Қазақстан Республикасының білім жəне ғылым министрлігі

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

303

 

 

С + Н

2

О → СО + Н

2

; 

−132,57 МДж/кмоль 

CO + 3H

2

 ↔ CH

4

 + H

2

O;  

+203,7 МДж/кмоль 

СО + Н

2

О ↔ СО

2

 + Н

2

. 

+43,1 МДж/кмоль 

Процесс газификации зависит от многих факторов, влияющих на состав получаемого 

газа. На Опытной установке применяется кобальтовый катализатор для синтеза Фишера-

Тропша,  поэтому  на  стадии  газификации  необходимо  получать  соотношение  Н

2

:СО  в 

синтез-газе  в  пределах  от  1,9:1  до  2,1:1.  Получение  синтез-газа  необходимого  состава 

осуществляется  путём  поддержания  заданных  технологических  параметров  работы 

оборудования через систему КИПиА.  

В  процессе  газификации  с  использованием  парокислородного  дутья  для  получения 

требуемого  соотношения  Н

2

:СО  необходима  подача  3  кг  водяного  пара  и  0,676  норм.м³ 

кислорода на 1 кг  углерода, содержащегося в  угле. Состав синтез-газа может меняться в 

зависимости от качества угля. 

Компримирование  и  хранение  синтез-газа  относится  к  первому  блоку  опытной 

установки  и  предназначено  для  создания  запаса  синтез-газа.  Синтез-газ  сжимается 

компрессором  и  поступает  в  ресивер  для  хранения,  откуда  подается  в  блок  абсорбция 

кислых газов.  

В  блок  абсорбция  опытной  установки  поступает  синтез-газ,  содержащий  помимо 

основных  компонентов,  так  же  кислые  газы:  диоксид  углерода  CO

2

  и  сероводород  H

2

S. 

Для  очистки  синтез-газа  от  кислых  газов  применён  абсорбционный  метод  с 

использованием 25% раствора диэтаноламина (ДЭА). 

Поглощение кислых газов раствором ДЭА, который относится к вторичным аминам, 

основано на следующих реакциях:  

 

 

Н

2

S + R

2

NН ↔ R

2

NН

2 

+

 

+ НS

‾ 

 

  

СО

2

 +2R

2

NН ↔ R

2

NН

2 

+

 + R

2

NНСОО

– 

 

  

СО

2

 + R

2

NН + Н

2

О ↔ R

2

NН

2 

+

 + НСО

3

– 

 

Как  видно  из  уравнений  реакций,  для  поглощения  1  моль  кислых  газов  требуется 

1÷2 моль ДЭА. Так как процессы обратимые, то для достаточно глубокой очистки синтез-

газа необходим некоторый избыток ДЭА. 

Расчётный  расход  25%  раствора  ДЭА  –  786,6  кг/ч.  На  Опытной  установке  принят 

расход  раствора  ДЭА  1000  кг/ч  для  обеспечения  равномерного  орошения  насадки 

абсорбера АБ-101. 

В  третьем  блоке  опытной  установки  осуществляется  процесс  превращения  синтез-

газа в СЖТ по реакции Фишера-Тропша (ФТ).  

Основные реакции процесса ФТ: 

 

 

nCO + (2n+1) H

2

 → CnH

2n+2

 + nH

2

О 

 

  

nCO + 2nH

2

 → CnH

2n

 + nH

2

О 

 

Тепловой эффект значителен, 165 кДж/моль СО. 

Побочными реакциями синтеза ФТ: 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

304

 

 



 гидрирование оксида углерода до метана:  

 

  

CO + 3H

2

 → CH

4

 + H

2

O + 214 кДж/моль; 

 



 реакция Белла – Будуара (диспропорционирование СО):  

 

  

2СО → CO

2

 + C; 

 



 равновесие водяного газа:  

 

  

СО + H

2

О ↔ CO

2

 + H

2

. 

 

На  опытной  установке  принят  низкотемпературный  вариант  проведения  синтеза 

Фишера-Тропша  на  модифицированном  кобальтсодержащем  катализаторе.  У  такого 

катализатора  –  высокая  гидрирующая  активность,  поэтому  в  продуктах  получаются  в 

основном  предельные  углеводороды.  Синтез  протекает  при  195 

о

С,  объемной  скорости 

300 ч

-1

, соотношении Н

2

:СО = 2:1, съем тепла контролируется с помощью подачи воды. 

Все технологические параметры: состав газа, объемная скорость газа, соотношение 

газа,  температура  и  давление  в  реакторе  и  аппаратах  контролируются  с  помощью 

датчиков с исполнительными механизмами по специальной программе с операторской.  

Изучались  состав  и  характеристики  полученных  продуктов  и  состав 

технологических газов   на хроматографе «Кристаллюкс 5000». 

 Необходимо  отметить,  что  на  опытном  заводе  отрабатывались  оптимальные 

технологические  решения  по  всем  блокам  и  узлам,  а  также  надежность  системы 

автоматического управления процессами. 

Для  синтеза  моторных  топлив  нами  синтезированы  кобальтовые  катализаторы  с 

промотором Со/Ме,МеО

2

/АI

2

О

3

.  Данный катализатор готовился по особому рецепту, что 

в  дальнейшем  не  потребовалось  восстановительный  процесс  в  атмосфере  водорода  в 

реакторе  перед  синтезом.  Это  сэкономило  материальные  и  энергетические  ресурсы. 

Изучались  фазовый  состав  катализатора,  распределение  металлов,  сканирующим 

электронным  микроскопом,  теплофизические  характеристики  полученного  катализатора 

[3-4]. 

Опытно 

– 

экспериментальный 

минизавод 

спроектирован, 

изготовлен 

отечественными  учеными,  конструкторами,  инженерно  –  техническими  работниками. 

Монтаж,  пуск  и  наладка  оборудований  осуществлялись  казахстанскими  специалистами.  

Данный опытный завод построен на средства грантового финансирования подпрограммы 

коммерциализации  технологий,  выделенного  Всемирным  банком  и  Министерства 

образования науки Республики Казахстан Институту химии угля и технологии. 

В создании опытного завода принимали участие кроме ТОО «Институт химии угля и 

технологий,  ПЗТМ  г.  Петропавловск,  ТОО  «КазТехГаз»,  ТОО  «Нефтеорганика»,  ТОО 

«Он-Олжа», ООО «Микроникс», ТОО «КурлысПроект», АО «Парк ядерных технологий» 

и др.  

 

Заключение 

 

Таким  образом,  данный  минизавод  может  стать  технологической  платформой  для 

создания промышленного варианта завода по отечественной технологий. 

Следующий этап работы - это тестирование различных углей, сланцев, ТБО, биомасс 

с  целью  производства    различных  химических  продуктов  на  синтезированных 

отечественных  катализаторах,  апробация  новых  реакторов,  совершенствование 

технологий по всей цепочке опытной установки. 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

305

 

 

ТОО  «Институт  химии  угля  и  технологи»  выражает  всем  подрядчикам, 

проектировщикам,  машиностроителям,  ученым,  предпринимателям,  менеджерам  из 

группы  управление  проектом  (ГУП  МОН  РК)  искреннюю  благодарность  за  поддержку 

данного  проекта.  В  Казахстане  теперь  будет  своя  CTL  –  технология  по  цепочке  уголь  – 

жидкость. 

Список литературы 

 

1  Букетов  Е.А.,  Ермагамбет  Б.Т.,  Исмагулова  С.К.,  Нургазина  Г.М., Касенов  Б.К., 

Ордабаева А.Т., Туматаева Б.Б. Теория и практика ожижения угля в жидкие продукты // 

Вестник Карагандинского университета. Серия химическая. - 2005. - №2(38). - С.58-60.   

2  Ермагамбет Б.Т., Нургалиев Н.У., Набиев М.А., Касенова Ж.М. Реминный Р.А., 

Букетаев  А.С.  Исследование  процесса  паро-воздушной  газификации  углей  различных 

месторождений Казахстана // Вестник ЕНУ им. Гумелева. - 2014. - №6. - С.355-358.   

3  Досумов  К.,  Кутербеков  К.А.,  Ергазиева  Г.Е.,    Чурина  Д.Х.,  Тулибаев  Е.,       

Ахмет  О.,  Бекмырза  К.Ж.  Конструирование  нанесенных  кобальтсодержащих 

катализаторов для процесса Фишера-Тропша // Вестник ЕНУ им. Гумелева. - 2015. - №6. - 

С.24-28.   

4    Ермагамбет  Б.Т.,  Зулхарнай  Р.Н.,  Нургалиев  Н.У.,  Реминный  Р.А.,  Бижанова 

Л.Н.,  Сайранбек  А.  Синтез  жидких  продуктов  на  промотированном  кобальтовом 

катализаторе  //  Материалы  Международной  научо-практической  конференции, 

посвященной 90-летию Е.А. Букетова. – Караганда. -2015.- С.168-172. 

 

References 

 

1  Buketov  E.A.,  Ermagambet  B.T.,  Ismagulova  S.K.,  Nurgazina  G.M.,  Kasenov  B.K., 

Ordabayevа  A.T,  Tumataeva  B.B.  Theory  and  practice  of  coal  liquefaction  to  liquid  foods  // 

Bulletin of the Karaganda University. Series of chemical. - 2005. - №2 (38). - P.58-60. 

2 Ermagambet B.T., Nurgaliyev N.U., Nabiyev M.A., Kasenova Zh.M., Reminnyi R.A., 

Buketaev  A.S.  Investigation  process  of  steam-air  gasification  of  in  coal  various  fields  of 

Kazakhstan // Bulletin of  ENU Gumeleva. - 2014. - №6. - P.355-358. 

3 Dosumov K., Kuterbekov K.A., Ergazieva G.E., Churina D.H., Tulibaev E., Ahmet O., 

Bekmyrza K.J. Constructing infliction cobalt containing catalysts for Fischer-Tropsch process // 

Bulletin of ENU Gumeleva. - 2015. - №6. - P.24-28. 

4 Ermagambet B.T., Kasenova Zh.M., Zulkharnai R.N., Nurgaliyev N.U, Reminnyi R.A., 

Bizhanova  L.N.,  Sayranbek  A.  Synthesis  of  liquid  products  on  promoted  cobalt  catalyst  // 

Materials of the International science and practical conference dedicated to the 90th anniversary 

of the  E.A. Buketov. - Karaganda. -2015. - P.168-172. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

306

 

 

УДК 542.61:546.593 

 

1

Ескожаева Ж.Д.,  

1

Рахимбаева Д.Ж., 

2

Батырбеков Е.О. 

1

Мусабеков К.Б. 

 

1

Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан 

2 

АО «Институт химических наук им. А.Б.Бектурова» г. Алматы, Казахстан 

E-mail: 

Zhadyra-1991abk@mail.ru

 

 

Иммобилизация метиленого голубого в альгинате кальция 

 

 

Изучена  иммобилизация  метиленового  голубого  (МГ)  в  частицах  альгината 

кальция, покрытых оболочкой хитозана. Установлено, что с ростом толщины хитозановой 

оболочки скорость высовобождения МГ из альгинатных частиц в раствор Рингера Локка 

снижается  в  результате  снижения  скорости  диффузии  молекул  красителя  через  слой 

хитозана. Она снижается также при предварительном высушивании альгинатных частиц в 

результате  возможных  необратимых  конформационных  изменении  и  при  снижении 

загрузки красителя  в альгинатные частицы. 

Ключевые слова: Иммобилизация, альгинат, хитозан, метиленовый голубой. 

 

1

Есқожаева Ж.Д.,  

1

Рахимбаева Д.Ж., 

2

Батырбеков Е.О. 

1

Мұсабеков Қ.Б. 

 

1

Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы қ., Қазақстан 

2

 АҚ "А.Б.Бектуров атындағы химиялық ғылым институты" Алматы қ., Қазақстан 

 

Кальций альгинатында метилен көгін иммобилизациялау 

 

Хитозан  қабығымен  қапталған  кальций  альгинатының  бөлшектерінде  метилен 

көгін  (MК)  иммобилизациялау  зерттелінді  (меңгерілді).  Хитозан  қабаты  арқылы  бояғыш 

молекулалардың  диффузиялық  жылдамдығы  азаюы  нәтижесінде  хитозан  қабығының 

ұлғаюымен  альгинат  бөлшектерінен  Рингера  Локка  ерітіндісінде  МК  босап  шығу 

жылдамдығы  төмендейтіндігі  анықталды.  Сондай-ақ,  альгинат  бөлшектерінде  бояғышты 

жүктеуді  азайту  арқылы  және  күтімді  қайтымсыз  конформациялық  өзгеру  нәтижесінде 

альгинат  бөлшектерін  алдын-ала  кептіру  кезінде  жылдамдықтың  төмендейтіндігі 

анықталды. 

Түйін сөздер: иммобилизациялау, альгинат, хитозан, метилен көгі. 

 

1

Yeskozhayeva Zh.D., 

1

Rakhimbaeva D.Zh., 

2

Batyrbekov E.O., 

1

Musabekov K.B. 

 

1

Kazakh national university named al- Farabi, Almaty city, Kazakhstan 

2

JS "Institute of chemistry named A.B.Becturov", Almaty city, Kazakhstan 

 

Immobilization of methylene blue in calcium alginate 

 

Was  studied  the  immobilization  of  methylene  blue  (MB)  in  the  particles  of  calcium 

alginate coated with chitosan shell. It was found that with increasing thickness of chitosan shell 

the  release  rate  of  the  MB  from  alginate  particles  in  the  Locke  Ringer's  solution  is  reduced  by 

reducing the diffusion speed of the dye molecules through the layer of chitosan. It also reduced 

in the preliminary drying of alginate particles as a result of possible irreversible conformational 

change and at the reduction of dye loading in the alginate particles. 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

307

 

 

Keywords: immobilization, alginate, chitosan, methylene blue 

 

 

Введение 

   

 

Альгинаты, соли альгиновой кислоты,  - природные полисахариды, выделенные из 

бурых морских водрослей. Они состоят из линейных блоксополимеров β-D-маннуроновой 

(М) и α-L-гулуроновой (Г) кислот [1-3]. Альгинаты, в особенности водорастворимые Na –

альгинаты,  благодаря  их  способности  к  гелеобразованию  в  присутствии  дивалентных 

катионов, например ионов Са

2+

, шикроко используются в пищевой промышленности. Для 

описания ассоциации альгината с ионами Са

2+

 предложена модель «яицо в клетке» [6]. 

Альгинаты также широко используются для иммобилизации и ин капсулирования 

лекарственных препаратов [7-10], энзимов и белков [11-13]. 

Ранее  изучено  пролонгированное  высвобождение  противоопухлевого  препарата 

циклофосфамида  из  альгинатных  микрочастиц  [9,10,14].  Была  показана  возможность 

пролонгации  высвобождения  лекарственного  препарата  из  альгинатных  гидрогелей, 

варвируя условия получения гидрогеля из хитозана. 

Настоящая работа посвящена изучению иммобилизации в альгинатных гидрогелях 

метиленового голубого, являющегося известным фотосенсибилизатором, используемым в 

фотодинамической терапии [15].    

 

 

Экспериментальная часть 

 

В  работе  использовали    натриевую  соль  альгиновой  кислоты  (Na  -  альгинат) 

средней вязкости производства фирмы "Sigma" (США). Соотношение мануроновых (М) и 

гулуроновых  (Г)  звеньев  варьировалась  в  пределах:    М:Г=65:35;  60:40  и  50:50. 

Использовался  хлорид  кальция  CaCl

2 

марки  «xч»,  гранулированный  по  ГОСТ  4460-77 

производства "Реахим" (Россия) .  

Альгинатные  микрочастицы  получали  следующим  образом.  Готовили    2  %-ные 

водные растворы  Na – альгината смешением рассчитанного количества  полисахарида в 

воде при температуре 50

0

С, затем его отфильтровывали через бумажный фильтр. Далее 2 

%  раствор  Na  –  альгината  капельно  при  постоянном  давлении  вводили  в  0,1  М  раствор 

СаСl

2

. По истечении 15 минут микрочастицы отделяли от раствора фильтрованием через 

бумажный фильтр, промывали дистиллированной водой и хранили в набухшем  состоянии 

в холодильнике. 

Иммобилизацию красителя в альгинатные микрочастицы осуществляли введением 

его  рассчитанного  количества  в  раствор  Na  –  альгината,  перед  его  введением  в  раствор 

CaCl

2. 

Полученные  микрочастицы  гидрогеля  Са-альгината  с  иммобилизованным 

красителем  промывали  небольшим  количеством  дистиллированной  воды  и  хранили  в 

холодильнике. 

Кинетику    высвобождения  МГ  из  альгинатных  микрочастиц  контролировали  по  

нарастанию    оптической  плотности  жидкости  (вода,  физиологический  раствор), 

контактирующей  с  микрочастицами.  Оптическую  плотность  растворов  измеряли  с 

помощью спектрофотометра  РD-303S (Япония)  при длине волны 540 нм. Снимки СЭМ 

получали на электрозондовом микроанализаторе «Superprob 733» (Япония). 

Нанесение  хитазанового  слоя  на  поверхность  альгинатных  микрочастиц 

осуществляли, обрабатывая последние растворами  хитозана определенной концентрации. 

Толщину хитозанового покрытия определяли оптическим микроскопом «Leica Eclipse TE 

300» (Германия), предварительно окрашивая образцы красителем конго-красным [14]. 

 

 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

308

 

 

Результаты и их обсуждение 

 

На  рисунке  1  представлены  СЭМ  снимки  альгинатных  микрочастиц,  содержащих 

оболочку из хитозана и метиленовый голубой при различном увеличении. 

 

    

 

 

 

Рисунок 1 – Альгинатная микрочастица, содержащая оболочку из хитозана и 

полистиролсульфоната натрия и метиленовый голубой, при различном увеличении 

 

Из рисунка видно, что микрочастицы имеют сферическую форму диаметром 500-

700  мкм  с  выраженной  пористой  волокнистой  поверхностью  в  виде  толстых 

фибриллярных  цепей.  Альгинатные  микрочастицы  с  такой  структурой  могут  быть 

использованы  в  качестве  «контейнера»  для  лекарственных  препаратов,  в  частности  для 

МГ,  высвобождающего  этот  препарат  длительно,  создавая  таким  образом  «эффект 

лекарственного депо» 

Установлено,  что  с  ростом  толщины  хитозанового  покрытия  снижается  скорость 

высвобождения  МГ  из  альгинатных  частиц  (рисунок  2).  Оказалось,  что  на  скорость 

выделения  МГ  из  альгинатных  микрочастиц  существенное  влияние  оказывает  также 

содержание (нагрузка) его в частицах (рис. 3) - чем больше содержание МГ тем быстрее 

он высвобождается из гидрогеля. 

 

Рисунок 2 – Высвобождение метиленового голубого из модифицированных альгинатных 

микрочастиц в раствор Рингера Локка без покрытия (1) и при различной толщине 

хитозанового покрытия: 25 мкм (2), 65 мкм (3), 125 мкм (4) 

 

Кинетика  выделения  МГ  -  из  альгинатных  частиц  зависит  от  физического 

состояния  последних  МГ  из  высущенных  альгинатных  частиц  в  раствор  Рингера  Локка 

краситель высвобождается медленнее чем из набухщих образцов (рис. 3).  

0 

0,1 

0,2 

0,3 

0,4 

0,5 

0,6 

0,7 

0,8 

0,9 

1 

0 

1 

2 

3 

4 

5 

В

ы

хо

д 

л

ека

рс

тва

, Mt

/Mo

 

Время, ч 

1 

2 

3 

4 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

жүктеу/скачать 31,15 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: