Анотація до роботи:

Біленька В.І. Створення дисперсних систем на основі фосфатидів рослинних олій та їх колоїдно-хімічні властивості – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хiмiчних наук за спеціальністю 02.00.11 – колоїдна хімія – Iнститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї, Київ, 2007.

Дисертацію присвячено створенню дисперсних систем на основі фосфатидів рослинних олій та встановленню колоїдно-хімічних важелів керування їх властивостями. Досліджено технологічну схему процесу очищення і рафінації соняшникової та ріпакової олій, з’ясовано шляхи утворення, склад та колоїдно-хімічні властивості побічних продуктів – фузу, гідрофузу, кофосу. Розвинено уявлення щодо двошарової структури фосфатидів у водних та вуглеводневих середовищах. Уперше на основі фосфатидів рослинних олій одержано структуровані зворотні емульсії. Показано, що за оптимальної концентрації 1,02,0 % об., зміна співвідношення водної і вуглеводневої фаз зумовлює зростання реологічних властивостей зворотних емульсій від легко текучих до напівтвердих пастоподібних систем при вмісті води понад 60 % без інверсії фаз. Додавання співемульгаторів у концентрації 0,10,5 % об. підвищує дисперсність систем, а електролітів у кількості 1030 % мас. – сорбцію ПАР на мікрогетерогенній межі поділу «вода/вуглеводень», що суттєво полегшує приготування та підвищує стабільність емульсій.

З використанням одержаних закономірностей зміни дисперсності та стійкості емульсій, а також газонаповнених скляних мікросфер створено стійкі полегшені до густини 510 кг/м³ емульсійно-суспензійні системи. Оптимальними умовами одержання суспензій з густиною 860510 кг/м³ є, мас. %: концентрація мікросфер – 828, співвідношення фаз – “в/о” 52/4862/38, концентрація ПАР – 2,02,8 та співПАР – 0,51,0.

Одержані дисперсні системи з регульованими структурно-реологічними і антикорозійними властивостями, густиною та стійкістю рекомендовані як ефективні технологічні системи для буріння, очистки привибійної зони, глушіння і ефективного освоєння свердловин в умовах аномальних пластових тисків.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у створенні екологічно безпечних дисперсних систем на базі фосфатидів рослинних олій та встановленні колоїдно-хімічних важелів керування їх властивостями.

2. На основі літературних даних та власних експериментальних досліджень проведено теоретичне узагальнення складу, структури і властивостей фосфатидовмісних побічних продуктів від очищення рослинних олій. Встановлено, що у залежності від умов виділення фузу, гідрофузу і кофосу, концентрації та співвідношення в них фосфатидів і води рідиннокристалічна структура змінюється від ламелярної мезофази для фузу чи гідрофузу до кубічної для кофосу, що, в кінцевому рахунку, зумовлює особливості їх поведінки у водних та вуглеводневих розчинах.

3. Визначено, що дисперсії фосфатидів соняшникової та ріпакової олій у воді знижують поверхневий натяг на межі поділу з повітрям до 3239 мН/м, тоді як поверхневий натяг вуглеводневих розчинів не залежить від концентрації фосфатидів і відповідає поверхневому натягу чистого розчинника. За реологічною поведінкою як водні, так і вуглеводневі розчини фосфатидів з концентрацією понад 0,01 % є неньютонівськими, псевдопластичними системами з чітко вираженою тиксотропією.

4. Уперше на основі фосфатидів рослинних олій одержано структуровані зворотні емульсії та встановлено колоїдно-хімічні важелі керування їх властивостями. Показано, що через низьку поверхневу активність фосфатиди володіють слабкою диспергуючою здатністю і визначальною для стійкості емульсій є їх стабілізуюча функція. За оптимальної концентрації 1,02,0 % об., зміна співвідношення водної і вуглеводневої фаз зумовлює зростання реологічних властивостей зворотних емульсій від легко текучих до напівтвердих пастоподібних систем при вмісті води понад 60 %, без інверсії фаз. Додавання співемульгаторів у концентрації 0,10,5 % об. підвищує дисперсність систем, а електролітів у кількості 1030 % мас. – сорбцію ПАР на мікрогетерогенній межі поділу “вода/вуглеводень”, що суттєво полегшує приготування та підвищує стабільність емульсій.

5. З використанням одержаних закономірностей зміни дисперсності та стійкості емульсій, а також газонаповнених мікросфер з питомою вагою 240410 кг/м³ створено стійкі полегшені до густини 510 кг/м³ емульсійно-суспензійні системи. Встановлено, що оптимальними умовами одержання ПІД з густиною 860510 кг/м³ є, мас. %: концентрація мікросфер – 828, співвідношення фаз – “в/о” 52/4862/38, концентрація ПАР – 2,02,8 та співПАР – 0,51,0. При цьому стійкість та пластичність суспензій зростають з підвищенням мінералізації водної фази у ряду
   Н₂О< NaCl2.

6. Створені дисперсні системи з регульованими структурно-реологічними властивостями, густиною та стійкістю рекомендовані як ефективні технологічні системи для буріння, очистки привибійної зони, глушіння і ефективного освоєння свердловин в умовах аномальних пластових тисків. Дослідно-промислові випробування інвертних емульсій на олійно-фосфатидній основі у процесах глушіння газових свердловин показали надійність та високу ефективність в умовах високопроникних колекторів та низьких пластових тисків. Розрахований економічний ефект склав 20343 грн. на свердловино-операцію.

Публікації автора:

1. Поп Г. С. Склад та колоїдно-хімічні важелі керування властивостями емульсій на основі фосфатидів соняшникової олії / Г. С. Поп, В. І. Біленька // Катализ и нефтехимия. – 2000. – № 5-6. – С. 1–9.

2. Поп Г. С. Створення дисперсних систем та колоїдно-хімічні важелі керування їх властивостями / Г. С. Поп, В. І. Біленька // Катализ и нефтехимия. – № 14. – 2006. –
   С. 33–41.

3. Поп Г. С. Колоїдно-хімічні важелі керування властивостями полегшених інвертних дисперсій / Г. С. Поп, В. І. Біленька // Катализ и нефтехимия. – 2007. – № 15. –
   С. 112–116.

4. Пат. № 80658 Україна, МПК⁷ С 09 К 8/02, В 01 F 17/00. Спосіб одержання емульгатора-стабілізатора інвертних емульсій / Поп Г. С., Біленька В. І., Вечерік Р. Л.,
   Костів В. В., Назарчук Н. М.; заявник і патентовласник Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України. – № а 200611601 ; заявл. 03.11.2006 ; опубл. 10.10.2007, Бюл. №16.

5. Поп Г. С. Утилізація відходів олійноекстракційних заводів для одержання екологічно чистих дисперсій / Г. С. Поп, В. І. Біленька // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2002. – № 5. – С. 38–44.

6. Поп Г. С. Екологічно чисті поверхнево-активні системи для закінчування і капітального ремонту свердловин / Г. С. Поп, В. І. Біленька, В. М. Кучеровський // Підвищення ефективності використання поверхнево-активних речовин в нафтогазовидобутку : наук.-техн. конф., 27-30 березня 2000 р. : матеріали конф. – Івано-Франківськ, 2000. – С. 30–33.

7. Поп Г. С. Побічні продукти як основа для створення екологічно-чистих технологій інтенсифікації нафтогазовидобутку / Г. С. Поп, В. І. Біленька // Екологія та інженерія. Стан, наслідки, шляхи створення екологічно чистих технологій : всеукр. наук.-метод. конф., 23-26 жовтня 2000 р. : тези допов. – Дніпродзержинськ, 2000. –
   С. 63–64.

8. Поп Г. С. Дослідження колоїдно-хімічних властивостей фосфатидів рослинних олій та розробка на їх основі поверхнево-активних композицій для підвищення нафтогазовидобутку / Г. С. Поп, В. І. Біленька // Сучасна хімія і вища школа : всеукр. наук.-практ. конф., 14-16 жовтня 2002 р. : матеріали конф. – Полтава, 2002. – С. 70–74.

9. Pop G. Structure and colloidal-chemіcal properties of emulsions вased on vegetal phosphatides / G. Pop, V. Bilenka, V. Kucherovskiy // Third World Congress on Emulsion, 24-27 october 2002 : abstracts. – Lyon-France, 2002. – P. 97.

10. Деклараційний Пат. № 52980 Україна, А МПК⁷ С 09 К 7/02. Реагент для інвертних емульсійних розчинів / Поп Г. С., Бодачівська Л. Ю., Біленька В. І., Кучеровсь-
    кий В. М.; заявник і патентовласник Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України. – № 2002010318 ; заявл. 11.01.2002 ; опубл. 15.01.03, Бюл. №1.

11. Деклараційний Пат. № 52981 Україна, А МПК⁷ С 09 К 7/02. Склад для закриття і завершення будівництва свердловин / Поп Г. С., Бодачівська Л. Ю., Біленька В. І.; заявник і патентовласник Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України. –
    № 2002010319 ; заявл. 11.01.2002 ; опубл. 15.01.2003, Бюл. №1.

12. Пат. № 2276180 Российская Федерация, МПК⁷ С 09 К 8/42. Состав для глушения и заканчивания скважин / Поп Г. С., Кучеровський В. М., Зотов А. С., Ковалев А. Н., Биленька В. И.; заявитель и патентообладатель Поп Г. С., Кучеровський В. М., Зотов А.С., Ковалев А. Н., Биленька В. И. – № 200119630/03 ; заяв. 17.07.2001 ; опубл. 10.05.2006, Бюл. № 13.