Анотація до роботи:

Гонтар Н.І. “Створення стабілізаційних добавок для водооборотних систем охолодження з використанням промислових відходів”.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01-екологічна безпека. – Закрите акціонерне товариство „Сєвєродонецьке об’єднання Азот”, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2008.

Дисертація присвячена вирішенню важливої екологічної проблеми – утилізації відходів виробництва і на їх основі виготовлення інгібіторів солевідкладення та корозії металів.

Розроблено технологію виділення оксиду цинку з промислових відходів для отримання цинкової солі оксиетилидендифосфонової кислоти та виготовлення інгібіторів корозії металів з відпрацьованих цинк-ацетатних каталізаторів, поглиначів сірко-органічних сполук (СПС-Ф, ГІАП-10), цинк-ацетатного розчину, що залишається після просочування цинк-ацетатного каталізатору та гіпану – продукту гідролізу відходів виробництва поліакрілонітрильних волокон, що дасть змогу економити матеріальні та енергетичні ресурси і покращить складну екологічну ситуацію, що склалася в Україні.

При вирішенні поставленої мети, досліджено процеси корозії в водах, що використовуються в водооборотних циклах підприємства. Наведено результати лабораторних та промислових досліджень на підставі яких визначені оптимальні концентрації інгібіторів в воді і технологія захисту від солевідкладання та корозії водооборотних циклів. На основі отриманих результатів розроблено та впроваджено в промислове виробництво технологію виготовлення інгібіторів корозії з відходів виробництва на ЗАТ “Сєвєродонецьке об'єднання Азот”, впроваджено розроблені інгібітори солевідкладення та корозії.

1. Для створення композицій - високоефективних інгібіторів накипоутворення та корозії використовувались відходи виробництв ЗАТ “Сєвєродонецьке об'єднання Азот”: цинк-ацетатний каталізатор синтезу вінілацетату, цинк-ацетатний розчин, що залишився після його просочування, відпрацьовані поглиначі сіркоорганічних сполук на основі оксиду цинку (СПС-Ф, ГІАП-10), гіпан – продукт переробки відходів поліакрілонітрильних волокон, триполіфосфат натрію, пірофосфорна кислота, динатрієва сіль етилендиамінтетраоцтової кислоти, а також оксиетилиден-дифосфонова кислота.

2. Досліджена залежність швидкості корозії і солевідкладень у воді цеху НОПС від температури та концентрації інгібітора ZnОЕДФК-Р, виготовленого з цинк-ацетатного розчину. Визначено, що ефективна концентрація інгібітора у воді цеху НОПС складає ~ 20 мг/дм³.

3. Створена стендова установка, що дозволяє визначати швидкість корозії, ступінь захисту досліджуваних металів, солевідкладень в умовах роботи водооборотних циклів.

4. За результатами вивчення залежності швидкості корозії металів з інгібіторами ZnОЕДФК-К, ZnОЕДФК-П від температури, тиску та концентрації інгібітора в статичних і динамічних умовах встановлено, що вони є ефективними інгібіторами корозії досліджуваних металів при дозах 10 - 20 мг/дм³, крім того при даних концентраціях вони є ефективними інгібіторами солевідкладень.

5. Вивчено вплив композиції - поліфосфатний інгібітор – гіпан – трилон Б на швидкість корозії металів і солевідкладень в декарбонізованій воді. Введення у воду гіпану і трилона Б показало, що вони ефективно знижують швидкість корозії металів, захищають теплообміну апаратуру від фосфатних відкладень та відкладень заліза при дозах поліфосфатного інгібітора 20мг/дм³, гіпану 40мг/дм³ і трилону Б 40мг/дм³.

6. Результати досліджень по впливу вмісту пірофосфорної кислоти в інгібіторі (2,6 25%) при різних температурах показали, що найбільш високу ефективність захисту металів від корозії інгібітор забезпечує при вмісті пірофосфорної кислоти ~ 20%.

7. На стендовій установці показано, що швидкість корозії металів без інгібітора та ступінь захисту досліджуваних металів із зростанням температури і тиску в присутності поліфосфатного інгібітора та композиції зростають.

8. Розроблені технології регенерації відпрацьованих поглиначів сіркоорганічних сполук, одержання поліфосфатного інгібітора та інгібіторів корозії з регенерованих поглиначів сіркоорганічних сполук, відпрацьованого цинк-ацетатного каталізатора, а також розчину, шо залишився після просочування цинк-ацетатного каталізатора, які дозволяють утилізувати відходи та вирішувати проблеми захисту водооборотних циклів підприємства ЗАТ “Сєвєродонецьке об'єднання Азот” від корозії і накипоутворення.

9. Річний економічний ефект від впровадження композиції - поліфосфатний інгібітор - гіпан - трилон Б склав ~ 458772 грн. на рік. Композиція використовується в водооборотних циклах підприємства з 2001 року по теперішній час.

Публікації автора:

1. Роменський О.В., Гонтар Н.І., Сергієнко О.В., Скриннікова А.В. Вплив композиції Ф-1 – диспергентів фосфатів та заліза на швидкість корозії різних металів у водооборотних циклах // Хімічна промисловість України. – 2001.-№5.- с.6-8. Внесок здобувача: вивчена залежність швидкості корозії металів від вмісту інгібітора корозії Ф-1, композицій, диспергентів фосфату та заліза за різних температур у водооборотних циклах.

2. Павленко О.М., Гонтар Н.І., Радишевська Л.Ф., Суворіна М.В. Регенерація відпрацьованого поглинача сірчистих сполук ГІАП-10 // Хімічна промисловість України.-2002.-№2.- с.41-42. Внесок здобувача: досліджено спосіб регенерації дезак-тивованого поглинача ГІАП-10 для очищення газу від сірчистих сполук.

3. Гонтарь Н.И., Сергиенко О.В., Михайлова А.И., Штефан Н.В. Системы оборотного водоснабжения. Влияние температуры и давления на скорость коррозии различных металлов.// Хімічна промисловість України.-2003., - №6.- с.61-64. Внесок здобувача: вивчено вплив температури і тиску на швидкість корозії різних металів у воді, обробленій композицією – поліфосфатний інгібітор корозії – гіпан – трилон Б.

4. Гомеля Н.Д., Гонтарь Н.И., Сергиенко О.В., Гру Б.А. Ингибитор на основе отработанного поглотителя СПС-Ф для защиты металлов от коррозии в водооборотных циклах. // Вестник Национального технического университета "ХПИ", 2004, №41, с.128-131. Внесок здобувача: електрохімічним та масометричним способами досліджено вплив інгібітора ZnОЕДФК, виготовленого на основі відпрацьованого поглинача сіркоорганічних сполук СПС-Ф, на швидкість корозії сталі 3 та ступінь захисту від солевідкладень у воді.

5. Гонтарь Н.И., Гомеля Н.Д., Штефан Н.В. Замкнутые системы оборотного водоснабжения. Опыт применения ингибирующей композиции. // Хімічна промисловість України.-2006., - №2.- с.14-16. Внесок здобувача: проведено промислові випробування композиції - поліфосфатний інгібітор – гіпан - трилон Б на водооборотних циклах виробництв оцтової та азотної кислот протягом 2004-2005 років.

6. Гонтарь Н.И., Гомеля Н.Д., Роменский А.В. Коррозия металлов. Защитное действие

Рис.4. Принципова технологічна схема установки по виробництву інгібітора корозії ZnОЕДФК

1 – фільтр; 2, 23, 24 – насос; 3 – реактор; 4,5 – витратні баки; 6 – витратомір; 7,8,9,10,11,14,15,16,17,18,19,20,

26,27 – вентилі; 12 – повітряний клапан; 13 – нутч-фільтр; 21 – ємність для готового продукту; 22,25 – ємності із розчином H₂SO₄

ингибиторных композиций // Хімічна промисловість України. – 2007.- №5.- С. 30 - 34. Внесок здобувача: досліджено залежність швидкості корозії металів в декарбонізованій воді від температури при різних концентраціях композиції, що включає поліфосфатний інгібітор, гідролізований поліакрилонітрил (гіпан) і динатрієву сіль етилендиамінтетра-оцтової кислоти (трилон Б). Дослідження проводили методами: масометричним та поляризаційного опору.

