ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРИРОВАНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ГЛЮКОЗЫ

156 
Таблица 1 
Влияние концентрации водного раствора глюкозы на скорость гидрирования.  
Условия; 1,0 г катализатора. 
 
t оп., 
0
С 
P
H2,
 МПа 
C 
ГЛ, 
% 
Выход  сорбита  (%)  во  времени 
(мин) 
W 10
4
 моль 
 
г кт мин 
n
кс
 
20 
60 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
Ni –3% ФMn 
80 
8 
5 
70,1 
86,9 
24,8 
0,0 
10 
44,0 
67,9 
25,5 
20 
25,2 
39,3 
26,0 
100 
10 
5 
74,0 
89,1 
35,1 
0,3 
10 
55,9 
75,2 
38,9 
20 
33,3 
58,3 
42,6 
120 
8 
5 
92,3 
97,3 
37,2 
0,0 
10 
60,7 
77,1 
36,8 
20 
30,9 
52,7 
35,8 
Ni  -  10%  ФSi 
60 
8 
5 
60,7 
80,9 
22,0 
0.0 
10 
35,4 
61,3 
21,8 
20 
18,5 
26,0 
21,9 
100 
8 
5 
81,1 
96,2 
32.4 
0.2 
10 
57,6 
74,5 
34.4 
20 
30,5 
43,7 
37.0 
100 
6 
5 
74,9 
96,2 
31,8 
0,0 
10 
58,3 
73,8 
31,7 
20 
25,3 
41,3 
31,9 
Ni – ФSiMn 
40 
6 
5 
57,4 
78,8 
20,4 
0,0 
10 
34,0 
51,3 
20,3 
20 
16,3 
25,0 
20,1 
80 
6 
5 
83,7 
97,0 
34,8 
0,0 
10 
52,9 
71,4 
35,1 
20 
22,7 
34,4 
34,8 
80 
12 
5 
85,1 
98,1 
35,6 
0,3 
10 
63,8 
83,8 
39,7 
20 
36,1 
51,7 
43,8 
 
Повышение  скорости  реакции  с  ростом  концентрации  глюкозы  в  условиях  относительно 
высоких  температур  и  давлений  водорода  на  исследуемых  катализаторах  свидетельствует  о  дробном 
порядке  реакции  по  гидрируемому  веществу.  Последнее  обстоятельство  обусловлено,  по-видимому, 
недостатком  непредельного  соединения  на  поверхности  в  результате  высокой скорости  процесса при 
относительно жестких условиях 
М.Ф. Абидовой и Ф.Б. Бижановым подробно изучено влияние давления водорода на кинетику 
и  механизм  гидрирования  моносахаридов  в  присутствии  никелевых  катализаторов.  Показано,  что 
скорость  гидрирования  пропорционально  растет  до  определенного  предела  с  ростом  давления 
водорода.  Величина  предельного  давления  зависит  от  природы  гидрируемого  соединения, 
растворителя, катализаторов, а также температуры опыта. Порядок реакции по водороду изменяется от 
первого до нулевого, а по гидрируемому веществу – от нулевого к дробному в зависимости от условий 
проведения процесса. 
Однако  кинетика  процесса  гидрирования  глюкозы  в  присутствии  промотированных 
ферросплавов  скелетных  никелевых  катализаторов  не  исследована.  В  связи  с  этим  представляет 
большой интерес проследить, как влияет одновременное изменение давления водорода и температуры 
опыта  на  кинетику  глюкозы  на  промотированных  никелевых  катализаторах.  Результаты  наших 

157 
исследований  по  гидрированию  глюкозы  на  медных  катализаторах  с  добавками  ферросплавов 
показали, что с ростом давления водорода от 2 до 10 МПа и температуры опыта в интервале 40-120ОС 
скорость  гидрирования  ксилозы  увеличивается  от  5,4  до  54,7  моль/гкгмин.  Наиболее  благоприятное 
влияние давление водорода сказывается на активности относительно пассивных контактов при низких 
температурах.  Повышение  температуры  опыта  в  интервале  40-120ОС  и  при  2  и  10  МПа  приводит  к 
резкому  возрастанию  скорости  процесса.  Наибольшее  значение  температурного  коэффициента 
наблюдается у наименее активных катализаторов при относительно низких давлениях  водорода. 
Опыты  по  влиянию  концентрации  глюкозы  и  водорода  показывают,  что  порядок  реакции  по 
гидрируемому веществу изменяется от нулевого до дробного, а по водороду – дробный. 
Модифицирующее  влияние  ферросплавов  согласуется  с  данными  исследования  физико-
химических и адсорбционных свойств исходных сплавов и катализаторов и объясняется образованием 
новых  дополнительных  фаз  и  изменением  количество  имеющихся.  Результаты  влияния  количества 
введенной  добавки  на  активность  многокомпонентного  никелевого  катализатора  при  давлении 
водорода б МПа приведены в табл. 2. 
 
Таблица 2 
Влияние давления водорода и температуры опыта на скорость гидрирование глюкозы. Условия: 200 
см
3
 15%-го раствора глюкозы 1,0 г катализатора 
 
t оп., 
0
С  P
H2,
 МПа 
Выход ксилита (%) во времени 
(мин) 
W  10
4
 моль 
 
г кт мин 
n 
H2
 
n 
гл
 
20 
60 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
Ni – 3% ФMn 
40 
2 
4,9 
8,5 
13,0 
1,0 
0,0 
6 
11,6 
20,0 
15,9 
1,0 
0,0 
10 
15,0 
26,5 
17,8 
1,0 
0,0 
80 
2 
11,1 
16,7 
20,8 
0,9 
0,0 
6 
21,4 
37,9 
24,9 
0,9 
0,0 
10 
31,6 
53,7 
25,8 
0,9 
0,0 
120 
2 
23,7 
31,1 
40,9 
0,7 
0,0 
6 
34,4 
55,3 
48.6 
0,7 
0,0 
10 
48,4 
81,5 
54.7 
0,7 
0,3 
Cu – 10% ФSiMn 
40 
2 
5,5 
9,3 
5,4 
1,0 
0,0 
6 
10,9 
21,3 
8,8 
1,0 
0,0 
10 
20,8 
33,0 
11,7 
1,0 
0,0 
80 
2 
9,1 
18,9 
8,8 
0,9 
0,0 
6 
22,9 
35,7 
16,0 
0,9 
0,0 
10 
30,3 
53,2 
20,2 
0,9 
0,0 
120 
2 
15,1 
28,6 
18,8 
0,7 
0,0 
6 
35,0 
56,0 
29,5 
0,7 
0,0 
10 
49,4 
84,8 
9,8 
0,3 
 
 
Влияние  давления  водорода  на  кинетику  и  механизм  гидрирования  моносахаридов  в 
присутствии  никелевых  катализаторов  подробно  изучено,  Ф.Б.  Бижановым   Показано,  что  скорость 
гидрирования    пропорционально    растет  до  определенного  предела  с  ростом  давления  водорода. 
Величина  предельного  давления  зависит  от  природы    гидрируемого  соединения,  растворителя, 
катализатора, а также от температуры опыта. Порядок реакции по водороду  изменяется от первого до 
нулевого, а по гидрируемому веществу - от нулевого к дробному в зависимости от условий проведения 
процесса. 
 
Литература 
1.
 
Кочетков Н.К. Химия углеводов.- М.: Химия, 1967.-672 с. 
2.
 
Сергеев  А.П.,  Лебедев  Б.Л.  Каталитическое  восстановление  углеводов  //  Успехи  химии,  1959. 
Т.28. Вып. 6. C. 669-700. 
3.
 
Сокольский  Д.В.,  Бижанов  Ф.Б.,  Ветров  В.П.,  Хисаметдинов  А.М.  Гидрирование  глюкозы  на 
никель-медных катализаторах, на носителях // Химия и хим.технология.- Алма-Ата, 1967. Вып.6. 
С. 5 -13 . 

158 
 
УДК 645. 545.69. 
 
ДИСПЕРСТІК ЖҤЙЕЛЕРДІҢ ФИЗИКО-МЕХАНИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІНЕ СУДА 
ЕРИТІН ПОЛИМЕРЛЕРДІҢ ӘСЕРІ 
 
Керимбекова З.М., Бектуреева Г.У., Шапалов Ш.К. 
М.Әуезов атындағы ОҚМУ, Шымкент, Қазақстан 
 
Резюме 
Из  результатов  ситового  анализа  видно,  что  все  исследуемые  ПАВ,  хорошо  интенсифицируют 
процесс  помола,  повышает  производительность  помола  агрегата  на  30-41%.  Оптимальными 
концентрациями  являются  0,03-0,05  %  от  веса  клинкера.  Введение  добавки  серии  ФФСП, 
интенсифицируют  помол  вяжущего,  предотвращает  переизмельчение  и  увеличивает  выход  средней 
фракции цемента. 
 
Summary 
It teeny be stated that accruing to the screen analysis results every tested surfactant perfectly intensifies the 
grinding  process  and  increases  the  apparatus  grinding  capacity  by  30-41%  0,03-0,05%  concentrations  of  the 
clinker weight are optimal, tutroduction of the FFSP-serine additive intensifies he grinding progress of the binder, 
prevents excessive fractioning and increases the output of the cement average fraction. 
 
Қҧрылыс материалдарын ӛндірудің маңызды мәселелері цемент алудың технологиясының 
энергетикалық  тиімділігін  жоғарылату  және  оның  сапасын  кӛтеру.  Біздің  елімізде  және  шет 
елдерде дисперсті жҥйелерге қҧрылым тҥзгіш қоспа ретінде ББЗ (беттік белсенді заттар) кеңінен 
қолданылады. Нәтижесінде белгілі қҧрылымдық механикалық қасиеттері бар заттар алынады. 
Цемент шикізат шламының қасиеттерін реттеу, олардың ылғалдылығын арттыру, пештерде 
қыздырған кезде отын шығыны тӛмендету ББЗ қосу нәтижесінде жҥреді. Шикізат шламдарының 
қасиеттерін  анықтаудың  негізгі  принципі  дисперсті  фаза  қатты,  дисперсті  орта  -  су  болғанда 
(әктас,  кварц,  қҧм  бӛлшектері  40-60%)  бӛлшектер  арасындағы  гидраттық  қабаттардың 
қалыңдығын  ӛзгерту,  олар  реологиялық  кӛрсеткіштері  анықталған  тиксотропты  коагуляциялық 
қҧрылым тҥзеді [I]. 
Шлам  суспензияларының  реологиялық  кӛрсеткіштерін  анықтаудың  бір  әдісі  әр  тҥрлі 
қоспалармен  химиялық  модификациялау,  олар  беттік  суспензияға  ББЗ-дифильді  молекулаларын 
қосқанда,  бетке  полярлы  топтарымен  адсорбцияланып,  беттен  су  молекулаларын  ығыстырып 
шығарады.  Мҧндай  қабат  шлам  бӛлшектерінің  бір-бірінің  бетінде  жақсы  сырғанауына  алып 
келеді. Нәтижесінде аққыштық артып, адсорбциялык байланысқан су мӛлшері тӛмендейді. Цемент 
ӛндірудің  ҥлкен  кӛлемі  отынның  және  электр  энергиясының  кӛптеген  шығынын  кажет  етеді. 
Цемент ӛндірісінде отын ҥлесі 25%, электроэнергия 15%, ал клинкер ӛндірісінде отын ҥлесі 40%-
ға  дейін  жетеді.  Цемент  ӛндірісіндегі  отынмен  электр  энергиясының  шығынын  тӛмендету  ӛте 
маңызды.  Ӛйткені,  ӛнімнің  ӛзіндік  қҧны  тӛмендеп,  отынмен  электроэнергия  мӛлшерін  ҥнемдеу 
халық шаруашылығында ӛте маңызды. Осы аталған мәселені шешудің маңызды жолдарының бірі 
цемент  ӛндірісінде  әртҥрлі  химиялық  қоспаларды  пайдалану.  Бҥл  энергия  шығынын  тӛмендетіп, 
цемент  ондірісінің  технологиялық  ҥрдістерін  тиімді  етеді,  сонымен  бірге  қатаю  процесін 
жылдамдатады. 
Цемент  технологиясының  материалдарын  ҧнтақтау  энергияны  кӛп  қажет  етеді. 
Материалдардың  ҧнтақталуы  шығарылатын  клинкерлермен  цементтің  сапасына  әсер  етеді  [3,4]. 
Қоспаларды қосу және майдалауға цемент ӛндірісіне қажетті электр энергиясының 70-80 % кетеді. 
Қатты  карбонат  шнкізатын  және  қатты  отынды  пайдаланғанда  I  тонна  цемент  ӛндіруге  100-120 
кВт  сағат,  ал  жҧмсақ  шикізатты  және  сҧйык  газ  отындарын  пайдаланғанды  60-80  кВт  сағат 
жҧмсалады. 
Электр  энергиясының  шығынын  тӛмендету  ҥшін  БАЗ  интесификатор  ретінде 
қолданылады. Сондықтан цемент ӛндірісінде қҧрғақ әдістің ҥлесі артуымен соңғы кезеңде шикізат 
материалдарын  қҧрғақ  ҧнтақтау  жҧмыстары  жҥргізілуде  [5].  Шикізат  материалдарын  қҧрғақ 
ҧнтақтауға  ББЗ  ендіргенде,  сығылған  ауаның  электр  энергиясының  шығынын  тӛмендету  және 
шикізат ҧнын тасымалдау т.б. операцияларын жылдамдатады [6,7]. 

159 
Ҧнтақталған  материалдардың  қаттылығына  ҧнтақтау  дәрежесіне  байланысты  цемент 
ӛндірісінде клинкерді ҧнтақтау процесіне кететін электр энергиясының 40% немесе 35-40 кВ сағат 
жҧмсалады. 
Энергия  шығынын  тӛмендету,  диірмен  ӛнімділігін  жоғарылату  және  жылдам  қатаятын 
беріктігі  жоғары  цементтер  алу  ББЗ  қолдануды  қажет  етеді.  Келесі  ББЗ-ды  қолдану  зерттелген. 
Триэтаноламин  (ТЭА),  моноэтаноламин  (МЭА),  сульфитті  спирттік  барда  (ССБ),  соапсток, 
сабыннафт, техникалық лигносульфаттар т.б. кеңінен қолданылады. Олар диірмен ӛнімділігін 15-
25 %- ға электр энергиясының шығынын 15 % тӛмендетеді [8,12]. 
Цемент  ӛндірісінің  шикізат  материалдарының  физикалық  химиялык  қасиеттері  әр  тҥрлі, 
олар ҧнтақтау кӛрсеткішіне әсер етеді. Сондықтан ҧнтақтау, кептіру қҧрылғыларының жҧмысын 
жаксарту ҥшін қолданылатын шикізат материалдарының қасиеттерін зерттеу қажет. 
≦нтақтауды лабораториялық екі камерасы бар шар тәріздес диірменде жҥргізеді. Қоспасыз 
және  қоспамен  ҧнтақтау  уақыты  бірдей  -  90  минут.  Қоспа  камераға  сҧйық  кҥйде  беріледі. 
Әктастың ҧнтақталуына және меншікті бетіне БАЗ әсерінің мәліметтер 1-кестеде кӛрсетілген. 
Талдаулар нәтижесінен барлық зерттелген ББЗ ҧнтақтау ҥрдісін жоғарылататыны кӛрінеді. 
Кестеден меншікті бет шамасы ФФСП-1 қосқанда 100-150 см
2
/г, ФФСП-2 қосқанда 120-180 см
2
/г, 
ФФСП-3 қосқанда 100 см
2
/г артатыны кӛрінеді. 
 
