Кеңес Құдайбергенов[/caption]
«Ұлттық ғылыми-техникалық ақпарат орталығы» АҚ жас ғалымдардың жұмысын көпшілікке таныстыруда. Бұл жолы мұнаймен ластанған су көзін тазартатын сорбент ойлап тапқан ҚазҰУ-дің химия факультеті, химиялық физика және материалтану кафедрасының PhD докторы Кеңес Құдайбергеновпен сұхбаттастық.
– Кеңес, суға төгілген мұнай мен мұнай өнімдерінен тазартатын сорбентті қалай ойлап таптыңыз? Әңгімені осыдан бастасақ.
– Бұл іспен докторантурада оқып жүргенде шындап айналыстым. Әрине, тақыр жерде ештеңенің пайда болмайды. Жалпы сорбентпмен жұмыс істеуді студент кезімнен бастағам.
Сорбенттер әдетте әр түрлі және сұйық немесе газ тәрізді заттарды өз бойына сіңіріп алады. Қазір біз үшін суға төгілген мұнай мен мұнай өнімдерін тазарту маңызды мәселе. Суды тазартатын жеңіл және арзан өнімді шығарудың маңызы зор екенін түсініп, жаңа сорбентті ойлап табумен 2009 жылдан бері айналыса бастадым. Қазақстан мұнай өндіретін негізгі елдердің бірі. Қара алтынды өндіру, тасымалдау барысында қоршаған ортаға біршама залал келеді. Кейде мұнай көп көлемде суға, жерге төгіледі. Мұндайда қоршаған ортаны сорбентпен тазартудың мәні зор.
Қоршаған ортаға жайылған мұнайды жоюдың бірнеше тәсілі бар. Кәсіби мамандар оны термиялық, механикалық, биологиялық, физика-химиялық әдіс деп бірнеше түрге бөледі. Менің бағытым физика-химиялық, оның ішінде адсорбция деп аталады.
Отандық мұнай компаниялары экологиялық мәселелерді шешуге бағытталған ғылыми жобаларға көңіл бөлмейді. Оларды мұнайды мүмкіндігінше көп өндіруге бағытталған ғылыми жобалар қызықтырады.
– Суға төгілген мұнайды күріш қауызынан жасалынған сорбент арқылы тазартқаныңызды естідік...
[caption id="attachment_8794" align="alignleft" width="477"]
Әдетте су мен мұнайды араластырғанда өзара араласпайтынын байқаймыз. Неліктен? Өйткені, мұнай мен судың тығыздығы және полярлық қасиеті әр түрлі.[/caption]
– Иә. Сорбентті күріш қауызынан, яғни, ауылшаруашылығы дақылының қалдығынан дайындаймыз. Әдетте мұнайға арналған сорбенттерді дайындауда ғалымдар өнімді әзірлейтін шикізат қорының мол, арзан болуына және мұнайды бойына сіңіретін қасиетінің жоғары болуына мән береді.
– Бірақ күріш қауызы бірден сорбентке айналмайды ғой?
– Күріш қауызын зертханалық жағдайда термиялық және химиялық өңдеуден өткізгеннен кейін ғана қажетті сорбентке қол жеткіземіз. Бұдан соң күріш қауызы ғылым тілінде көміртектенген сорбент деген атауға ие болады. Су бетінде қалқыған мұнайға зертханалық жолмен алынған сорбентті сеуіп, суды мұнайдан тазартуға болады. Біздер күріш қауызынан жасалған сорбентті сынақтан өткізгенде 1 грамм сорбент 15-18 грамм мұнайды бойына сіңіріп, суды жақсы тазартатынына көз жеткіздік. Сорбент өзінің тиімділігін көрсетті. Шикізатты өңдемеген жағдайда, яғни, таза күріш қауызының 1 граммы су бетіндегі мұнайдың 1-2 грамын ғана бойына сіңіретінін байқадық. Күріш қауызы шемішкенің сыртқы қабығы сияқты қатты. Ал оны термиялық өңдеуден өткізгеннен кейін шикізат кристалдық фазадан аморфты фазаға ауысып, сорбциялық қасиеті жоғары сорбентке айналады. Оның сорбциялық қасиетінің жоғарылауы күріш қауызында күрделі өңдеуден кейін көп мөлшерде макрокеуектердің пайда болуымен түсіндіріледі. Осы макрокеуектердің көмегімен суға төгілген мұнайды бойына сіңіріп, ластанған суларды тазартуда жоғары тиімділік көрсетеді. Ал шикізатта мұндай кеуектер болмайды.
– Су да, мұнай да сұйық зат. Сонда күріш қауызынан жасалынған сорбент мұнайды сіңіретін қасиетке қалай ие болады?
– Ойыңыз орынды. Әдетте су мен мұнайды араластырғанда өзара араласпайтынын байқаймыз. Неліктен? Өйткені, мұнай мен судың тығыздығы және полярлық қасиеті әр түрлі. Сол себепті екі сұйықтық бір-бірімен араласпайды. Күріш қауызын термиялық өңдеуден кейін, оны гидрофобтауға тура келеді. Мұндай өңдеуден кейін сорбент бойына тек қана мұнайды сіңіретін қасиетке ие болады. Суға төгілген мұнайды тазартатын сорбенттерге қойылатын тағы бір талап, олар суға батпай бетінде қалқып жүруі шарт. Осы тұрғыдан күріш қауызынан жасалған сорбент өзінің тиімділігін танытты.
Қазір өзге елдерде жасалған кейбір сорбенттер бойына мұнайды жақсы сіңіргенімен су түбіне батып, бірқатар қиындықтар туғызуда. Ал отандық сорбент суға батпайды. Өйткені күріш қауызы өте жеңіл.
– Мұнайды бойына сіңірген сорбенттерді жинап алып, кәдеге асыруға бола ма?
– Олардан қара алтынды бөліп алу маңызды мәселе. Осы тұрғыдан алғанда біздің жоба біршама жетілдіруді қажетсінеді. Күріш қауызынан жасалған сорбентті механикалық жолмен сығып, бойындағы мұнайды айырып алуға болады. Бірақ мұндайда сорбентті бірнеше рет пайдалану қасиеті төмендейді. Әдетте сорбентті бір рет емес, бірнеше рет пайдаланады. Әзір біз күріш қауызынан жасалған сорбентті үш-төрт рет пайдаланудың мүмкіндігін қарастырып жатырмыз. Мәселе оң шешімін тапса, мұндай сорбентті өндірістік деңгейде өндіру мүмкіндігіне жол ашылады.
Қазір қоршаған ортаны қорғау саласында синтетикалық сорбенттер қолданылып жүр. Оларды сығып, бойындағы мұнайды бөліп алғаннан кейін синтетикалық сорбенттер бірден өз қалпына келеді. Бірақ бұлар өте қымбат. Ал біздің сорбентті сыққанда оның құрылымы өзгеріп, мұнай сіңіру деңгейі төмендеп кетеді.
Қазақстан мұнай өндіретін негізгі елдердің бірі. Қара алтынды өндіру, тасымалдау барысында қоршаған ортаға біршама залал келеді. Кейде мұнай көп көлемде суға, жерге төгіледі. Мұндайда қоршаған ортаны сорбентпен тазартудың мәні зор.
– Бұл мәселені шешудің жолдары бар ма?
– Бар. Айталық, органикалық ерітінділерді қолданып, сорбентке зиян келтірмей, оның бойындағы мұнайды бөліп алуға болады. Болмаса термиялық әдісті қолданып, жоғары температурада мұнайды қыздырып, одан сорбентті бөліп алудың жолдары бар. Докторлық жұмысымда дайындаған су бетіндегі мұнайдың қалыңдығын, судың температурасын негізге алып, сорбенттерді қандай көлемде дайындау қажеттігін есептедім. Сорбенттерге қатысты мұндай өлшемдерде суды тазарту маңызды рөлде.
– Мұнай компаниялары жобаға қызығушылық танытты ма?
– Отандық мұнай компаниялары экологиялық мәселелерді шешуге бағытталған ғылыми жобаларға көңіл бөлмейді. Оларды мұнайды мүмкіндігінше көп өндіруге бағытталған ғылыми жобалар қызықтырады. Сондықтан біздің жобаға қызығушылық танытқан компания болған жоқ.
– Қазір әлем ғалымдары қандай заттардан сорбент жасап жатыр?
– Дүниежүзі ғалымдары мұнаймен ластанған суды табиғи қалдықтармен, яғни, жаңғақ қабығы, ағаш пен банан қабығы, бидай сабағынан дайындаған. Орыс ғалымдарының графиттен жасаған сорбенттері бойына көп мөлшерде мұнайды сіңіретін қасиетімен ерекшеленуде. О баста графиттен жасалған 1 грамм сорбент 40 грамм мұнайды бойына сіңіретінін естігенде таңқалғанмын. Кейін оның растығына көзім жетті. Сондықтан қазіргі таңда су бетіне мұнай төгілгенде, көптеген мұнай компаниялары графиттен жасалған сорбентпен суды тазартып жүр. Графиттен дайындалатын сорбенттің кемшін тұстары да бар. Ол жеңіл. Сондықтан ластанған аймаққа тікұшақпен сепкенде желдің әсерінен айдалаға шашылып кетеді.Екіншіден құны қымбат.
– Сорбент термиялық жағдайда өңделетінін білдік. Бұл шикізатты жоғары температурада қыздыру деген сөз. Мұндай жағдайда шикізат күлге айналып кетпей ма?
– Термиялық өңдеу барысында арнайы пештер мен реакторлар қолданылады. Шикізат атмосфералық жағдайда қыздырылмайтындықтан ол күл болмай көміртекті материалға айналады. Бұдан сырт шикізатты өртеу барысында түрлі газдар пайдаланамыз. Соның арқасында құрылымы көміртегі атомдарынан құралған кеуектенген өнім алынады. Оның кеуектерін тек электронды микроскоптың көмегімен көруге болады.
Әңгімеңізге рахмет!
Сұхбаттасқан Нұрлан ЖҰМАХАН.
...
