Конференциясының ЕҢбектері

108 
Таким  образом,  у  губоцветных  Южно-Алтайской  подпровинции  отмечается  значительное 
преобладание мезофильных видов, что свидетельствует о континентальной горной системе Алтае-
Саянской  флористической  провинции,  расположенной  в  экотонной  полосе  у  границы  с 
Монгольской  провинцией  Центральноазиатской  подобласти,  где  тесно  соприкасаются 
мезофильные и ксерофильные элементы различного генезиса. 
 
Литература 
1.
 
Куминова А.В. Расительный покров Алтая. Новосибирск.: Изд-во СО АН СССР, 1960. -450 с. 
2.
 
Юрцев  Б.А.,  Жукова  П.Г.  Полиплоидные  ряды  и  таксономия  (на  материале  анализа 
некоторых групп арктических бобовых) // Бот. журнал. 1968: Т. 53. № 11. - С. 1531-1542. 
3.
 
Г.И. Поплавская Экология растений. Гос. Изд-во «Советская наука» Москва – 1948. 295 с. 
4.
 
Серебряков И.Г. Экологическая морфология растений. М.: Высшая школа, 1964. – 378 с. 
 
 
УДК 628.316.12 
 
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД НПЗ 
 
Еримбетова А.А., Навесов Ш.А., Бекжигитова К.А. 
ЮКГУ им. М.Ауезова, Шымкет, Казахстан  
 
Түйін 
Ӛндірісте су ресурстарын қолданатын салалардың ішінде негізгілердің бірі мұнайхимиялық сала, ол 
әрдайым табиғат қорғаушы ұйымдардың жіті бақылауында. Жуық арада ҚР ӛндіріс орындарында ақаба 
суды  тазарту  саласындағы  заңдылықтарды  қатаңдандыру  күтілуде.  Кӛптеген  МӚЗ,  мұнайхимиялы 
зауыттар  жаңа  талаптарға  сай  болу  үшін,  тазалау  құбырларын  қайта  жӛндеуден  ӛткізуге  талпынып 
жатыр. 
 
Summary 
Petrol  chemical  industry,  as  a  major  consumer  of  water  resources  in  the  industry  is  under  scrutiny  by 
environmental organizations. In coming years, the RK is expected to tighten   laws on sewage treatment of industrial 
enterprises.  Many  refineries,  petrochemical  plants  tend  to  reconstruct  treatment  facilities  to  meet  the  new 
requirements. 
 
Нефтехимическая  отрасль,  как  один  из  основных  потребителей  водных  ресурсов  в 
промышленности,  является  объектом  пристального  внимания  со  стороны  природоохранных 
организаций. В ближайшие годы в РК ожидается ужесточение законодательства в области очистки 
сточных  вод  промышленных  предприятий.  Многие  НПЗ,  нефтехимические  заводы  стремятся 
провести  реконструкцию  очистных  сооружений  для  того,  чтобы  соответствовать  новым 
требованиям. 
Современные НПЗ и предприятия нефтехимической отрасли имеют острую потребность в 
увеличении эффективности своих производственных процессов. Эффективность производства на 
любом  НПЗ  или  нефтехимическом  комплексе  тесно  связана  с  необходимостью  использования 
огромного количества очищенной воды. 
В  современных  условиях  производства  проблема  очистки  сточных  вод  промышленных 
предприятий  чрезвычайно  остра.  Радикальным  решением  еѐ  является  создание  бессточных 
производств  наряду  с  внедрением  в  производство  новых  прогрессивных  технологических 
процессов  и  оборудования,  обеспечивающих  как  уменьшение  потребления  воды,  так  и 
сокращение количества образующихся стоков за счѐт оборотного водоснабжения. 
Очистка сточных вод тесно связана с охраной окружающей среды и является актуальной 
проблемой  современности.  В  последние  десятилетия  отмечено  значительное  повышение  в  водах 
открытых  водоемов  содержания  тяжѐлых  металлов,  нефтепродуктов,  трудноокисляемых 
органических  соединений,  синтетических  поверхностно-активных  веществ,  и  коммунальными 
предприятиями недостаточно очищенных сточных вод. 
Последствием  огромных  достижений  в  развитии  промышленности  во  всѐм  мире  явилась 
проблема  защиты  окружающей  среды  от  загрязнений.  Задача  в  области  охраны  природы  может 
решиться  путѐм  создания  мощного  природного  комплекса  с  целью  сохранения  для  будущих 
поколений живой и здоровой среды обитания. 

