Производство поверхностно-активных веществ (ПАВ), моющих, смачивающих, пенообразующих средств, мыла, глицерина. Производство продуктов бытовой химии и гигиенических средств

Проведено теоретическое обоснование принципиально нового подхода к изучению термодинамики и кинетики реальных межфазных процессов. Рассмотрены уравнения адсорбции и методы расчета дифференциальных теплот адсорбции в рамках теории полимолекулярной адсорбции в различных модельных представлениях для идеальных и реальных (c обобщенным фактором неидеальности) физико-химических процессов, протекающих на межфазной границе. Изучена кинетика и термодинамика межмолекулярных взаимодействий углеводородных, фторированных природных ПАВ в адсорбционном слое. Разработан адсорбционно-термодинамический метод исследования природы поверхностей и апробирован в приложении к гетерогенному твердофазному катализу и катализу в расплавах, к лигнинсодержащим полиэлектролитным системам. Рассмотрено новое направление в теории и практике флотационного обогащения полезных ископаемых.

Содержит краткий обзор истории применения поверхностно-активных веществ для подготовки и транспортировки нефти. Рассмотрены теоретические основы формирования и разрушения водонефтяных эмульсий с применением данных веществ и особенности применения индивидуальных поверхностно-активных веществ.

Рассматриваются основные проблемы развития кожевенно-меховой промышленности, а также используемые химические материалы. Приводятся результаты синтеза ПАВ, исследования структуры и свойств, применения в производстве меха и кожи, использования полимерных добавок в меховом производстве, а также совместного использования плазменной обработки и предлагаемых химических материалов.

В работе рассмотрен вопрос взаимодействия технических лигносульфонатов с гидратированным оксидом алюминия и его формой, содержащей аминоэпихлоргидринную смолу Водамин-115. Сорбцию проводили в статических условиях при изменяющихся параметрах проведения реакции (время; рН; концентрация лигносульфонатов; масса сорбента; добавки, способные взаимодействовать с лигносульфонатами с образованием полиэлектролитных комплексов). Процесс сорбции контролировали по изменению значений рН, концентрации лигносульфонатов и ионов алюминия фотометрическим и комплексонометрическим методами. Показано, что лигносульфонаты взаимодействуют с оксидом алюминия и его модифицированными формами при широком варьировании условий сорбции с образованием моно- и полимолекулярных слоев лигносульфонатов на поверхности сорбента. На примере добавок катионного полиэлектролита, способного образовывать полиэлектролитные комплексы с лигносульфонатами, показано увеличение сорбционных свойств оксида алюминия, как и в случае добавки соли алюминия, что указывает на преимущество адсорбции лигносульфонатов в составе комплекса с ионами алюминия. Поверхностный слой осажденного лигносульфоната проницаем для ионов алюминия, образующихся при растворении матрицы сорбента, что обеспечивает условия образования комплекса с алюминием и его дальнейшего осаждения.

Рассмотрены научные и технологические процессы производства сырья для получения ПАВ: парафинов, олефинов, аминов, ароматических углеводородов, синтетических жирных кислот, высших жирных спиртов, оксидов этилена и пропилена.

Адсорбционные методы являются одними из наиболее распространенных при разделении химических веществ, однако внедрение адсорбционных технологий разделения сдерживается рядом факторов. Использование порошковых адсорбентов, обладающих магнитными свойствами, позволит интенсифицировать процессы адсорбции и отделения адсорбента от очищаемой фазы. Предлагаемые в настоящее время способы синтеза магнитовосприимчивых адсорбентов в большинстве своем многостадийны, сложны и дорогостоящи. Цель исследования – разработка простого и недорогого способа их синтеза путем пиролиза с использованием в качестве углеродсодержащего сырья гидролизного лигнина – крупнотоннажного отхода гидролизных производств, а в качестве активирующего агента и источника магнитных форм железа – оксида железа(III). Синтез адсорбентов проводился методом планированного эксперимента. Изучалось влияние условий синтеза (содержание оксида железа(III) в исходной смеси, температура, продолжительность пиролиза) на свойства получаемых продуктов, определялись адсорбционная активность адсорбентов по метиленовому голубому и по иоду, относительная магнитная восприимчивость, а также параметры пористой структуры адсорбентов (суммарный объем сорбирующих пор, объем микро- и мезопор). Пористую структуру исследовали методом низкотемпературной адсорбции азота. По адсорбционным показателям полученные магнитовосприимчивые адсорбенты превосходят ближайшие аналоги: максимальная адсорбционная активность по метиленовому голубому – 316 мг/г, что почти в 1,5 раза выше требований ГОСТ 4453–74 к осветляющему углю марки ОУ-Б; максимальная адсорбционная активность по иоду – 1290 мг/г, что в 2 раза выше требований ГОСТ 6217–74 к активному углю БАУ-А; относительная магнитная восприимчивость – в среднем в 2 раза выше, чем у магнетита; максимальный объем сорбирующих, микро- и мезопор – соответственно 0,200; 0,076 и 0,113 см3/г. Таким образом, адсорбенты, синтезированные по предложенному нами способу, показали хорошие адсорбционные и магнитные свойства и могут найти широкое применение в науке и технике. Кроме того, промышленное производство магнитовосприимчивых сорбентов на основе гидролизного лигнина позволит увеличить рентабельность гидролизных производств за счет выпуска ценного продукта и в некоторой мере решить проблему утилизации отвалов лигнина.

Активное развитие промышленности привело к крупнотоннажному накоплению твердых отходов, которое стало серьезным фактором загрязнения окружающей среды. В связи с этим перед человечеством встает очень важная проблема утилизации таких отходов и связанная с ней задача рационального расходования сырья. Управление процессами образования, накопления и переработки отходов – важнейшее звено в обеспечении экологической безопасности, влияющей на экономическое и социальное развитие всех регионов. Накопление отходов оказывает существенное влияние на состояние природных комплексов, здоровье населения. В ряде случаев оно является одним из основных признаков возможного отнесения территорий к зонам с чрезвычайной экологической ситуацией. Невысоким коэффициентом использования сырья отличаются отрасли химической переработки древесины (лесохимическая и целлюлозно-бумажная), поэтому их относят к наиболее агрессивным нарушителям экологического равновесия. Одним из наиболее распространенных промышленных древесных отходов является гидролизный лигнин. Несмотря на пригодность для переработки в полезные продукты, он практически полностью вывозится в отвалы. Имея высокую кислотность, гидролизный лигнин стоек к контаминации, что затрудняет его естественное разложение. При этом он закисляет почву, поверхностные и подземные воды, загрязняет воздушный бассейн. На свалках гидролизных предприятий находится свыше 2 млн т лигнина. Несмотря на множество предложенных решений по пере-работке гидролизного лигнина все они не нашли широкого промышленного применения. Наиболее распространенным на данный момент методом утилизации является его сжигание в топках котельных, что нельзя считать рациональным. С учетом актуальности утилизации вторичных ресурсов химической переработки древесины сформулирована цель данной работы – получение углеродных адсорбентов из гидролизного лигнина. В качестве метода активации был выбран термохимический с использованием гидроксида калия. В ходе эксперимента было изучено влияние технологических параметров на выход и свойства полученного активного угля.