Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка и исследование новых комплексных реагентов, ингибирующих процессы коррозии, солеотложения и биообрастания в теплообменных системах с целью повышения эффективности использования тепловой энергии на предприятиях нефтехимической, металлургической, химической промышленности и ЖКХ

Докладчик: Попов Константин Иванович

Должность: Научный руководитель работ, заведующий лабораторией, доктор технических наук, профессор, Заведующий лабораторией

Цель проекта:
1.1.Обеспечение создания производства ассортимента новых отечественных комплексных реагентов, повышающих эффективность использования тепловой энергии на предприятиях химической, нефтехимической и металлургической промышленности и ЖКХ за счет снижения влияния процессов коррозии, солеотложения и биообрастания. 1.2.Разработка составов новых отечественных реагентов, обеспечивающих снижение скоростей коррозии, солеотложения и биообрастания в теплообменных системах, а именно: - реагента для установок обессоливания морской воды; - реагента для установок опреснения морской воды; - ингибитора солеотложений для испарительных установок; - реагента, ингибирующего процессы коррозии и солеотложения в системах теплоснабжения; - комплексного реагента, ингибирующего процессы коррозии, солеотложения и биообрастания в водооборотных системах,. 1.3. Разработка технологий получения указанных в п.1.2 реагентов, ориентированных на использование отечественного сырья. 1.4. Разработка технологий применения указанных в п.1.2 реагентов, обеспечивающих повышение эффективности работы - установок мембранной очистки воды; - испарительных установок; - теплообменных систем закрытого контура (систем теплоснабжения); - теплообменных систем открытого контура (систем охлаждения).

Основные планируемые результаты проекта:
1. Краткое описание основных результатов (основные практические и экспериментальные результаты, фактические данные, обнаруженные взаимосвязи и закономерности).
В результате выполнения работ должны быть созданы новые отечественные реагенты, обеспечивающие снижение скоростей коррозии, солеотложения и биообрастания в теплообменных системах, а именно:
- реагент для установок обессоливания морской воды;
- реагент для установок опреснения морской воды;
- ингибитор солеотложений для испарительных установок;
- реагент, ингибирующий процессы коррозии и солеотложения в системах теплоснабжения;
- комплексный реагент, ингибирующий процессы коррозии, солеотложения и биообрастания в водооборотных системах,
- а также разработаны технологии их получения и применения.


2. Основные характеристики планируемых результатов (в целом и/или отдельных элементов), планируемой научной (научно-технической, инновационной) продукции.
Разрабатываемые технологии получения реагентов, обеспечивающих снижение скоростей коррозии, солеотложения и биообрастания в теплообменных системах, должны быть ориентированы на использование при их производстве отечественного сырья не менее, чем на 70%, и суммарные объемы выпуска - не менее 1000 тонн/год.
Технологии применения разрабатываемых реагентов должны обеспечивать повышение эффективности работы:
- установок мембранной очистки воды – увеличение межпромывочного интервала работы установки не менее, чем в 2 раза;
- испарительных установок – снижение интенсивности накипеобразования до значений не выше 0,1 г/м2•час;
- теплообменных систем закрытого контура (систем теплоснабжения) – обеспечение безнакипного режима работы в условиях превышения карбонатного индекса в 5 раз по сравнению с нормативной величиной;
- теплообменных систем открытого контура (систем охлаждения) – увеличение величины достигаемого коэффициента упаривания теплоносителя не менее, чем в 1,5 раза.

3. Оценка элементов новизны научных (технологических) решений, применявшихся методик и решений.
Представленный нами Проект обладает всеми признаками новизны. Он предполагает:
- постановку новой комплексной научной и научно-технической задачи создания отечественных
ингибиторов солеотложений и коррозии нового поколения для различных отраслей;
- применение новых для данной области инженерной науки методов, включая методы компьютерного
моделирования ионных равновесий, методы нанохимии (ЛДС, СЭМ и др.), применение CALS-технологий;
- получение продуктов, способных к правовой охране.
Впервые будет:
- проведён синтез карбоксил- и фосфорсодержащих соединений, в т.ч. высокой молекулярной массы,
обладающих ингибирующей способностью по отношению к сульфату и карбонату кальция, среди которых должно быть не менее одного, обладающих повышенной способностью к биодеградации;
- изучены с применением метода ЛДС процессы ингибирования солеотложений в растворах, содержащих
карбоксил- и фосфорсодержащие соединения;
- проведено компьютерное моделирование равновесий комплексообразования и образования
нерастворимой фазы с применением современного программного обеспечения SPECIES для систем
«СаСО3-ингибитор-солевой фон-вода» и «СаSО4-ингибитор-солевой фон-вода»;
- разработана методика проведения на экспериментальных стендах коррозионных испытаний и испытаний
по оценке эффективности действия ингибиторов солеотложений;
- разработаны технологии применения указанных реагентов, ингибирующих процессы коррозии,
солеотложения и биообрастания в теплообменных системах, обеспечивающие повышение эффективности
работы:
- установок мембранной очистки воды – увеличение межпромывочного интервала работы установки не
менее, чем в 2 раза;
- испарительных установок – снижением интенсивности накипеобразования до значений не выше 0,1 г/
м2•час;
- теплообменных систем закрытого контура (систем теплоснабжения) – обеспечение безнакипного режима
работы в условиях превышения карбонатного индекса в 5 раз по сравнению с нормативной величиной;;
- теплообменных систем открытого контура (систем охлаждения) – увеличение величины достигаемого
коэффициента упаривания теплоносителя не менее, чем в 1,5 раза;
- проведены испытания комплексных реагентов на реальных объектах;
- разработаны технологии получения комплексных реагентов c применением современных CALS-
технологий.

4. Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень.
Новизна и научно-технический уровень планируемых результатов ПНИЭР обеспечит создание новых конкурентноспособных видов продукции (линейка новых ингибиторов и технологий их применения) на временном горизонте до 10 лет с возможностью достижения заметного превосходства над лучшими
мировыми аналогами: не менее чем на 25% по стоимости при аналогичной эффективности в отношении ингибиторов фирмы NALKO (США) и не менее, чем на 25% по соотношению эффективности и стоимости в отношении продуктов китайского производства.

5. Возможность достижения Пути и способы достижения заявленных результатов, ограничения и риски.

Разработка и внедрение новых комплексных реагентов, ингибирующих процессы солеотложений, коррозии и биообрастания позволит создать рынок принципиально новых экологически чистых ингибиторов для промышленной водоподготовки, что обеспечит импортозамещение и значительное повышение эффективности использования промышленных систем водопользования.
Производство реагентов нового поколения и внедрение экологически безопасных ресурсосберегающих технологий подготовки воды для производственных нужд на различных отечественных предприятиях химической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности позволит ограничить или полностью предотвратить процессы коррозии, накипеобразования и биообрастания, что значительно повысит надёжность и эффективность работы теплоэнергетических систем водопользования.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Описание областей применения планируемых результатов (области науки и техники; отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться или планируемая на их основе инновационная продукция);

Задача создания новых комплексных реагентов, ингибирующих процессы коррозии, солеотложения и биообрастания в теплообменных системах и технологий их применения с целью повышения эффективности использования тепловой энергии на предприятиях химической, нефтехимической, металлургической промышленности и жилищно-коммунального хозяйства является крупной комплексной общегосударственной проблемой для любого индустриально-развитого государства, включая Россию. Соответственно данный проект ставит своей целью решение серии взаимосвязанных задач фундаментального и прикладного характера, каждая из которых имеет свою историю и различную степень сложности.
2. Описание практического внедрения планируемых результатов или перспектив их использования;
Разработка и внедрение новых отечественных комплексных реагентов позволит создать рынокпринципиально новых экологически чистых реагентов , повышающих эффективность использования тепловой энергии на предприятиях химической, нефтехимической и металлургической промышленности и ЖКХ за счет снижения влияния процессов коррозии, солеотложения и биообрастания.

3. Оценка или прогноз влияния планируемых результатов на развитие научно-технических и технологических направлений; разработка новых технических решений; на изменение структуры производства и потребления товаров и услуг в соответствующих секторах рынка и социальной сфере. Оценка или прогноз влияния планируемых результатов на развитие исследований в рамках международного сотрудничества, развитие системы демонстрации и популяризации науки, обеспечении развития материально-технической и информационной инфраструктуры.
Производство реагентов нового поколения и внедрение экологически безопасных ресурсосберегающих технологий подготовки воды для производственных нужд на различных отечественных предприятиях
химической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности позволит ограничить или полностью предотвратить процессы коррозии, накипеобразования и биообрастания, что значительно повысит надёжность и эффективность работы теплоэнергетических систем водопользования.

Текущие результаты проекта:
В ходе выполнения 1 этапа работ было проведено аналитическое исследование структуры рынка ингибиторов коррозии, солеотложений и биообрастания для различных систем водопользования, а также анализ отечественной сырьевой базы производства полимеров на основе акриловой кислоты, а также фосфорсодержащих органических соединений класса ингибиторов солеотложений .