109 
Нефтеперерабатывающие  заводы  —  одни  из  самых  распространѐнных  загрязнителей 
окружающей среды, в частности, природных поверхностных и подземных вод. 
Современные НПЗ используют для своих целей сотни миллионов кубических метров воды 
в год, тогда как количество загрязнѐнных вод составляет от нескольких кубических метров в сутки 
до сотни тысяч в час. 
В большинстве случаев образуются сточные воды, содержащие наряду с нефтепродуктами 
фенолы,  сульфиды,  кислоты,  щелочи,  азот  и  фосфорсодержащие  вещества,  тяжѐлые  металлы, 
поверхностно  —  активные  вещества,  механические  примеси.  В  отдельных  категориях 
нефтесодержащих  вод  присутствуют  жиры,  масла,  тетраэтилсвинец,  растворѐнные  газы, 
трудноокисляемые органические вещества, латексы. 
Исходя  из  требований  к  качеству  сбрасываемых  в  водоѐмы  сточных  вод,  необходимо 
нормировать  количество  различных  загрязнителей,  указанных  выше,  которое  регулируется 
допустимыми концентрациями загрязнений в воде водоѐмов различного назначения. 
Сточные  воды  НПЗ,  содержащие  растворимые  органические  примеси,  проходят  очистку 
механическими,  физико-химическими  и  биологическими  методами  с  применением  сооружений 
различных  конструкций  с  целью  использования  еѐ  в  оборотной  системе  водоснабжения,  что 
позволяет решить задачу загрязнения поверхностных вод, а также рационального использования 
водных ресурсов. 
Однако  постоянное  и  практически  повсеместное  ухудшение  качества  сточных  вод 
свидетельствует  о  том,  что  используемые  методы  еѐ  очистки  не  отвечают  современным 
требованиям.  В  связи  с  этим  разработка  и  внедрение  новых,  более  эффективных 
комбинированных  технологий  очистки  очень  важна  для  обезвреживания  трудно  окисляемых 
органических  соединений,  содержащихся  в  сточных  водах  многих  нефтеперерабатывающих 
предприятий.  Поэтому  повышение  эффективности  действующих  и  вновь  создаваемых  очистных 
сооружений является актуальной проблемой на сегодняшний день. 
Таким  образом,  перед  НПЗ  остро  стоят  вопросы  о  повышении  эффективности  очистных 
сооружений,  о  нормировании  качества  и  количества,  сбрасываемых  в  водоѐмы  сточных  вод,  а 
также  сокращений  удельного  водопотребления  за  счѐт  внедрения  оборотной  системы 
водоснабжения с целью охраны окружающей среды. 
В  настоящее  время  сточные  воды  Шымкентского  НПЗ  проходят  механическую,  физико-
химическую и биохимическую очистку. Повышения требований к степени очистки сточных вод, 
увеличение  потребности  в  объеме  повторно  используемых  очищенных  сточных  вод  и 
значительный  износ  очистных  сооружений  вызывает  необходимость  реконструкции  очистных 
сооружений. 
На  сегодняшний  день  в  сооружениях  накоплено  значительное  количество  застарелой 
эмульсии  и  нефтешлама.  Качество  очищаемых  сточных  вод  по  механическим  примесям  не 
соответствует  нормативным  требованиям  и  не  позволяют  направить  их  на  установку 
обессоливания,  а  в  дальнейшем  на  повторное  использование,  что  носит  на  сегодняшний  день 
актуальный характер. 
С целью в ЮКГУ им. М. Ауезова разрабатываются варианты доочистки сточных вод НПЗ 
от взвешенных примесей методом фильтрования. 
 
Литература 
1.
 
Пономарев 
В.Г., 
Иоакимис 
Э. 
Г., 
Монгайт 
И.Л. 
Очистка 
сточных 
вод 
нефтеперерабатывающих заводов. – М.: Химия, 1985.-256 с. 
2.
 
Мазлова Е.А., Абросимов А.А. техника очистки сточных вод.-м.: ЦНИИТЭ нефтехим,1997г 
3.
 
Навесов Ш.А., Кенжебаева Г.С., Мирзаев А.А. Фильтрование сточных вод. Республиканский  
научный журнал «Наука и образование Южного Казахстана»2005. №4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

110 
УДК 661.842.053.2 
 
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ CaSO
4
 С ОКСИДОМ УГЛЕРОДА 
 
Ерубай А.А., Бишимбаев В.К., Сахабадинова Н.Н. 
ЮКГУ им. М.Ауезова, Шымкент, Казахстан 
 
Түйін 
Фосфогипспен  кӛміртек  тотығының  әрекеттесуінің  термодинамикалық  моделі  келтірілген. 
Жүйеде  бірінші  кезекте  СаО  түзілетіні  анықталды.  Фосфогипсті  кальций  тотығына  дейін 
тотықсыздандыру кальций сульфидінің түзілуімен жүреді, оның мӛлшері жүйедегі коміртегі тотығының 
артуымен  кобейеді.  Қысымды  0,1  ден  0,001МПа  тӛмендету  және  жүйеге  SiO
2
  енгізген  кезінде 
фосфогипстің ыдырауына жаксы әсер кӛрсетеді.  
 
Summary 
Results  of  thermodynamic  modeling  of  CaSO
4
  interaction  with  carbon  oxide  are  given.  It  has  been 
determined that primarily CaO is formed in system. Restoration of CaSO
4
 to CaS happens through the stage of CaS 
formation  the  quantity  of  which  increases  at  augmentation  in  system  СО.  Decrease  of  pressure  from  0,1  to 
0,001МPа and uptake into system SiO
2
 positively influence on decomposition of CaSO
4
. 
 
Для  переработки  многотоннажного  отхода  производства  экстракционной  фосфорной 
кислоты  –  фосфогипса  предложены  несколько  вариантов  получения  из  него  фосфоизвести  [1,2]. 
Полупромышленными  испытаниями  показано,  что  степень  разложения  фосфогипса  в  трубчатых 
вращающихся  печах  и  печах  кипящего  слоя  составляет  94  –  97  %.  Образующаяся  при  этом 
фосфоизвесть  содержит  58-76  %  СаО.  Процесс  получения  фосфоизвести  из  фосфогипса  в 
настоящее время еще не в полной мере совершенен, так как содержание CaS и CaSO
4
 в продукте 
составляет соответственно 0,6 – 1,4 и 0,8 – 4,9 %. 
Цель  настоящего  исследования  заключалась  в  определении  закономерностей  разложения 
CaSO
4
  до  СаО  в  присутствии  СО,  применительно  к  агломерационной  переработке  фосфогипса, 
предусматривающей не полное окисление углерода природного угля. 
Исследования  проводились  методом  термодинамического  моделирования  и  методом 
математического  планирования  с  последующей  оптимизацией  технологических  параметров  на 
ЭВМ. Для термодинамического моделирования был использован программный комплекс «Астра», 
разработанный  в  МВТУ  им.  Н.Э.Баумана,  в  основу  алгоритма  которого  положен 
фундаментальный  принцип  максимума  энтропии  [4,5].  Этот  метод  предоставляет  уникальную 
возможность  обобщѐнного  описания  любого  высокотемпературного  состояния  с  помощью 
фундаментальных  законов  термодинамики,  независимо  от  условий  и  способов  достижения 
равновесия.  База  данных  программного  комплекса  Астра,  содержит  информацию  о 
термодинамических свойствах 5547 индивидуальных веществ, систематизированных в Институте 
высоких температур РАН и Национальном бюро стандартов США [6,7]. Информация, полученная 
при  помощи  программного  комплекса  «Астра»  позволяет  определить  равновесную  степень 
перехода  элементов  исходной  системы  в  продукты  реакции,  а  также  составы  газовой  и 
конденсированных фаз. Исследовалось влияние температуры (Т от 500 до 1800 К) и в отличие от 
[8], изучалось влияние числа молей СО в системе CaSO
4
 – nCO (n от 0,2 до 2,5) на равновесную 
степень распределения Са, в том числе распределение его в СаО.  
Проведенные  исследования  показали,  что  в  системе  CaSO
4
  –  nCO  в  зависимости  от 
температуры  и  от  числа  молей  СО  взаимодействие  происходит  с  участием  22  веществ:  CaSO
4
, 
CaCO
3
,  CaO,  CaS,  CO,  CO
2
,  COS,  CS
2
,  S,  S
2
,  S
3
,  S
4
,  S
5
,  S
6
,  S
7,
  S
8
,  SO
2
,  SO
3
,  SO,  S
2
O,  O
2
,  O.  На 
рисунке  1  приведена  информация  о  влиянии  температуры  и  числа  молей  СО  на  степень 
распределения  (α)  кальция,  из  которого  следует  что  основными  кальций  содержащими 
соединениями  в  системе  являются  CaSO
4
,  CaCO
3
,  CaS  и  CaO.  Из  рисунка  1  следует,  что  в 
рассматриваемых системах независимо от числа молей СО в температурном интервале 500 - 600 К  
формируется  CaCO
3
.  Степень  образования  (например  при  Т  =  500  К)  CaCO
3 
возрастает  с 
увеличением числа молей СО в следующей последовательности: 
 
n 
0,2 
0,45 
1,0 
1,55 
1,8 
2,5 
3,0 
α, CaCO
3
, %  6,62  14,88  33,30  51,43  58,44  89,97  98,82 
 

