Поверхнево-активні системи для мінімізації випаровування вуглеводневих рідин

Размещено на http://allbest.ru

1

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 621.796:621.642(043.3)

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Поверхнево-активні системи для мінімізації випаровування вуглеводневих рідин

05.17.07 - хімічна технологія палива і паливно-мастильних матеріалів

Спаська Олена Анатоліївна

Київ 2016

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі хімії і хімічної технології Національного авіаційного університету Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник:доктор хімічних наук, професор Іванов Сергій Віталійович,перший проректор з науково-педагогічної роботи,Академія управління керівними кадрами в культурі та мистецтві

Офіційні опоненти:доктор технічних наук, професор Шкарапута Леонід Миколайович, Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, завідувач відділу хіміко-технологічних досліджень

кандидат технічних наук, доцент Топільницький Петро Іванович, кафедра хімічної технології переробки нафти і газу, Національний університет «Львівська політехніка»

Захист відбудеться «09» вересня 2016 року о 13³⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.062.09 Національного авіаційного університету за адресою: 03058, м. Київ-58, просп. Космонавта Комарова, 1, корп.12, ауд. 211.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного авіаційного університету за адресою: 03058, м. Київ, просп. Космонавта Комарова, 1.

Автореферат розісланий «05» серпня 2016 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Д 26.062.09 І.В. Матвєєва

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У процесі транспортування, зберігання і перекачування палив, значна їх частина втрачається внаслідок випаровування. Випари нафтопродуктів при їх зберіганні становлять 80 % від усіх втрат. За світовими статистичними даними ці втрати коливаються в межах 0,5-1,7 % від загального обсягу перероблюваної сировини, тоді як для України вони значно більші і становлять 2-4 %. Так, лише при одноразовому заповненні резервуара об`ємом 5000 м³, втрачається в середньому 4 т бензину. За рік ці втрати сягають 230 т, внаслідок чого істотно погіршується стан навколишнього природного середовища, знижується якість палив та експлуатаційні показники транспортних засобів.

Сьогодні в світі при зберіганні летких рідин застосовують багато пристроїв і методів, кожен з яких знижує їх випаровування, проте має й недоліки. Серед відомих розробок найпростішими у виготовленні з недорогих і доступних матеріалів, що зручні у використанні в резервуарах з будь-якою конструкцією даху, є покриття, одержані фізико-хімічними методами на основі поверхнево-активних речовин (ПАР). Це емульсії, суспензії, піни, які легко розтікаються по поверхні рідин, ізолюючи їх від газового простору, і таким чином перешкоджають випаровуванню. Однак такі покриття не знайшли широкого застосування через низьку стійкість, особливо за підвищених температур, а відтак короткого терміну ефективної дії, високої електризації, вибухо- й пожежонебезпечності. Хоча над вирішенням цієї проблеми працюють здавна, проте і досі вона є актуальною, що зумовлено як недостатнім вивченням фізико-хімічних процесів запобігання випаровування та попередження виникнення вибухонебезпечних концентрацій вуглеводневих рідин, так і відсутністю ефективних технологічних систем і засобів для їх мінімізації.

Розв'язання цієї проблеми шляхом всебічного вивчення ПАР та спрямованого одержання з їх використанням поверхнево-активних систем (ПАС), із визначеними захисними властивостями, є актуальним в загальнонауковому плані, а створення технологічних аспектів їх застосування, для захисту оточуючого середовища від пари вуглеводневих сполук, має винятково важливе техніко-економічне та екологічне значення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана на кафедрі хімії і хімічної технології НАУ Міністерства освіти і науки України в рамках проведення наукових досліджень за бюджетними темами: (№ 25-Ф5/к55, 2002-2004) «Розробка та удосконалення методів визначення вмісту оксигенних і мангановмісних присадок в бензинах», (№ 31-Ф5/к55, 2005-2007) «Дослідження поверхнево-активних речовин та їх сумішей з метою використання в паливно-мастильних матеріалах», (№ 34-Ф5/к55, 2006-2008) «Технологічні перспективи раціонального використання моторних палив», а також в рамках спільних робіт з ІБОНХ НАН України за темою 2.1.10.3-12 (№ держреєстрації 0112U002652, 2012-2016) «Олеохімічний синтез ПАР і практично важливих ультрадисперсних речовин в мікроемульсіях».

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розроблення ефективного захисного покриття для запобігання випаровування вуглеводневих рідин, підвищення безпеки їх зберігання та захисту навколишнього середовища.

Досягнення поставленої мети вимагало вирішення наступних завдань:

- проаналізувати сучасний стан з розроблення систем і засобів попередження випаровування вуглеводневих рідин, розкрити недоліки відомих систем захисту, сформулювати вимоги до захисного покриття та намітити шляхи і методи їх досягнення;

- провести пошук молекулярних структур, які відповідали б основним критеріям підвищення ефективності ПАС, встановити зв'язок між молекулярною структурою та ізолюючою здатністю компонентів;

- встановити природу взаємодії між компонентами системи та напрямки регулювання структури покриття для досягнення його ефективної дії з мінімізації втрат рідких вуглеводнів в процесі зберігання;

- дослідити ефективність розроблених ПАС-покриттів та їх компонентів на випаровування рідких вуглеводневих рідин і сумішей;

- випробувати створені покриття в різних температурних умовах та встановити перспективність їх використання;

- провести дослідні випробовування найбільш ефективних покриттів в умовах діючих підприємств.

Об'єкт дослідження - процес випаровування індивідуальних і технічних вуглеводневих рідин.

Предмет дослідження - поверхнево-активні системи (композиції поверхнево-активних речовин, емульсії, суспензії) як бар'єрні покриття.

Методи дослідження. Будову вихідних ПАР і розроблених ПАС досліджували методом ІЧ-спектроскопії на приладі Thermo Nicolet NEXUS при кімнатній температурі. Властивості вихідних ПАР, та отриманих дисперсних систем, вивчали методами тензометрії реологічних досліджень та рН-метрії, густину - ареометром чи пікнометрично, стійкість дисперсій - методом седиментаційного аналізу, корозійну активність - гравіметрично. Ефективність захисної дії встановлювали випаровуванням з відкритої поверхні, та після нанесення на неї розроблених ПАС, ваговим і хроматографічним методами аналізу в температурному інтервалі 0-40 ^оС.

Наукова новизна одержаних результатів:

- вирішено науково-технічну задачу з мінімізації випаровування вуглеводневих рідин в межах 99,0-99,8 %, підвищення безпеки їх зберігання та захисту навколишнього середовища шляхом аерації плівкоутворюючих поверхнево-активних систем чи/та зміцненням і полегшенням їх газонаповненими мікрокульками;

- вперше синтезовано високоефективні стабільні надлегкі аеровані ПАС та полегшені емульсійно-суспензійні системи з використанням газонаповнених скляних, алюмосилікатних і полімерних мікрокульок;

- доведено, що ізолююча здатність ПАС залежить від гідрофільно-ліпофільного балансу (ГЛБ) ПАР, і зростає за його підвищення як внаслідок хімічної взаємодії моноолеатсорбітану поліетиленгліколю з 2-(N-етилпер-фтороктансульфамід)ацетатом, так і через утворення багатоцентрових водневих зв'язків цієї системи з полівініловим спиртом і поверхнею мікрокульок;

- вперше виявлено, що газонаповнені скляні мікрокульки густиною 200 кг/м³, з частковим чи повним заповненням поверхні індивідуальних вуглеводневих рідин, не тільки не захищають, але й підвищують їх випаровування. Доведено, що це обумовлено збільшенням площі поверхні випаровування внаслідок теплового поступального руху мікрокульок, їх обертання, капілярного підняття і формування суцільного шару по всьому периметру бокових стінок ємності над шаром вуглеводнів. З подовженням вуглеводневого ланцюга, аномальний вплив мікрокульок послаблюється;

- встановлено, що, на відміну від чистих вуглеводневих рідин, випаровування технічних сумішей (бензин, дизпаливо) після нанесення на їх поверхню мікрокульок, зменшується. Доведено, що це зумовлено сорбцією наявних у паливах гідрофільних сполук, наприклад оксигенатів, які, як і попереднє апретування мікрокульок амінопропілтриетоксисиланом, заторможує їх обертання і поступальний рух.

Практичне значення одержаних результатів. Проведено апробацію полегшених систем при зберіганні рідких вуглеводневих палив на ДП «Антонов». Показано техніко-економічні й екологічні переваги розроблених систем, перспективність їх використання. Новизна і практична значимість апробованих ПАС-покриттів захищена двома патентами України.

Розкриті закономірності поведінки високодисперсних речовин на поверхні поділу фаз, їх взаємодії та впливу на випаровування вуглеводневих рідин, використовуються в Інституті екологічної безпеки НАУ при виконанні науково-дослідних робіт за спеціальністю «Хімічна технологія та інженерія», а також в навчальних курсах «Екологічна хімія» та «Інструментальні методи аналізу».

Особистий внесок здобувача. Аналіз і узагальнення науково-технічної інформації, виокремлення нерозв'язаних проблем і формулювання задач для їх вирішення, експериментальні дослідження з розроблення полегшених систем, дослідження їх властивостей і ефективності захисного покриття виконані безпосередньо дисертанткою. Розроблення методу хроматографічного аналізу вуглеводнів та їх сумішей проведено за консультації д.х.н., проф. Ю. В. Білокопитова. Створення полегшених емульсійно-суспензійних систем, дослідження їх властивостей та інтерпретацію отриманих результатів проведено у співпраці з д.х.н., зав. відділу ПАР Інституту біоорганічної хімії та вуглехімії НАН України Попом Г. С. та к.т.н., с.н.с. цього інституту Бодачівською Л. Ю. Узагальнення та обговорення результатів досліджень виконано спільно з науковим керівником д.х.н., проф. С. В. Івановим.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи доповідалися й обговорювалися на наступних наукових конференціях і конгресах: VI-XII Міжнар. наук.-техн. конф. «АВІА-2004» (2006, 2007, 2009, 2015). - Київ; ІІІ-V наук.-техн. конф. «Поступ у нафтогазопереробній та нафтохімічній промисловості». - Львів, 2004 (2007, 2009, 2012); І Междунар. конгр. «Актуальные проблемы медицины транспорта». - Одесса, 2005; 6-й Междунар. науч.-практ. конф. «Современные информационные и электрон-ные технологии». - Одесса, 2005; Міжнар. наук.-техн. конф. - Суми, 2005; ІІ Міжнар. наук.-техн. конф. «Прогрес в технології горючих копалин та хіммотології паливно-мастильних матеріалів». - Дніпропетровськ, 2005; І-ІV Міжнар. наук.-техн. конф. «Проблеми хіммотології». - Київ, 2006 (2008, 2010, 2012); VI Міжнар. наук.-метод. конф. «Безпека життя і діяльності людини - освіта, наука, практика» БЖДЛ. - Київ, 2007; Всеукраїнській наук. конф. студентів та аспірантів «Екологічна безпека держави». - Київ: НАУ, 2007; 68-й Міжнар. наук.-техн. конф. «Проблеми та перспективи розвитку залізничного транспорту - 2008»; ІV Міжнар. наук.-практ. конф. «Екологічний інтелект - 2009», присвяченій пам'яті В. М. Плахотника; 69-й Міжнар. наук.-практ. конф. «Проблеми та перспективи розвитку транспорту - 2009». - Дніпропетровськ; VI світовий конгрес «Авіація в XXI сторіччі. Безпека в авіації та космосі». - Київ : НАУ, 2014.

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 34 наукові праці, з яких 7 статей у фахових журналах, 4 статті в науково-технічних журналах, 11 праць і 10 тез доповідей у збірках конференцій; отримано два патенти України.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 147 сторінках і складається зі вступу, п`яти розділів, висновків та 3 додатків, містить 15 таблиць та 24 рисунки. Список використаних джерел складається з 250 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і задачі досліджень, описано новизну і практичне значення отриманих результатів, подано відомості про апробацію роботи і публікацію наукових результатів.

В огляді літератури (розділ I) описано сучасний стан проблеми втрат вуглеводневих палив від випаровування. Проведено всебічний аналіз науково-технічної інформації з розроблення засобів технічного і технологічного попередження втрат вуглеводневих рідин від випаровування. Виходячи з аналізу фізико-хімічних методів створення композиційних поверхнево-активних систем та їх недоліків, обґрунтовано вибір експериментальних методів досліджень і шляхи досягнення поставленої мети. Сформульовано основні вимоги до вихідних реагентів і захисних покриттів, серед яких:

- антистатичність та пожежобезпечність;

- хімічна інертність до нафтопродуктів;

- технологічність при виготовленні й використанні;

- здатність до формування міцних просторових коагуляційних структур;

- фізико-механічна стійкість на поверхні вуглеводневих рідин не менше одного місяця;

- запобігання випаровуванню з імовірністю не менше 90 % в діапазоні температур 0-40 °С;

- пластичність, цілісність і стійкість до розшаровування чи руйнування в умовах використання;

- густина - менша за густину вуглеводневих рідин;

- задовільна адгезія до конструкційних матеріалів ємностей для зберігання і транспортування.

У другому розділі приведено характеристику ПАР та інших вихідних реагентів, описано методики синтезу і способи приготування поверхнево-активних композицій із заданими властивостями, відповідно до визначених основних вимог. вуглеводневий сполука нафтопродукт

З-поміж синтетичних ПАР в роботі використано: водоолійнорозчинний твін-80 (моноолеатсорбітану поліетиленгліколю), високоактивні фтортензиди сульфонатного типу - натрійперфтороктансульфонат, 2-(N-етилперфторо-ктансульфоамід)ацетат та їх технічні суміші - універсальний (Росія), форетол (Південноафриканська республіка) і АFFF-3М (Бельгія). Емульгатором-стабілізатором емульсійно-суспензійних систем слугували суміш естерів кислот талової олії (олеїнова, лінолева, ліноленова, смоляні) і триетаноламіну (емультал, ТУ 6-14-1035-85), продукти трансамідування ріпакової олії N,N?-(біс-оксиетил)етилендіаміном (олеодін) чи фосфатидного концентрату моноетаноламіном (фосфатидін).

Для створення надлегких технологічних систем використано газонаповнені скляні мікрокульки МС-А₉ та їх аналоги, апретовані сумішшю - і -амінопропілтриетоксисилану (АГМ-9, ТУ5951-028-00204990-2006) - дрібнодисперсні сипучі порошки правильної сферичної форми діаметром 40-180 мкм і густиною 200 кг/м³. Алюмосилікатні мікрокульки (АСМ, ТУ 21-22-37-94) густиною 240 кг/м³ і міцністю проти руйнування 10-30 МПа. Полімерні мікрокульки, на основі фенолформальдегідної (ФФС) і мочевиноформальдегідної смол (МФС) густиною 240 і 160 кг/м³, відповідно.

Стабілізатором-структуроутворювачем слугував полівініловий спирт (ПВС) [-CH₂-CH(OH)-]_n - карболанцюговий полімер з молекулярною масою 10-50 тис., густиною 1290 кг/м³; розчинний в гарячій воді, гірше в гліколях, стійкий до розчинів кислот, лугів та органічних розчинників, включаючи оливи і нафтопродукти, а також до дії світла і мікроорганізмів; нетоксичний, біорозкладається на 70-80 %.

Емульсійно-суспензійні системи готували поступовим додаванням, за інтенсивного перемішування ультразвуковим диспергатором, розчину ПАР (олеодін, фосфатидін) у вуглеводневому розчиннику, який передбачається захищати від випаровування, до попередньо приготовленого аерованого водного розчину ПАР і ПВС з наступним додаванням газонаповнених мікрокульок. За іншим методом, шари готових ПАС перемежовували мікрокульками і витримували до утворення стійкого зв'язнодисперсного покриття. Властивості отриманих полегшених дисперсій аналізували загальноприйнятими лабораторними методами: густину - аерометром чи пікнометрично, стійкість і консистенцію - візуально за станом і змінами в часі, поверхневий натяг - сталагмометрично або зважуванням платинової пластинки. Інфрачервоні спектри записували на приладі Thermo Nicolet NEXUS.

У третьому розділі приведено результати з підбору компонентів і створення ПАС для попередження випаровування рідких вуглеводнів, які б відповідали сформульованим у розділі 1 вимогам. В процесі дослідження взаємозв'язку між природою ПАР, їх властивостями та ізолюючою здатністю, встановлено, що з-поміж чисельних досліджених ПАР найкращими властивостями за ізолюючою здатністю, антипожежними характеристиками, плівкоутворенням, хімічною та термічною стійкістю, які необхідні для функціонування покриття (одночасне зниження поверхневого натягу і плівкоутворення), продемонстрували фторовані ПАР. Неполярна частина молекул ФПАР містить фторвуглецевий ланцюг, завдяки якому вони нерозчинні у вуглеводнях, добре розчинні у воді і легко розподіляються по поверхні рідин, створюючи захисну плівку, що перешкоджає контакту з повітрям. Так, 2-(N-етилперфтороктансульфамід)ацетат містить у фторованому ланцюзі 8 атомів карбону. Гідрофобний ланцюг занурюється у рідкі вуглеводні, а на поверхні поділу з повітрям зосереджуються гідрофільні групи з функціональною карбоксильною групою, на що вказує наявність в ІЧ-спектрі (рис. 1) смуги поглинання 1730 см^-1, характерної для карбонільної

Рис. 1. ІЧ - спектр 2-(N-етилперфтороктансульфамід) оцтової кислоти групи С=О та широкої смуги поглинання в області 3100-3700 см^-1, що відповідає гідроксильній групі.

Для забезпечення плавучості через водні розчини прокачувалось повітря. При нанесенні такої аерованої системи на основі піноутворювача АFFF-3М на поверхню бензину, ізолююча здатність піни, як і очікувалося, збільшується, але система втрачає свої захисні властивості вже через годину Тому виникла необхідність її стабілізації і збільшенням ГЛБ за рахунок під'єднання інших молекул з великим числом гідрофільних груп, зокрема моноолеатсорбітану поліетиленгліколю, що є продуктом приєднання етиленоксиду до моноестеру сорбітану та жирної кислоти. Ця неіоногенна ПАР не дисоціює на іони, є гідрофільною, олійнорозчинною і нерозчинною у вуглеводнях, з вираженими антистатичними та антибактеріальними властивостями. До молекулярної структури сполуки входить тетрагідрофуранове кільце з ланцюгами, що містять карбонільну групу, 20 оксиметиленових груп та дві гідроксильні групи. В спектрі виявлено коливання цих функціональних груп та відповідних зв'язків, зокрема, сильна смуга поглинання валентних коливань зв'язку C=O за 1735см^-1 (рис. 2).

Рис. 2. ІЧ - спектр моноолеатсорбітан поліетиленгліколю (твін-80)

При конструюванні композицій ПАС виходили з поверхневої активності ПАР, їх розчинності у воді та здатності до зв'язування води і утворення водневих зв'язків між компонентами. Головною умовою стабільності покриття при змішуванні компонентів, є хімічна взаємодія між ними та утворення системи, що не руйнується в умовах використання. При дослідженні інфрачервоного спектру суміші моноолеатсорбітану поліетиленгліколю і 2-(N-етилперфтороктансульфамід)ацетату встановлено (рис. 3), що поряд зі смугами поглинання, які відповідають індивідуальним речовинам відбувається утворення нової смуги поглинання при значенні хвильового числа 1765 см^-1, що вказує на появу естерних груп, а також набору нових смуг поглинання в області 1000-1200 см^-1, які характеризують так звану «область відбитків пальців» для естерів. Утворення естерного зв'язку збільшує гідрофільну частину молекул ПАР і, відповідно, підсилює стабільність та стійкість створеної системи.

Ще більшого впливу на підвищення ГЛБ і збільшення стійкості аерованих систем, вдалося досягти уведенням до ПАС полімерного структуроутворювача, зокрема, після ретельного пошуку серед висомолекулярних ПАР як природних - вишнева камедь, желатин, яєчний білок, так і синтетичних - поліакриламід, кополімери малеїнового ангідриду та їх гідролізові-ні похідні, полівініловий спирт (ПВС).

Рис. 3. ІЧ-спектр продукту взаємодії 2-(N-етилперфтороктансульфамід) ацетату з моноолеатсорбітаном поліетиленгліколю

Завдяки високій газонепроникності ПВС - термопласту мікрокристалічної структури, його гідрофільності та нерозчинності у вуглеводнях, стійкість створених покриттів до вуглеводневих рідин значно підвищується. Водночас, завдяки полімерній матриці, товщина та міцність покриття збільшуються, що сприяє об`ємному структуруванню рідких фаз, і тим самим створенню надійного газонепроникного бар'єру (рис. 4).

Справедливість такого підбору підтверджена експериментально. Справді, якщо час напіврозкладу аерованої системи (шар піни товщиною 10 мм), утвореної фтортензидом АFFF-3M не перевищує 8 хв, то в сукупності з твіном-80 задовільний захисний шар піни стійкий вже понад кілька годин. За оптимальним співвідношенням компонентів та їх концентрацій, встановлено склад ПАС, стабільних від одного місяця до року.

Рис. 4. Схема адсорбційної мінімізації випаровування вуглеводневих рідин

Розроблено методики їх приготування та встановлено умови, за яких проявляються найвищі захисні характеристики щодо випаровування вуглеводневих рідин. Системними дослідженнями доведено, що визначальною умовою забезпечення стійкої піни є 20-кратна аерація та концентрація компонентів на рівні, мас. %: твін-80 - 0,5-4,0; ФПАР - 0,1-1,0; стабілізатор піни - 0,1-0,01; ПВС - 1,0-4,0; скляні мікрокульки - 1,0-5,0; вода - інше до 100 %.

У четвертому розділі описано результати досліджень випаровування чистих вуглеводневих рідин (н-пентан, н-гексан, н-гептан, н-октан, н-нонан, н-декан, бензол, толуол), бензину-95 та його модельної суміші, мас.%: н-пентан - 11,3, н-гексан - 18,1, н-гептан - 3,9, н-октан - 14,4, н-нонан - 7,1, бензол - 3,8, толуол - 2,0, 2,2-метилпентан - 2,0, 2,2-диметилбутан - 2,0, 3-метилпентан - 6,5, 2,3-диметилбутан - 8,7, циклогексан - 5,0, 2,3-диметилпентан - 2,0, ізооктан - 8,2, 4-триметилпентан - 2,8, а також можливості їх зменшення плаваючими покриттями з аерованих водних розчинів ПАС.

З рис. 5, на якому приведено окремі приклади випаровування з відкритої поверхні індивідуальних вуглеводневих рідин С₆ - С₁₀, прослідковується відома закономірність: втрата маси збільшується з часом за лінійним законом пропорційно підвищенню температури кипіння вуглеводнів.

Рис. 5. Кінетика випаровування індивідуальних вуглеводневих рідин гексан - декан з відкритої поверхні 20 см² за 25^оС: гексан - 1; гептан - 2; октан - 3; нонан - 4; декан - 5

За сталої температури швидкість випаровування w_вип прямопропорційна площі випаровування S, тиску насиченої пари за даної температури P_s та фактично встановленому тиску P і обернено пропорційна атмосферному тиску Р_атм.:

w_вип.=A·S ((P_S •P)/P_атм.),

де А - коефіцієнт пропорційності, що залежить від коефіцієнту дифузії.

Випаровування рідких вуглеводнів в процесі зберігання є статичним процесом, і характеризується фазовим переходом першого роду, оскільки його перебіг супроводжується рівністю ізобарно-ізотермічного потенціалу в обох фазах, співіснуючих у рівновазі, зі стрибкоподібною зміною ентропії (S) та об'єму (V), при переході речовини з однієї фази в іншу.

Випаровування таких рідин як палива проходить набагато складніше, ніж індивідуальних речовин, оскільки вони є сумішшю вуглеводнів з різною температурою кипіння. На рис.6 зображена діаграма випаровування модельної суміші бензину А-95 з поверхні площею 20 см² впродовж 120 год за 40 ^оС.

Рис. 6. Діаграма випаровування модельної суміші бензину А-95 з відкритої поверхні за 40 ^оС

Як бачимо, випаровування найбільш летких фракцій складають: майже по 8г для пентану і гексану; понад 6г для 2,3-диметилбутану і 2,2-диметилбутану; 5 г для октану, 3-метилпентану і 2-метилпентану; понад 3 г для нонану, ізооктану, гептану, циклогексану та понад 1 г для великої кількості інших вуглеводнів. Сумарно це відповідає випаровуванню 12 % упродовж 120 годин.

У п'ятому розділі проведено систематичні дослідження зі створення полегшених емульсійно-суспензійних систем та дослідження їх колоїдно-хімічних властивостей і захисної здатності щодо випаровування вуглеводнів та їх технічних сумішей. Вибір газонаповнених мікрокульок для регулювання густини систем, обумовлений їх низькою питомою густиною (с_мсф=160-240 кг/м³), міцністю і стійкістю в агресивних середовищах.

Висока плавучість і гуртування мікрокульок на поверхні вуглеводневих рідин наштовхнули нас на необхідність оцінки їх захисної здатності. Для цього на поверхню індивідуальних вуглеводнів чи їх сумішей нашаровували різну кількість мікрокульок і визначали випаровування в часі. Отримані результати, зображені для гексану на рис. 7, демонструють неочікуваний результат - на відміну від чистого гексану (пряма 1), нашаровані мікрокульки не зменшують, а підвищують випаровування (пряма 2).

Рис. 7. Кінетика випаровування гексану без покриття (1) та за нашарування неапретованих мікрокульок, % від площі поверхні випаровування: 15 - 2, 60 - 3, 140 - 4, 200 - 5, 300 - 6

До того ж, при збільшенні їх концентрації, випаровування і надалі зростає. Як показали спостереження цього процесу під електронним мікроскопом це зумовлено інтенсивним тепловим поступальним і обертальним рухом мікрокульок.

Неочікуваним було і збільшення випаровування після завершення формування як суцільного монодисперсного шару, так і 2-х чи 3-х разового перевищення концентрації мікрокульок відносно площі поверхні випаровування (прямі 5-6).

Детальні тривалі спостереження дозволили пояснити і цей незвичний факт. Виявилося, що у процесі випаровування гексану, частина кульок зависає на стінках ємності, тобто, завдяки адгезії на бокових поверхнях по всьому периметру формується суцільний шар, який, безумовно, збільшує площу поверхні, а відтак, через капілярні сили, і випаровування.

Аналогічні закономірності спостерігалися і для інших гомологів насичених вуглеводнів, що переконливо ілюструються на рис. 8.

Рис. 8. Кінетика випаровування октану (3), нонану (6), декану (9) з відкритої поверхні та за нашарування неапретованих мікрокульок, % від площі поверхні випаровування: 1,4,7 - 30, 2,5,8 - 200

Проте, як з'ясувалося, на відміну від чистих вуглеводнів, у випадку технічних палив, наприклад бензину, після нанесення на його поверхню мікрокульок випаровування вже зменшується (рис. 9).

Рис. 9. Кінетика випаровування бензину А-95 з відкритої поверхні (1) та зі скля-ними мікрокульками (% від площі поверхні випаровування): 60 - 2, 200 - 3, 140 - 4

Наявні у паливах більш гідрофільні сполуки, порівняно з парафіновими вуглеводнями, наприклад оксигенати, сорбуються на поверхні скляних мікрокульок, що заторможує їх тепловий рух. Переконливим підтвердженням цьому є результати з використанням мікрокульок, попередньо оброблених гідрофобною сумішшю амінопропілтриетоксисилану. Органічний апрет усуває відштовхування між мікрокульками, заторможує їх поступальний рух та обертання і, таким чином, підвищує захист нафтопродуктів від випаровування. Водночас, при нанесенні кількох шарів мікрокульок, спостерігається деяке підвищення швидкості випаровування (крива 3). Детальними дослідженнями встановлено, що такий перебіг процесу, зумовлений налипанням мікрокульок на бокові стінки ємності і, відповідно, збільшенням площі поверхні випаровування. Виявлені особливості вказують на необхідність формування зв'язно-дисперсної системи, схему утворення якої зображено на рис. 10.

Рис. 10. Схема формування захисного покриття, полегшеного газонаповненими мікрокульками

Важливо відмітити, що створена нами з використанням газонаповнених мікрокульок і емульсій, полегшена дисперсна система унікальна за властивостями, оскільки в ній не тільки усунуто вільний рух самих надлегких мікрокульок, а й заповнено проміжки між ними і перекрито рух молекулам вуглеводню. В аспекті густини орієнтувалися на густину досліджуваних вуглеводнів. Цим умовам задовольняють як аеровані ПАС, без чи з частковим використанням газонаповнених мікрокульок, так і полегшені мікродисперсії (ПМ) з масовою часткою мікрокульок 20-30 %. Істотне зменшення густини і зміцнення ПМ, відбувається не лише внесенням мікрокульок, а і внаслідок ущільнення через утворення на поверхні скла гелю силіцієвої кислоти і посилення взаємодії мікрокульок. Результати досліджень структуроутворення, а також мікроструктурного і рентгенофазового аналізів дають змогу стверджувати, що на поверхні мікрокульок має місце хімічна взаємодія з новоутвореною полімерною матрицею. При виборі ПАР, для отримання стійкої прямої емульсії і максимальної олеофілізації поверхні мікрокульок, для рівномірного розподілу їх у внутрішній вуглеводневій фазі ПМ, ми зупинилися на ПАР рослинного походження - фосфатидіні й олеодіні, які виявляють високу поверхневу активність (поверхневий натяг на межі поділу з повітрям в ділянці ККМ досягає 28-31 мН/м) і є ефективними емульгаторами-стабілізаторами. Як і передбачалося, наявність у складі цих речовин, поруч з активними амідами вищих жирних кислот (переважно С₁₅-С₂₁), невеликих кількостей гліцерину і моноацилгліцеринів сприяє не лише спорідненості емульгатора з ПАС і вуглеводневою дисперсною фазою, а й утворенню міцного змішаного адсорбційно-сольватного стабілізаційного шару навколо глобул води і мікрокульок МС-А₉. Це, безумовно, забезпечує підвищену стійкість цих емульсій порівняно з широко вживаними аналогами з використанням емульталу. За помітного підвищення, насамперед їх стабілізуючої функції, системи стабільні понад 120 діб, чого не можна сказати про емульсії, стабілізовані емульталом, які агрегативно нестійкі і руйнуються вже через кілька діб. При задовільній агрегативно-седиментаційній стійкості останніх, слабкість адсорбційно-сольватних шарів ПАР до вуглеводнів призводить до швидкого руйнування системи із значною втратою ізолюючої здатності.

Попередньо апретовані силіційорганічними сполуками мікрокульки АГМ-9, підвищують їх спорідненість до вуглеводневого середовища внутрішньої фази і тим самим полегшують процес приготування дисперсій. На відміну від попередніх суспензій з негідрофобізованими мікрокульками, розглянуті системи характеризуються підвищеною стабільністю. Молекули гідрофобізатора сприяють утворенню більш пластично-м'якої суспензії. Разом з тим, вони створюють надійний бар'єр навколо гідрофільних мікрокрапельок і забезпечують легке ковзання мікрокульок одна відносно одної у внутрішньому неполярному дисперсійному середовищі з ущільненням системи. З цих же причин відчутно зростає зчеплення ПМ з концентрацією мікрокульок понад 10% зі сталевими краями ємностей, чого не можна сказати відносно аналогічних систем з неапретованими мікрокульками. Безумовно, це забезпечує підвищену ізолюючу здатність, високі показники пластичності та стійкості, тобто, розроблені модифіковані системи з мікрокульками перевершують звичайні за всіма визначеними параметрами для запобіжних покриттів від випаровування вуглеводневих рідин.

Порівняння діаграми випаровування модельної суміші бензину А-95 (рис. 6) з її аналогом, після нанесення оптимальної ПМ, товщиною 10 мм (рис. 11), вказує на зменшення випаровування летких компонентів більше ніж на 3 порядки і в сумі склало 0,1 % впродовж 120 год за 40 ^оС.

Рис. 11. Випаровування модельної суміші бензину А-95, вкритої ПМ

Для розширення асортименту мікрокульок, встановлення впливу їх природи і зниження собівартості ПМ, проведено низку досліджень з алюмосилікатними і полімерними аналогами. І в цих випадках, завдяки унікальному поєднанню сферичної форми контрольованих розмірів, низькій густині та високій міцності, мікрокульки разом із синергетичною сумішшю ПАР і полімерів, дають змогу суттєво поліпшити технологічні властивості ПМ. Такі високоструктуровані стійкі системи створюють надійний захисний бар'єр проти дифузії пари вуглеводневих рідин, особливо при ізоляції складних сумішей - бензину, дизпалива та інших вуглеводневих рідин. Водночас суцільна зв'язнодисперсна система ПМ не містить мікрокульок у вільному стані, що попереджає їх потрапляння у рідкі вуглеводневі палива.

Новизна, практична і екологічна значимість отриманих результатів, підтвержені актами дослідних випробувань, і захищені двома патентами України. Зокрема, в додатку А приведено результати апробації розроблених ПАС та розглянуто можливість практичної реалізації створених композицій, полегшених зв'язнодисперсних покриттів, як засобів запобігання втратам вуглеводневих рідин та нафтопродуктів від випаровування у виробничих умовах нафтобази ДП «Антонов». Відзначено екологічну і соціальну ефективність, і доведено перспективність використання розроблених покриттів при транспортуванні й зберіганні рідких вуглеводневих палив.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі дано нове вирішення науково-технічної задачі, що полягає у створенні надлегких поверхнево-активних композиційних систем, і регулюванні їх властивостей для мінімізації випаровування низькокип'ячих вуглеводнів і рідких палив:

1. Вперше створено високоефективні стабільні аеровані гідрофільні фтортензидовмісні композиції та надлегкі мікродисперні системи з використанням газонаповнених скляних, алюмосилікатних і полімерних мікрокульок.

2. Дослідженням стійкості і газопроникності розроблених ПАС у поєднанні з хроматографічним аналізом та ІЧ-спектроскопією доведено, що ізолююча здатність покриття підвищується зі збільшенням ГЛБ системи через хімічну взаємодію СООН-групи фтортензиду і гідроксигруп твіну-80 з наступним зв'язуванням їх полімерною матрицею полівінілового спирту у зв'язнодисперсну ліофобну систему.

3. Встановлено, що задовільна плавучість покриття досягається 20-30 кратним аеруванням розчинів ПАР та їх синергетичних сумішей, повітрям чи уведенням до їх складу газонаповнених мікрокульок.

4. Вперше виявлено, що самі газонаповнені мікрокульки, завдяки низькій густині (200-240 кг/м³), забезпечують плавучість, але не захищають, а підвищують швидкість випаровування індивідуальних рідких вуглеводнів. Доведено, що це обумовлено тепловим поступальним рухом і обертанням мікрокульок в адсорбційному шарі.

5. Вперше встановлено, що покриття поверхні нафтопродуктів газонаповненими скляними мікрокульками, внаслідок сорбції оксигенатів, як і попереднє апретування мікрокульок амінопропілтриетоксисиланом, заторможує як їх поступальний рух, так і обертання, завдяки чому зменшується випаровування бензинів і дизпалива у порівнянні з індивідуальними вуглеводнями.

6. Доведено, що розроблені полегшені мікродисперсії мають низьку густину і теплопровідність, добру пластичність та підвищену адгезію до стінок сталевих ємностей, і одночасно слугують як пасивною теплоізоляцією, так і покриттям, що мінімізує випаровування рідких вуглеводнів і їх технічних сумішей в межах 99,0-99,8 % в діапазоні температур до 40 ^оС.

7. Проведено апробацію функціональних характеристик ПАС, новизна яких захищена двома патентами України, на ДП «Антонов». Показана техніко-економічна доцільність, перспективність та екологічна необхідність використання розроблених захисних систем при зберіганні і транспортуванні рідких вуглеводневих палив.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Spaska O. A. Ultralight surface-active systems for preventing liquid hydrocarbons eva-poration / О. А. Spaska // Chemistry and chemical technolodgy. - 2016, № 1. - Р. 63-66.

2. Cпаська О. А. Статичне випаровування рідких вуглеводнів і заходи для запобігання цього процесу./ О. А. Cпаська // «Проблеми екологічної біотехнології». - 2013, № 2. - С. 6-10. - http: //nbuv.gov.ua/UJRN/peb 2013-2010.

3. Поп Г. С. Полегшені інвертні мікродисперсії для мінімізації випарову-вання вуглеводневих рідин / Г. С. Поп, О. А. Спаська., Л. Ю. Бодачівська // Каталіз і нафтохімія. - 2011, № 12. - С. 84-89. (Особистий внесок автора: проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

4. Спаська О. А. Мінімізація втрат легких вуглеводневих рідин від аеродисипації стабілізованими плівкоутворюючими ПАР / О. А. Спаська, С. В. Іванов // Вопросы химии и хим. технологии. - 2011, № 1. - С. 48-52. (Особистий внесок автора: Написання статті, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів).

5. Спаська О. А. Дослідження захисної дії аерованого фтортензидовмісного плівкоутворюючого покриття від аеродисипації вуглеводневих рідин // О. А. Спаська / Нафта і нафтохімія. - 2009, № 5. - С. 62-64.

6. Спаська О. А. Аероване фтортензидовмісне плівкоутворююче покриття як засіб для збереження легких фракцій вуглеводневих сполук в резервуарах / О. А. Спаська, С. В. Іванов // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту 2008. - Вип. 24. - С. 116-121. (Особистий внесок автора: Написання статті, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

7. Бойченко С. В. Эколого-энергетические проблемы системы «человек-окружающая среда-топливо-транспортное средство» / С. В. Бойченко, Л. М. Черняк, О. А. Вовк, Е. А. Спасская // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2007, №2. - С. 28-32. (Особистий внесок автора: аналіз і опис результатів щодо попередження випаровування паливно-мастильних матеріалів).

8. Спаська О. А. Зменшення випаровування вуглеводневих рідин плівко-твірними пінами / О. А.Спаська, С. В. Іванов, С. В. Бойченко // Вопросы химии и хим. технологии. - 2006, № 1. - С. 119-123. (Особистий внесок автора: Написання статті, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

9. Спаська О. А. Зменшення випаровування вуглеводневих рідин плівко-утворювальними пінами / О. А. Спаська, С. В. Іванов, С. В. Бойченко // Вісник Сумського державного університету. - 2006. - № 5 (89). - С. 142-145. (Особистий внесок автора: проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

10. Спаська О. А. Використання поверхнево-активних речовин для зниження випаровуваності вуглеводневих рідин при їх тривалому зберіганні / О. А. Спаська, С. В. Іванов, С. В. Бойченко // Вісник НАУ. - 2006, № 1. - С. 121-125. (Особистий внесок автора: Написання статті, проведення експери-ментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

11. Спаська О. А. Плівкоутворююче покриття, як засіб для збереження легких фракцій вуглеводневих сполук / О. А.Спаська, С. В. Іванов // Вісник Дніпропетровськкого національного університету залізничного транспорту. - 2008. - № 3. - С. 42-45. (Особистий внесок автора: Написання статті, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

12. Патент № 29641 України, МПК В65D 90/22. Спосіб запобігання випаровуванню летких вуглеводневих рідин при їх тривалому зберіганні / Іванов С. В, Спаська О. А., Білокопитов Ю. В. : заявник та патентовласник НАУ. - № 200708495; заявл. 24.07.2007; опубл. 25.01.2008, Бюл. № 2. (Особистий внесок автора: проведення експериментальних досліджень, обробка та аналіз результатів, оформлення патенту).

13. Пат. 42732. України, МПК В65D 90/22. Спосіб запобігання випарову-ванню вулеводневих рідин та пального при їх зберіганні / Спаська О. А., Іванов С. В., Поп Г. С., Бодачівська Л. Ю., Білокопитов Ю. В. : заявник та патентовласник НАУ. - № 200808989; заявл.09.07.2008; опубл. 27.07.2009, Бюл. № 14. (Особистий внесок автора: проведення експериментальних досліджень, обробка результатів та оформлення патенту).

14. Spaska O. Low density inverted microdispersions to minimize evaporation of hydrocarbons / О. Spaska // Мат. XІІ Міжн. наук.-техн. конф. «АВІА-2015». - К., 2015. - С. 41.64-41.68.

15. Spaska O. Mіnimizing of petroleum products natural evaporation by ultralight insulating system / О. Spaska // Proceedings The VI-s world congress Aviation in the XXI-st century Safety in aviation and Space 2014 TechnologiesVolume 2. - P. 4.2.55-4.2.60.

16. Spaska O. A Evaporation of liguid hydrocarbons under the influence of glass microspheres / О. A. Spaska, S. V. Ivanov // Proceedings The V-th world congress «Aviation in the XXI-st century. Safety in aviation and Space Technologies». - 2012. - Volume 2. - P. 4.2.55-4.2.60 (Особистий внесок автора: Написання праці, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

17. Спаська О. А. Аеровані високопружні плівкоутворюючі піни як засіб запобігання аеродисипації вуглеводневих рідин / О. А. Спаська, С. В. Іванов // Мат. VІІІ Міжнар.наук.-техн.конф. «АВІА-2007». - К., 2007. - Т. 3. - С. 41.65-41.68. (Особистий внесок автора: Написання праці, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

18. Спаська О. А. Зменшення випаровування вуглеводневих рідин застосу-ванням плівкоутворюючих пін / О. А. Спаська, С. В. Іванов, С. В. Бойченко // Мат. І Міжнар. наук.-техн. конф. «Проблеми хіммотології». - К., 2006. - С. 165-167. (Особистий внесок автора: Написання праці, проведення експеримен-тальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

19. Іванов С. В. Використання фтортензидовмісного плівкоутворюючого покриття при довготривалому зберіганні вуглеводневих рідин / С. В. Іванов, С. В. Бойченко, О. А. Спаська // Мат. VІІ Міжн. наук.-техн. конф. «АВІА-2006». - К., 2006. - С. 41.61-41.64. (Особистий внесок автора: Написання праці, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

20. Спаська О. А. Зшиті плівкоутворюючі піни для охорони атмосфери як засіб запобігання випарування летких вуглеводневих рідин / О. А. Спаська, С. В. Іванов // Мат. Всеукраїнської наук. конф. студентів та аспірантів «Екологічна безпека держави». - К. : НАУ, 2007. - C. 126-128. (Особистий внесок автора: Написання праці, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

21. Спаська О. А. Максимізація ізолюючої здатності поверхні рідких палив при статичній аеродисипації стабілізованими плівкоутворюючими поверхнево-активними речовинами / О. А. Спаська, С. В. Іванов // Проблеми хіммотології. Мат. ІІІ міжнар. наук.-техн. конф., 20.09 - 24.09.2010 р. - К. : НАУ, 2010. - С. 201-205. (Особистий внесок автора: Написання праці, проведення експери-ментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

22. Спаська О. А. Фтортензидовмісне плівкоутворююче покриття як засіб для збереження легких фракцій вуглеводневих сполук в резервуарах / О. А. Спаська, С. В. Іванов // Матеріали ІІ міжнар. наук.-техн. конф. «Проблеми хіммотології». - 2008. - С. 208-212. (Особистий внесок автора: Написання праці, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів).

23. Спаська О.А. Поверхнево-активні речовини у плівках для зниження випаровуваності вуглеводневих рідин / О. А. Спаська, С. В. Іванов, С. В. Бойченко // Мат. VI Міжнар. наук.-техн. конф. «АВІА-2004». - К., 2004. - Т. IV. - С. 41.46-41.49. (Особистий внесок автора: Написання праці, проведення експеримен-тальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

24. Поп Г. С. Полегшені мікродисперсії для мінімізації випаровування вуглеводневих рідин / Поп Г. С., Спаська О. А., Бодачівська Л. Ю. // «Поступ у нафто-газопереробній та нафто-хімічній промисловості»: V наук.-техн. конф., 25-28 квітня 2012 : тези доп. - Львів, 2012. - С. 105. (Особистий внесок автора: проведення експериментальних досліджень та їх обробка).

25. Спаська О. А. Вплив поверхнево-активних речовин на випаровування вуглеводневих рідин / Спаська О. А., Іванов С. В. // «Екологічний інтелект - 2009». ІV міжнар. наук-практ. конф., 28.04-29.04.2009 : тези доп. - Дніпропетровськ, 2009. - С. 133. (Особистий внесок автора: Написання тез, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів).

26. Спаська О. А. Вплив сферичних мікрокульок на випаровування індивідуальних вуглеводневих рідин та їх сумішей / О. А. Спаська // «Проблеми хіммотології»: мат. ІV міжнар. наук.-техн. конф., 4-5 квітня 2012 р. - К., 2012. - С. 390-391.

27. Спаська О. А. Визначення структури аерованого високопружного фтортензидовмісного плівкоутворюючого покриття методом ІЧ-спектроскопії / Спаська О. А., Іванов С. В. // «Поступ у нафто-газопереробній та нафто-хімічній промисловості» : наук.-техн. конф., 14.09-16.09.2009 : тези доп. - Львів, 2009. - С. 161. (Особистий внесок автора: Написання тез, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

28. Spas`ka O. A. Determination of structure of air filled high-flexible fluorine tenside coating by IR-spectroscpy / Spas`ka O. A., Ivanov S. V., Novoselov E. F. // Проблеми та перспективи розвитку залізничного транспорту - 2009 : 69 міжнар.наук.-практ. конф., 22.05-23.05.2009. - Дніпропетровськ, - 2009. - С. 233. (Особистий внесок автора: Написання тез, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів).

29. Spas`ka O. A. Air filled high-flexible containing foams for liquid hydrocarbons aerodissipation suppression / Spas`ka O. A., Ivanov S. V, Boychenko S. V. // Мат. IV наук.-техн. конф. «Поступ у нафтогазопереробній та нафтохімічній промисловості». - 2007. - С. 150-151. (Особистий внесок автора: Написання тез, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

30. Спаська О. А. Зменшення випаровування вуглеводневих рідин плівкоутворюючими пінами Спаська О. А., Іванов С. В., Бойченко С. В. // ІІ Міжнар. наук.-техн. конф. «Прогрес в технології горючих копалин та хіммотології паливно-мастильних матеріалів»: тези доп. - Дніпропетровськ, 2005. - С. 114-115. (Особистий внесок автора: Написання тез, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

31. Спаська О. А. Застосування покриттів на основі ПАР при зберіганні рідких вуглеводневих сполук / Спаська О. А., Іванов С. В., Бойченко С. В // Міжнар. наук.-техн. конф. Тези доп. - Суми, 2005. - С. 27. (Особистий внесок автора: Написання тез, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

32. Спаська О. А. Алгоритм оптимизации фтортензидсодержащих пленко-образующих пен для защиты окружающей среды от летучих углеводо-родов вследствие испарения нефтепродуктов / Спаська О. А., Іванов С. В., Бойченко С. В. // VI Междунар. науч.-практ. конф. «Современные информационные и электронные технологии»: тез. док. - Одесса, 2005. - С. 386. (Особистий внесок автора: Написання тез, проведення експериментальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

33. Спаська О. А. Спосіб запобігання випаровуванню рідких вуглевод-невих сполук / Спаська О. А., Іванов С. В., Бойченко С. В. // І Междунар. конгресс «Актуальные проблемы медицины транспорта». - Одесса, 2005. - № 3. - С. 83. (Особистий внесок автора: Написання тез, проведення експеримен-тальних досліджень, їх обробка та аналіз отриманих результатів ).

34 Спаська О. А. Поверхнево-активні речовини для зниження випарову-ваності вуглеводневих рідин / Спаська О. А., Іванов С. В., Бойченко С. В. // ІІІ наук.-техн. конф. «Поступ у нафтогазопереробній та нафтохімічній промисловості»: тези доп. - Львів, 2004. - С. 148. (Особистий внесок автора: Написання тез, проведення експериментальних досліджень,їх обробка та аналіз результатів).

АНОТАЦІЯ

Поверхнево-активні системи для мінімізації випарову-вання вуглеводневих рідин. Спаська О.А. - Рукопис. Дисертація на здобуття наук. ступ. канд. техн..наук за спеціальністю 05.17.07 - Хімічна технологія палива і паливно-мастильних матеріалів. - Нац. авіаційний університет, Київ, 2016.

Дисертаційна робота присвячена створенню поверхнево-активних систем для ефективного запобігання випаровування вуглеводневих рідин, підвищення безпеки їх зберігання та захисту навколишнього середовища. При конструюванні композицій ПАС виходили з поверхневої активності ПАР, їх розчинності у воді та здатності до зв`язування води і утворення водневих зв`язків між компонентами. Хімічна взаємодія між компонентами, є головною умовою стабільності покриття, при їх змішуванні та утворення композиції, що не руйнується алканами. За рахунок естерного зв'язку, утвореного карбоксильною групою фтортензиду з гідроксильними групами неіоногенної ПАР збільшується ГЛБ, підвищується стабільність та стійкість системи. Включення газонаповнених мікрокульок забезпечує плавучість, високу механічну міцність і пожежобезпечність покриття, стабілізованого полімерною матрицею полівінілового спирту (ПВС), зменшує випаровування індивідуальних вуглеводневих рідин та їх сумішей до 99,8 %. Створені інвертні мікродисперсії на основі олеодіну і фосфатидіну мають низьку густину, теплопровідність, пластичність і одночасно можуть бути як пасивною теплоізоляцією, так і мінімізувати випаровування нафтопродуктів при їх зберіганні.

Ключові слова: випаровування, вуглеводневі рідини, нафтопродукти, поверхнево-активні системи, захисні покриття, аеровані, полегшені мікродисперсії, газонаповнені мікрокульки.

АННОТАЦИЯ

Поверхностно-активные системы для минимизации испарения углеводородных жидкостей. Спасская Е. А. - Рукопись.

...