CC BY
19
Society of Petroleum Engineers (SPE). — 1995. — Vol. 10, № 2. — P. 89-95. doi:10.2118/27488-pa
3. Bowers, G. L. Detecting high overpressure [Text] / G. L. Bowers // The Leading Edge. — 2002. — Vol. 21, № 2. — P. 174-177. doi:10.1190/1.1452608
4. Мыслюк, М. А. Выбор рациональных технологических решений при разбуривании зон АВПД [Текст] / М. А. Мыслюк,
A. В. Лужаница, В. Ю. Близнюков. — М., 1995. — 67 с.
5. Шевцов, В. Д. Предупреждение газопроявлений и выбросов при бурении глубоких скважин [Текст] / В. Д. Шевцов. — М.: Недра, 1988. — 201 с.
6. Куксов, А. К. Предупреждение и ликвидация газонефтеводо-проявлений при бурении [Текст] / А. К. Куксов, Э. В. Бабаян,
B. Д. Шевцов. — М.: Недра, 1992. — 251 с.
7. Мыслюк, М. А. О выборе технологии ликвидации флюи-допроявления [Текст] / М. А. Мыслюк // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. — 2010. — № 3. — С. 19-23.
8. Козлов, Е. Н. Особенности глушения скважин на Тала-канском нефтегазоконденсатном месторождении [Текст] / Е. Н. Козлов, А. В. Кустышев, Р. С. Абдуллин // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. — 2014. — № 6. — С. 31-34.
9. Бом, Ж. Предупреждение и ликвидация газонефтеводо-проявлений [Текст]: пер. с франц. / Ж. Бом, Д. Бриган, Б. Лопе. — М.: Недра, 2002. — 140 с.
10. Вайсберг, Г. Л. Фонтанна безпека [Текст] / Г. Л. Вайсберг, Д. В. Римчук. — Х., 2002. — 474 с.
11. СОУ 11.2-30019775-031:2004. Свердловини на нафту та газ. Попередження та лжвщащя аварш при буршш [Текст]. — Харгав: ДК «Укргазвидобування», 2004. — 90 с.
ВЫБОР СПОСОБА ЛИКВИДАЦИИ ФЛЮИДОПРОЯВЛЕНИЙ
В статье проведен анализ научных работ и промышленной информации с целью разработки рекомендаций для выбора оптимального способа вымыва флюида, с учетом условий его поступления в скважину. Проведено обобщенное сравнение
методов и установлены факторы, влияющие на технологическую возможность их реализации. Разработаны рекомендации по их применению в зависимости от условий возникновения проявлений.
Ключевые слова: бурение скважин, флюид, ликвидация флюидопроявлений.
Олексюк Микола Петрович, старший викладач, кафедра буртня нафтових i газових свердловин, 1вано-Франтвський нащональний технчний утверситет нафти i газу, Украта, e-mail: olecsiuk@nung.edu.ua.
Васько 1гор Статславович, кандидат техшчних наук, доцент, кафедра буртня нафтових i газових свердловин, 1вано-Фран-твський нащональний техтчний утверситет нафти i газу, Украта, e-mail: Ihor.Vasko@i.ua.
Юрич Андрт Романович, кандидат технчних наук, доцент, кафедра буртня нафтових i газових свердловин, 1вано-Фран-твський нащональний техшчний утверситет нафти i газу, Украта, e-mail: a.r.yurych@gmail.com.
Олексюк Николай Петрович, старший преподаватель, кафедра бурения нефтяных и газовых скважин, Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа, Украина. Васько Игорь Станиславович, кандидат технических наук, доцент, кафедра бурения нефтяных и газовых скважин, Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа, Украина.
Юрыч Андрей Романович, кандидат технических наук, доцент, кафедра бурения нефтяных и газовых скважин, Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа, Украина.
Oleksyuk Mykola, Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, Ukraine, e-mail: olecsiuk@nung.edu.ua. Vas'ko Ihor, Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, Ukraine, e-mail: Ihor.Vasko@i.ua. Yurych Andriy, Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, Ukraine, e-mail: a.r.yurych@gmail.com
УДК ББ7.1ББ.Б 001: 10.15587/2312-8372.2014.32107
ОДЕРЖАННЯ СОЛОМЯНО1 ЦЕЛЮЛОЗИ У СИСТЕМ1 1ЗОБУТАНОЛУ — Г1ДРАЗИНУ — КОН
Дослгджено процес отримання органосольвентног солом'яног целюлози. Показано, що ф\зико-мехатчт показники целюлози не поступаються показникам якостi сульфатны i сульфтнш целюлозам iз деревини. Методом ядерного магнтного резонансу тдтверджено, що верхтй шар вiдпрацьованого варильного розчину ерозчином iзобутанолу, який можливо повторно використо-вувати на наступне вартня.
Ключов1 слова: целюлоза, пшенична солома, iзобутиловий спирт, гiдразин, ядерний магнтний резонанс.
Барбаш В. А., Ященко О. В.
1. Вступ
Покращення життя населення потребуе тдвищення piBM споживання TOBapiB широкого вжитку, зокрема паперу i картону, целюлози i продукпв ü переробки. Основною сировиною для виробництва картонно-паперо-во1 продукцп i отримання целюлозовмшних матерiалiв е дефщитна хвойна та листяна деревина. Для одержання
целюлози у свгговш целюлозно-паперовш промисловос-ri найбшьше розповсюдження отримали сульфатний i сульфиний способи варшня, яю негативно впливають на стан навколишнього середовища [1].
Для краш, яю не мають великих обсяпв вшьно! деревини актуальною проблемою е пошук альтерна-тивних джерел волокнисто! сировини [2]. Тому роз-робка ресурсозбер^аючих еколопчно бшьш чистих
TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 6/5(20], 2014, © Барбаш В. А., Ященко О. В.
17=)
технологш отримання целюлози iз рослинно! сировини е актуальним для пiдприeмств целюлозно-паперово! галузь
2. Анал1з л1тературних даних та постановка проблеми
До альтернативних джерел волокон ввдносяться рiзнi представники недеревно! рослинно! сировини, зокрема стебла злакових i волокна технiчних культур [3, 4]. Свггове виробництво пшеницi в 2012 рощ 665,33 млн. т, що робить його трепм по виробництву зерна тсля кукурудзи i рису [5]. Тiльки в Укра'iнi щорiчний по-тенцiал невикористано! пшенично! соломи становить до 20 млн. т [6].
Бшьш екологiчно чистими способами отримання целюлози е органосольвентш методи варшня, якi ш-тенсифжують процес делiгнiфiкацi'i рослинно! сировини, сприяють зменшенню температури i тривалост варiння [7, 8]. До таких органосольвентних способiв варiння вiдноситься процес дел^шфжацп в системi iзобутиловий спирт — пдразин — КОН, який характеризуется можливiстю повторного використання орга-нiчного компоненту варильного розчину без проведення додаткового процесу регенерацп [9]. Ввдпрацьований варильний розчин розд^еться на два шари: верхнiй шар оргашчного розчинника та нижнiй — водяний шар, який мктить в собi основну кiлькiсть розчинених мшераль-них та органiчних речовин рослинно! сировини (лкнш, екстрактивнi речовини, гемщелюлози). Використання сполук калiю та азоту в варильному розчиш дае мож-ливiсть використовувати чорний щолок у виробництвi мiнеральних добрив.
Мета роботи — отримання солом'яно! целюлози еколопчно бiльш чистим способом, визначення основних показниюв якостi органосольвентно! целюлози та можли-востi повторного використання оргашчного компоненту варильного розчину.
Для досягнення поставлено! мети необхщно:
1. Провести варшня пшенично! соломи в сере-довишд iзобутилового спирту за рiзних температур i тривалостi.
2. Виготовити лабораторнi вiдливки для визначення фiзико-механiчних показникiв органосольвентно! со-лом'яно! целюлози.
3. Дослвдити хiмiчний склад вщпрацьованого ва-рильного розчину.
3. Результати дослщжень процесу
отримання целюлози та 1х обговорення
Для одержання целюлози використовували стебла пшенично! соломи з Вшницько! областi врожаю 2014 року, як перед проведенням дослiджень подрiб-нювалися до розмiрiв 2-5 мм i зберiгалися в ексика-торi для пiдтримання постiйно! вологостi та хiмiчного складу.
Результати варiння солом'яно! з варильним розчи-ном з витратами КОН 10 % вщ маси абсолютно сухо! сировини (а. с. с.), пдразину — 15 % вщ а. с. с., у середовишд iзобутиловий спирт вода у стввщно-шеннi 50 : 50 об'емних %, за температури 140-160 °С, тривалктю вiд 60 до 150 хвилин, за гщромодуля 6 : 1 наведено у табл. 1.
Таблиця 1
Показники якосп солом'янт целюлози (% вiд а. с. с.)
Ятсш показники целюлози Температура варшня, °С Тривалшть варшня, хв
60 90 120 150
Вихщ целюлози, % 140 58,2 57,3 56,3 55,2
150 56,5 55,1 53,5 51,6
160 53 51,1 49,7 49,0
Залишковий лiгнiн, % 140 4,03 3,75 3,25 2,81
150 3,22 2,88 2,67 2,11
160 1,9 1,48 1,3 1,1
Зольшсть, % 140 2,68 2,60 2,3 1,96
150 2,59 2,51 2,19 1,79
160 2,45 2,29 1,92 1,68
BMicT пентоза- HiB, % 140 3,75 3,20 2,42 2,07
150 3,50 2,92 2,79 2,50
160 2,30 2,20 2,15 2,05
З даних табл. 1 видно, що 3i зб^ьшенням три-валостi варшня значення дослщжених показникiв отримано! целюлози вщносно маси абсолютно сухо! сировини (а. с. с.) закономiрно зменшуеться, що пов'язано з штенсифжащею процесу деструкцiï лiгнiну за рахунок розщеплення a- i Р-етерних алки-ларильних зв'язкiв макромолекул лiгнiнy розчинення екстрактивних i мшеральних речовин та вуглеводiв рослинно! сировини i переведення !х до варильного розчину.
Лабораторш вiдливки солом'яно! целюлози мали наступи фiзико-механiчнi показники: розривна довжина 6200-6900 м, шдекс продавлюванню 4,2-4,5 кН/г, число подвшних перегинiв 520-600, що перевищуе показники якостi целюлози iз деревини, отриманих традицiйними сульфатним i сульфггним способами варiння.
В робот методом протонного магнiтного резонансу (1H ЯМР) на приладi Bruker 170 Avance 500 (на частой 400,0 МГц, внутршнш стандарт — ТМС) в розчиш дейтерированого хлороформу встановле-но хiмiчний склад верхнього шару вщпрацьованого розчину (рис. 1).
На отриманих спектрах спостертються чотири ос-новнi пiки: iнтенсивний сигнал протошв ОН-групи в областi 2,504 м. д., тк в област 0,849 м. д. вказуе на групу СН3 iзобутанолу, пiк в област 1,694 м. д. вщповщае групi СН, дублет в област 3,321 м. д. — СН2 групи органiчного розчинника, що вiдповiдають лiтературним даним групам iзобутанолу [10]. Це свщ-чить про можлившть використовувати верхнiй шар вiдпрацьованого варильного розчину на повторне варшня целюлози.
I 18
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 6/5(20], 2014
1...... 5.5..... 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2. 0 1.5 ......U0 0.5 0.0
File name: lia2610.fid Operator SF: 400.0002 MHz NSC: 0 PW: 7.50 usee, RG: 24 SL 32768
Date: 02-M-2014 Solvent: cdcl3 SW: 7261 Hz ТЕ: 293 К AQ: 1.24 sec. RD: 0.00 sec
Рис 1. Спектр 'H ЯМР верхнього шару вщпрацьованого варильного розчину
4. Висновки
1. Отримана органосольвентна солом'яна целюлоза не поступаеться показникам якостi сульфатнш i суль-фiтнiй целюлозi i3 деревини i може розглядатися як сировина для подальшо! переробки.
2. Верхнш шар вiдпрацьованого варильного розчину можливо повторно використовувати на наступне варшня.
Литература
1. Smook, G. A. Handbook for Pulp and Paper Technologists [Text] / G. A. Smook. — Ed. 2. — Angus Wilde Publications, 1992. — 419 p.
2. Barbash, V. Pulp obtaining from corn stalks [Text] / V. Barbash, I. Trembus, J. Nagorna // Chemistry and Chemical Technology. — 2012. — V. 6, № 1. — P. 83-87.
3. Rodriguez, A. Rice straw pulp obtained by using various methods [Text] / A. Rodriguez, A. Moral, L. Serrano, J. Labidi, L. Jiménez // Bioresource Technology. — 2008. — Vol. 99, № 8. — P. 2881-2886. doi:10.1016/j.biortech.2007.06.003
4. Mossello, A. A. A Review of Literatures Related of Using Kenaf for Pulp Production (Beating, Fractionation, and Recycled Fiber) [Text] / A. A. Mossello, J. Harun, P. M. Tahir, H. Re-salati, R. Ibrahim, S. R. Fallah Shamsi, A. Z. Mohmamed // Modern Applied Science. — 2010. — V. 4, № 9. — P. 21-29. doi:10.5539/mas.v4n9p21
5. Hurter, B. Nonwood fiber offer potential opportunity for pa-permakers [Text] / B. Hurter // TAPPI J. — 2014. — P. 5-6.
6. Barbash, V. Ammonia-sulfite-ethanol pulp from wheat straw [Text] / V. Barbash, I. Trembus, V. Shevchenko // Cellulose Chemistry and Technology. — 2014. — № 48. — P. 345-353.
7. Ruiz, H. A. Development and Characterization of an Environmentally Friendly Process Sequence (Autohydrolysis and Or-ganosolv) for Wheat Straw Delignification [Text] / H. A. Ruiz, D. S. Ruzene, D. P. Silva, F. F. M. da Silva, A. A. Vicente, J. A. Teixeira // Applied Biochemistry and Biotechnology. —
2011. — Vol. 164, № 5. — P. 629-641. doi:10.1007/s12010-011-9163-9
8. Villaverde, J. J. Miscanthus x giganteus as a Source Of Bio-based Products Through Organosolv Fractionation: A Mini Review [Text] / J. J. Villaverde, P. Ligero, A. de. Vega // The Open Agriculture Journal. — 2010. — Vol. 4, № 1. — P. 102-110. doi:10.2174/1874331501004010102
9. Удальцов, В. А. Делигнификация древесины в системе гидро-ксида калия — изобутанол — вода в присутствии гидразина [TeKCT]: материалы V Всероссийской конференции, 24-26 апреля 2012 г. / В. А. Удальцов, К. С. Давляшин, Г. А. Пазухина; под ред. Н. Г. Базарновой, В. И. Маркина // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья. — Бернаул: Изд-во Алт. ун-та,
2012. — С. 71-72.
10. NMR spectrum of isobutyl alcohol [Electronic resource] / National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. — Available at: \www/URL: http://sdbs.db.aist.go.jp/ sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi. — 17.11.2014.
ПОЛУЧЕНИЕ СОЛОМЕННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В СИСТЕМЕ ИЗОБУТАНОЛ — ГИДРАЗИН — КОН
Исследован процесс получения органосольвентной соломенной целлюлозы. Показано, что физико-механические показатели целлюлозы не уступают показателям качества сульфатной и сульфитной целлюлозы из древесины. Методом ядерного магнитного резонанса подтверждено, что верхний слой отработанного варочного раствора является раствором
TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 6/5(20], 2014
19=)
изобутанола, который возможно повторно использовать при следующей варке.
Ключевые слова: целлюлоза, пшеничная солома, изобути-ловый спирт, гидразин, ядерный магнитный резонанс.
Барбаш Валерй Анатолтович, кандидат хiмiчних наук, доцент, кафедра екологп та технологи рослинних полiмерiв, Нащональний техшчний утверситет Украти «Кигвський полтехшчний iнститут», Украта, e-mail: v.barbash@kpi.ua. Ященко Ольга Василiвна, астрант, кафедра екологп та технологи рослинних полiмерiв, Нащональний техшчний утверситет Украти «Кигвський полiтехнiчний iнститут», Украта, e-mail: voliav@ukr.net.
Барбаш Валерий Анатольевич, кандидат химических наук, доцент, кафедра экологии и технологии растительных полимеров, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Украина.
Ященко Ольга Васильевна, аспирант, кафедра экологии и технологии растительных полимеров, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Украина.
Barbash Valéry, National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute», Ukraine, e-mail: v.barbash@kpi.ua. Yashchenko Olha, National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute», Ukraine, e-mail: voliav@ukr.net
УДК Б7Б.035
DOI: 10.15587/2312-8372.2014.32230
демишок т. I., РОЗРОБКА СИНТЕТИЧНОГО
Антоненко Л. П.
ЕЛЕКТРО1ЗОЛЯЦ1ИНОГО ПАПЕРУ
Представлено аналгз сучасних тдвищених вимог до властивостей папергв, що використовують-ся для електрогзоляцп. Серед них видшено ряд основних, таких як термостштсть, електрична мщтсть, гироскошчтсть, тангенс кута дгелектричних втрат. Розроблено композицию паперу, яка забезпечуе отримання електрогзоляцшного синтетичного паперу з низькою гироскошчтстю та низьким тангенсом дгелектричних витрат.
Клпчов1 слова: синтетичний електро1золяцшний патр, руйтвне зусилля, електрична мщтсть, тангенс кута дгелектричних витрат.
1. Вступ
Розвиток електротехшчно! галузi вимагае вщповщно! розробки нових iзоляцiйних матерiалiв. Целюлозний патр як електроiзоляцiйний матерiал дуже широко вико-ристовуеться i мае суттевi переваги (вщносно невисоку варпсть, досить висою показники мехашчно! мщносп, гнучюсть, можливкть отримання електроiзоляцiйних ма-терiалiв достатньо мало! товщини (до 4 мкм) i головне, можливкть отримання на його основi iзолящi з висо-кими електричними характеристиками, яю досягаються в результата просочування паперу). Але ^м цього кнуе ряд недолЫв електроiзоляцiйних матерiалiв з целюлози, а саме: пгроскотчшсть [1], порiвняно невисока термостш-юсть i висою електричш втрати тд час використання в кабелях високо! напруги [2]. Погана теплопровщшсть i вщносно низька термостiйкiсть обмежують можливiсть пiдвищення робочо! температури електрообладнання [1].
Виходячи з вище викладеного створення електроiзо-ляцшного паперу з низькою пгроскотчшстю та низьким тангенсом дiелектричних втрат для зменшення втрат тд час передавання електроенергп е ниш дуже актуальним.
2. Анал1з л1тературних даних I постановка проблеми
Пгроскотчшсть целюлозного паперу визначаеться як наявшстю полярних гiдроксильних груп, що мають спорвднешсть з полярними молекулами води, так i ка-пшярним характером структури матерiалу i становить 7 % за вщносно! вологосп повiтря 50 % [1].
Шд час виготовлення композицiйних матерiалiв пористiсть може досягати 10-20 %. У разi використання природних i синтетичних органiчних волокон, завдя-ки значно меншiй кiлькостi пор i трiщин, пористiсть не перевищуе 1-2 % [3]. Наявшсть пор може сприя-ти проникненню вологи в електроiзоляцiйнi частини електрообладнання. Навiть термовакуумне просочування епоксидним компаундом не усувае повшстю пгроскотчшсть паперу [4].
З метою збшьшення стшкосп твердо! iзоляцii до дГ! вологи використовують синтетичний патр, який мае гарну пдрофобшсть i може легко просочуватися електроiзоляцiйним компаундом замiсть целюлозного крепованого паперу, який мае високу пдрофшьшсть [5].
Тенденщя до пiдвищення напруги тд час переда-чi електроенергп висувае вимоги до iзоляцii, яким не завжди може вщповщати патр з сульфатно! целюлози, просочено! оливою. 1золящя з целюлозних паперiв мае в початковому сташ тангенс дiелектричних втрат (tg 8) 0,0025. При цьому дiелектричнi втрати кабелiв на на-пругу 500 кВ можуть досягати 200 % втрат в жилi i бiльше [5]. Одним з найбiльш перспективних напрямкiв розробки нових титв iзоляцii для високовольтних ка-белiв е розроблення нових видiв паперiв з синтетичних волокон [2, 5], таких як полшротленових, полiетиле-нових, полiстирольних, арамiдних та ш.) [6].
Серед синтетичних волокон полiефiрнi волокна мають ряд штотних переваг у разi використання як електроiзо-ляцiйного матерiалу. Це низька пгроскотчшсть, а саме за ввдносно! вологост повiтря 65 % вона становить 0,4 %. Також за стшюстю до тдвищених температур
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 6/5(20], 2014, © Демишок Т. I., Антоненко Л. П.
