Национальной академии наук республики казахстан

Известия Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
184  
[13] Trushin A.M., Dmitriev E.A., Nosyrev M.A., Khusanov A.E., Kaldybaeva B.M. General Method of Measurement of 
Velocity of Laminar Constrained Motion of Spherical Solid and Gas Particles in Liquids / Theoretical Foundations of Chemical 
Engineering. 2013. Vol. 47, N 6. P. 730–733. DOI: 10.1134/S0040579513060110 © Pleiades Publishing, Ltd., 2013. Thomson 
Reuters Impact Factor 0.673 Springer.(inEng). 
[14] Kaldybaeva B.M., Khusanov A.E., Dmitriev E.A., Sabyrkhanov D.S., Korganbaev B.N. Results of experimental 
researches the energy-saving technology of biogas purification for the purpose of obtaining highly concentrated methane // 
Reports of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Almaty, 2015. Vol. 5, N 303(2015). Р.  78-85                    
(in Eng). 
 
 
Б. М. Калдыбаева
1
, А. Е. Хусанов
1
, Е. А. Дмитриев
2
, Д. С. Сабырханов
1
, А. З. Абильмагжанов
3
 
 
1
М. Əуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті, Шымкент, Қазақстан, 
2
Д. Менделеев атындағы Ресей химия-технологиялық университеті, Москва, Ресей, 
3
Д. Сокольский атындағы отын, катализ жəне электрохимия институты, Алматы, Қазақстан 
 
ХЕМОСОРБЦИЯЛЫҚ АППАРАТТА КҮКІРТ СУТЕГІ ЖƏНЕ КӨМІРҚЫШҚЫЛ ГАЗДАРЫНЫҢ  
БІР УАҚЫТТА ХЕМОСОРБЦИЯЛАНУ КЕЗІНДЕГІ ФАЗАЛАР АРАЛЫҚ АЛМАСУДЫ МОДЕЛЬДЕУ 
 
Аннотация. Мақалада сұйық фазадағы қайтымсыз өте жылдам химиялық реакция қарастырылып отыр. 
Физикалық  жəне  химиялық  абсорбция  жылдамдықтарының  шамаларының  қатынасынан  үдетуші  фактор  β 
мəнін алуға болады, ол химиялық реакция нəтижесінде сұйық қабыршағының кедергісі неше есе азайатын-
дығын  көрсетеді,  бұл  шаманы  сонымен  бірге  Хатта – (Ha) критериі  деп  атайды.  Бұл  жұмыстың  нəтижесі 
бойынша хемосорбция кезінде Хигби ұсынған модель негізінде массаалмасу коэффициенттерінің мəндеріне 
салыстыру жүргізілген.Соның нəтижесінде, егер 
′
 коэффициентінің мəні 
 тəжірибелік жолмен анықтал-
ған нəтиже бойынша анықталса, онда ауысу теориясын таңдаудың мəні елеулі емес екендігіне көңіл бөлінеді. 
Егер тəжірибелік мəліметтер жоқ болса, онда физикалық абсорбция кезінде қандай теория қолдану мəнінің 
маңызы жоғарылайтындығы атап көрсетілген.  
Түйін сөздер: хемосорбциялық аппарат, керамикалық мембрана, сұйық фазадағы массаберу, химиялық 
абсорбция,математикалық моделдеу, массаалмасу, сұйық, газ, физикалық абсорбция. 
 