Әктастың ҧнтақталу кӛрсеткішіне БАЗ әсері. 
1-кесте 
Қоспа 
Қоспа 
мӛлшері % 
Електегі 
қалдық 
№008 см
2
/г 
Меншікті бет 
№008 см
2
/г 
Электр 
энергиясының 
меншікті шығыны 
кВт*сағ/т 
 
 
Ҥнтакталған 
агрегаттардың 
ӛнімділігінің артуы 
% 
Қоспасыз 
 
- 
 
14 
 
2500 
 
41,0 
 
- 
ФФСП-1 
0,03 
5,00 
2600 
33,0 
30,0 
 
0,05 
4,75 
2650 
32,5 
32,5 
ФФСП-2 
0,03 
5,50 
2620 
33,0 
26,0 
 
0,05 
5,00 
2680 
33,0 
32,5 
ФФСП-3 
0,03 
5,50 
2600 
33,0 
26,0 
 
0,05 
4,75 
2600 
32,5 
32,5 
Осыдан келесі теңдеумен сипаттауға болады. 
AR008=Kt 
Ол  ҧнтақталатын  бӛлшектерінің  ӛзара  беттік  әрекеттесуінің  артуымен  және  майдаланған 
бӛлшектердегі  деформациялық  кемдіктердің  тӛмендеуіне  байланысты  (саңлаулар,  сызаттар  т.б.) 
дисперстіліктің ӛсуімен ҧнтақталу ҥрдісінің жылдамдығы тӛмендейді. 
Байланыс  тҥзу  сызықтан  кӛбірек  ауытқиды.  Зерттелген  ББЗ  ҥшін  бҧл  ауытқу  бірдей 
уақытта  басталатыны  тағайындалды,  сонымен  біргеҧнтақталатын  бӛлшектерінің  беттік  ӛзара 
әрекеттесуі  кҥрт  артады. Кейбір ҧнтақталатын  материалдарның дисперстілігі  ҧнтақталу  уақытын 
арттыру, бӛлшектердің мӛлшерін 80 мкм кӛп тӛмендетпейді. 
ΔR008 = ΔR008mах 
Қоспа  камераға  майда  дисперсті  кҥйде  беріледі.  Салыстыру  эталоны  ҥшін  клинкердің 
қоспасыз  жағдайы  және  ҥшэтаноламиннің  қоспамен  алынған  жағдайы  алынды,  олар  цемент 
ӛндірісінде жиі қолданылады. Цементтің дисперстілігіне БАЗ әсері және ҧнтақталатын агрегаттың 
ӛнімділігі екінші 2-кестеде кӛрсетілген. 
БАЗ  тиімділігі  №008  електегі  қалдық  мӛлшері  бойынша  анықталады  және  ҧнтақталатын 
агрегаттың ӛнімділігі ҧнтақталудың тҥзеткіш коэффиценті негізінде анықталды [13]. 
Електен  ӛткен  нәтижелерді  талдау  барысында  зерттелген  барлық  БАЗ  ҧнтақталу  ҥрдісін 
жақсартатыны кӛрінеді, ҧнтақталу агрегатының ӛнімділігін 30-41%-га арттырады, тиімді концентрация 
клинкер  салмағының  0,03-0,05%  болып  табылады. Алынған мәліметтерден ББЗ  электр  энергиясының 
меншікті шығынын 17,5-25%-ға тӛмендететінін кӛрсетеді. 
Кестеден  меншікті  бет  шамасы  S  ФФСП-1  қоспасын  AO  «Шымкентцемент»  клинкеріне 
қосқанда  350-800  см
2
/г  артатыны  ФФСП-3  қосқанда  100-230  см
2
/г,  ал  ТЭА  қосқанда  қоспасызға 
қарағанда бҧл шама тӛмен. Ал, бҧл клинкердің бетінде адсорбцияланып, физикалық қасиеттеріне кҥшті 
әсер  етуімен  және  цементтің  аққыштығының  ӛсуімен  тҥсіндіріледі.  Сонымен,  ФФСП  сериясын 
қосқанда ҧнтақталу артады. 

160 
 
Клинкерді ұнтақтау процесіне БАЗ әсері 
2- кесте 
Қоспа аты 
Қоспаның концентрациясы 
цемент салмағының % 
Цементтің дисперстілігі 
R008=10 % 
S.
CM
/
Г
 
I 
2 
3 
4 
Шымкент зауытының 
- 
10 
2620 
ТЭА коспасыз клинкері 
0,015 
9,0 
2720 
 
0,03 
8,2 
2940 
 
0,05 
7,5 
3150 
 
0,10 
8,4 
3240 
ФФСП-1 
0,015 
0,03 
7,6 
8,2 
2900 
3020 
0,05 
0,10 
7,6 
8,2 
3200 
3180 
 
0,015 
9,5 
2800 
ФФСП-2 
0,03 
8,8 
2910 
 
0,05 
8,4 
3050 
 
0,10 
9,0 
2950 
 
0,015 
9,4 
2750 
ФФСП-3 
0,03 
8,6 
2860 
 
0,05 
8,3 
2880 
 
0,10 
8,8 
2800 
 
Әдебиеттер 
1.
 
Тимашев B.B., Сулименко JI.М. Разжижение цементных сырьевых шламов. М/. ВНИИЛЭСМ. 1978. 60 с. 
2.
 
Материалы XXVI Съезда Коммунистической партии Советского Союза. - М.!Политиздат. 1985.-325 с. 
3.
 
Ходаков Г.С. Физика измельчения. - М.: Наука. 1972.-307 с. 
4.
 
Дешко Б.И.. Крайнер М.Б.. Крыхтин F.С. Измельчение материалов в цементной промышленности. - 
М.: Стройиздат. 1966. - 271 с. 
5.
 
Нуднль  М.Э.  Физико-химические  исследования  процесса  измельчения  сырья  при  сухом  способе 
производства цемента. Автореф. дис. кандидата технических наук. -М.. 1977.-21 с. 
6.
 
Тимашев ВВ.. Крыхтин Г.С. Пудель М.Э. Интенсификация работы помольносушильных установок 
путем введения ПАВ. - Цемент. - 975. - №6. - с. 4-5. 
7.
 
Жмодинова М.С.. Суданас Л.Г. Подвижность сырьевых смесей, используемых при сухом способе 
производства. - Цемент. - 1974. - №5. - с. 16-16. 
8.
 
Суданас  Л.Г..  Жмодинова  JLC..  Левейхес  Л.А.  Подвижность  порошкообразных  материалов.  - 
Цемент. - 1977.;!.-с. 19-20. 
9.
 
Гольдштейн  Л.Я.  Интенсификация  технологического  процесса  и  использование  промышленных 
отходов в производстве цемента. // Tp. Ин-та "Гипроцемент". -1970.- ВЫП.-1.3-16. 
10.
 
Тарнаудский  Т.М..  Юдович  Ю.Э..  Ватутина  Л.С.  Применение  добавки  ЛСТМ-2  для  получения 
высокопрочных цементов. - Цемент. - 1984. JV«8. - с. 13-15. 
11.
 
Пйроцкий  В.З..  Маиеев  Н.С..  Демин  А.В..  Коротаева  З.М.  Технология  помола  цемента  с 
использованием интенсификаторов. - Цемент,- 1988.- №1. - с. 17-19. 
12.
 
Раяк CM.. Пироцкий В.З. Сопротивляемость размолу клинкеров и условия процесса измельчения. // 
Tp. НИИИЦемента. - 1966. - вып. 14. - с.3-41. 
13.
 
Справочник  по  проектированию  цементных  заводов.  //  Под  ред.  СИ.  Докгашевского.  -  Л.: 
Стройиздат. 1969. - с. 26. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

161 
УДК 645.545.69 
 
ЦЕМЕНТ ШИКІЗАТ ШЛАМЫНА БЕТТІК АКТИВТІ ЗАТТАРДЫҢ ӘСЕРІ 

жүктеу/скачать 7,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: