Отзыв оппонента 3 (Комплекс технологий переработки продуктов разложения жидких органических отходов в электрической дуге)

ОТЗЫВМухамедзяновой Альфии Ахметовны, официального оппонентадиссертационной работы Николаева Александра Игоревича«КОМПЛЕКС ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ ЖИДКИХ ОРГАНИЧЕСКИХОТХОДОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГЕ»,представленной на соискание ученой степени доктора технических наукпо специальности 02.00.13 - «Нефтехимия»Актуальность работы для науки и практикиАктуальность темы диссертационной работы Николаева А. И.

определяется постоянным научным и практическим интересом к получению новыхуглеродных материалов с низкой плотностью, химической инертностью, высокими показателями модулей прочности и упругости, тепло- и электропроводности, их широким применением в различных отраслях промышленности:космической технике, авиа- и машиностроении, медицине, производствеспортивных товаров. Представленное диссертационное исследование направлено на решение актуальной проблемы современного материаловедения,а именно разработки научных основ технологии получения нефтяных коксов,углеродных нановолокон, углерод-углеродных композиционных материаловна их основе.

Без понимания химических и физико-химических основ сложных превращений исходного органического сырья в углеродные материалыуправлять трансформациями и разрабатывать оптимизированные технологииневозможно.В диссертационной работе Николаева Александра Игоревича такжерешаются задачи, связанные с защитой окружающей среды от воздействияжидких органических отходов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, рациональным подходом к использованиюприродных ресурсов за счет использования промышленных отходов в каче-1стве вторичного сырья, расширения сырьевой базы получения углерод-углеродных материалов.С этих позиций актуальность и своевременность представленной диссертационной работы не вызывает сомнений.Научная новизна и практическая значимостьНаучная новизна диссертационной работы Николаева А.И.

заключаетсяв создании научных основ предложенной им комплексной технологии переработки продуктов, образующихся при разложении промышленных жидкихорганических отходов в электрической дуге. Автором предложена гипотезапротекания процесса электрокрекинга жидкого органического сырья, предполагающая одновременное протекание реакций крекинга исходного сырья,реакций уплотнения и процессов разложения вновь образовавшихся продуктов. Также, автором выявлены закономерности образования углеродных нановолокон, коксов и углерод-углеродных композиционных материалов изпродуктов электрокрекинга органического сырья. Установлено влияние дисперсного углерода, присутствующего в пастах электрокрекинга, на выход ихарактеристики образующегося кокса.

Для каталитических систем, используемых для синтеза углеродных нановолокон, предложены схемы механизмаобразования продукта из ацетилена и монооксида углерода. Показано, чтообразование волокон из углеводородов и оксида углерода (II) может протекатьна одних и тех же активных центрах - «дефектах» кристаллической решеткикатализатора на границах контактов его кристаллитов.Практическая значимость работы Николаева А.И. заключается в том,что им предложен комплекс технологий по переработке продуктов, образующихся при разложении жидких углеводородов в электрической дуге.Предложенные технологии позволяют получать газ электрокрекинга, сажу,кокс, углеродные нановолокна и композиционные материалы на их основе.Для процессов получения углеродных нановолокон и коксов установленыусловия получения продукта с максимальным выходом или селективностью.Сопоставление характеристик коксов, полученных из паст электрокрекинга, с2требованиями, предъявляемым к коксам марок КНГ, КЗГ, КНА и КЗО показало, что они могут быть использованы в алюминиевой промышленности,производстве абразивов и графитовой продукции.

В диссертационной работеданы рекомендации по аппаратурному оформлению некоторых стадий предложенного комплекса технологий.Следует отметить, что полученные в процессе выполнения работы результаты представляют интерес как для промышленной реализации предлагаемого комплекса технологий, так и для учебного процесса подготовки студентов и уже используются при обучении магистров по направлению 24.01.00«Химическая технология».Общая характеристика диссертацииДиссертация состоит из введения, экспериментального блока из пятиглав, в каждой из которых представлены анализ литературных данных, описаны методы и объекты исследований, изложены основные результаты проведенных экспериментов, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 300 наименований и 2 приложений, содержит 86 рисунков и 71таблицу. Объем работы составляет 232 страницы машинописного текста.В введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследований, изложены научная новизна, практическаяценность и обозначены основные научные положения, выносимые на защиту.В первой главе диссертационной работы приведены результаты исследований процесса электрокрекинга органических промышленных отходов.Несомненной заслугой автора является то, что на основании только анализалитературных данных он предложил рассматривать процесс электрокрекингакак термический процесс, в котором электрический разряд является способомподвода энергии.

Исходя из этого, Николаев сформулировал и экспериментально подтвердил оригинальную гипотезу протекания процесса электрокрекинга, позволяющую установить взаимосвязь между составом жидкойфазы и ее влиянием на выход и характеристики образующихся продуктов.Это, с одной стороны, позволило объяснить некоторые противоречия при-3сутствующие в представленных в литературе данных, с другой, обоснованноподойти к выбору направлений использования продуктов процесса электрокрекинга.Результаты исследований по синтезу углеродных нановолокон и жидких углеводородов C5 из газа электрокрекинга представлены во второй главе.Автором предложено и экспериментально доказано, что газ электрокрекингаможно использовать для получения углеродных нановолокон и жидких углеводородных фракций.

Проведенные исследования позволили установитьзакономерности образования продуктов, выявить условия проведения синтезов обеспечивающих наибольший выход и селективность их образования.Хотелось бы отдельно отметить значимость для науки и практики следующихполученных данных. При исследовании кинетики реакций образования углеродных нановолокон предложены механизмы их протекания и показано, чтоприрода активных центров («дефекты» кристаллической решетки катализаторов, образующиеся на границах контактов его кристаллитов) не зависит отиспользуемого сырья. На основании экспериментальных данных авторомпредложен способ модификации катализаторов, позволяющий повыситьскорость образования и выход углеродных нановолокон.Интересны данные, полученные Николаевым при изучении влияниятемпературы проведения синтеза на стабильность работы катализатора.В третьей главе представлены результаты исследований процессакоксования сажесодержащих паст электрокрекинга, представляющие как научную, так и практическую значимость.

Отмечено, что жидкая фаза паст содержит большое количество ароматических углеводородов, что дает основание автору предложить использование паст в качестве сырья процесса коксования и получения из них сажи. Изучено влияние содержания сажи в пастахна выход и характеристики образующихся коксов. Установлено, что увеличение в пастах содержания технического углерода и его характеристикивлияют на выход и свойства образующихся коксов.Результаты получения углеродных композиционных материалов на4основе УНВ и кокса с использованием газа электрокрекинга представлены вчетвертой главе диссертационной работы. Автором проведен анализ литературных данных по изучению закономерностей образовангия пироуглерода игазификации углерода.

Для получения композита с заданными свойствамиНиколаевым А.И. использованы модели протекания процессов пироуплотнения и активации. Показано, что, варьируя температуру этих процессов иизменяя последовательность получения композитов,можно получать углерод-углеродные композиционные материалы с широким диапазоном характеристик.Аппаратурное оформление отдельных стадий комплекса разрабатываемых технологий представлено в пятой главе.

Для описания процессовреализуемых в предложенном комплексе, автор использовать методологиюфункционального моделирования процессов. Подход Николаева А.И. отличается от традиционного подхода, используемого для представления материалов относящихся к аппаратурному оформлению.

Использование этой методологии позволило автору при разработке технологической схемы, одновременно провести ее анализ и декомпозицию с необходимой степенью детализации.Следует отметить значительный объем разноплановых экспериментальных исследований, проведенных автором на современном научномуровне. Диссертантом выполнен ряд экспериментов по разложению жидкогоорганического сырья в электрической дуге, термокаталитическому разложению газа электрокрекинга, изучены физико-химические свойства сырья ипродуктов этих процессов. Расчетным путем получены данные по диаметручастиц и структурированности сажи, адсорбционные характеристики композиционных материалов.

Принятые в работе допущения и ограничения обоснованы и отражены в полном объёме. Проведенные научные исследованияможно характеризовать как научно обоснованные разработки, обеспечивающие решение важных прикладных задач области технологии получения. Полученные автором результаты соответствуют проведенным ранее исследо-5ваниям.Высокий уровень теоретических представлений, в частности о процессеэлектрокрекинга углеводородов и кислородсодержащих соединений, в сочетании с использованием современных методов исследования – газоадсорбционной хроматографии, рентгенофазового анализа, метода электронногопарамагнитного резонанса, методов оптической и электронной микроскопиии методик анализа, выполненных по соответствующим ГОСТам - подтверждает достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации.

Представленные в работе исследования достоверны, выводы ирекомендации обоснованы, сформулированы достаточно четко и отражаютсодержание диссертации. Достоверность полученных в работе результатов невызывает сомнений, поскольку обосновывается применением современныхэкспериментальных и теоретических методик и подходов, а также согласованностью экспериментальных данных автора с результатами известных исследователей.Апробация работыОсновные результаты диссертации опубликованы в ведущих научныхжурналах («Тонкие химические технологии», «Химия твердого топлива»),доложены на многих представительных научных конференциях. Содержаниедиссертационной работы отражено в 23 статьях, опубликованных в рецензируемых российских журналах, двух статьях, опубликованных в иностранныхжурналах, тезисах 25 докладов, сделанных на международных и российскихконференциях, двух учебно-методических пособиях, пяти патентах.Автореферат отражает основное содержание диссертации, которуюотличают в целом высокий научный уровень, обоснованность основных положений и выводов, логичность структуры и ясность изложения.В диссертации отсутствует заимствованный материал без ссылок наавтора или источник заимствования.Несмотря на перечисленные выше достоинства по работе НиколаеваА.И.