111 
При этом зависимость 
)
(
3
n
f
CaCO
 имеет вид: 
n
CaCO
006
,
33
10
55
,
1
2
3
                                             (1) 
 
а)
0
20
40
60
80
100
0
500
1000
1500
2000
Т,К
αC
O
, %
1
2
3
4
   
б)
0
20
40
60
80
100
0
500
1000
1500
2000
Т,К
αC
O
, %
1
2
3
4
 
в)
0
20
40
60
80
100
0
500
1000
1500
2000
Т,К
αC
O
, %
1
2
3
4
   
г)
0
20
40
60
80
100
0
500
1000
1500
2000
Т,К
αC
O
, %
1
2
3
4
 
д)
0
20
40
60
80
100
0
500
1000
1500
2000
Т,К
αC
O
, %
1
2
3
4
   
е)
0
20
40
60
80
100
0
500
1000
1500
2000
Т,К
αC
O
, %
1
2
3
4
 
1 – CaCO
3
; 2 – CaSO
4
; 3 – CaO; 4 – CaS 
а) – n=2,5; б) – n=1,8; в) – n=1,55; г) – n=1,0; д) – n=0,45; е) – n=0,2 
Рис. 1. Влияние температуры и числа молей СО (n) в системе CaSO
4
 – nCO на степень 
распределения (α) кальция при давлении 0,1 МПа 
 
для  которой  критерий  пригодности  приближения  R
2
  (коэффициент  детерминации) 
составляет 0,9997. 
CaS  в  системах  начинает  формироваться  при  Т  ≥  600  К.  Причем,  при  увеличении  числа 
молей СО возрастает степень образования  CaS и температурная область его существования. Так 
α
макс
CaS возрастает следующим образом: 
 
n 
0,2 
0,45 
1,0 
1,55 
1,8 
2,5 
3,0 
α
макс
CaS, %  4,99  11,18  24,80  38,56  44,7  63,19  73,6 
    
Зависимость 
)
(n
f
CaS
макс
 имеет вид: 
n
CaS
макс
802
,
24
5997
,
0
       
)
9901
,
0
(
2
R
                         (2) 

112 
 
СаО  в  системе  формируется  при  Т  >  1100  К.  Температура  начала  формирования  СаО 
(Т
нач
СаО) зависит от числа молей СО в системе, изменяясь (уменьшаясь) следующим образом: 
 
n 
0
,2 
0
,45 
1
,0 
1
,55 
1
,8 
2
,5 
3
,0 
Т
нач
 
СаО, К 
1
237,3 
1
207,5 
1
166,2 
1
142,6 
1
136,5 
1
126,1 
1
116,3 
 
При этом зависимость 
)
(n
f
CaO
T
нач
 имеет вид: 
2
10
*
9
,
3
1
,
1165
n
СаО
Т
нач
     
)
994
,
0
(
2
R
                                  (3) 
 
0
20
40
60
80
100
1100
1300
1500
1700
1900
Т,К
αС
аО
, %
1
2
3
4
5
6
 
1-n=0,2; 2-n=0,45; 3-n=1,0; 4-n=1,55; 5-n=1,8; 6-n=2,5 
Рис. 2. Влияние температуры и числа молей оксида углерода в системе  CaSO
4
 – nCO на степень 
образования СаО (α) при Р = 0,1 МПа 
 
Заметное образование СаО в системах наблюдается при Т > 1300 К. Причем отклонение числа 
молей  СО  от  1  приводит  к  уменьшению  степени  образования  СаО  из  CaSO
4
  При  n  =  0,2  ÷  0,45 
происходит блокирование процесса и он не получает какого-либо развития в температурном интервале 
1400  –  1700  К  (рис.  2).  При  постоянной  температуре  (например  1600  К),  близкой  к  технологической 
температуре агломерации влияние числа молей СО на αСаО имеет экстремальный характер: 
 
n 
0,2 
0,45 
1,0 
1,55 
1,8 
2,5 
3,0 
αCaO, %  19,94  44,85  96,54  91,65  83,69  63,50  32,84 
 
Влияние СО на СаО описывается уравнением: 
3
2
092
,
20
23
,
123
61
,
216
309
,
22
n
n
n
CaO
      
)
9786
,
0
(
2
R
           (4) 
 
Для поиска оптимальных параметров получения СаО из CaSO
4
 в присутствии СО исследования 
были  продолжены  с  использованием  рототабельных  планов  второго  порядка  [10].  В  качестве 
независимых  факторов  использовали  температуру  (Т,  К)  и  число  молей  СО  (n)  применительно  к 
реакции  CaSO
4
+CO=CaO+CO
2
+SO
2
.  Параметром  оптимизации  являлась  степень  образования  СаО 
(αСаО,  %).  Матрица  проведения  исследований  и  результаты  образования  СаО,  полученных  при 
помощи  программного  комплекса  Астра  приведены  в  таблице  1.  Используя  разработанную  в  ЮКГУ 
программу,  установили,  что  уравнения  регрессии  αСаО=f(T,nСО)  в  кодированном  и  натуральном 
масштабе имеет соответственно виды: 
 
2
1
2
2
2
1
2
1
(код)
6
,
2
2325
,
2
1825
,
26
1056
,
3
533
,
21
54
,
98
CaO
х
х
х
х
х
х
      (5) 
 
2
2
(нат)
06
,
2
55
,
86
624
,
0
804
,
141
89
,
198
CaO
n
n
Т
n
 
Т
n
Т
045
,
0
10
06
,
2
2
4
                                          (6) 
 
Полученное  уравнение  является  адекватным,  так  как  табличное  значение  критерия  Фишера 
(6,59)  больше  реального  значения  этого  критерия  (5,59)  [10].  На  основании  полученного  уравнения 

113 
регрессии  с  использованием  программного  комплекса  Mathcad  –  14  [11]  была  построена  объѐмная 
картина изменения поверхности отклика (рис. 3.) и еѐ горизонтальные сечения (рис. 4.). Как следует из 
рисунка  3,  поверхность  отклика  имеет  экстремальный  характер.  Причем  максимум  образования  СаО 
следует  ожидать  в  технологической  области,  ограниченной  фигурой  АБВ  (рис.  4.),  то  есть,  при  Т  от 
1490 до 1690 К и n от 0,1 до 1,49. Состав газовой фазы системы в этом случае (при n = 1,1) зависит от 
температуры  (таблица  2).  В  технологической  области  (1500  –  1700 К)  газовая  фаза  содержит  49,79  – 
49,84 % СО
2
 и 49,87 – 49,88 % SO
2
. 
Таблица 1. Матрица планирования исследований и результаты исследований получения 
СаО из системы CaSO
4
 – nCO при Р = 0,1 МПа 
№ 
п.п. 
Независимые переменные 
αCaO,% 
(иссл). 
αCaO,% 
(расч). 
Кодированный вид 
Натуральный вид 
Х1 
Х2 
n 
Т,К 
1.
 
 
-1 
-1 
0,45 
1446 
46,8 
48,08 
2.
 
 
+1 
-1 
1,55 
1446 
84,6 
85,95 
3.
 
 
-1 
+1 
0,45 
1654 
47,8 
49,09 
4.
 
 
+1 
+1 
1,55 
1654 
96,0 
97,36 
5.
 
 
+1,414 
0 
1,8 
1700 
78,0 
76,63 
6.
 
 
-1,414 
0 
0,2 
1400 
17,2 
15,72 
7.
 
 
0 
+1,414 
1,0 
1700 
99,8 
98,46 
8.
 
 
0 
-1,414 
1,0 
1400 
91,3 
89,68 
9.
 
 
0 
0 
1,0 
1550 
99,4 
98,54 
10.
 
 
0 
0 
1,0 
1550 
99,0 
98,54 
11.
 
 
0 
0 
1,0 
1550 
98,6 
98,54 
12.
 
 
0 
0 
1,0 
1550 
98,7 
98,54 
13.
 
 
0 
0 
1,0 
1550 
97,0 
98,54 
 
Для  определения  причины  низкой  степени  образования  СаО  при  небольшом  (0,5)  и 
высоком (2) мольном количестве СО нами кроме Са определено распределение также S, O и C. На 
основании  этого  в  таблицах  3  и  4  приведены  уравнения  взаимодействия  CaSO
4
  с  различным 
количеством СО. 
 
Рис. 3. Влияние числа молей СО (n) и температуры (Т) на форму поверхности отклика – 
αСаО, % 
 
Цифры на линиях – αСаО, % 
Рис. 4. Горизонтальные разрезы поверхности отклика – αСаО 

114 
 

жүктеу/скачать 7,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: