Yessenov forum «ЖАҢа мағыналар»

188 

 

крекинга.  Основными  производственными  отходами  на  нефтеперерабатывающих 

предприятиях, являются нефтешлаки и нефтегрязь, избыточные активные илы, кислые 

гудроны.  Эти  отходы  образуются  в  больших  количествах,  занимая  при  хранении 

большие  территории,  являясь  источниками  загрязнения  воздушного  бассейна, 

грунтовых вод и почвы. 

Уменьшение влияния образующихся отходов на окружающую среду напрямую 

связано  с  совершенствованием  технологических  процессов,  обеспечивающих  как 

минимальное  образование  отходов,  так  и  обезвреживание,  и  их  дальнейшую 

переработку. 

Токсичные 

промышленные 

отходы, 

которые 

не 

могут 

подлежать 

обезвреживанию  или  утилизации  по  экономическим  соображениям  должны  быть 

захоронены  на  специальных  полигонах,  устройство  которых  гарантировало  бы 

предотвращение попадания вредных веществ в поверхностные и подземные водоемы, в 

почву.  Анализ  данных  по  охране  окружающей  среды  нефтеперерабатывающих 

предприятий показал, что они оказывают в значительной мере негативное воздействие 

на  окружающую  среду  в  районах  их  размещения  и  требуется  большая  работа  по 

значительному  снижению  на  них  водопотребления,  уменьшению  загрязненности 

сточных  вод,  сбрасываемых  в  водоемы,  сокращению  выбросов  вредных  веществ  в 

атмосферу,  а  также  промышленных  отходов,  загрязняющих  почву,  подземную  воду, 

воздух.  Помимо  всего  прочего  должны  проводится  мероприятия,  снижающие 

неорганизованные выбросы. 

Широкое  использование  комплексонов  в  энергетике,  сельском  хозяйстве, 

медицине  и  других  областях  предполагает  всесторонний  учет  экологических  сдвигов, 

неизбежно  возникающих  при  внесении  сильного  комплексообразующего  агента  в 

естественную или искусственно созданную биологическую систему.  

В  результате  глубоких  теоретических  исследований  уже  найдены  основные 

закономерности  комплексообразования,  создана  теория  действия  и  пути  их 

целенаправленного  синтеза.  Такое  всестороннее  сочетание  исследований  позволило 

создать  оригинальный  ассортимент  комплексонов  и  комплексов  целевого  назначения, 

столь необходимого в решении важнейших задач науки, техники и народного хозяйства. 

Ряд 

универсально 

действующих 

карбоксилсодержащих 

комплексонов 

(нитрилотриуксусной, этилендиаминтетрауксусной кислот) дополнен комплексонами с 

большим  числом  аминацетатных  группировок.  Изучение  свойств  этих  соединений 

позволило сделать вывод о том, что оптимальным лигандом для большинства катионов 

является  диэтилентриаминопентауксусная  кислота.  Дальнейшее  увеличение  числа 

комплексообразующих  центров  (дентатности)  приводит  к  образованию  полиядерных 

комплексов,  использование  которых  ограничивается  фракционным  разделением  и 

маскированием редкоземельных и трансурановых элементов.  

Более  высокая  избирательность,  особенно  мультидентатных  соединений, 

достигается  при  специальном  построении  реагента  с  учетом  свойств  внутреннего 

лигандного контура и катиона, а также предполагаемой структуры образуемого хелата. 

При этом всегда во внимание принимается изменение электронного состояния в узлах, 

ответственных за координацию, жесткость отдельных фрагментов и системы в целом. 

Особенно интересны включения в молекулу комплексона донорных атомов кислорода, 

входящих  в  стехиометрически  различные  группировки,  а  также  гетероатомов, 

конъюгированных систем и разные варианты их сочетания. [1-3]. 

Сейчас  к  комплексонам  относят  все  полидентатные  лиганды,  сочетающие  в 

молекуле  два  типа  комплексообразующих  центров  –  кислотные  и  основные, 

189 

 

расположение  которых  при  взаимодействии  с  катионами  различных  металлов 

предопределяет образование 5-, 6-, 4-, 8-членных циклов. 

С  целью  выявления  нежелательных  побочных  эффектов  взаимодействие 

комплексонов с различными системами организма изучалось достаточно подробно. Так, 

проведено исследование генетической токсикологии ЭДТА, ее  влияние на равновесие 

дезокси-  и  оксигемоглобина,  на  эритроциты  и  ингибирование  микросомального 

липидного перокисления. Детальное изучение биохимических эффектов НТА, ЭДТА и 

ДТПА проведено в работах. Выявлена некоторая токсичность НТА и ее комплексов для 

печени, почек и мочевых путей. 

Важными  вопросами  являются  возможность  перехода  комплексонов  и 

комплексонатов  в  сточные  воды,  вероятные  последствия  такого  перехода  и  сроки 

естественного  биологического  разрушения  хелантов.  Прогнозирование  последствий 

введения  комплексонов  в  природные  объекты  в  целом  возможно.  Например,  как 

показали  модельные  опыты,  накопление  этилендиамин-ди(2-гидроксифенилуксусной) 

кислоты  способствует  цветению  ряски,  и  можно  предвидеть,  что  в  количествах, 

существенно  превышающих  ПДК,  этот  хелант  может  вызвать  гипоксию  водоемов. 

Однако в отдельных случаях причинноследственная взаимосвязь введения комплексона 

и  произведенного  им  эффекта  не  очевидна.  Это  необходимо  учитывать  и  строго 

контролировать  соответствие  реальной  концентрации  комплексона  его  ПДК.  В 

значительной  мере  такое  соответствие  гарантируется  использованием  в  большинстве 

технологических процессов комплексонов на уровне микроколичеств. 

Комплексоны,  в  особенности  карбоксилсодержащие,  а  также  их  производные 

подвержены  разложению  под  действием  ультрафиолетовых  лучей.  В  серии  работ 

изучались модельные процессы фотодеструкции комплексонатов в растениях.  

Большое  значение  имеют  появившееся  в  последнее  время  работы  по  изучению 

механизма фотолиза комплексонатов методами рентгеноструктурного анализа. 

В  сточных  водах  комплексоны  аминокарбоного  и  аминофосфонового  ряда 

подвержены  биодеградации,  которая  может  быть  усилена  дополнительным 

воздействием  химических  окислителей.  В  результате  они  теряют  способность  к 

связыванию металлов. 

Скорость  естественного  биологического  разложения  в  значительной  степени 

зависит  от  условий  эксперимента.  Согласно  одним  источникам  биоразложение 

микроорганизмами  такого  комплексона,  как  НТА,  идет  довольно  интенсивно. 

Сообщается,  что  применение  микробной  культуры  из  речных  осадков  в  анаэробных 

условиях завершается полной деградацией НТА в присутствии NO

3

-

 - ионов, играющих 

роль акцептора электронов и восстанавливающихся до газообразного азота. Вместе с тем 

опубликованы  результаты,  согласно  которым  признаки  биоразложения  НТА  не 

обнаруживаются  даже  после  60  дней  контакта  с  микроорганизмами.  В  случае  ОЭДФ 

способность  к  анаэробной  или  аэробной  деградации  не  обнаружена,  что  хорошо 

соответствует  данным  о  высокой  степени  устойчивости  этого  комплексона  к 

энзиматическому и кислотному гидролизу.  

Абиотическое  разложение  ОЭДФ  в  природных  водах  под  действием  света 

приводит  к  образованию  ацетатов  и  фосфатов.  Обнаружена  высокая  степень  распада. 

ОЭДФ  при  адсорбции  комплексона  отстоями  сточных  вод  и  небольшая  подвижность 

этого хеланта в почве. 

Согласно  принятой  гигиенической  классификации,  комплексоны  относятся  к 

умеренно токсичным соединениям (III класс опасности). Значения ПДК в воде водоемов 

санитарно-бытового назначения составляют, например, для НТФ-1,0 мг/л, ОЭДФ – 0,6 

мг/л;  значение  LD

50

  равно  1500  (ДТПА),  2000  (НТФ).  Комплексонаты  металлов-

190 

 

микроэлементов  являются  умеренно  и  малотоксичными  соединениями  (III-IV  класс 

опасности) [76]. В целом  токсичность комлексонатов при длительном попадании их в 

организм  определяется  токсичностью  металла.  Уровень  дозы,  вызывающей 

патологические  изменения  для  комплексонатов,  как  правило  выше,  чем  для  простых 

солей металла, то есть образование комплекса понижает токсическое действие катиона 

на живой организм. 

Кумулятивные  свойства  комплексонов  и  комплексонатов  выражены  слабо. 

Коэффициенты кумуляции составляют 0,9-3,0, что указывает на низкую потенциальную 

опасность развития хронического отравления препаратами. 

Всесторонние исследования комплексонов и комплексов на их основе позволили 

выявить принципиально новые области их применения и решить ряд первоочередных 

задач науки и техники. 

Ресурсосберегающая  технология  -  экономия  топливных  и  энергетических 

ресурсов, так же как и снижение трудозатрат,  - важнейшие производственные задачи. 

Одним  из  путей  их  решения  является  обеспечение  надежной  работы  самого 

разнообразного промышленного оборудования. 

Атомные 

и 

тепловые 

электростанции, 

предприятия 

химической, 

нефтехимической,  газовой,  металлургической  и  других  отраслей  промышленности 

остаются  мощными  потребителями  воды  поверхностных  и  подземных  источников. 

Возрастающая  минерализация  водоисточников,  а  также  многократное  применение 

ограниченных  объемов  сточных  вод  (обусловленное  дефицитом  воды)  вызывают 

загрязнения  теплообменного  оборудования  отложениями  малорастворимых  солей  и 

продуктов коррозии. Интенсивное солеобразование характерно как для водооборотных 

систем охлаждения, так и для систем горячего водоснабжения. 

Отложения  на  поверхности  теплообменников  приводят  к  значительному 

перерасходу  топливных  и  водных  ресурсов.  Так,  по  некоторым  данным  зарубежных 

фирм  тепловые  потери,  вызванные  образованием  накипи  в  котлах  слоем  3  мм, 

составляют 16%. Обеспечение чистоты их поверхности возможно либо периодической 

химической очисткой, либо обработкой воды химическими реагентами. И тот и другой 

способы  могут  быть  реализованы  с  помощью  комплексонов,  способных  вступать  во 

взаимодействие с ионами металлов в широком диапазоне рН и образовывать  прочные 

водорастворимые комплексы. В настоящее время созданы многочисленные композиции 

на основе комплексонов для снятия разнообразных по составу отложений с поверхностей 

различных конструкционных материалов. 

Комплексоны и композиции на их основе (в частности, натриевые и аммониевые 

соли ЭДТА, ОЭДФ, НТФ) широко применяются для решения таких задач, как: 

-  предпусковые  химические  очистки  парогенерирующего  оборудования  ТЭС  и 

АЭС; 

-  эксплутационные  очистки  от  отложений  «на  ходу»  без  снижения  мощности  в 

парогенераторах АЭС и котлах средних давлений и со снижением мощности (до 10-30%) 

в паровых турбинах любых давлений; 

-  локальные  эксплутационные  химические  очистки  прямоточных  котлов 

сверхкритических параметров; 

- эксплутационные химические очистки парогенераторов атомных ледоколов; 

- эксплутационные химические очистки котлов любых давлений; 

- дезактивация оборудования АЭС; 

-  обработка  питательной  воды  барабанных  котлов  среднего,  высокого  и 

сверхвысокого давлений (взамен фосфатирования) с целью предотвращения разрушения 

парообразующих труб и образования отложений на них;    

191 

 

-  обработка  питательной  воды  парогенераторов  АЭС  для  предотвращения 

образования отложений на поверхностях теплообмена; 

-  обработка  питательной  воды  прямоточных  котлов  сверхкритических 

параметров; 

-  обработка  промывочных  вод  реакторов  с  целью  повышения  эффективности 

работы ионообменных установок по очистке продувочной воды от примесей; 

-  консервация  паровых  котлов  с  целью  защиты  от  коррозии  при  остановке 

оборудования [43]. 

- Применение комплексонов в перечисленных областях обеспечивает повышение 

эффективности  и  надежности  работы  теплообменного  и  теплоэнергетического 

оборудования.  При  химической  очистке  с  помощью  комплексонов  реагенты 

расходуются  практически  полностью  и  не  требуется  их  высокая  концентрация  для 

обеспечения  быстрого  и  полного  растворения.  Преимущество  комплексонов  по 

сравнению с такими реагентами, как минеральные и органические кислоты, заключается 

в  их  способности  переводить  оксиды  железа  в  истинно  растворимое  состояние,  что 

исключает  образование  взвеси  в  промывочном  растворе.  Возможность  регулирования 

зарядности комплексонатов в растворе и на поверхности исключает обратную сорбцию 

отмытых компонентов. 

До недавнего времени для предотвращения накипеобразования в водооборотных 

системах  применяли  в  основном  фосфатирование  неорганическими  полифосфатами  и 

подкисление серной кислотой. Недостатками традиционных методов являются низкий 

уровень  стабилизируемой  карбонатной  жесткости,  подверженность  полифосфатов 

гидролизу, образование фосфатного шлама, большие расходы реагентов, возможность 

интенсификации  коррозионных  процессов  при  нарушении  режима  подкисления.  Это 

обусловило  поиск  новых  эффективных  реагентов  для  стабилизационной  обработки 

воды.  Исследовалась  возможность  использования  для  этой  цели  фосфоросодержащих 

комплексонов. 

Исследования  совместимости  комплексонов с  биоцидной  обработкой  показали, 

что  при  коэффициенте  упаривания  <10  и  хлорирования  ежесуточно  в  течении  часа 

степень разложения ОЭДФ не превышает 3-5% и ее потерями можно пренебречь. НТФ 

в присутствии свободного хлора разлагается в значительно большей степени, чем ОЭДФ. 

Положительный  опыт  применения  ОЭДФ  послужил  основой  для  внедрения  метода 

обработки  комплексонами  на  различных  объектах  энергетической,  химической  и 

угольной промышленности. 

В  результате  высокой  минерализации  пластовых  вод  в  нефтяной  и  газовой 

скважине образуются солевые отложения, которые резко снижают нефтеотдачу, а иногда 

и полностью прекращают ее. Были созданы комплексоны, которые являются активными 

ингибиторами солеобразования и хорошо совмещаются с пластовыми водами, не забивая 

пор  породы  пласта.  Предположенные  ингибиторы  характеризуются  высокой 

металлоемкостью и активностью при малой концентрации по отношению к веществам, 

образующим  осадки  (5  г  препарата  на  1  м

3 

воды).  Подобное  субстехиометрическое 

взаимодействие  комплексонов  с  катионами  металлов  определяет  их  способность 

ингибировать рост кристаллов и проявлять эффект скользящей реакции. [4-5]. 

Предложенные 

ингибиторы 

солеотложений 

обладают 

хорошими 

эксплутационными свойствами: химической и теплохимической устойчивостью от -100 

0

С  до  +250 

0

С,  диспергирующей  и  антикоррозионной  способностью,  нетоксичностью. 

Использование  комплексонов  в  буровых  растворах  повышает  их  стабильность  и 

текучесть,  а  также  регулирует  скорость  затвердевания  цемента  в  тампонажных 

192 

 

растворах,  позволяя  прводить  монолитную  цементацию  глубинных  буровых  скважин 

при хорошей адгезии с породой. 

Применение  комплексонов  в  нефтедобывающей  промышленности  позволило 

улучшить  эксплуатацию  скважин  и  значительно  интенсифицировать  технологические 

процессы бурения, цементации скважин и нефтедобычу. 

 

ЛИТЕРАТУРА 

 

1.  Дятлова  Н.  М.,  Темкина  В.  Я.,  Попов  К.  И.  Комплексоны  и  комплексонаты 

металлов.-М.: Химия. -1988.-С.565.  

2.  Ноев  Н.Б.  Применение  химических  реагентов-ингибиторов  солеотложений  – 

эффективный 

способ 

рационального 

использования 

водных 

ресурсов. 

// 

Энергосбережение и водоподготовка. -1998. № 3.-С. 64-67. 

3. Дятлова, Н. М. Теоретические основы действия комплексонов и их применение 

в народном хозяйстве и медицине // Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева. – 1984. -№3. -

Т.29.-С.358. 

4. 

Туркменбаева 

М. 

Б. 

Исследование 

кислотно 

–основных 

и 

комплексообразующих свойств комплексонов // Журнал Ізденіс. -2016. - № 4, -С.160. 

5. Туркменбаева М. Б.  Применение комплексонов в нефтяной промышленности. 

// Ж.Вестник Атырауского ГУ им. К. Досмухамедова . -2017. -№ 1(44), -С.42-47.  

 

жүктеу/скачать 7,85 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: