Воздействие высоковольтного электрогидравлического разряда на физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов

Жукова, Екатерина Михайловна

Воздействие высоковольтного электрогидравлического разряда на физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Жукова, Екатерина Михайловна АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Саратов МЕСТО ЗАЩИТЫ

2008 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.04 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Воздействие высоковольтного электрогидравлического разряда на физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов»

Автореферат диссертации на тему "Воздействие высоковольтного электрогидравлического разряда на физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов"

На правах рукописи

ЖУКОВА Екатерина Михайловна

ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЯДА НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ1й НЕФТЕПРОДУКТОВ

Специальность: 02.00.04 - Физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Саратов-2008

003452990

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Севостьянов Владимир Петрович

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Панова Лидия Григорьевна

кандидат технических наук Акчурин Вячеслав Анверович

Ведущая организация:

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (ИНХС РАН)

Защита состоится «27» ноября 2008 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д.212.243.01 при Саратовском государственном университете им. Н.Г. Чернышевского по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83, корп. 1, химический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке им. В.А. Артисевич Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского.

Автореферат разослан «24» октября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета

Сорокин В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В последние десятилетия в области естественных наук появилось принципиально новое направление научных работ, связанное с изучением воздействия на вещество таких физических факторов как радиация, электромагнитное излучение, ультразвук, плазма, высокое давление, повышенная температура, космический вакуум, гравитация и т.д., как при изолированном, так и при совместном воздействии.

Перечисленные выше действующие факторы часто характеризуются условным термином «химия экстремальных воздействий»', причем «экстремальность на химическом языке» совершенно логично интерпретировалась проф. Л.Т. Бугаенко (Московский государственный университет, кафедра электрохимии) понятием, которое «...не соответствует математическому и не обозначает ни минимальное, ни максимальное воздействия, а скорее необычность, нестандартность воздействия - конец цитаты»2.

Несмотря на различные механизмы передачи энергии молекулам и атомам вещества, общим критерием экстремальности воздействия может служить возникновение промежуточных высокоактивных состояний частиц вещества, что в итоге приводит к качественному изменению микро- и макрохарактеристик обрабатываемого объекта, появлению новых свойств.

Одним из видов комплексного экстремального воздействия является эффект высоковольтного короткоимпульсного электрогидравлического разряда (ВКЭГР)3, который сочетает в себе одновременное воздействие на вещество сильного механического сжатия, мощного ультразвука, жесткого рентгеновского, УФ- и ИК-излучения. Образующиеся в процессе разряда электромагнитные поля также оказывают сильное влияние, как на сам разряд, так и на ионные процессы, протекающие в окружающей его жидкости. Под их воздействием происходят разнообразные физические изменения и химические реакции в обрабатываемом материале.

Открытие и использование высоковольтного короткоимпульсного электрогидравлического разряда в технике относится к середине XIX века. Прошедший период невелик с позиции истории, но соответствует периоду больших достижений в науке, стремительного ускорения научно-технического прогресса.

Таким образом, актуальность применения ВКЭГР в химическом материаловедении как экстремального процесса, изменяющего физико-химические свойства веществ, в том числе, нефти и нефтепродуктов, очевидна.

Исходя из сказанного, цель работы состояла в установлении закономерностей изменения физико-химических свойств нефти и нефтепродуктов при воздействии высоковольтного короткоимпульсного электрогидравлического разряда для оптимизации процесса их переработки.

1 Булычев Б.М., Долматов М.Ю. Ж. Всес. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева, 1990. - т. 35,- 5. - С. 531.

2 Бугаенко Л.Т. Ж. Всес. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева, 1990. -т. 35. - 5. - С. 532-533.

3 Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. - Л.: Машиностроение,

1986.-253 с. ....

Для достижения поставленной цели в условиях высоковольтного электрогидравлического разряда необходимо решить следующие задачи:

- изучить изменение физико-химических свойств нефти (товарной и отбен-зиненной) в индивидуальном состоянии, в смеси с мазутом, в условиях барбо-тажа воздухом, в присутствии катализатора и, как результат, увеличить глубину ее переработки;

- на примере природных и искусственных водонефтяных эмульсий изучить механизм электрогидравлического воздействия на их стабильность и возможность разделения на исходные компоненты;

- в системе «нефть-сланцы» оценить эффективность использования нефти в качестве экстрагента органической части сланцев;

- установить механизм изменения состава и физико-химических свойств некоторых компонентов нефти при их гидролизе или глубоком разложении до сажеобразования;

- оптимизировать состав и физико-химические свойства катализаторов переработки нефти за счет получения нано- и мелкодисперсных каталитически активных порошков переходных металлов и их оксидов и равномерного распределения их на неорганических носителях и в полимерных матрицах.

Таким образом, на защиту выносятся следующие основные научные положения:

- закономерности в изменении физико-химических свойств нефти и некоторых нефтепродуктов при различных условиях их обработки высоковольтным электрогидравлическим разрядом, позволяющие направленно интенсифицировать крекинг-процессы;

- механизм влияния электрогидравлической обработки на состав и физико-химические свойства некоторых компонентов нефти, в частности, получение из бензола и декана наноразмерных частиц сажи; при разложении фенола (в системе «фенол-вода-перекись водорода») до элементарного углерода и его оксидов, а из эфиров дикарбоновых кислот - соответствующих кислот;

- увеличение выхода светлых фракций (в системе «нефть-сланцы») под влиянием высоковольтного электрогидравлического разряда при экстрагировании органической части горючих сланцев и последующей ректификации нефтяных экстрактов;

- способы электрогидравлического синтеза и дробления стекло- и металлических порошков переходных металлов и оксидов до нано- и микронного гранулометрического состояния с равномерным распределением их в неорганических и полимерных матрицах для каталитических систем переработки нефти.

Данная работа представляет собой один из первых шагов в указанном выше научном направлении, что, на наш взгляд, делает ее весьма значимой как с теоретической, так и с прикладной точек зрения.

Работа выполнена в рамках инновационного Проекта № 1.1.14.4 «Программное и техническое обеспечение испытательного стенда для моделирования ситуаций в химическом материаловедении» по Мероприятию № 1.1.14 «Создание регионального инновационного научно-образовательного центра «Химия природных и синтетических материалов».

Методы исследований и достоверность полученных результатов основываются на применении:

- реактивов, соответствующих ГОСТам и сертифицированного сырья (нефть, мазут, сланцы и др.);

- комплекса физико-химических методов анализа, которые с необходимой точностью и достоверностью давали не только необходимую информацию, но и дополняли друг друга (ИК- и УФ-спектроскопия, рентгеноструктурный и рент-генофазовый анализы, дифференциально-термический анализ, Оже-спектроскопия, газовая хроматография, электронная просвечивающая микроскопия, оптические измерения, включая седиментационный анализ, измерение индивидуальных параметров веществ (вязкость, плотность, критические температуры фазовых переходов веществ), определение реологических свойств соединений и композитов;

- компьютерной и вычислительной техники для статистической обработки экспериментальных данных.

Научная новизна работы определяется тем, что в условиях электрогидравлического воздействия впервые:

- системно изучены закономерности влияния высоковольтного короткоим-пульсного электрогидравлического разряда на изменение физико-химических свойств и глубины переработки нефти, ее смеси с мазутом с применением ЫаУ-катализаторов, барботажа реакционной смеси воздухом или инертным С02;

- показано применения нефти, как дешевого экстрагента органической час. ти сланцев в системе «нефть-сланцы»;

- подобраны режимы и предложены механизмы химического превращения и глубокого разложения нефтепродуктов (фенола, декана, бензола, эфиров ди-карбоновых кислот) с получением уникальных по физико-химическим свойствам соединений (например, наноразмерной углеродной сажи).

- предложены механизмы электрогидравлического дробления и синтеза каталитически активных нано- и микроразмерных металлических порошков переходных металлов и их оксидов.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные результаты могут быть применены:

- при глубокой массовой переработке нефти и нефтепродуктов;

- в процессе активации каталитических систем на основе переходных и редкоземельных металлов и их оксидов с синтезом наноразмерных частиц и равномерного их распределения в матрице катализаторов;

- при получении наноразмерных частиц углерода для каталитических систем и изделий электронной техники.

- при чтении общих и специальных курсов по Химической технологии, Экстремальным воздействиям в химической технологии в учебных процессах классических и технологических университетов страны.

Апробация работы

Основные положения работы доложены автором на научных конференциях различного, уровня: Международной конференции «Техническая химия. От тгориа к практике» (Пермь, 2008); Международной конференции «Народное

хозяйство Западного Казахстана: состояние и перспективы развития» (Уральск, 2004); «Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию факультета защиты растений и агроэкологии Саратовского государственного аграрного университета» (Саратов, 2007); Всероссийской конференции «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», посвященной 75-летию химического факультета Саратовского государственного университета (Саратов, 2004).

Публикации

Основные результаты работы изложены в 14 публикациях: две статьи в журналах, рекомендованном ВАК РФ при защите кандидатских диссертаций, 7 статей в сборниках научных статей, 3 тезисов докладов, 2 патента РФ.

Объём и структура работы

Диссертация изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 61 рисунок, 31 таблицу и состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованных источников из 126 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность поставленной в работе проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, отражена научная новизна, дана краткая аннотация содержания диссертации и приведены основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе (Литературный обзор. Экстремальные воздействия в химическом материаловедении) рассмотрены современные представления о влиянии экстремальных воздействий в области химического материаловедения. Особое место уделено теоретическим и прикладным аспектам физикохимии высоковольтного короткоимпульсного электрогидравлического разряда, как эффективного инструмента изменения физико-химических свойств соединений. Рассмотрена математическая модель ВКЭГР. Глава заканчивается изложением цели работы, задач по ее реализации, сформулированных научных положений диссертации.

Во второй главе констатируется, что реактивы, используемые в работе, соответствовали ГОСТам и Техническим условиям. Нефть и сланцы, относящиеся к сырьевым материалам, были получены с конкретных месторождений. Качество, контроль и хранение материалов также регламентировалось нормативными документами. Используемые материалы были одной партии и в достаточном количестве для проведения всего цикла экспериментальных работ.

При проведении экспериментов применялся комплекс физико-химических методов анализа, дополняющих друг друга. Использованы ИК- и УФ-приборы класса UR и УФ, приборы для рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа (ДРОН-ОЗ), дифференциально-термического анализа (система Паулик-Паулик-Эрдей - Q-ЮООД), Оже-спектроскопии (установка изготовления ФГУП НИИ знакосинтезирющей электроники «Волга»), хроматографии («Цвет», «Кристалл-2000М»), электронной просвечивающей микроскопии и т.д.

Установки электрогидравлического воздействия (УЭГВ) являются основным элементом экспериментальной части диссертационной работы. Поэтому

этим устройствам было уделено самое пристальное внимание и в части обсуждения их конструкторских особенностей, и при самостоятельной разработке отдельных узлов, включая вопросы патентования. Считаем, что в общем плане (для проведения необходимых экспериментальных исследований по синтезу и переработке различного рода соединений) УЭГВ необходимо рассматривать, как составную часть из двух блоков. Первый - сама установка с ее электрической частью, технической защитой, возможностью выхода на необходимый электрический режим и т.д.; второй - устройство электрогидравлического разряда (УЭГР), т.е. химический реактор (рис. 1).

Рис. 1. Схема устройства электрогидравлического разряда: 1 - металлический реактор, 2 - корпус реактора, 3 - магнитная рубашка реактора, 4 -нагреватель реактора, 5, 7 - электроды ЭГУ, 6 - слив, 8 - мешалка, 9 - ультразвуковой излучатель, 10 -ультрафиолетовый излучатель, 11 - приемник конденсата, 12 - газовые часы на выходе газов, 13 -выход газов, 14 - холодильник, 15 - термопара, 16 -электродвигатель мешалки, 17 - вход газов, 18 - газовые часы на входе газов, 19 - дозатор, 20 - манометр

Третья глава посвящена электрогидравлической обработке нефти. Исходя из того, что нефть является одним из невозобновляемых видов сырья, актуальной является задача ее более глубокой переработки. Считаем, что решением этой проблемы может стать использование в технологии метода ВКЭГР. Поэтому целью исследования явилось системный поиск закономерности влияние высоковольтного короткоимпульсного электрогидравлического разряда на изменение физико-химических свойств и глубину переработки нефти, смеси ее с мазутом с применения барботажа реакционной смеси воздухом и катализаторов. Иными словами, найти пути экспериментального повышения выхода светлых нефтяных фракций за счет более глубокого использования тяжелых, что особенно важно при производстве бензина.

В эксперименте был использован метод фракционной перегонки нефти, который наиболее прост в реализации и стандартизирован практически во всех странах: в России - по ГОСТ 2177-99, в США - по А8ТМ Б-93.

В работе преимущественно использовались два вида сырья:

- товарная нефть Степновского месторождения Саратовской области (образец «С»),

- товарная нефть Куриловского месторождения Саратовской области (образец «К»).

Так как работа проводилась с товарной и отбензиненной нефтью, при перегонке осуществлялся отгон дистиллята близкой к бензиновой, керосиновой, газойлевой фракций, а остаток, выкипающий выше Т>350°С квалифицировался, как мазут.

Поскольку керосин отгоняется в интервале Т=110-320°С, а газойль Т=270-360°С, то четко отделить одну фракцию от другой практически невозможно. Для анализа полученных данных было условно принято: вся масса продукта, которая отгонялось до Т=320°С - керосин, до 350°С - атмосферный газойль, далее - мазут.

Рассмотрен «мягкий» режим воздействия электрогидравлического разряда на нефть. Для этой цели использовалась установка типа ТХ-20,0-9 с воздушным разрядником, что давало возможность воспроизвести каждый последующий электрический импульс по мощности и своим характеристикам (кроме формы меандр), не превышающий предыдущий.

Экспериментально было найдено, что практически 20 импульсов достаточно для протекания конверсионных процессов (табл. 1). При количестве разрядов менее пяти-шести эффекты ЭГВ проявляются достаточно слабо, а более 3035 — наблюдается коксование нефти, т.е. образование частичек элементарного углерода. Именно эти критерии определили граничные условия проведения эксперимента.

Таблица 1

Фракционный состав нефти до и после электрогидравлического воздействия

т,°с Дистиллят, об. %

Отбензиненная нефть, образец

«С» «К» «С» «К» «С» «К» «С» «К»

Количество разрядов

0 10 20 40

310 35,0±1,5 38,0±1,5 35,0±1,0 36,0±1,5 42,0±2,0 42,0±1,5 35,0±1,0 35,0±1,0

320 37,Ш:2,0 40,<Ш,5 39,0±1,5 39,0±1,0 44,0±1,5 44,0±2,0 38,5±1,5 38,0±1,5

330 39,0±1,5 42,0±2,0 42,0±1,5 43,0±1,5 52,0±2,0 48,0±1,5 43,5±1,0 42,0±1,5

340 51,0±2,0 47,0±1,5 46,0±2,0 49,0±2,0 55,0±1,5 51,0±2,0 52,0±1,5 48,0±2,0

350 52,0±1,5 53,0±1,5 54,0±1,0 59,0±2,5 58,0±1,5 56,Ш ,5 55,0±1,5 56,0±2,0

Полученные результаты, как для нефти образца «С», так и для нефти образца «К» характеризуют повышение на 4-6 об. % выхода фракций с температурой кипения до Т=350°С. Причём заметный прирост наблюдается в области Т=320-350°С. Наряду с изменением фракционного состава товарной и отбензи-ненной нефти, проводилось определение их реологических параметров до и после воздействия ВКЭГР.

На основании полученных данных можно судить о существенном влиянии ЭГВ на нефть с разным содержанием парафина (для образца «С» - 4,5%, для образца «К» - 7%). В случае отбензиненной нефти (образцы «С» и «К») изменение кинематической и динамической вязкости достаточно существенно. В то же время отмечается малое влияние ЭГР на их плотность (табл. 2). Можно предположить, что это воздействие, главным образом, оказывается на существующие межмолекулярные связи между компонентами нефти, что и находит

отражение в изменении ее вязкости. В то же время увеличение объёма выхода дистиллята в области Т=320-350°С свидетельствует о протекании процессов деструкции высокомолекулярных ассоциатов соединений нефти до низкомолекулярных.

Таблица 2

Изменение физико-химических параметров отбензинениых нефтей до и после элсктрогидравличсской обработки

Показатели нефти Ед. измер. Отбензиненная нефть

Образец «С» Образец «К»

исходная после ЭГВ исходемя после ЭГВ

Плотность г/см3 0,87 0,88 0,85 0,85

Кинематическая вязкость мм2/с 6,986 5,351 7,663 6,481

Динамическая вязкость мПа-с 6,078 4,709 6,513 5,509

Полученные результаты говорят о том, что воздействие ВКЭГР наиболее эффективно для высококипящих фракций углеводородов, где прочность связей С-С ослабевает по мере увеличения числа атомов углерода в цепи.

«Жесткий» режим электрогидравлического воздействия на нефть осуществлялся при рабочем напряжении установки и>50 кВ.

Рассмотрен выход светлых фракций при мощности импульса равной и=40 кВ, где энергия одного импульса составляет 240 Дж. Во-первых, отмечается увеличение выхода всех светлых фракций для обработанной нефти. Увеличение выхода бензиновой фракции (выкипающей до Т=150°С) у обработанной нефти составило 3 об. %; при Т= 220; 240°С на 4,5; 4 об, % соответственно и т.д. Во-вторых, при Т=340-350°С отмечен резкий скачок вверх и У(0&„, для обработанной нефти (и=40 кВ) составил 74,5 об. %, что на 6,5 об. % больше, чем у товарной нефти.

Воздействие ВКЭГР с рабочим напряжением и=50 кВ уменьшает выход светлых дистиллятов из обработанной нефти (при Т=150, 160°С). Данный факт можно объяснить так же, как и в случае с ТЛ=20 кВ, потерей легких фракций при крекинге углеводородов до легких летучих углеводородов. При Т=180°С наблюдается закономерное увеличение выхода светлых дистиллятов на 2 об. % из обработанной нефти. Далее, также, как и при и=40 кВ, прослеживается возрастание выхода светлых дистиллятов из обработанной нефти (11=50 кВ) по сравнению с товарной.

, При сравнении фракционного состава образцов нефти, обработанных при и=40 и 50 кВ (рис. 2) отмечалась следующая закономерность: примерно до Т=250°С больше выход из нефти, обработанной при ГГ=40 кВ. В интервале температур с. 250 до 330°С больше выход из нефти, обработанной при и=50 кВ. Далее, после Т=330°С, опять повышается выход из нефти, обработанной при и=40 кВ. Отсюда можно сделать вывод: при увеличении значения напряжения будет увеличиваться выход фракций, выкипающих в интервале температур от 250 до 330°С, и уменьшаться в интервале Т=340-350°С.

Дистиллят, об.%

80 70 60 50 40 30 20 10 0

100 120 150 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 350

Т, "С

Рис. 2. Фракционный состав нефти после электрогидравлического воздействия при: 1 - 40 и 2 - 50 кВ

Мазут является составной частью фракционной перегонки нефти. Поэтому нами была поставлена задача - под воздействием ВКЭГР получить из мазута светлые дистилляты.

Учитывая высокую вязкость мазута, нами была предпринята попытка проследить влияние ВКЭГР на фракционный состав отбензиненной нефти, вводя в неё определенное количество мазута.

Экспериментально показано, что выход объёма дистиллята образцов, содержащих переменное количество мазута 5, 10, 15 об. %, практически не изменяется, по несколько выше (не более 2 об. %), чем у необработанной смеси. Тем самым показана возможность использования смешанных композиций «нефть+мазут» для получения светлых фракций, которые являются в экономическом плане более перспективными, чем отбензиненная нефть. Полученные результаты свидетельствуют, что ВКЭГР наиболее эффективен для высококи-пящих фракций нефти, где прочность связей С-С ослабевает по мере увеличения количества атомов углерода в цепи.

Предположительно данный факт можно объяснить образованием в керосиновой фракции алифатических и непредельных углеводородов меньшей молекулярной массы, незначительная часть из которых является летучими соединениями и уносится во время обработки и при перегонке. Косвенно этот вывод подтверждается уменьшением выхода керосиновой фракции.

Однако в случае со смесью товарной нефти с 10 об. % мазута наблюдается резкое увеличение выхода газойля и уменьшение остатка (мазута). Принимая во внимание, что содержание керосиновой фракции не изменяется, можно сделать вывод о происходящей деструкции тяжелых нефтяных фракций, входящих в состав мазута, с образованием парафино-нафтеновых и ароматических углеводородов газойлевой фракции (рис. 3). Увеличение выхода отгона так же свидетельствует об образовании соединений близкой молекулярной массы. Причем на их долю приходится больше половины газойля.

I I I

Дистиллят, об.%

100 120 150 160 1Н0 200 220 240 260 280 300 320 340 350

| Рис. 3. Фракционный состав смеси товарной нефти с 10 об. % содержанием [ мазута: 1 - до и 2 - после электрогидравлической обработки (и=20 кВ)

' Дальнейшее увеличение концентрации мазута в товарной нефти не дает

увеличения выхода светлых фракций, вызывает рост вязкости смеси, что за] трудняет перемешивание обрабатываемой среды при ее пробое и, как следст-| вие, снижает степень деструкции мазута. Тем не менее, можно рассматривать I систему «нефть-мазут» при ВКЭГР как потенциальный источник получения I дополнительного количества моторных топлив. Экспериментально подтвер-| ждено, что наиболее экономически выгодной является электрогидравлическая I обработка товарной нефти с содержанием 10 об. % мазута, в результате которой I увеличивается объем дистиллята с 57 до 75,5 об. % (Т« 340-350°С). При этом | выход керосиновой фракции (Т=150-320°С) повышается на 7,5 об. %, бензина I (выкипающего до Т=150°С) - на 2 об. % соответственно. | Известно, что введение в область межэлектродного разряда газа (барботи-

I рование) интенсифицирует процессы за счет усиления УЗ-эффектов и, как следствие, интенсивного дробления жидкой реакционной среды. Безусловно, эти эксперименты наиболее эффективны в вязких средах, к которым относятся нефте-мазутные смеси. I Установлено, что барботирование существенно не влияет на выход фрак-

[ ций нефти, но способствует: снижению величины пробойного напряжения (на 20-30%); сокращению времени (на 10-15 мин.) достижения температуры начала кипения нефти; сохранению выхода фракций керосина и особенно газойля | (температуры кипения 150-320 и 320-350°С соответственно), как для исходной | нефти, так и в смеси ее с мазутом. При этом также наблюдается уменьшению I вязкости с 4,845 мм2/с для товарной нефти, до 4,256 мм2/с - для товарной нефти [ после ЭГВ и до 3,978 мм2/с - с ЭГВ и барботажем воздуха (при Т=20"С, коли-I чество импульсов 25), вследствие более эффективного разрушения сущест-| вующих высокомолекулярных нефтяных ассониатов.

I Катализаторы, как известно, снижают энергетический барьер реакции. В

I связи с этим нами были проведены предварительные исследования в этой об-

ласти, а именно, сопоставление крекинга нефти в поле ВКЭГР в присутствии широко используемого в нефтекрекинге цеолитного катализатора У-ого типа.

При рассмотрении фракционного состава нефти видно, что ее ЭГ-обработка в присутствии ШУ увеличивает выход светлых фракций. Такая закономерность наблюдается вплоть до Т=220°С. Далее выход увеличивается при Т=340°С на 4 об. %, а при Тк=350оС на 8 об. %.

В настоящее время всё более актуальной задачей становится интенсификация добычи нефти заводнением на нефтяных промыслах, приводящее к быстрому обводнению месторождений и образованию в процессе добычи стойких нефтяных эмульсий за счет турбулизации и наличия в нефти природных эмульгаторов (смол, асфальтенов, парафинов, механических примесей и др.). Поэтому при работе с иефтеэмульсиями необходимо, с одной стороны, получать искусственно стабильные («квазигомогенные») эмульгированные системы, а с другой, наоборот, разрушать их, т.е. направлять на переработку только нефтяную составляющую.

Эксперименты показали, что воздействие в «мягком» режиме ВКЭГР (И~9 кВ, накопительный конденсатор С=0,47 мкФ, 3-4 импульса по 2-5 мке каждый с энергией \У=35-40 Дж) на систему «нефть-вода» в соотношении 10:1 привело к множественному дроблению капель жидкости и образованию стойкой водо-нефтяной эмульсии.

С другой стороны, при «жестком» режиме (11=20-25 кВ с энергией импульсов \У=400-500 Дж):

- вода удаляется при разгонке вместе с бензиновой фракцией до Т=140°С, образуя мутный раствор, который почти сразу разделяется на бензин и воду;

- значительно повышаются температуры начала кипения нефтеэмульсии (Тнк =68°С против Тнк=51 °С для товарной нефти); увеличивается температура ее кипения и уменьшается выход светлых фракций, выкипающих до Т=280°С.

Рассмотрен еще один важный аспект, связанный с применением нефти в качестве экстрагента горючих сланцев в условиях электрогидравлического воздействия на систему «нефть-сланцы». Решение этой проблемы направлено не только на получение нового эффективного углеводородного сырья, но и на разработку и внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий в целом.

Важным является то обстоятельство, что происходит катастрофическое истощение мировых запасов нефти и газа. В действительности же недра Земли содержат в себе не только эти компоненты, но и колоссальные углеводородные ресурсы в виде горючих сланцев.

Образцы товарной нефти и композиций «сланец-нефть» обрабатывались электрогидравлическими импульсами, а затем подвергались перегонке. Фракционный состав нефти и исследуемых образцов представлен в табл. 3. Из табл. 3 следует, что в системах, подвергнутых ВКЭГР при температуре фракционирования до Т=280°С, отмечается понижение концентрации легких фракций (по сравнению с фракционным составом товарной нефти) за счет образования более тяжелых фракций, а при более высокой температуре - увеличение легких составляющих при закономерном уменьшении мазутного отгона.

Таблица 3

Фракционный состав товарной нефти и нефтяных экстрактов сланцев до и после электрогидравлического воздействия

Темпера- Фракционный состав (об. %) нефтяного экстракта сланца месторождения

тура рек- нефть Перелюбо- Кашпирское Коцебинское Ленинградс-

тифика- Благодатов- кое

ции, °С ское

до/после до/после до/после до/после до/после

280 48±1,5 50±2,5 51±1,5 51±1,5 50±1,5

52±2,0 54±2,0 52±1,5 52±2,0 52±1,5

300 54±1,5 55±2,0 56±1,5 55±2,0 56±2,0

56±2,0 57±1,5 56±1,5 56±2,0 58±2,0

320 58±2,0 59±2,0 59±1,5 59±1.5 59±2,0

60±2,5 62±2,5 60±2,0 62±2,0 62±1,5

350 66±2,0 70±2,5 75±2,5 68±2,0 70±2,0

70±2,0 90±3,0 84±2,5 81 ±2,5 72±2,0

Отгон, 68±2,5 71 ±2,0 77±2,0 72±2,0 72±2,0

об % 72±2,0 91±2,5 88±2,0 86±2,5 73±1,5

Мазута, 32±2,5 29±2,0 23±2,0 28±2,0 28±2,0

об, % 28±2,0 9±2,5 12±2,0 14±2,5 27±1,5

Полученные результаты свидетельствуют о том, что при ВКЭГР помимо процессов растворения в нефти органической части, сланцы подвергаются процессам диспергирования и деструкции, приводящим к дополнительному образованию низкомолекулярных фрагментов. Это характерно для всех композиций «сланец-нефть». Наибольший положительный эффект достигнут для нефтяного экстракта сланца Перелюбо-Благодатовского месторождения Саратовской области, который по условиям формирования является более «молодым» по залежам в сравнении с остальными.

На данном этапе эксперимента нельзя однозначно ответить на вопрос: в чем причина увеличения выхода светлых фракций? Возможно, это следствие экстракции их органической части нефтью (при воздействии электрогидравлических импульсов) или результат каталитического воздействия. Работы в данном направлении должны быть, безусловно, продолжены.

В четвертой главе рассмотрен механизм изменения состава и физико-химических свойств органических веществ (компонентов нефти) под воздействием электрогидравлического разряда. Известно, что нефть содержит большое количество органических веществ, которые при ВКЭГР претерпевают комплекс химических превращений и, как следствие, изменение фракционного состава и физико-химических свойств. В данном разделе диссертации была рассмотрена возможность глубокого преобразования некоторых индивидуальных веществ, являющихся неотъемлемой частью нефтяных фракций.

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований была установлена возможность применения метода ВКЭГР для получения уникальных образцов сажи из бензола. При этом выбор бензола был обусловлен, прежде всего, наличием прочной двойной улерод-углеродной связи и мак-

симальным содержанием в его молекуле углерода (92,3%)- Это давало возможность получить сажу стабильную по гранулометрическому составу, с фиксацией ее частичек на уровне наноразмерных.

В эксперименте был применен «жесткий» режим обработки (ир1,б=20 кВ, количество импульсов до 800) или (ираб=40-50 кВ, количество импульсов до 20-30).

По результатам исследования было показано, что бензол разлагается до образования углеродной сажи, которая характеризуется повышенной кислотностью р№=5-6, а ее частицы однородны, обладают сферической формой, с нано-размерным диаметром 20-40 нм (рис. 4).

Рис. 4. Микрофотография сажи, полученной из бензола методом электрогидравлического воздействия (увеличение х 150 000)

Хроматографический анализ промежуточных растворов ЭГ-разложения С6Н6 показал отсутствие в них каких-либо заметных количеств посторонних органических соединений. Это свидетельствует о том, что ароматическое кольцо бензола достаточно прочное и разлагается нацело на чистый углерод.

Для сравнения нами исследовалось сажеобразование в продукте парафинового ряда с меньшим процентным содержанием углерода - декане. В продуктах, полученных при ЭГВ на н-декан, кроме сажи, обнаружен гептан, что свидетельствует о возможности применения ЭГВ в качестве крекирующего средства.

Рассмотрение поведения системы «фенол-вода» в соотношении 0,5:10 в условиях электрогидравлического воздействия позволило сделать заключение, что механизм ее разложения близок к последствиям воздействия на водонефтя-ные эмульсии. В ходе работы решались две задачи: исследование механизма влияния ВКЭГР на систему в целом и оценка возможности очистки промышленных сточных вод от фенола за счет полного его разложения до элементарного углерода, СО, С02 и воды.

Первоначально электрогидравлическим способом воздействовали на водные до 5 об. % растворы фенола при различных параметрах напряжения 20-30 кВ и количествах импульсов от пяти и выше.

Эксперименты показали, что в данном случае фенол окислился без разложения до прозрачного и легко растворимого в воде пирокатехина по реакции:

ЭГУ

бесцветный бесцветный п1фок;чслин

Так как задача заключалась в полном разложении фенола до оксидов углерода, данный метод оказался неприемлемым.

Поэтому было предложено ЭГ-обработку водного раствора фенола осуществлять в присутствии окислителя - перекиси водорода, количество которой (избыток) рассчитывалось на полное окисление фенола до окиси углерода (II).

При проведении экспериментов было установлено, что во всех пробах на первой стадии наблюдалось появление желтой окраски, усиливающейся в зависимости от количества импульсов. Наличие желтой окраски объяснятся образованием желтого пара-хинона,

он

Н20 + н,о,

ЭГУ

бссцвсшый жа'льш л-хикон

т. е. продукта окисления фенола, который при обычных условиях практически не образуется.

При дальнейшей ЭГ-обработке отмечалось окисление желтого пара-хинона до бурого по цвету продукта, связанного с образованием смеси пара-хинона и красного орто-хинона.

Механизм реакции подтверждается (после удаления избытка перекиси водорода нагревом смеси на водяной бане при Т=60°С в течение 30 мин) качественной реакцией на хлорное железо. При добавлении БеСЬ наблюдалось изменение окраски с желтой (бурой) на зеленую, что позволило сделать вывод о механизме протекания указанных выше химических реакций.

Орто-хинон - соединение неустойчивое. При дальнейшей обработке раствора ЭГВ фиксируется его окисление до углерода (присутствующего в пробе в виде мелкодисперсного порошка) и появление газообразных оксидов углерода (И) и (III):

Н,0 + н,о, "ЭГу" с + со + н,о

красный

Отсутствие фиолетовой окраски в системе «вода-перекись водорода-фенол-РеСЬ», позволяет однозначно говорить об отсутствии окисленных продуктов фенола в водно-фенольной смеси.

Применительно к решению поставленной задачи по очистке промышленных сточных вод от фенола нами было разработано устройство к установкам ЭГВ. Далее была рассмотрена еще одна особенность электрогидравлического воздействия на нефть, а именно, возможность образования в ней новых органи-

ческих соединений. Для экспериментального подтверждения этого факта была выбрана достаточно хорошо изученная в физической и органической химии реакция гидролиза сложных эфиров дикарбоновых кислот. Согласно литературным данным, имеются серьезные теоретические предположения о возможности влияния ВКЭГР на скорость, механизм и направление течения химических реакций. Однако конкретных экспериментальных данных по этому вопросу в литературе практически нет.

Экспериментальная часть работы заключалась также в исследовании влияния ЭГВ на скорость химической реакции гидролиза сложных эфиров дикарбоновых кислот и ее кинетические параметры. Для этой цели использовались растворы диэтиловых эфиров щавелевой и уксусной кислот. Измерялась зависимость изменения концентрации образовывающейся в результате гидролиза соответствующей кислоты от времени. Определение констант скорости данных реакций (для расчета и сравнения энергии их активации) проводилось при трех температурах.

Гидролиз сложных эфиров в присутствии кислоты является бимолекулярной гомогенно-каталитической реакцией, ускоряемой ионами водорода и описываемой кинетическим уравнением второго порядка

-<з [ясоок] / с! с=к-[ясоок]-[н2о]

Однако в присутствии большого избытка растворителя, концентрация которого практически не меняется в ходе реакции, приобретает псевдопервый порядок

^ [ЯСООЯ] / с11 = К|-[1100011] или в интегральной форме

<1х/с11 = кг(а-х), К) = г'-1п а-(а-х)"'

Из-за того, что реакции гидролиза протекают с образованием соответствующей кислоты, кинетику данных реакций удобно изучать методом ацидо-метрни.

Экспериментальные данные по ацидометрии и расчеты кинетических параметров приведены в табл. 4 и на рис. 5.

Таблица 4

Константы скорости и энергии активации реакций гидролиза диэтилоксалата и этилацетата

Реакция 0^,0-Е! ,о-н 9 с + 2НзО+ -► £ * 2ЕЮИ »2Н* о' чо-в о' чо-н СН3СООЕ1 ^НзО* -► СНзСООН ♦ ЕЮН

Т, °С 30 35 40 30 35 40

0,0216 0,0256 0,0275 0,0048 0,0060 0,0094

^ ХОЛэ кДж/моль 22,95 63,61

кэгэ 0,0305 0,0345 0,04 0,0084 1 0,0095 0,0122

Е эгэ, кДж/моль 18,35 35,33

Рис. 5. Зависимость константы скорости гидролиза от обратной температуры:

1, 2 - диэтилоксалата; 3, 4 -этилацетата; 1,3- обработанный ЭГВ; 2,4 - необработанный

Количественно показано увеличение констант при воздействии ВКЭГР от 0,0275 до 0,04 моль/л-с для диэтилоксалата и от 0,0094 до 0,0122 моль/л-с для этилацетата.

В пятой главе работы теоретически и экспериментально показана возможность формирования катализаторов переработки нефти под воздействием электрогидравлического разряда с целью повышения их каталитической активности в процессе приготовления и применения катализаторов.

В общем виде катализаторы представляют собой многокомпонентные системы из металлов, их солей, оксидов и т.д., наносимых на твердые металлические (оксидные) подложки или в виде сложных композитов «металл-полимерная матрица», «металл-силикатная матрица» и т.д. От однородности, величины, гранулометрического состава входящих в катализатор неорганических порошков, равномерности их распределения в каталитической системе принципиально зависят эксплуатационные свойства катализаторов.

Поэтому решение одной из задач диссертации было посвящено получению мелкодисперсных порошков неорганических соединений с равномерным их распределением по составу и концентрации в различных матрицах-носителях.

При этом нами выбирались соединения, которые могли бы найти применение не только в каталитических системах, но, например, в материалах электронной техники. Это давало возможность, с одной стороны, расширить область применения полученных веществ, а с другой - увеличить инструментальную базу их физико-химического анализа и рассмотреть их свойства с различных сторон.

Поэтому детальное рассмотрение деформации «аморфного» стекла является, по нашему мнению, хорошей моделью для изучения механизма дробления твердых веществ в поле ЭГ- разряда.

Полученное стекло анализировалось с помощью петрографического анализа с целью определения кристаллической фазы, размера частиц стекла, наполнителя и их соотношения (до и после выжигания органической связки); с помощью рентгенофазового анализа для определения типа кристаллической фазы; дифференциально-термического анализа для выявления характеристических температур; полного количественного химического анализа.

Механический помол стекла осуществлялся в планарной мельнице сухим и мокрым (в изопропиловом спирте) способами. В нашу задачу входило рассмот-

реть механизм размола етеклопорошков с дополнительной их обработкой в поле ВКЭГР.

Для этой цели из полученных гранул нами была выбрана самая низкая по гранулометрическому составу фракция 5-1 мкм, из которой, в свою очередь анализировались образцы етеклопорошков методом просвечивающей микроскопии.

Экспериментальные данные показали следующее.

Внешний вид частиц етеклопорошков механического помола мало отличается вида частиц после воздействия ЭГ-разряда. С повышением времени помола (до десятка часов) размер частичек уменьшается. Количество импульсов разряда меняет картину гранулометрического состава. Статистический просмотр микрофотографий показал, что пятидесятичасовой планарный помол с большой вероятностью эквивалентен воздействию ЭГР с напряжением возбуждения 2025 кВ, с количеством импульсов разряда ~ 20-25.

Более детальный анализ поверхностей етеклопорошков дает основание сделать следующее заключение. При любом дроблении на поверхности порошка явно видны трещины различной протяженности и глубины. Однако частички стекла, подвергнутые воздействию ЭГР, кроме глубоких и четко рельефных трещин имеют хорошо заметную поверхностную сетку, т.е. результат деформации поверхности стеклопорошка. По-видимому, эта сетка становится основой для появления других трещин - мест дальнейшего дробления. Таким образом, наличие поверхностной сетки стеклопорошка при воздействии ЭГР отличает результат дробления частичек стекла при механической деформации.

В качестве твердокристаллических соединений дробления нами были выбраны магнитожесткие (магнитотвердые) сплавы, в частности, Ш-Ге-В.

Для того, чтобы величина средних размеров частиц металлов и их оксидов лежала в пределах 5-7 мкм, необходимо осуществить их обработку электрогидравлическим разрядом рабочим напряжением 20-50 кВ, с длительностью импульса 5-7 мке в реакторе с диэлектрическими стенками и конструкцией электродов «острие-дно». При этом существенным является варьирование количества разрядных импульсов.

«Сэндвичи» - последовательно нанесенные слои многокомпонентных порошков металлов и/или их оксидов в неорганических матрицах являются типичной конструкцией каталитических систем. Экспериментально показано, что короткоимпульсное высоковольтное электрогидравлическое воздействие на многокомпонентные гетерогенные порошки в неорганических оксидных матрицах (цементах) стабилизирует их по гранулометрическому составу и по однородности распределения твердых частиц в массе композита. Данный эффект достигается дополнительным дроблением твердых частиц, а также за счет возникновения в массе композита кавитации (ультразвуковых колебаний) и высокого короткоимпульсного сжатия. Важным является и то обстоятельство, что ВКЭГР способствует дополнительному газоотделению в массе готовой композиции.

Если в первом случае частицы металлов вводились непосредственно в матрицу, то дальнейшие исследования осуществлялись методом химического

синтеза металлов и их оксидов непосредственно в полимерной матрице. В качестве примера использован синтез наноразмерных (=10-100 нм) металлических порошков железа и никеля из их карбонилов и ацетатов.

Было установлено, что под воздействием ВКЭГР процесс их седиментации и агрегации протекает значительно медленнее (более 100 ч) и хорошо воспроизводим. Это объясняется тем, что каждая твердая частица обволакивается системой газовых пузырьков, которые длительное время держат «на плаву» твердую частицу, не давая ей агломерировать с другими. Этот факт объясняет равномерность распределения нанопорошков в полимерной матрице, например, полиэтилена.

В конце каждой главы диссертации приведены расширенные выводы, поэтому общее заключение по работе отсутствует.

Основные результаты и выводы

1. На основе теоретических и экспериментальных данных выявлены закономерности в изменении физико-химических свойств нефти и некоторых нефтепродуктов при различных условиях их обработки высоковольтным электрогидравлическим разрядом, позволившие направленно интенсифицировать крекинг-процессы. В частности, установлено, что наиболее эффективным является увеличение рабочего напряжения в межэлектродном зазоре с корректировкой количества разрядных импульсов. Так, например:

- до 20 кВ выход светлых фракций из товарной нефти повышается на 4-6%; изменяются реологические параметры (плотность, вязкость), что может иметь значение при ее транспортировке и дальнейшем фракционировании;

- при >40 кВ увеличивается выход бензиновой фракции, выкипающей до Т=150°С, и дизельной фракции, выкипающей в интервале Т~150-350°С;

- при 50 кВ, начиная с Т«180°С, увеличивается выход светлых фракций, что объясняется большей интенсификацией крекинг-процессов и, как следствие, значительным концентрированием в газовой фазе лёгких углеводородов.

2. Экспериментально подтверждено, что наиболее экономически выгодной является электрогидравлическая обработка товарной нефти с содержанием 10 об. % мазута, в результате которой увеличивается объем дистиллята с 57 до 75,5 об. % (при Т~ 340-350°С). При этом выход керосиновой фракции (Т=150-320°С) повышается на 7,5 об. %, бензина (выкипающего до Т=150°С) - на 2 об. % соответственно.

3. Барботирование газа (кислорода воздуха или углекислого газа) через рабочую среду исходной нефти и ее смеси с мазутом в область межэлектродного зазора инициирует электрический пробой и, как следствие, снижается (до 30%) величина пробойного напряжения; сокращает время (на 10-15 мин.) достижения температуры начала кипения нефти; сохраняется выход светлых фракций керосина и газойля (температуры кипения 150-320 и 320-350°С соответственно); снижается (с 4,845 до 3,978 мм2/с) вязкость нефти вследствие более эффективного разрушения в ней существующих тяжелых фракций и нефтяных ассоциа-тов.

4. Экспериментально показано, что электрогидравлическое воздействие (рабочим напряжением до 9 кВ) на систему «нефть-вода» приводит к множественному дроблению капель жидкости и образованию стойкой водонефтяной эмульсии. Обратное разложение эмульсии на нефть и воду происходит при повышенном напряжении (20-40 кВ). При этом вода удаляется при разгонке вместе с бензиновой фракцией до Т=140°С, образуя мутный раствор, спонтанно разлагающийся на бензин и воду. В дальнейшем отмечается закономерное увеличение температуры начала кипения нефтеэмульсии и уменьшается выход светлых фракций, выкипающих до Т=280°С.

5. На основе экспериментальных данных при обработке электрогидравлическим разрядом системы «нефть-сланцы» предложено использовать нефть в качестве дешевого экстрагента органической части горючих сланцев, что подтверждается увеличением выхода светлых фракций в процессе ректификации товарной нефти на 4 об. % и нефтяных экстрактов сланцев, в среднем, на 17 об. %. Применение в данных условиях цеолитного катализатора ЫаУ увеличивает выход дизельной фракции на 8 об. %.

6. На примерах н-декана и бензола экспериментально подобраны режимы и предложены механизмы их глубокого разложения. Установлено, что н-декан разлагается поэтапно через н-гептан (что свидетельствует о возможности применения метода в качестве крекирующего средства) до элементарного углерода. Разложение бензола носит «взрывной» характер, без образования промежуточных органических соединений с получением уникальной по гранулометрическому составу и свойствам сажи, состоящей из однородных сферических по форме наноразмерных (== 20-40 нм) частиц. Разложение фенола протекает через стадии образования пара- и орто-хинона до элементарного углерода и его оксидов.

7. Экспериментально установлено влияние электрогидравлического воздействия на кинетику реакций гидролиза сложных эфиров карбоновых кислот. Впервые количественно показано увеличение констант скорости реакций гидролиза при обработке от 0,0275 моль/л-сек до 0,04 моль/л-сек для диэтилоксала-та и от 0,0094 до 0,0122 моль/л'сек для этилацетата.

8. Предложены механизмы электрогидравлического синтеза и дробления стекло- и металлических порошков переходных металлов (Сг, Бе, №, Ъл, N<1, В) и оксидов до нано- и микронного (ультрадисперсного) гранулометрического состояния. Установлено, что электрический разряд препятствует протеканию негативных процессов агломерации и седиментации порошков, что важно при дальнейшем получении и равномерном распределении их на носителях из композиционных материалов типа «наночастица-матрица» для каталитических систем переработки нефти.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях автора:

1. Севостьянов В.П., Жукова Е.М., Холкина Т.В. Влияние электрогидравлического эффекта на кинетику гидролиза сложных эфиров карбоновых кислот

// Изв. вузов. Сер. Химия и химическая технология, 2008. - Т. 51. — № 6. - С. 2122.

2. Жукова Е.М., Севостьянов В.П., Холкина Т.В. Стабилизация полимерсо-держащих цементов методом электрогидравлического воздействия // Изв. вузов. Сер. Химия и химическая технология, 2008. - Т. 51.-№ И. - С. 110-113.

3. Демахин А.Г., Жукова Е.М., Севостьянов В.П., Холкина Т.В. Влияние электрогидравлического воздействия на систему «сланец-нефть»// Современные проблемы АПК и природопользования. - Саратов: Изд-во СГСЭУ, 2008. -Вып. З.-С. 69-73.

4. Дугин А.Н., Федотова Е.М. (Жукова Е.М.) Механохимическое диспергирование магнитных сплавов NexFeyB2. // Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии / Сборник научных статей молодых ученых, посвященный 75-летию химического факультета СГУ. - Саратов: Изд-во «Научная книга», 2004. - С. 177-180.

5. Ракитин С.А., Никифоров И.А., Федотова Е.М. (Жукова Е.М.) Получение мелкодисперсной углеродной сажи методом электрогидравлического удара // Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии / Сборник научных статей молодых ученых, посвященный 75-летию химического факультета СГУ. - Саратов: Изд-во «Научная книга», 2004. - С. 233-235.

6. Демахин А.Г., Жукова Е.М., Севостьянов В.П., Холкина Т.В. Влияние электрогидравлического воздействия на нефть // Современные проблемы АПК и природопользования.- Саратов: Изд-во СГСЭУ, 2008. - Вып. 3. - С. 66-69.

7. Ракитин С.А., Дугин А.Н., Федотова Е.М. (Жукова Е.М.) Дробление сплавов магнитов методом электрогидравлического удара // Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии / Сборник научных статей молодых ученых, посвященный 75-летию химического факультета СГУ. - Саратов: Изд-во «Научная книга», 2004. - С. 223-226.

8. Косенко P.C., Ракитин С.А., Севостьянов В.П., Жукова Е.М., Холкина Е.М. Моделирование процессов в разрядном контуре установки электрогидравлического разряда. - М., 2008. - 44 с. Деп. в ВИНИТИ 30.09.08., № 775-В-2008.

9. Ракитин С.А., Кособудский И.Д., Жукова Е.М. Седиментация нанораз-мерных магнитных частиц железа и никеля // Вопросы биологии, экологии, химии и методики обучения / Сборник научных статей. Вып. 8.- Саратов: Изд-во Сарат. ун-тег, 2005. - С. 185-189.

10. Ракитин С.А., Севостьянов В.П., Жукова Е.М. Дробление магнитных сплавов методом электрогидравлического удара // Вопросы биологии, экологии, химии и методики обучения / Сборник научных статей. Вып. 8. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-тет, 2005. - С. 181-185.

11. Холкина Т.В., Жукова Е.М., Севостьянов В.П. Обеззараживание сточных вод методом электрогидравлического воздействия // Международная научно-практическая конференция, посвященная 75-летию факультета защиты растений и агроэкологии: Материалы конференции. - Саратов: Изд-во «Научная книга», 2007.-С. 136-137.

12. Ракитин С.А., Севостьянов В.П., Никифоров И.А., Федотова Е.М. (Жукова Е.М.) Получение мелкодисперсной углеродной сажи// Международная

конференция «Народное хозяйство Западного Казахстана: состояние и перспективы развития». - Уральск, 2004. - С. 346-347.

13. Патент № 2315382 №. МПК Н10Р 10/01 (2006/01) // Способ получения магнитных полимерных композиций на наноразмерных ферритовых частицах для радиотехнических изделий / В.П. Севостьянов, И.Д. Кособудский, С.А. Ра-китин, Е.М. Жукова. Приоритет 2006.07.20. Опубл. 2008.01.20.

14. Патент на полезную модель № 58259 1Ш. МПК Н10Р 1/01 (2006/01) // Устройство для получения наноразмерных частиц магнитных материалов. / В.П. Севостьянов, С.А. Ракитин, Е.М. Жукова и др. Приоритет 2006.08.04. Опубл. 2006.11.10.

Жукова Екатерина Михайловна

Воздействие высоковольтного электрогидравлического разряда на физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов

Специальность: 02.00.04 - физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Подписано в печать 22.10.08 Объем - 1 леч. л. Тираж 100. Заказ № 207-Т

Отпечатано с готового оригинал-макета Типография Саратовского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского 410012 г. Саратов, ул. Большая Казачья, д. 112 а Тел.: (8452) 27-33-85

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Жукова, Екатерина Михайловна

Введение

Глава 1. Литературный обзор. Экстремальные воздействия в химическом материаловедении

1.1. Общие положения

1.2. Физико-химические основы высоковольтного короткоимпульсного электрогидравлического эффекта

1.3. Моделирование процессов в разрядном контуре установки электрогидравлического разряда

1.3.1. Подходы к описанию электрогидравлического эффекта

1.3.2. Численное интегрирование модельной системы уравнений в среде MatLab 6.

Глава 2. Реактивы, методы физико-химического анализа, установки электрогидравлического воздействия

2.1. Реактивы

2.2. Методы физико-химического анализа

2.3. Установки электрогидравлического воздействия

2.4. Экспериментальные устройства (реакторы) установок электрогидравлического разряда

2.5. Математическая обработка результатов исследований

2.6. Выводы по главе

Глава 3. Электрогидравлическая обработка нефти

3.1. Общие положения

3.1.1. «Мягкий» режим электрогидравлического воздействия на нефть

3.1.2. «Жесткий» режим электрогидравлического воздействия на нефть

3.2. Электрогидравлическая обработка смесей нефти с мазутом

3.3. Электрогидравлическая обработка нефти и ее смесей с мазутом в условиях барботирования

3.4. Электрогидравлическая обработка нефти в присутствии катализатора

3.5. Водонефтяные эмульсии в условиях электрогидравлического воздействия

3.5.1. Получение стабильных во времени водонефтяных эмульсий

3.5.2. Электрогидравлическое воздействие на фракционный состав нефтеэмульсии

3.6. Влияние электрогидравлического воздействия на систему «нефть-сланец»

3.7. Выводы по главе

Глава 4. Изменения состава и физико-химических свойств органических веществ при электрогидравлическом воздействии

4.1. Глубокое разложение органических веществ при электрогидравлическом воздействии

4.1.1. Сажеобразование бензола

4.1.2. Сажеобразование других органических соединений

4.2. Поведение системы «фенол-вода» в условиях электрогидравлического воздействия

4.3. Влияние электрогидравлического эффекта на кинетику гидролиза сложных эфиров карбоновых кислот

4.4. Выводы по главе

Глава 5. Формирование катализаторов переработки нефти под воздействием электрогидравлического разряда

5.1. Общие положения

5.2. Электрогидравлическое дробление твердых неорганических веществ

5.2.1. Электрогидравлическое дробление стеклопорошков

5.2.2. Электрогидравлическое дробление оксидо(магнито)твердых сплавов

5.3. Распределение порошков в матрицах под воздействием электрогидравлического разряда

5.3.1. Распределение порошков в неорганических оксидных матрицах (цементах)

5.3.2. Синтез наноразмерных порошков оксидо(магнито)твердых сплавов и распределение их в полимерных матрицах

5.3. Выводы по главе

Введение диссертация по химии, на тему "Воздействие высоковольтного электрогидравлического разряда на физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов"

В последние десятилетия в области естественных наук появилось принципиально новое направление научных работ, связанных с изучением воздействия на вещество радиации, электромагнитного излучения, ультразвука, плазмы, высоких давлений, температур и т.д.

Перечисленные выше действующие факторы часто характеризуют термином «экстремальные воздействия». Несмотря на различные механизмы передачи энергии молекулам и атомам вещества общим критерием экстремальности воздействия может служить возникновение промежуточных высокоактивных состояний частиц вещества, что в итоге приводит к качественному изменению микро- и макрохарактеристик обрабатываемого объекта, появлению новых свойств.

Одним из видов комплексного экстремального воздействия является эффект высоковольтного короткоимпульсного электрогидравлического разряда (ВКЭГР), который сочетает в себе одновременное воздействие на вещество сильного механического сжатия, мощного ультразвука, жесткого рентгеновского, УФ- и ИК-излучения. Образующиеся в процессе разряда электромагнитные поля также оказывают сильное влияние как на сам разряд, так и на ионные процессы, протекающие в окружающей его жидкости. Под их воздействием происходят разнообразные физические изменения и химические реакции в обрабатываемом материале.

Открытие и использование высоковольтного короткоимпульсного электрогидравлического разряда в технике относится к середине XIX века. Прошедший период невелик с позиций истории, но соответствует периоду больших достижений в науке, стремительного ускорения научно-технического прогресса. Таким образом, актуальность применения ВКЭГР в химическом материаловедении как экстремального процесса, изменяющего физико-химические свойства веществ, в том числе, нефти и нефтепродуктов, очевидна.

Роль нефти на современном этапе развития человечества остается исключительной. Нефть — это горючее для двигателей внутреннего сгорания (бензины, керосины, дизельное топливо и пр.), топливо для газовых турбин и котельных установок, смазочные и специальные масла, консистентные смазки, а также незаменимое сырье для химической промышленности. Однако нефть является невозобновляемым источником сырья, ее запасы ограничены. Поэтому не менее актуальной проблемой является повышение глубины переработки нефти.

- изучить изменение физико-химических свойств нефти (товарной и отбензиненной) в индивидуальном состоянии, в смеси с мазутом, в условиях барботажа воздухом, в присутствии катализатора и, как результат, увеличить глубину ее переработки;

Заключение диссертации по теме "Физическая химия"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

- при 50 кВ, начиная с Т~180°С, увеличивается выход светлых фракций, что объясняется большей интенсификацией крекинг-процессов и, как следствие, значительным концентрированием в газовой фазе лёгких углеводородов.

2. Экспериментально подтверждено, что наиболее экономически выгодной является электрогидравлическая обработка товарной нефти с содержанием 10 об. % мазута, в результате которой увеличивается объем дистиллята с 57 до 75,5 об. % (при Та 340-350°С). При этом выход керосиновой фракции (Т=150-320°С) повышается на 7,5 об. %, бензина (выкипающего до Т=150°С) - на 2 об. % соответственно.

3. Барботирование газа (кислорода воздуха или углекислого газа) через рабочую среду исходной нефти и ее смеси с мазутом в область межэлектродного зазора инициирует электрический пробой и, как следствие, снижается (до 30%) величина пробойного напряжения; сокращает время (на 10-15 мин.) достижения температуры начала кипения нефти; сохраняется выход светлых фракций керосина и газойля (температуры кипения 150-320 и 320-350°С соответственно); у снижается (с 4,845 до 3,978 мм~/с) вязкость нефти вследствие более эффективного разрушения в ней существующих тяжелых фракций и нефтяных ассоциа-тов.

5. На основе экспериментальных данных при обработке электрогидравлическим разрядом системы «нефть-сланцы» предложено использовать нефть в качестве дешевого экстрагента органической части горючих сланцев, что подтверждается увеличением выхода светлых фракций в процессе ректификации товарной нефти на 4 об. % и нефтяных экстрактов сланцев, в среднем, на 17 об. %. Применение в данных условиях цеолитного катализатора NaY увеличивает выход дизельной фракции на 8 об. %.

6. На примерах н-декана и бензола экспериментально подобраны режимы и предложены механизмы их глубокого разложения. Установлено, что н-декан разлагается поэтапно через н-гептан (что свидетельствует о возможности применения метода в качестве крекирующего средства) до элементарного углерода. Разложение бензола носит «взрывной» характер, без образования промежуточных органических соединений с получением уникальной по гранулометрическому составу и свойствам сажи, состоящей из однородных сферических по форме наноразмерных (~ 20-40 нм) частиц. Разложение фенола протекает через стадии образования пара- и орто-хинона до элементарного углерода и его оксидов.

8. Предложены механизмы электрогидравлического синтеза и дробления стекло- и металлических порошков переходных металлов (Cr, Fe, Ni, Zn, Nd, В) и оксидов до нано- и микронного (ультрадисперсного) гранулометрического состояния. Установлено, что электрический разряд препятствует протеканию негативных процессов агломерации и седиментации порошков, что важно при дальнейшем получении и равномерном распределении их на носителях из композиционных материалов типа «наночастица-матрица» для каталитических систем переработки нефти.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Жукова, Екатерина Михайловна, Саратов

1. Словарь русского языка; в 4-х т. / АН СССР, Ин-т рус. яз.; под ред. А.П. Евгеньевой. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Русский язык, 1981-1984. - т.4.С-Я.- 1984. -794 с.

2. Ж. Всес. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева, 1990. Т. 35. - № 5. - 128 с.

3. Булычев Б.М., Долматов М.Ю. От составителей // Ж. Всес. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева, 1990. Т. 35. - № 5. - С. 531.

4. Бугаенко Л.Т. Способы передачи энергии в химии экстремальных воздействий // Ж. Всес. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева, 1990. Т. 35. - № 5.-С. 532-533.

5. Бугаенко Л.Т., Кузьмин М.Г., Полак Л.С. Химия высоких энергий. — М.: Химия, 1988.-364 с.

6. Иванов В.В., Швец И.С., Иванов А.В. Подводные искровые разряды. -Киев: Наукова думка, 1982. 190 с.

7. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, 1986. — 253 с. ^

8. Юткин Л.А. Электрогидравлическое дробление. Л.: ЛДНТП, 1959. - Ч. 1. -35 с.

9. Юткин Л.А. Новое в электрофизической и электрохимической обработке. -М.; Л.: Машиностроение, 1966. С. 249-270.

10. Юткин Л.А. Электроразрядная обработка материалов. Л.: Машиностроение, 1971.-С.

11. Юткин Л.А. Электрогидравлическое дробление. Л.: ЛДНТП, 1960. - Ч. 2. -49.

12. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в горном деле // Строительные материалы изделия и конструкции, 1955. -№ 9. — С. 13-15.

13. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и некоторые возможности его применения. Л.: ЛДНТП, 1959. - 16 с.

14. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект. М - Л.: Машгиз, 1955. - 52 с.

15. Лазаренко Б.Р., Факторович А.А., Дураджи В.Н. О свойствах воды, подвергшейся воздействию электрических и магнитных полей // ЭОМ., 1970. -№3.- С. 3-7.

16. Севостьянов В.П., Ракитин С.А. Экстремальные физические воздействия в технологии производства изделий знакосинтезирующей электроники. -Саратов: Изд-во СГАП, 1999. 224 с.

17. Наугольных К. А., Рой Н.А. Электрические разряды в воде (гидродинамическое описание). М.: Наука, 1971. - 155 с.

18. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966. -232 с.

19. Несветайлов Г.А., Серебряков В.А. Теория и практика электрогидравлического эффекта. Минск: ИНТИП, 1966. - 36 с.

20. Иванов В.В., Швец И.С., Иванов А.В. Подводные искровые разряды. -Киев: Наукова думка, 1982. 190 с.

21. Гулый Г.А. Электрогидравлический эффект и его применение. М.: Машиностроение, 1981.- 153 с.

22. Иванов В.В., Швец И.С., Иванов А.В. Подводные искровые разряды. — Киев: Наукова думка, 1982. 190 с.

23. Несветайлов Г.А., Серебряков В.А. Теория и практика электрогидравлического эффекта. Минск: ИНТИП, 1966. - 36 с.

24. Кучин В.Д. // Электронная обработка материалов, 1980 Т. 93, № 3. - С. 6.

25. Щербак А.Н., Иванов В.В. // Электронная обработка материалов, 1983 Т. 91, №4.-С. 47-49.

26. Иванов В.В., Щербак А.Л., Хомкин А.Л., Рыбка О.М. // Электронная обработка материалов, 1986 Т. 127, № 1. — С. 46-48.

27. Мержиевский Л.А. Ударные волны в конденсированных средах. -Новосибирск, 1982. 83 с.

28. Маргулис М.А. Звукохимия новая перспективная область химической технологии // Журн. Всесоюзного хим. о-ва, 1990. — Т. 35, № 5. — С. 579-586.

29. Маргулис М.А. Исследование электрических явлений, связанных с кавитацией //Журн. физ. Химии, 1985. Т. 59, № 6. - С. 1497-1503.

30. Импульсное сжатие газов / Под ред. Ю.А. Колбаноского. М.: Наука, 1982. - 240 с.

31. Щербак А.Н., Штемпель И.В. Некоторые особенности поглощения излучения ближней ИК-области спектра в условиях подводного электровзрыва // Электронная обработка материалов, 1984. № 3. - С. 2526.

32. Иванов В.В., Щербак А.Н., Хомкин A.JL, Рыбка О.М. Особенности распада молекул воды в плазме мощных подводных искровых разрядов // Электронная обработка материалов, 1986. Т. 127, № 1. - С. 46-48.

33. Пирсол И. Кавитация. М.: Мир, 1975. - 95 с.

34. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. — М.: Наука, 1987.-628 с.

35. Мартынов Н.Н., Иванов А.П. MatLab 5.x. Вычисления, визуализация, программирование. М.: КомпьютерПресс, 1999. - 334 с.

36. Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов MatLab 5.x. В 2-х т. М.: Диалог-МИФИ, 1999.

37. Севостьянов В.П., Ракитин С.А., Пудовкин Н.Г. Установка электрогидравлического удара. // Приборы и техника эксперимента, 2000. -№ 3. С. 321-324.

38. Назаров Н.Г. Метрология. Основные понятия и математические модели. -М.: Высшая школа, 2002. 348 с.

39. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. М.: Химия, 2001. - 568 с.

40. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. Общие свойства и первичные методы переработки нефти и газа. М.: Химия, 1972. — 4.1. — 360 с.

41. Левинтер М.Е., Ахметов С.А. Глубокая переработка нефти. М.: Химия,1992.-224 с.

42. Сюняев 3. И.,. Сафиева Р. 3, Сюняев Р. 3. Нефтяные дисперсные системы. — М.: Химия. 1990.-226 с.

43. Лунин В.В., Лихтерова Н.М., Торховский В.Н. и др. Превращения углеводородов нефти под действием пучка активных электронов и озона. // Химия и технология топлив и масел, 1999. № 4. - С.38-43.

44. Нефедов Б.К., Радченко Е.Д., Алиев P.P. Катализаторы процессов углубленной переработки нефти. М.: Химия, 1992. — 265 с.

45. Каталитические процессы в нефтепереработке и нефтехимии. К.: Наук. Думка, 1988.-376 с.

46. Патент РФ№ 2099575. МПК 6F02M25/025, 27'04, 43/00. / Способ получения водотопливной эмульсии и система подачи ее в цилиндр двигателя внутреннего сгорания. // В.П. Севостьянов, Б.П.Чесноков и др. Приоритет 11.07.1995. Действует 20.12.1997.

47. Мурзин P.P. Ресурсная база углеводородов Российской Федерации // Нефть, газ СРП, 2004. № 1. - С. 25-28.

48. Реймонд С. Леонард Истощение нефтяных ресурсов и грядущая эпоха природного газа. // Вестник СРП, 2002. №1. - С. 14.

49. Кубасов А.А. Цеолиты в катализе: сегодня и завтра // Соросовскийобразовательный журнал. — 2000. №6. - С. 36-38

50. Химия цеолитов и катализ на цеолитах. Т. 1-2. — М.: Мир, 1980.

51. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита. — М.: Мир, 1976. 781 с.

52. Кубасов А.А. Цеолиты — кипящие камни // Соросовский образовательный журнал, 1998. №7. - С. 50-52

53. Горючие сланцы. Л.: Недра, 1980. - 262 с.

54. Прелатов В.Г. Экспериментальное исследование процессов полукоксования сланцев Поволжья. — Саратов: Изд-во СГТУ, 1998. 156 с.

55. Уэндландт У. Термические методы анализа. Перевод с англ. яз. под ред. В.А Степанова, В.А Берштейна. М.: Мир, 1978. - 526 с.

56. Павлова С.А., Журавлева И.В., Тольчинский Ю.И. Термический анализ органических и высокомолекулярных соединений М.: Химия, 1983. - 120 с.

57. Кузнецов Д. Т. Энергохимическое использование горючих сланцев (Технико-экономические аспекты). — М.: Энергия, 1978. — 216 с.

58. Виноградов Б.А., Мельникова М.А., Остапенко А.А. Определение параметров лазерной обработки древесины методами ДТА и ТГА. // Вестник АмГУ, 1999. Вып. 4. - С. 22-24.

59. Симонов В.Ф. Технические предложения по комплексной безотходной переработке горючего сланца. — JL: Химия, 1998.—254 с.

60. Справочник сланцепеработчика. JL: Химия, 1988 - 256 с.

61. Зуев В.П., Михайлов В.В. Производство сажи. -М.: Химия, 1965. 328 с.

62. Зуев В.П., Михайлов В.В. Производство сажи. М.: Химия, 1970. - 318 с.

63. Yamado Kenjiro, Tobisawa Shotaro // Carbon, 1989. N. 27. - P. 47-50.

64. Сюняев З.И. Нефтяной углерод. M.: Химия, 1980. - 272 с.

65. Теснер П.А. Образование углерода из углеводородов газовой фазы. М.: Химия, 1972.-136 с.

66. Кельцев В.В., Теснер П.А. Сажа. Свойства, производство, применение. -M.-JL: Гостоптехиздат, 1952. 172 с.

67. Гюльмисарян Т.Г., Гилязетдинов Л.П. Сырьё для производства углеродных печных саж. М.: Химия, 1975. — с.

68. Харлампович Г.Д., Чуркин Ю.В. Фенолы. М.: Химия, 1974. - 376 с.

69. Тенишев Ю.С. Проблема очистки сточных термальных вод от фенолов. — М.: Мингазпром, 1982. — 35 с.

70. Черкинский С.Н. //Гигиена и санитария. 1980. — № 11. - С. 72-73.

71. Коренман М.И. Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений. М.: Химия, 1975. - 358 с.

72. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. М.: Высшая школа, 1973. - 622 с.

73. Неницеску К.Д. Органическая химия. Т. 1. М.: Иностранная литература, 1962.-132 с.

74. Вейганд К., Хильгетаг Г. Методы эксперимента в органической химии. -М.: Химия, 1968.-944 с.

75. Баженов В.П. Тенденции развития в российской нефтепереработки // Химия и технология топлив и масел, 2002. № 2. - С. 3-8.

76. Кузнецов В.Г., Кадыров Д.Б. Об оптимальной глубине переработки нефти в России на период до 2010 г. // Химия и технология топлив и масел, 2003. -№ 3. С. 7-8.

77. Буянов Р.А., Молчанов В.В. Применение метода механохимической активации в малоотходных энергосберегающих технологиях производства катализаторов и носителей // Химическая промышленность, 1996. — № 3. — С. 152-159

78. Молчанов В.В., Буянов Р.А., Гойдин В.В. Возможности использования методов механохимии для приготовления нанесенных катализаторов // Кинетика и катализ, 1998. Т. 39, № 3. - С. 465-471.

79. Гарибян Т.А., Мурадян А.А., Григорян Р.Р. Ультразвуковое воздействие при активации катализаторов окислительных превращений метана, пропилена и метанола // Кинетика и катализ, 1993. — Т. 34, № 4. С. 742745.

80. Никифоров А.Ю., Костров В.В. Увеличение активности оксидных катализаторов при обработке в низкотемпературной плазме // Ж. прикл. химии, 1996. Т. 69, Вып. 3. - С. 463-467.

81. Гриневич В.И., Колобова Н.В., Костров В.В. Влияние предварительной обработки катализатора на его активность в процессах окисления СО и S02 // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология, 1997. Т. 40, Вып. 5. - С. 8286.

82. Федосеев В.И., Аристов Ю.И., Танашев Ю.Ю., Пармон В.Н. Пиролиз метана под действием импульсного СВЧ-излучения в присутствии твердых катализаторов // Кинетика и катализ, 1996. — Т. 37, № 6. — С. 869-872.

83. Кузьмина Р.И., Иванова Ю.В., Севостьянов В.П. Влияние электрогидравлического удара на активность алюмоникельмедныхкатализаторов восстановления NO оксидом углерода (II) // Теоретическая и экспериментальная химия, 2003. Т. 39, № 4. - С. 252 - 254.

84. Догадина Н.В. Модифицированные металлооксидные и цеолитные катализаторы: физико-химические, ароматизующие и изомеризующие свойства: Дис. . канд. хим. наук. Саратов, 2004. — 170 с.

85. Кузьмина Р.И., Севостьянов В.П. Каталитическая активность газовых выбросов от оксидов азота и углерода. // Ж. Российского химического общества им. Д.И. Менделеева, 2000. Т. 44, № 1 - С. 71-76.

86. Кособудский И.Д. Ультрадисперсные магнитные системы на основе системы d- и f-металлов: Дис. . д-ра. хим. наук. Саратов, 2000. - 330 с.

87. Дугин А.Н. Механохимический синтез и физико-химические свойства высокодисперсных магнитных порошков S111-C05 ИNd-Fe-B: Дис. . канд. хим. наук. Саратов, 2004. - 159 с.

88. Севостьянов В.П., Кузьмин Н.Г., Ракитин С.А. Порошковые композиции в изделиях знакосинтезирующей электроники: стеклопорошки. // Электронная промышленность, 2004. № 2. - С. 8-11.

89. Севостьянов В.П., Кузьмин Н.Г., Ракитин С.А., Холкина Т.В. Очистка стеклянных подложек электродных плат электрогидравлическим ударом. // Электронная промышленность, 2004. № 2. - С. 71-74.

90. Дугин А.Н., Кособудский И.Д., Севостьянов В.П. Современные магнитные материалы. Учеб. пособие. — Саратов: Приволжское книжное изд., 2003. -74 с

91. Севостьянов В.П. и др. Электрогидравлический эффект в технологии производства изделий знакосинтезирующей электроники. // Известия вузов. Электроника, 2004. № 6. - С. 18-21.

92. Финкелыптейн С.Х., Ракитин С.А., Севостьянов В.П. и др. Установка для анализа атмосферы в вакуумных приборах и методика исследования. // Приборы и техника эксперимента, 1999. № 1. - С. 142-144.

93. Губин С.П., Шульпин Г.Б. Химия комплексов со связями металл-углерод. -Новосибирск: Наука, 1984. 282 с.

94. Кособудский И.Д., Ушаков Н.М., Юрков Г.Ю. Введение в химию и физику наноразмерных объектов. Саратов: СГТУ, 2007. - 182 с.

95. Сокольский Ю.М. Ультразвуковые и магнитные поля в химической технологии. Л.: Изд. ЛенНИИгипрохим, 1992. - 196 с.

96. Круглицкий Н.Н., Третинник В.Ю., Симуров В.В. Ультразвук в химической технологии. Киев: изд. УкрНИИНТИ, 1970. - 49 с.

97. Бретош Р.А., Руденко Л.А., Урусов А.Ф. Влияние подводных электроискровых раз рядов на стерилизацию сточных вод. // Электронная обработка материалов, 1971. № 3. - С. 79-81.

98. Жук А.Е., Жук Е.Г. О природе явления последействия в воде, обработанной импульсными электрическими разрядами. // Электронная обработка материалов, 1975. — № 4. -С. 60-61.

99. Allen М. Sterilization by Electrohydraulic Treatment. // Science, 1966. N. 154.-P. 154-157.

100. Жук Е.Г. Новый физический метод консервирования питьевой воды. // Военно-медицинский журнал. 1970. - № 7. - С. 15-17.

101. Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты. М.: Изд. Техника. ООО «ТУМА ГРУПП», 2001. - 384 с.

102. Нефть новой России. Ситуация, проблемы, перспективы / Под общ. Ред. Действительного члена РАЕН, д.э.н. В.Ю. Алекперова. М.: Древлехранилище; 2007. - 688 с.

103. Манченко JI.B. Аэросил, его свойства, применение и технические условия. Львов: Изд-во «Каменяр» , 1985. - 35 с.

104. Патент США № 4209432, кл. С 08 L 83/04, опубл. 1980;

105. Патент Великобритании № 1496553, кл. С 01* В 33/12, опубл. 1977.

106. Патент РФ № 2089499, кл. 6 С 01 В 33/18, С 09 С 1/28. 3/12. Способ получения гидрофобного дисперсного материала // Смирнов А.В., Котельников В.А. (РФ). Опубл. 10.09.97.

107. А. Косенко Р.С., Ракитин С.А., Севостьянов В.П., Жукова Е.М., Холкина Е.М. Моделирование процессов в разрядном контуре установки электрогидравлического разряда. М., 2008. — 44 с. Деп. в ВИНИТИ 30.09.08., № 775-В-2008.

108. А. Патент на полезную модель № 58259 RU. МПК H10F 1/01 (2006/01) // Устройство для получения наноразмерных частиц магнитных материалов. / В.П. Севостьянов, С.А. Ракитин, Е.М. Жукова и др. Приоритет 2006.08.04. Опубл. 2006.11.10.

109. А. Жукова Е.М., Демахин А.Г., Севостьянов В.П., Холкина Т.В. Гидрофобные дисперсные материалы на наноразмерных частицах аэросила. Международная конференция «Техническая химия. От теории к практике». Пермь, 2008. - С. 125-129.

110. А. Севостьянов В.П., Жукова Е.М., Холкина Т.В. Влияние электрогидравлического эффекта на кинетику гидролиза сложных эфиров карбоновых кислот // Изв. вузов. Сер. Химия и химическая технология, 2008. Т. 51. -№ 6. - С. 21-22.

111. А. Ракитин С.А., Севостьянов В.П., Никифоров И.А., Федотова Е.М. (Жукова Е.М.) Получение мелкодисперсной углеродной сажи//

112. Международная конференция «Народное хозяйство Западного Казахстана: состояние и перспективы развития». Уральск, 2004: — С. 346-347.

113. А. Жукова Е.М;, Севостьянов В.П., Холкина: Т.В. Стабилизация полимерсодержащих цементов методом электрогидравлического воздействия // Изв. вузов. Сер. Химия и химическая технология, 2008; -Т. 51. -№11. -С. 110-112.

114. А. Ракитин С.А;, Кособудский И.Д., Жукова Е.М. Седиментация наноразмерных магнитных частиц железа и никеля // Вопросыбиологии, экологии, химии и методики обучения / Сборник научных статей. Вып. 8.- Саратов: Изд-во Сарат. ун-тет, 2005. С. 185-189.

115. А. Демахин А.Г., Жукова Е.М., Севостьянов В.П., Холкина Т.В. Влияние электрогидравлического воздействия на систему «сланец-нефть»// Современные проблемы АПК и природопользования. -Саратов: Изд-во СГСЭУ, 2008. Вып. 3. - С. 69-73.

116. А. Демахин А.Г., Жукова Е.М., Севостьянов В.П., Холкина Т.В. Влияние электрогидравлического воздействия на нефть // Современные проблемы АПК и природопользования.- Саратов: Изд-во СГСЭУ, 2008. Вып. 3. - С. 66-69.у