7. Роменский А.В., Гонтарь Н.И., Сергиенко О.В., Скринникова А.В. Разработка и использование ингибиторов от коррозии различных металлов в водооборотных циклах.// V международная научно-техническая конференция "Новые материалы и технологии защиты от коррозии", Санкт-Петербург, 28-31 мая 2002г.- с.49-50. Внесок здобувача: досліджено залежність інгібуючих властивостей інгібітора корозії, композиції –поліфосфатний інгібітор корозії – гіпан – трилон Б при різних концентраціях і температурах.

8. Гонтарь Н.И., Сергиенко О.В., Скринникова А.В. Коррозия металлов в оборотной воде и подбор ингибирующих композиций // Сборник тезисов докладов I международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Химия и современные технологии", Днепропетровск, 26-28 мая 2003г., с.19-20. Внесок здобувача: розроблена технологія виготовлення інгібітора ZnОЕДФК на основі ацетату цинку, отриманого з відпрацьованого цинк-ацетатного каталізатора синтезу вінілацетату і вивчено корозію різних металів у оборотній воді, обробленій інгібітором, виготовленого за даною технологією.

9. Гонтарь Н.И., Скринникова А.В., Гомеля Н.Д. Отходы производства, как ингибиторы коррозии металлов водооборотных циклов. // Науково-практична конференція студентів, аспірантів і молодих вчених "Технологія-2004", м.Сєвєродонецьк, 15-16 квітня 2004р., с.29-30. Внесок здобувача: вивчено вплив інгібітора ZnОЕДФК, виготовленого на основі відпрацьованого поглинача сіркоорганічних сполук СПС-Ф, на швидкість корозії різних металів в умовах роботи оборотних циклів (концентрація, температура, тиск, швидкість потоку).

10. Гонтарь Н.И., Гомеля Н.Д., Сергиенко О.В., Черноглазов А.М. Ингибиторы на основе отходов производства для защиты металлов от коррозии в оборотных циклах. // V научно-практическая конференция "Переработка энергоресурсных отходов. Экологические, экономические и медицинские аспекты", с.Поляна, Свалявского р-на, 1-5 марта 2004г., с.54-56. Внесок здобувача: розроблена технологія виготовлення інгібітора ZnОЕДФК на основі відпрацьованого поглинача сіркоорганічних сполук СПС-Ф і досліджена поведінка різних металів у воді з інгібітором, виготовленим за даною технологією.

11. Гомеля Н.Д., Гонтарь Н.И., Скринникова А.В., Штефан Н.В. Ингибиторы коррозии металлов на основе отработанных катализаторов // IV Украинская научно-техническая конференция по катализу " Укркатализ-IV", г.Яремча, 6-9 сентября 2004г., с.156-157. Внесок здобувача: розроблені технології приготування ефективного інгібітора ZnОЕДФК на основі відпрацьованого цинк-ацетатного каталізатора; поглиначів сіркоорганічних сполук СПС-Ф, ГІАП-10 і цинк-ацетатного розчину, що залишається після просочування цинк-ацетатного каталізатора синтезу вінілацетату. Досліджено вплив інгібітора корозії ZnОЕДФК, виготовленого різними способами, на швидкість корозії металів в умовах роботи оборотних циклів.

12. Гомеля Н.Д., Гонтарь Н.И., Роменский А.В. Комбинированный ингибитор коррозии металлов, содержащий отходы производства. // VI научно-практическая конференция "Переработка энергоресурсных отходов", г.Ялта, 19-23 сентября 2004г., с.25. Внесок здобувача: розроблена технологія виготовлення інгібітора ZnОЕДФК на основі ацетату цинку, отриманого з відпрацьованого цинк-ацетатного каталізатора синтезу вінілацетату. Досліджено вплив інгібітора корозії ZnОЕДФК на швидкість корозії різних металів у воді оборотного циклу об'єднання. Випробування проводились на стендовій установці, що імітує роботу водооборотних циклів у статичних та динамічних умовах.

13. Гомеля Н.Д., Гонтарь Н.И., Штефан Н.В., Сергиенко О.В. Разработка и внедрение эффективных ингибирующих композиций. // VIII Всеукраїнська науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених "Технологія-2005", м.Сєвєродонецьк, Україна, 14-15 квітня 2005р., с.100-101. Внесок здобувача: проведено узагальнення результатів роботи водооборотних циклів, оброблених композицією: поліфосфатний інгібітор – гіпан – трилон Б, на виробництвах оцтової та азотної кислот.

14. Гомеля Н.Д., Гонтарь Н.И., Зиберт К.В. Ингибиторы коррозии металлов на основе утилизации отходов производств. // IX Всеукраїнська науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених "Технологія-2006", м.Сєвєродонецьк, Україна, 13-14 квітня 2006р., с.54. Внесок здобувача: досліджено вплив концентрації інгібітора ZnОЕДФК, виготовленого на основі відпрацьованого поглинача сіркоорганічних сполук СПС-Ф, на швидкість корозії сталі Ст3 у воді та кількість солевідкладення.

15. Гонтарь Н.И., Гомеля Н.Д., Роменский А.В. Композиция для защиты металлов от коррозии в водооборотных циклах на основе отходов производства. // X Всеукраїнська науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених "Технологія-2007", м.Сєвєродонецьк, Україна, 19-20 квітня 2007р., с.32. Внесок здобувача: розроблена технологія виготовлення композиції на основі поліфосфатного інгібітора, гіпану та трилону Б. Вивчена кінетика інгібуючих процесів водооборотного циклу масометричним методом та методом полярізаційного опору. При математичній обробці експериментальних даних, знайдена емпірична залежність швидкості корозії металів від концентрації інгібітора при різних температурах.

16. Патент 39734 Україна, МПК 7 СО2F5/00, С23F11/173. Спосіб захисту водооборотних систем від корозії та солевідкладення./ Волохов І.В., Федоров О.М., Букаров О.Р., Роменський О.В., Попик І.В., Михайлова О.І., Гонтар Н.І., Кривохижа В.І., Ляшенко І.П., Удоденко О.М. (Україна).-№2001010491; Заявл. 23.01.2001; Опубл. 15.06.2001, Бюл.№5.-6с. Внесок здобувача: на основі фізико-хімічних досліджень встановлено концентрацію інгібітора, гідролізованого поліакрилонітрилу і динатрієвої солі етилендиамінтетраоцтової кислоти у воді, яка обробляється.

17. Патент 39581А Україна, МПК 7 ВО1J23/90, ВО1J23/92, ВО1D53/02. Спосіб регенерації відпрацьованого поглинача сіркоорганічних сполук на основі оксиду цинку./ Волохов І.В., Федоров О.М., Ляхов В.П., Роменський О.В., Попик І.В., Павленко О.М., Радишевська Л.Ф., Гонтар Н.І. (Україна).-№2000105996; Заявл. 24.10.2000; Опубл. 15.06.2001, Бюл.№5.-6с. Внесок здобувача: вивчено спосіб регенерації відпрацьованого поглинача сіркоорганічних сполук на основі оксиду цинку, що включає термообробку відпрацьованого поглинача у струмені кисневмісного газу при підвищеній температурі.

18. Патент 40234А Україна, МПК 7 ВО1J23/90, ВО1D53/02, ВО1D53/52. Спосіб виробництва окисноцинкового поглинача./ Волохов І.В., Федоров О.М., Ляхов В.П., Роменський О.В., Попик І.В., Павленко О.М., Радишевська Л.Ф., Гонтар Н.І. (Україна).-№2000105995; Заявл. 24.10.2000; Опубл. 16.07.2001, Бюл.№6. Внесок здобувача: розроблений спосіб виробництва окисноцинкового поглинача з використанням як вихідної сировини відпрацьованого поглинача.