Анотація до роботи:

Рипка Г.М. Каталітична олігомеризація олефінвмісних фракцій. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.04 – технологія продуктів органічного синтезу. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2005.

Дисертаційна робота присвячена розробці наукових засад технології одержання нафтополімерних смол (НПС) каталітичною олігомеризацією мономерів фракцій С₉, С₅. Досліджено перебіг процесу коолігомеризації ненасичених вуглеводнів фракцій С₅ і С₉ та коолігомеризації мономерів фракції С₅ і терпенових вуглеводнів скипидару. Вивчено вплив основних чинників на фізико-хімічні характеристики цих процесів. Встановлені їх оптимальні умови. Показано, що використання комплексного каталізатора (хлориду алюмінію, етилацетату в середовищі ксилолу) дозволяє одержати НПС з високими виходами.

Опрацьвані можливі шляхи використання синтезованих НПС як компонентів епоксинафтополімерних композицій та як модифікаторів бітумів.

Запропоновані технологічні схеми одержання НПС каталітичною олігомеризацією олефінвмісних фракцій. Здійснені шляхи практичного застосування синтезованих НПС.

1. Одержані наукові та експериментальні результати дозволили розв’язати конкретну народногосподарську задачу – теоретично обгрунтувати та створити основи технології каталітичної олігомеризації мономерів фракцій С₅, С₉ та коолігомеризації алкенілароматичних та дієнових вуглеводнів фракцій С₅ і С₉.

2. Вибраний ефективний гомогенний каталітичний комплекс на основі промислового каталізатора – алюміній хлориду. Встановлено оптимальне співвідношення його компонентів (AlCl₃:ЕА:КС=1:0.5:2). Використання такого комплексу в процесі олігомеризації мономерів фракції С₉ дозволяє одержувати НПС з високим виходом (57.4 % мас.), молекулярною масою 1370 та ненасиченістю 32.9 гBr₂/100г.

3. Встановлено основні закономірності реакції каталітичної олігомеризації алкенів та дієнів фракції С₅. Визначені оптимальні умови процесу: температура – 293 К; тривалість – 0.75 год; С_к=1.0 % мас, за яких синтезовані світлі аліфатичні смоли з виходом – 31.2 % мас, їх бромне число – 36.0 гBr₂/100г, молекулярна маса – 1550, температура розм’якшення – 357 К та колір – 30 мг J₂/100см³.

4. Вперше встановлена можливість одержання смол каталітичною коолігомеризацією аліфатичних та терпенових мономерів. Синтезовані смоли характеризуються втричі вищою молекулярною масою (2700), порівняно з попередньо одержаними НПС, і високою ненасиченістю (67.4 гBr₂/100г), що дозволяє здійснити їх подальшу модифікацію та розширює можливість практичного використання.

5. Вивчені плівкоутворюючі властивості композицій на основі НПС. Встановлена можливість використання отриманих смол як додатків до композиційних систем на основі промислової епоксидної смоли ЕД-20. Вперше досліджена можливість застосування нафтополімерних смол як компонентів бітумів.

6. Методами ІЧ-спектроскопії, мас-спектрометрії встановлена структура синтезованих продуктів. За результатами хроматографічного аналізу зразків сировини та дистилятів розрахована конверсія основних смолоутворюючих вуглеводнів.

7. Запропоновані принципова технологічна схема періодичного процесу виробництва коолігомерих смол та принципова технологічна схема безперервного процесу одержання аліфатичних НПС. Розраховані матеріальні баланси вказаних виробництв.

8. Проведено порівняльну оцінку методів синтезу НПС. Показано, що використання каталітичних процесів, у порівнянні з методами термічної чи ініційованої олігомеризації, дозволяє на 125 – 175 К знизити температуру процесу; зменшити його тривалість до 0.75 3 год. При цьому одержують НПС з високими виходами (30.057.4 % мас.) та показниками, що повністю відповідають ТУ У 6-05743160.020-99 на смолу нафтополімерну лакофарбову синтетичну.

9. Рекомендовані шляхи практичного застосування синтезованих продуктів.

Основний зміст роботи викладено у таких публікаціях:

1. Рипка Г.М., Никулишин І.Є. Каталітичні комплекси – каталізатори синтезу нафтополімерних смол // Вісник Нац. у-ту “Львівська політехніка”. Сер. Хімія, хімічна технологія і застосування. – 2000. – №414. – С.104-106.

Дисертантом проведені експериментальні дослідження процесу олігомеризації фракції С₉ у присутності каталітичного комплексу на основі атмосферного відгону.

2. Піх З.Г., Никулишин І.Є., Рипка Г.М. Каталітична олігомеризація олефінвмісної фракцій С₅ // Вісник Нац. у-ту ”Львівська політехніка”. Сер. Хімія, хімічна технологія і застосування. – 2002. – №461. – С.155-159.

Участь дисертанта полягає у вивченні основних закономірностей одержання НПС на основі фракції С₅ у присутності каталітичної системи.

3. Рипка Г.М., Никулишин І.Є., Піх З.Г. Дослідження впливу температури на процес синтезу аліфатичних нафтополімерних смол // Вопросы химии и химической технологии. – 2003. – №3. – С.89-92.

Внесок автора полягає у здійсненні експериментальних досліджень олігомеризації ненасичених вуглеводнів фракції С₅ у присутності каталітичного комплексу при різних температурах процесу.

4. Никулишин І.Є., Рипка Г.М. Вплив мольного співвідношення компонентів каталітичного комплексу на характеристики аліфатичних нафтополімерних смол // Вісник Нац. у-ту “Львівська політехніка”. Сер. Хімія, технологія речовин та їх застосування. – 2003. – №488. – С.173-175.

Дисертантом проведено олігомеризацію фракції С₅ у присутності каталітичної системи з різними співвідношеннями її компонентів.

5. Рипка Г.М., Никулишин І.Є., Піх З.Г. Дослідження плівкоутворюючих властивостей епоксинафтополімерних композицій // Вопросы химии и химической технологии. – 2005. – №1. – С.126-130.

Участь дисертанта полягає у створенні епоксинафтополімерних композицій.

6. І.Никулишин, Г.Рипка, Б.Дзіняк, Є.Мокрий. Співполімеризація мономерів фракцій С₅ і С₉ із застосуванням каталітичних комплексів // Львівські хімічні читання – 99: Матеріали сьомої наукової конференції (24-25 травня 2001 р.) – Львів, 1999. – С.142.

Дисертантом встановлені оптимальні умови процесу.

7. Никулишин І.Є., Дзіняк Б.О., Рипка Г.М., Будзан Б.І., Мокрий Є.М. Співполімеризація мономерів фракцій С₅ і С₉ в присутності каталізаторів Фріделя-Крафтса // Поступ в нафтопереробній і нафтохімічній промисловості: Матеріали 2 науково-технічної конференції (14-17 вересня 1999 р.). – Львів, 1999. – С.163.

Дисертантом досліджено характер впливу співвідношення фракції С₅ і С₉ на перабіг коолігомеризації у присутності каталітичних систем.

8. Мокрый Є.М., Ныкулишын І.Є., Рыпка Г.М. Использование коородинационных комплексов кислот Льюиса с нуклеофильными веществами как катализаторов процесса синтеза нефтеполимерных смол // Химия нефти и газа: Материалы международной конференции (2-6 октября 2000 г.) – Томск, 2000. – С.543-546.

Дисертантом одержано НПС методом двостадійної олігомеризації фракцій С₅ і С₉ у присутності каталітичних систем.

9. Мокрий Є.М., Никулишин І.Є., Рипка Г.М., Дзіняк Б.О. Застосування каталітичних систем в процесі одержання нафтополімерних смол з мономерів фракції С₉ // Нафта і газ України: Матеріали 6-ої Міжнародної науково-практичної конференції (31 жовтня – 3 листопада 2000 р.) – Івано-Франківськ, 2000. – С.164-165.

Дисертантом проведені експериментальні дослідження олігомеризації фракції С₅ у присутності каталітичних систем на основі хлориду алюмінію.

10. Рипка Г. Одержання нафтополімерних смол каталітичною полімеризацією / Сучасні проблеми хімії: Матеріали першої Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів (18-19 травня 2000 р.). – Київ, 2000. – С.39-40.

11. Ныкулышин И.Е., Рыпка А.М. Метод получения нефтеполимерных смол // Актуальные проблемы нефтехимии: Материалы российская конференция (17-20 апреля 2001 г.). – Москва, 2001. – С.97.

Дисертантом запропоновано галузі використання одержаних продуктів.

12. Рипка Г.М. Каталітична олігомеризація фракції С₅ / Сучасні проблеми хімії: Матеріали третьої всеукраїнської конференції студентів і аспірантів (16-17 травня 2002 р.). – Київ, 2002. – С.39.

13. Пих З.Г., Ныкулышин И.Е., Рыпка А.М. Алифатические нефтеполимерные смолы. Возможности получения, структура, свойства / Нефтепереработка и нефтехимия: Материалы научно-практической конференции (21 мая 2003 г.) – Уфа, 2003. – С.181-183.

Участь дисертанта полягає у вивченні структури та властивостей аліфатичних НПС.

14. Субтельний Р.О., Дзіняк Б.О., Рипка Г.М. Утилізація побічних продуктів нафтохімічних виробництв // Проблеми управління якістю підготовки фахівців-екологів у світлі інтеграції освіти в Європейський простір та перспективні природоохоронні технології: Матеріали VIII Міжнародної науково-практичної конференції (15-17 жовтня 2003 р.). – Львів, 2003. С.75.

Дисертантом обрано шлях утилізації побічних продуктів нафтохімічних виробництв.

15. Г.М.Рипка, І.Є,Никулишин. Одержання аліфатичних нафтополімерних смол // ВМС: Матеріали V Української конференції молодих вчених з високомолекулярних сполук (20-21 травня 2003 р.). – Київ, 2003. – С98.

Автором досліджений двостадійний процес одержання аліфатичних НПС.

16. Рипка Г.М., Никулишин І.Є., Піх З.Г. Естери – компоненти каталітичних комплексів // Поступ в нафтогазопереробній і нафтохімічній промисловості: Матеріали 3 науково-технічної конференції (14-16 вересня, 2004 р.). – Львів. – 2004. – С.319 – 320.

Дисертантом вивчено вплив природи естеру як кокаталізатора на властивості НПС.