КИНЕТИКА ПРОТЕКАНИЯ МОНОМОЛЕКУЛЯРНОЙ АДСОРБЦИИ РЕАГЕНТНЫХ СИСТЕМ
Аннотация
В статье рассмотрена кинетика процесса мономолекулярной изотермической адсорбции буровых реагентов: сырьевой основы - сульфитный лигносульфонат (ЛСТ);
- нейтрально-сульфитный лигносульфонат (Н-ЛСТ); модифицированной формы на основе нейтрального лигносульфоната: - поливалентными катионами – феррохромлигносульфонат (ФХЛС) и поливалентными катионами и фосфоновыми группами этидроновой кислоты– феррохромлигносульфонат (ФХЛС-2М). В основу исследования положены кинетические представления о процессе адсорбции, определяющие скорости адсорбции и десорбции в условиях равновесия. Рассчитаны их основные адсорбционные характеристики. Определены значения среднего времени нахождения адатомов (адсорбированного атома) исследуемых реагентов на границе «жидкость – твердое тело». По основному уравнению Ленгмюра были получены зависимости количества адатомов в насыщенном слое каждого регента. Получены эмпирические зависимости и значения скоростей адсорбций для «рабочей» зоны концентраций (5,1·10-5-76·10-5 моль/л) данных реагентов при постоянной температуре 298 К. Выявлено, что константа адсорбционного равновесия в уравнении Ленгмюра Kл несет в себе информацию о скорости процесса адсорбции, и зная ее значение и ее взаимосвязь с плотностью заполнения насыщаемого слоя при определенной концентрации, можно получить значение скорости адсорбции реагента. В результате было выявлено, что скорость адсорбции сульфитного лигносульфоната ЛСТ почти в 125 раз, а скорость адсорбции модифицированной формы на основе нейтрального лигносульфоната поливалентными катионами и фосфоновыми группами этидроновой кислоты– феррохромлигносульфонат ФХЛС-2М, более чем в 20 раз превышает скорость адсорбции Н-ЛСТ при максимальной «рабочей концентрации». Графически построены аналитические зависимости скоростей адсорбции/десорбции от коэффициентов адсорбции/десорбции. Численно получены соответствующие коэффициенты. Примечательно, что коэффициент адсорбции превышает коэффициент десорбции при равных скоростях. Выявлено, что адсорбция на твердой поверхности (глина) исследуемых лигносульфонатных систем в системе «жидкость – твердое тело» является физической.
Для цитирования:
Логинова М.Е., Колчина Г.Ю., Мовсумзаде Э.М. Кинетика протекания мономолекулярной адсорбции реагентных систем. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 4. С. 60-67. DOI: 10.6060/ivkkt.20236604.6750.
Литература
Teptereva G.A., Pakhomov S.I., Chetvertneva I.A., Karimov E.H., Egorov M.P., Movsumzade E.M., Evstigneev E.I., Vasiliev A.V., Sevastyanova M.V., Voloshin A.I., Nifantyev N.E., Nosov V.V., Dokichev V.A., Babaev E.R., Rogovina S.Z., Berlin A.A., Fakhreeva A.V., Baulin O.A., Kolchina G.Yu., Voronov M.S., Staroverov D.V., Kozlovsky I.A., Kozlovsky R.A., Tarasova N.P., Zanin A.A., Krivoborodov E.G., Karimov O.Kh., Flid V.R., Loginova M.E. Renewable natural raw materials. structure, properties, application prospects. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 9. P. 4-121 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216409.6465.
Koganovsky A.N., Klimenko N.A., Levchenko T.M., Roda I.G. Adsorption of organic substances from water. L.: Khimiya. 1990. 256 p. (in Russian).
Movsumzade E.M., Teptereva G.A., Chetvertneva I.A., Karimov O.H., Loginova M.E. Prospects for the use of wood processing products; ed. Academician M.P. Egorova. M.: Obrakademnauka. 2021. 134 p. (in Russian).
Kolchina G.Yu., Teptereva G.A., Karimov O.Kh., Chuiko E.V., Karimov E.Kh., Movsumzade E.M., Loginova M.E. Heteroatomic modifiers in the processes of adsorption and membrane diffusion. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 6. P. 12-19 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226506.6610.
Loginova M.E., Movsumzade E.M., Teptereva G.A., Pugachev N.V., Chetvertneva I.A. Variability of monomo-lecular adsorption of lignosulfonate systems. Russ. Khim. Zhurn. 2022. V. 66. N 1. P. 35-41 (in Russian).
Loginova M.E., Teptereva G.A., Movsumzade E.M., Akhtyamov E.K. Physical aspects of comparative adsorp-tion characteristics of reagent systems based on lignosul-fonates. Transport Khranenie Nefteprod. Uglevodorod. Syr’ya. 2022. N 1-2. P. 81–84. (in Russian). DOI: 10.24412/0131-4270-2022-1-2-00-00.
Filatova E.G., Soboleva V.G. Extraction of oil and petroleum products from water solutions by natural adsorbents. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 6. P. 131-137 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196206.5836.
Lei Sun, Hui Zhao, Heng Zhong, Dongsheng Xia, Nevsky A.V. Study on composite coagulants-flocculants mechanism action. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 1. P. 29-38 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206301.6013.
Terekhov S.V., Varyukhin V.N. Physics of nanoobjects. Donetsk: DonNU. 2013. 418 p. (in Russian).
Loginova M.E., Chetvertneva I.A., Ismakov R.A., Movsumzade E.M., Akhtyamov E.K., Chuiko E.V. On the peculiarities of concentration calculations during adsorption by surface tension method. Transport Khranenie Nefteprod. Uglevodorod. Syr’ya. 2022. N 3-4. P. 56-60 (in Russian).
Lukmanov R.R., Antonov K.V., Sharipov A.U., Chetvertneva I.A. Efficiency of drilling and completion of wells when using polymer solutions. M.: VNIIOENG. 1995. 31 p. (in Russian).
Teptereva G.A., Loginova M.E., Konesev V.G. Spectro-photometric characteristics of lignosulfonates of various pro-duction methods. Neftegaz. Delo: Electron. Nauch. Zhurn. 2018. N 6. P. 98-114. (in Russian). DOI: 10.17122/ogbus-2018-6-98-114.
Ibatullin V.V., Loginova M.E., Dichtyar T.D. Synthetic flushing fluids for drilling wells in difficult mining and geological conditions. Proc. Of internat. scitech. conf. “Modern technologies in the oil and gas business – 2019”. 2019. P. 328-331 (in Russian).
Girfanov V.T., Loginova M.E. Investigation of rheological properties of drilling mud. Art. III Sci. and pract. conf. with inter. part. "Oil and gas complex: problems and innovations, 2018". Samara: Izd-vo SSTU. 2018. P. 54 (in Russian).
Loginova M.E., Teptereva G.A., Baulin O.A., Movsumzade E.M., Babkina A.A., Chetvertneva I.A., Chuiko E.V., Akhtyamov E.K. Synergetic effect of starch and gum compositions for dispersion media. Transport Khranenie Nefteprod. Uglevodorod. Syr’ya. 2022. N 1-2. P. 83-87 (in Russian). DOI: 10.24412/0131-4270-2022-1-2-83-87.
Nisina O.E., Lanovetskiy S.V., Kosvintsev O.K., Kulikov M.A. Study of the extraction process of calcium sulfate impurity from halite wastes of various origins. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 4. P. 101-107 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226504.6483.
Konesev V.G., Chetvertneva I.A., Teptereva G.A. Fea-tures of the methodology for the selection of solutions for the primary opening of productive layers based on filtration experiments on the core. Izv. Tomsk. Politekh. Univ. Inzhiniring Georesursov. 2020. V. 331. N 11. P. 168-175 (in Russian).
Chetvertneva I.A., Belenko E.V., Gaisin I.F. Features of drilling claymudstone rocks of the Volga-Ural region. Neft’. Gaz. Innovatsii. 2019. N 6. P. 49-52 (in Russian).
Chetvertneva I.A., Teptereva G.A., Gaisin I.F., Shavshukova S.Yu. Evaluation of the effectiveness of the use of biopolymer drilling reagents when drilling horizontal shafts. Transport Khranenie Nefteprod. Uglevodorod. Syr’ya. 2019. N 2. P. 40-43 (in Russian).
Loginova M.E., Konesev G.V., Teptereva G.A., Movsumzade E.M., Babushkin E.V., Buyanova M.G. Substantiation of the formulation of modified drilling mud for use in the construction of wells in the North of Western Siberia. Nauch.Trudy NIPI Neftegaz GNKAR. No. 1 (2022) 015-018 N 3. P. 13-19 (in Russian).
Chetvertneva I.A., Karimov O.Kh., Teptereva G.A., Movsumzade E.M. Possibilities of improving quality char-acteristics of inactive neutral lignosulfonates. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 10. P. 53-58 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206310.6240.
