Vol 58, No 2 (2024)

Поведение вала с осевой мешалкой, подвешенного на приводном валу вдоль оси смесителя посредством шарнира Гука, зависит от типа мешалки, физических свойств перемешиваемой жидкости и от частоты вращения мешалки. На основе общих гидродинамических закономерностей в работе получены уравнения для расчета двух предельных частот, в интервале которых наблюдается свободное прецессионое вращение вала, уравнения для расчета мощности, затрачиваемой на перемешивание, и радиуса окружности, описываемой центром мешалки при прецессионном движении. Коэффициенты предложенных уравнений найдены или уточнены экспериментально.

Приведены результаты одноступенчатой экстракционной очистки прямогонных керосиновой, легкой и тяжелой дизельных фракций, атмосферного газойля, легкого вакуумного газойля, а также газойля висбрекинга и легкого газойля каталитического крекинга от сернистых и азотсодержащих компонентов, полиароматических углеводородов при одинаковых условиях: использовании в качестве экстрагента смеси N-метилпирролидон-этиленгликоль состава 60: 40 мас.% при массовом отношении экстрагент: сырье 1: 1 и температуре 40 °С. Установлено, что степень извлечения экстрагируемых компонентов из нефтепродуктов близкого фракционного состава повышается в следующем ряду: прямогонные фракции < газойль висбрекинга < легкий газойль каталитического крекинга. При производстве судовых топлив, удовлетворяющих экологическим требованиям, наиболее эффективна экстракционная очистка газойлей вторичных процессов нефтепереработки, имеющих повышенное содержание гетероциклических сернистых и азотистых соединений ароматического характера, полиароматических углеводородов с короткими алкильными заместителями, стабильных при термических и каталитических процессах.

Проведен микрореакторный синтез ванадата висмута с вариацией расходов растворов и концентраций реагентов в них. При повышении концентрации реагентов от 0.01 до 0.03 моль/л (при расходах растворов 1.5 л/мин) наблюдается увеличение размеров кристаллитов с ~ 37 до ~ 76 нм. При повышении расходов потоков с 1.5 до 3.2 л/мин как размеры кристаллитов, так и доли моноклинной и тетрагональной фаз ванадата висмута для концентраций 0.01 и 0.02 моль/л отличаются несущественно (в пределах погрешности). Это означает, что производительности 1.5 л/мин достаточно для обеспечения необходимого качества микросмешения. Увеличение расхода растворов приводит к более интенсивному микросмешению, что, в свою очередь, наряду с концентрацией солей, влияет на размеры и морфологию частиц, а далее, на ширину запрещенной зоны, и, как следствие, на фотокаталитическую активность полученных частиц. Для одного и того же расхода исходных растворов лучшие фотокаталитические характеристики демонстрируют образцы, полученные при меньшей концентрации исходных реагентов, что обеспечивает большую долю моноклинной фазы BiVO₄ и меньший размер кристаллитов этой фазы. Показана возможность контролируемого микрореакторного синтеза ванадата висмута с заданным фазовым составом, морфологией и размерами кристаллитов.

Образование сложных и разнообразных по составу нефтесодержащих отходов является одной из актуальных экологических проблем нефтяного комплекса, а также следствием возрастающих объемов транспортирования и использования нефти и продуктов ее переработки. К подобным отходам относится и грунт, загрязненный нефтью и нефтепродуктами, который нередко содержит также растворы минеральных солей (в составе попутно добываемых вод), тяжелые металлы и другие компоненты. Перерабатывать и обезвреживать отходы такого рода крайне трудно и затратно, когда речь идет о вывозе и обработке на специализированных полигонах. Более экономичным является физико-химическое воздействие на грунт в полевых условиях, к которому относится и электрохимическая очистка посредством пропускания токов малой величины через загрязненную породу. Несмотря на то, что метод обладает рядом неоспоримых преимуществ, наиболее важными из которых являются возможность создания электрических полей в толще грунта на большой глубине и компактность технических систем, есть ряд факторов, осложняющих процесс. Прежде всего это неоднородность структуры почвы и распределения загрязняющих химических компонентов в очищаемой среде и динамичность влагосодержания (в виду поступления влаги атмосферных осадков). Сложность представляют геохимическое разнообразие и рельеф контаминированной территории. Данная работа посвящена особенностям моделирования процесса физико-химической очистки загрязненных грунтов для последующего проектирования установок с учетом вышеуказанных факторов, определению ключевых параметров их эксплуатации с целью достижения максимальной энергоэффективности и экологичности.

Представлены результаты расчета схем разной структуры для ректификационного разделения смеси метанол – этанол – вода с агентами, проявляющими различное селективное действие: моноэтаноламин, морфолин, N-метилпирролидон, пирролидин. Рабочее давление колонн в схемах 101.32 кПа. Для пирролидина рассмотрены варианты ввода агента выше и ниже уровня подачи смеси метанол – этанол – вода. По критерию суммарных энергозатрат на разделение рекомендовано использовать экстрактивную ректификацию с моноэтаноламином.

В статье рассмотрены основные этапы эволюции математической модели, физико-химических стадий каталитического дегидрирования этилбензола в производстве стирола. Представлены новые структурные элементы математической модели, описывающие теплообменные и химические процессы, протекающие при дегидрировании этилбензола. Введение дополнительных математических зависимостей позволило снизить количество структурных и параметрических неопределенностей ранее известных моделей кинетики дегидрирования. Создана система логически взаимосвязанных моделей как основа цифрового эквивалента автоматизированной системы управления процессом. Описан синтез цифрового эквивалента системы предиктивного управления в рамках концепции модельно-ориентированного проектирования. Предложена методика синтеза иерархических моделей химико-технологических систем. Выполнена программная эмуляция автоматизированной системы управления исследуемого процесса. Приведены результаты компьютерной реализации цифрового эквивалента в виде прогнозных траекторий изменения параметров состояния технологического процесса, реакционной среды и катализатора.

В работе исследуется вопрос вязкостного пальцеобразования в условиях сверхкритической флюидной экстракции масла из молотого высокомасличного растительного сырья. Концентрационный профиль фильтрующегося раствора является решением уравнения реакции-диффузии и представляет собой бегущую волну. Ширина зоны, на которой осуществляется основной перепад концентрации, много меньше высоты аппарата. С использованием малого параметра строится разложение пограничного слоя в окрестности фронта концентрации, и исследуется гидродинамическая устойчивость поверхности, разделяющей зону истощения и насыщенную зону. В рамках метода нормальных мод получено дисперсионное соотношение. Определены ограничения на гидродинамические параметры, при которых фронт остается устойчивым к малым возмущениям.