 
Сведения об авторах:  
Калдыбаева Ботагоз Мырзахметовна – PhD докторант по специальности технологические машины и 
оборудование. Занимается разработкой и расчетом совмещенных процессов и многофункциональных массо-
обменных аппаратов и проведение теоретических и экспериментальных исследований в области массообмен-
ных процессов. Имеет 5 патентов и является автором 52 публикаций в различных изданиях, включая учеб-
ники и учебные пособия.  
Хусанов Aлишер Евадиллоевич – кандидат технических наук. Научный задел - теоретические и экспе-
риментальные исследования в области массообменных процессов, разработка математической модели очист-
ки биогаза в микробарботажном аппарате на основе теоретической и экспериментальной информации, полу-
ченной  в  модельных  исследованиях,  разработка  пылегазоочистных  и  тепломассообменных  аппаратов  с 
активной  гидродинамикой.  Опубликовано 106 научных  работ,  получены 6 патентов,  предварительных  и 
инновационных патентов РК. 
Сабырханов  Дархан  Сабырханович – доктор  технических  наук,  профессор.  Научное  направление  -
закономерности  изотропной  турбулентности  и  вихревого  движения  взаимодействующих  потоков  для 
создания теоретических основ массообменных процессов. Имеет более 50 авторских свидетельств и патентов 
и является автором более чем 300 публикаций в различных изданиях, включая учебники и монографии. Под 
руководством Сабырханова Д. С. подготовлено 8 кандидатов наук и 1 доктор наук. 
Дмитриев  Евгений  Александрович – доктор  технических  наук,  профессор.  Научное  направление - 
массообменные процессы, гидродинамика и массообмен, энерго- и ресурсосбережение, разработка методов и 
установки очистки водноорганических смесей на основе принципа интеграции процессов химической техно-
логии,  которые  могут  быть  использованы  при  разработке  технологии.  Опубликовано 134 научных  работ, 
получены 24 патента, предварительных патентов РФ, касающихся темы проекта. 
Абильмагжанов  Арлан  Зайнуталлаевич – кандидат  химических  наук,  первый  замиститель 
генерального директора Института  топлива,  катализа  и  электрохимии  им.  Д.  В.  Сокольского.  Имеет  болем  
10 патентов и является автором 50 публикаций в различных изданиях, включая учебники и учебные пособия. 
 
 
 

ISSN 2224-5278                                                                                 Серия геологии  и технических наук. № 6. 2016 
 
 
185 
N E W S 
OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN 
SERIES OF GEOLOGY AND TECHNICAL SCIENCES 
ISSN 2224-5278 
Volume 6, Number 420 (2016), 185 – 189 
 
 
G. Z. Turebekova
1
, Sh. Shapalov
2
, S. А. Sakibayeva
2
, P. M. Zharylkasyn
2
,  
G. Zh. Pusurmanova
2
, G. F. Sagitova
2
, K. N. Esentayeva
2
, M. Zh. Makhambetov
3
 
 
1
South Kazakhstan State Pedagogical Institute, Shymkent, Kazakhstan, 
2
M. Auezov South Kazakhstan State University, Shymkent, Kazakhstan,  
3
Kh. Dosmuhamedov Atyrau State University, Atyrau, Kazakhstan. 
E-mail: g.ture@mail.ru  
 
APPLICATION OF OIL INDUSTRY WASTES  
(SLUDGES AND SULFUR) IN RUBBER PRODUCTION 
 
 
Abstract. The important scientific direction of petrochemistry is manufacture of plasticizers, softeners, vulca-
nizing agents, fillers on the basis of industrial wastes. This allows to expand the raw-material base, use heavy stocks 
of refinery wastes, reduce environmental pressure on the nature and solve the problem of manufacture of import-
substituting softeners for the rubber-processing industry of Kazakhstan. Besides, the feature of Kazakhstan 
petroleum crude oils is high concentration of sulfur compounds, in consequence of which much wastes are formed. 
Optimization of developed rubber compounds for manufacture of a wear-resistant chafer strip of passenger car tires 
was carried out by serial analysis of influence of content of each of the components separately (sulfur and oil sludge) 
at the fixed amount of other ingredients on the rubber properties. With a view to identify optimal amount of organic 
share of the oil sludge in the content of rubber compounds, rubber compounds with different content of organic share 
of the oil sludge were gained. Plasticizers and softeners were substituted to the organic share of the oil sludge. Also 
polymeric and colloidal sulfur mixture of Tengiz field was used as a vulcanizing agent in the receipts of rubber com-
pounds. The results of comprehensive tests showed replaceability of traditionally used in the rubber compounds 
softeners to the organic share of the oil sludge and use of Tengiz sulfur as a vulcanizing agent. 
Key words: organic share of oil sludge, oil sludge, softeners, vulcanizing agent, Tengiz sulfur, vulcanizing sys-
tem, rubber compound, chafer strip. 
 
Introduction. Rubber industry of Kazakhstan has very limited assortment of ingredients for rubber 
compounds. The important scientific direction of petrochemistry is manufacture of plasticizers, softeners, 
vulcanizing agents, fillers on the basis of industrial wastes. This allows to expand the raw-material base, 
use heavy stocks of refinery wastes, reduce environmental pressure on the nature and solve the problem of 
manufacture of import-substituting softeners and vulcanizing agents for the rubber-processing industry of 
Kazakhstan. Besides, the feature of Kazakhstan petroleum crude oils is high concentration of sulfur 
compounds, in consequence of which much sulfuric wastes are formed [1-4]. 
 
Experimental part 
 
The generally accepted is application of organic and inorganic low-molecular compounds in the 
receipts of rubber compounds. By the efficacy, polymers and products of low-molecular compounds are 
divided into softeners and plasticizers. The softeners are low-molecular compounds, which reduce yield 
temperature and not influence on vitrification temperature of rubber substances. The plasticizers are low-
molecular compounds, which reduce vitrification temperature and yield temperature of the rubber sub-
stances. 
The important requirement to the plasticizers and softeners is their low cost. The great significance is 
also given to the availability of initial raw material used for their production. Different other requirements 
to the plasticizers and softeners (absence of leachability by water, oils, etc.) are set by specific conditions, 
in which a manufactured product, containing the plasticizer and softener, will operate.  

Известия Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
186  
Sulfur is used in the rubber compounds as the vulcanizing agent, therefore in our work we offer to 
use refined Tengiz sulfur, gained from the wastes of oil production and refinery wastes, in the vulcanizing 
system [5-8]. 
 
Result and its discussion 
 
Earlier we carried out experiments of the organic share of the oil sludge, gained from the oil sludge of 
“PetroKazakhstanOilProducts” LLP in the receipts of the rubber compounds on the basis of rubber 
substances of general assignment as the softeners, with substantiation of traditionally used softeners – oil 
PN-6SH and softener ASMG. The results of measurement of processing properties established that the 
organic share of the oil sludge causes the plasticizing effect [9, 10]. 
Optimization of developed rubber compounds for manufacture of a wear-resistant chafer strip of 
passenger car tires was carried out by serial analysis of influence of content of each of the components 
separately (sulfur and oil sludge) at the fixed amount of other ingredients on the rubber properties [11-13].  
With a view to identify optimal amount of the organic share of the oil sludge in the content of rubber 
compounds, the rubber compounds with different content of the organic share of the oil sludge were 
gained. The plasticizers and softeners were substituted to the organic share of the oil sludge. Also 
polymeric and colloidal sulfur mixture of Tengiz field was used as the vulcanizing agent in the receipts of 
the rubber compounds [14-17]. The rubber compounds’ receipts used at the manufacture of the chafer strip 
are given in Table 1. 
Fine mineral fraction of the oil sludge (1-5 mcm) was used in the receipt of the rubber compound for 
rubberizing of the chafer strip of the passenger car tires.  
 
Table 1 – Receipt of the optimal rubber compound for the rubberizing of the wear-resistant chafer strip 
 
Ingredients 
Per 100 mass shares of the rubber substance  
Control variant 
Studied variant 
SKI-3 
 
40,0 
40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 
SKMS-30 
ARK 
60,0 
60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 
Tengiz sulfur  
2,4 
2,4 
2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 
Sulfonamide “M”  
1,2 
1,2 
1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 
Santogard РVI 
0,4 
0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 
Zinc oxide  
5,0 
5,0 
5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 
Stearinic commercial acid 
2,0 
2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 
Pine rosin EM-3 
2,0 
2,0 
2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 
Softener 
ASMG 
 
4,0 
– – – – – – – 
Organic share of the oil sludge  
– 
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 
Oil PN-6SH 
4,0 
4,0 
4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 
Protective wax ZVP  
2,0 
2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 
Acetone 
anil 
R 
2,0 
2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 
Diaphene FP 
2,0 
2,0 
2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 
Technical carbon P-514  
40,0 
40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 
Technical carbon P-234  
30,0 
30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 
Mineral share of the oil sludge  
10,00 
10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 
 
Vulcanizing features of the rubber compounds, gained on “Monsanto” rheometer, proved the fact that 
different dosages of the organic share of the oil sludge and sulfur have direct influence on the rubber 
compounds’ vulcanizing kinetics. Addition of the organic share of the oil sludge into the rubber 
compounds results in reduction of minimal viscosity and stiffness of the system. This reduction is directly 
proportional to the percentage composition of the organic share of the oil sludge [18-20].  

ISSN 2224-5278                                                                                 Серия геологии  и технических наук. № 6. 2016 
 
 
187 
Optimal ratio of the components, resulting in reduction of the minimal viscosity and increase in the 
beginning of vulcanizing, characterizing the best processing properties of the rubber compounds, is 
observed at 7 and 8 mass shares of the organic share of the oil sludge for the rubber compounds, meant for 
the rubberizing of the wear-resistant chafer strip. Analysis of the rubber compounds’ vulcanometric curves 
shows that optimal time for attaining the vulcanizing of the rubber compound for the rubber compound of 
the chafer strip consists 19 minutes.  
Physical-mechanical tests of the rubbers led to the conclusion about the highest appropriateness of 
using the organic share of the oil sludge in the receipts of the rubber compounds for the wear-resistant 
chafer strip vulcanizing, as when substituting traditionally used softeners to the organic share of the oil 
sludge, the rubber properties meet the rates of inspection. The best results are observed at the dosage of                    
8-10 mass shares of the organic share of the oil sludge for the rubber compounds, meant for the 
vulcanizing of the wear-resistant chafer strip. Dependencies of the main physical-mechanical indicators of 
the vulcanizates from the softeners’ dosage are given in Table 2.  
 
Table 2 – Properties of the rubber compounds and vulcanizates on the basis of rubber substances of general purpose  
for the vulcanizing of the wear-resistant chafer strip with additives of the organic share of the oil sludge and Tengiz sulfur 
 
Indicators 
Inspection 
rates  1-v  2-v 3-v 4-v 5-v 6-v 7-v 
Nominal tensile strength, kgf/cm
2
, no less 
90 
108 
105 
110 
110 
112 
107 
107 
Nominal modulus at 300%, kgf/cm
2
 70 
72 
72,5 
74 
74,5 
74 
73 
73 
Relative tensile elongation, %, no less 
280 
270 
300 
310 
310 
290 
292 
290 
Shore 
hardness, 
c.u. 
73 
75  77 77 78 75 75 75 
 
Insignificant reduction in the tensile indicators and increase in the elastic properties of the rubbers 
when increasing the organic share of the oil sludge dosage can be explained by plasticization effect 
mechanism of the organic share of the oil sludge low-molecular compounds, which permeate between 
macromolecules by the same token reducing the rubber substance macromolecules’ intermolecular 
interaction. Application of Tengiz sulfur allowed to keep the vulcanizing kinetics, which could be reduced 
when using the organic share of the oil sludge. 
Conclusion.  Thus, the results of the comprehensive tests showed the possibility of substitution of 
traditionally used in the rubber compounds softeners to the organic share of the oil sludge and use of 
Tengiz sulfur as the vulcanizing agent. Fillers in the receipts of the rubber compounds for formation of the 
filler strip can be partially substituted to the mineral share of the oil sludge.  
Finance. Source of funding research - M. Auezov South Kazakhstan State University. 
 
REFERENCES 
 
[1]  Nadirov N.To. Tengiz – sea of oil, sea of problems. Almaty: Gylym, 2003. 
[2]  Nadirov N.To., Zaikina R.F., Zaikina, et al. Modern methods of desulphurization of oils Kazakhstan // Problems of oil 
and gas complex: Materials of international scientific-technical conference. Atyrau, 5-6 December 2001. Vol. 2. 456 p. 
[3]  Dryden R.L. Storage of industrial sulphur and environment // Oil and gas of Kazakhstan. 1997. N 2. P. 126-133. 
[4]  Kenzhegaliev A. the Ecological status of the Tengizmestorozhdenii ways of its improvement // Oil and gas of Kazakh-
stan. 1997. N 2. P. 119-122. 
[5]  Sulphur – waste or valuable fossil? // Cashian. 2002. P. 80-82. 
[6]   Nadirov N.To. Oil and gas of Kazakhstan. 2-HT. Almaty: Gylym, 1996. 
[7]  Ormiston R.M., Kerber, J.L., Mazgarov A.M. Demercaptanization of crude oil Tenginskogo fields // Oil and gas of Ka-
zakhstan. 1997. N 2. P. 71-83. 
[8]  Turebekova G.Z., Pusurmanov G.J., Sakibaev S.A., Orazymbetova A.O. Prospects for the use of waste oil production 
and refining – sulfur in the production of technical rubbers // Innovation – 2015: Materials of international scientific-technical 
conference. Tashkent, 23-24 October 2015. P. 51-53. 
[9]  Rodionov A.I., Klushin V.N., Torocheshnikov N. With. The technique of environmental protection. M.: Chemistry, 
1998. 509 p. 
[10]  Calverts, Treshow M., etc. protection of the atmosphere from industrial pollution / Ed S. Calvert. M.: Chemistry, 1988. 
Vol. 1, 2. P. 1470. 

Известия Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
188  
[11]  Koshelev F.F., Kornev A.E., Bukanov A.M. General chemical technology of rubber. M.: Chemistry, 1978. 527 p. 
[12]  Gorelik R.A. and other. Mineral fillers of rubber mixtures. M.: Tsniiteneftehim, 1984.56 p. 
[13]  Petroleum encyclopedia of Kazakhstan. Vol. 2. Astana-London, 1999. 
[14]  Nekrasov B.V. Fundamentals of General chemistry. 3rd ed., fixed and extra. M.: Chemistry, 1973. Vol. 1. 656 p. 
[15]  Nepenin N.N. Technology of cellulose. The production of sulphite pulp. M.: Forest industry, 1976. P. 151. 
[16]  Klyuchnikov N.G. Neorganicheskie synthesis. M.: Prosveshchenie, 1971. P. 267-269. 
[17]  Akhmetov S. General and inorganic chemistry / Rezedent: Professor J. A. Ugai. M.: Higher school, 1981. Vol. 1. 672 p. 
[18]  Remy. Course of inorganic chemistry. M.: Publishing house of foreign literature, 1961. 695 p. 
[19]  Glinka N.L. General chemistry. M.: Chemistry, 1977, revised. P. 382. 720 p. 
[20]  Chemical encyclopedia: in 5 volumes / Editorial board: N. S. Zefirov (ed.). M.: Soviet encyclopedia,  1995.  Vol.  4.                 
P. 319. 639 p. 20 000 copies.  
 
 
Г. З. Туребекова
1
, Ш. Шапалов
2
, С. А. Сакибаева
2
, П. М. Жарылкасын
2
,  
 Г. Ж. Пусурманова
2
, Г. Ф. Сагитова
2
, К. Н. Есентаева
2
 , М. Ж. Махамбетов
3
  
 
1
Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік педагогикалық институті, Шымкент, Қазақстан, 
2
М. Əуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті, Шымкент, Қазақстан, 
 
3
Х. Досмухамедов атындағы Атырау мемлекеттік университеті, Атырау, Қазақстан 
 
ТЕХНИКАЛЫҚ РЕЗИНАДА ӨНЕРКƏСІБІНДЕ  
МҰНАЙ ҚАЛДЫҚТАРЫН (ШЛАМ МЕН КҮКІРТ) ҚОЛДАНУ  
 
Аннотация. Осы жұмыста мұнай өндеу қалдықтарының – күкірттің-вулкандык жүйе үшін техникалық 
резеңке өндірісінде игеру мүмкіншілігін зерттеу нəтижелері келтірілген. Мұнайлы Солтүстік - Каспий айма-
ғында, Қазақстан шетел компанияларымен бірге бірнеше перспективалық жəне ауқымды жобаларды жүзеге 
асырады. Тенгиз жəне аталмыш аймақтың басқа кен орындарының шикі мұнайы жоғары күкіртті болып та-
былады, яғни осындағы мұнайдың маңызды өзгешелігі ілеспе газда күкіртті сутектің зор мөлшері бар болып 
табылады.  Шикі  мұнайды тауар  калпына  келтіру  үшін,  ол  тазаланады  жане  нəтижеде  элементарлық  күкірт 
пайда  болады.  Мұнайды  шығарудың  артуымен  күкірттің  жинақталуы  да  өседі.  Қазақстандық  мұнайдан 
шығатын элементарлық күкірт - химиялық өнеркəсіптің индустриялық кəсіпорындары үшін құнды шикізат 
болып  табылады.  Алайда  шынайы  ақиқатқа  сүйенер  болсақ  осы  химиялық  заттың  негізгі  көлемі  əлі  мұнай 
шығару нысандарының жанында тапталып тасталады. Тенгизде күкірт көлемді қатты блоктар түрінде əдейі 
жабдықталған алаңшықтарда, басқаша айтканда – "күкірттің карталары", сақталады. Күкірттің шығырларда 
сақталуы – Канада,  Мексика,  Нидерландия,  Польша  жане  АҚШ  сияқты  елдерде  қолданылатын  бірден-          
бір əдіс. 
Күкірт,  техникалық  резеңке  бұйымының  көпшілігі  үшін  вулканизацияның  негізгі  агенті  болып  табы-
лады. Оның сапасы мен химиялық құрамына айрықша талап көрсетіледі, оның ішінде ең маңыздысы шикі-
заттың адалдығының (зарарлы қоспаның, айнымалы валенттіктің, металдардың ең төмен мөлшері) жəне дис-
персиялық биік дəрежесі жатады. Осы мінездемелер күкірттің вулканизациялық белсенділігін, оның каучук-
та  дисперсиялануы,  резеңке  қоспаның  жəне  резеңкелердің  технологиялық  жəне  техникалық  қасиеттерін 
анықтайды. Полимерлік күкірт рецептурадағы вулканизацияның жылдамдығын төмендетпей күкірттің санын 
төмендетуге  мүмкіндік  береді,  ақыр  соңында  резеңке  сапасының  көтерілуіне  алып  келеді.  Полимерлік  кү-
кірттің қолданысы, өндіріліп алынатын резеңкелердің икемділік қасиеттерін реттеуге мүмкіндік береді. 
Мұнай қалдықтарынан шығатын күкірттің қолданысы, мұнай өнеркəсібінің қалдықтарын кəдеге жара-    
ту  экологиялық  мəселесін  шешеді  жəне  дөңгелек  резеңкелерінің  физикалық-механикалық  касиеттерін 
жақсартады. 

жүктеу/скачать 14,97 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: