теллура и их смесей на керамических блочно-ячеистых контактных элементах оптимизированных составов

Сальникова О.Ю., Гаспарян М.Д., Грунский В.Н., Давидханова М.Г., Царева Е.В.

Аннотация

Исследована эффективность улавливания индивидуальных оксидов молибдена и теллура и их смесей в высокотемпературной окислительной среде в процессе хемосорбции на керамических высокопористых блочно-ячеистых контактных элементах оптимизированных составов. Определена динамическая сорбционная емкость контактных элементов с оксидом кальция, введенным в состав алюмосиликатной керамической основы, с нанесенным активным слоем оксида кальция и без использования оксида кальция. Методом рентгенофазового анализа идентифицированы продукты хемосорбции MoO3 и TeO2 контактными элементами всех разработанных составов.

Теоретические основы химической технологии. 2025;59(1):118-130
pages 118-130 views
PDF
(Rus)
JATS XML
(JATS XML)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».