Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время в Республике Узбекистан, как и во всем мире, придаётся большое значение рациональному использованию местного сырья, природных ресурсов, разработке безотходной, экологически чистой и ресурсосберегающей технологии производства импортозамещаемых и экспортоориентированных продуктов.
К таким продуктам прежде всего относятся комплексоны -ионообменные смолы, ингибиторы отложений минеральных солей и др., потребность в которых различных отраслей народного хозяйства республики составляет несколько тысяч тонн в год.
Из-за отсутствия производства в Республике ионообменных смол и ингибиторов отложений минеральных солей последние привозятся из других стран за валюту. В то же время в Узбекистане для производства указанной продукции имеется все необходимое: местное сырье и свободные мощности на химических предприятиях Республики. В настоящее время химическими предприятиями нашей страны выпускаются фурфурол (около 1000 т/год), формальдегид (7 тыс.т/год), мочевина (600 тыс.т/год), тиомочевина (500 т/год) и др., которые являются потенциальными сырьевыми ресурсами для получения комплексонов.
В связи с этим, разработка технологии производства новых ионообменных смол и ингибиторов отложений минеральных солей на базе местного сырья и отходов представляет собой актуальную научно-техническую задачу.
Цель работы. Целью работы является синтез новых комплексонов на основе местного сырья - альдегидов, аминов и амидов с заранее заданным строением, разработка безотходной, ресурсосберегающей и экологически чистой технологии их производства и изыскание возможных областей их практического применения.
Научная новизна. Впервые исследован процесс совместной конденсации фурфурола, формальдегида с мочевиной и тиомочевиной в присутствии ортофосфорной кислоты. При этом получены термостойкие олигомеры, которые использованы в качестве ионообменных смол для извлечения ионов редких, рассеянных и благородных металлов. Выявлено, что добавляемая ортофосфорная кислота также участвует в реакции поликонденсации.
Изучены процессы конденсации аминов, (моно- и диэтаноламинов) амидов, мочевины и тиомочевины, также частично гидролизованных пйлимеров - полиакрилонитрила, отходов производства волокна «нитрон» и сульфаниловой кислоты с формальдегидом и оксиметилсульфанатом. На их основе разработаны новые высокоэффективные ингибиторы отложений минеральных солей.
Впервые изучены процессы конденсации мочевины и тиомочевны с
монохлоруксусной кислотой. При этом синтезированы
тетракарбоксиметилмочевина и тетракарбоксиметилтиомочевина с выходом от 45 до 92 %.
Конденсацией частично гидролизованных полимеров -полиакрилонитрила и отходов волокна "нитрон" с формальдегидом и бисульфитом натрия синтезирован новый высокоэффективный ингибитор отложений минеральных солей. Установлено, что его ингибирующее действие по карбонату и сульфату кальция достигает 96,0 и 97,0%.
Практическая ценность. Разработана технология получения новой ионообменной смолы на основе фурфурола, тиомочевины, формальдегида и ортофосфорной кислоты (ФТФО). Синтезирована опытная партия ионита ФТФО и испытана в заводской лаборатории УзКТЖМ в процессе сорбции ионов меди.
Конденсацией частично гидролизованных полимеров -полиакрилонитрила, К-4 и К-9 с формальдегидом ( оксиметилсульфонатом) разработан новый высокоэффективный ингибитор отложения минеральных солей, условно названный ИОМС-альфа. Новый ингибитор рекомендован к использованию в промышленных условиях. Разработана технология производства ингибитора отложений ИОМС-альфа, подготовлены и утверждены нормативно-технические документы - лабораторный регламент и технические условия.
Работа проводилась в соответствии с координационным планом НИР ГКНТ Республики Узбекистан "Разработка ресурсосберегающих технологий продукции путём переработки местного сырья и промышленных отходов" (госрегистрационный номер 01.970006157).
Автор выносит на зашиту:
результаты исследований реакций синтеза комплексонов с заранее заданным строением;
новую одностадийную, безотходную технологию получения ионообменных смол и ингибиторов отложений минеральных солей на базе аминов, амидов и альдегидов, проявляющих высокие сорбционные свойства и обладающих высокими ингибирующими свойствами;
Сведения об апробации и публикации. Результаты работы
докладывались на: второй и третьей конференциях, посвященных памяти
академика С. Ю. Юнусова (1998-1999 г.г), научно-технической
конференции "Проблемы развития химии и технологии органических соединений в Узбекистане", Т., 1998 г.; Международном конгрессе "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности", г. Санкт - Петербург, 2000г; научно-технической и теоретической конференции ТашХТИ, Т., 1997- 2000 г.г.
По теме диссертации опубликовано 5 научных статей , 4 тезиса, подготовлены и утверждены 2 комплекта нормативно-технической документации.
Объём и структура работы. Диссертация изложена на 106 страницах машинописного текста, включает 20 таблиц и 4 рисунка.
Работа состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы из 118 наименований и приложений, в которых приведены акты испытаний.