Директор НИИ

Калугин Сергей Николаевич

Тел.:+7-(727)-261-25-13; 8-777-258-67-51

e-mail:kalugin_sn@mail.ru

ЖАҢА ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАР ЖӘНЕ МАТЕРИАЛДАР ҒЫЛЫМИ-ЗЕРТТЕУ ИНСТИТУТЫ

ҚР Министрлер Кабинетінің 13.04.1992 ж. №4 шешімімен ЖХТмМ ғылыми-зерттеу институты ұйымдастырылды. ҚР үкіметінің 6 қыркүйек 2002 жылғы №984 Қаулысына сәйкес «Республикалық мемлекеттік мекеме сұрақтары бойынша «әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті» Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі еншілес мемлекеттік мекеме етіп қайта құрды». Институттың негізгі қызмет түрі – Қазақстанда жаңа экологиялық таза химиялық технологиялармен материалдардың теориялық және практикалық негізін жасау.

Институт химия факультетінің 7 кафедрасының эксперименталды базасын біріктіреді. Институттың тәжірибелік-өнеркәсіптік базасы «Машина жасау зауыты» акционерлік қоғамының базасында орналасқан, кадрларды дайындау химия факультетінің кафедраларында жүзеге асырылады. Докторлық және кандидаттық диссертация қорғау бойынша Диссертациялық кеңес құрылып, жұмыс істеуде.

Ғылыми әлеует әр уақытта ҚР ҰҒА 3 академигінен, ҚР ҰҒА 2 корр.-мүшесінен, 27 ғылым докторынан және 43 ғылым кандидаттарынан тұрған. Институт тек әртүрлі мамандық бойынша химия зерттеушілерінен ғана емес, сонымен қатар, конструкторлардан, технологтар мен химиялық процестерді модельдеу мамандарынан құралған.

ЖХТмМ ҒЗИ құрылғанынан 2009 жылға дейін директоры – ҚР ҰҒА академигі, техника ғылымдарының докторы, профессор, «Құрмет» орденінің иегері Жұбанов Қайыр Ахметұлы болды. 2010 жылдан бастап ЖХТмМ ҒЗИ директоры қызметін атқарушы болып химия ғылымдарының докторы Калугин Сергей Николаевич тағайындалды.

Институттың жоғары ғылыми потенциалы үш республикалық мақсатты ғылыми-техникалық, үш фундаменталды зерттеулер бағдарламаларын орындауға жарияланған тендерді ұтып алуға мүмкіндік берді және Министрлер Кабинетінің, білім және ғылым, энергетика және минералды ресурстар Министрліктерінің қаулысымен осы бағдарламаларды жүзеге асыруда басты ұйым болып белгіленді.

Фундаменталды зерттеулер бағдарламасын орындау нәтижесінде келесідей нәтижелерге қол жеткізілді:

Бірінші болып тура және қайта мұнай өнімі , су-мұнай эмульсияларын алудың төмен- және жоғары молекулярлық ББЗ-дың фазалар бөлінуінің шекараларында әсерлесу сипатын ескере отырып қолданылуы жүргізілді.

Дизелды отындар үшін депрессорлы присадкалар алудың жаңа тәсілдері алынған.

Скважина аумағында кольматацияның түзілуі, олардың түзілу процессін тездететін немесе баяулататын факторлары, олар арқылы өтетін кольматтушы элементтерге функционалды байланысты скважина аумағындағы өткізгіш деңгейінің жалпы заңдылықтары анықталған.

Өндірістің техногенді қалдықтарын және синтезделген өнімдерден тұратын көмірсутегі бар ортада болат коррозиясына өте жоғары қорғаныш қасиеттер көрсететін жаңа композиция жасалған. Коррозия және сутегілеудің екі қосарланған процестердің жылдамдығының төмендеуі байқалады.

Әртүрлі қоспалары бар жоғарыдисперсті никелді алудың оригиналды әдістері жасалған, катализатордың қышқылдық және құрылымдық қасиеттерін реттеуге болатын және олардың негізінде н-алкандарды изомеризациялаудың жоғары белсенді және талғамды бифункционалды катализаторларын алуға болады. Алынған катализаторлар өз қасиеттері бойынша патенттік әдебиеттерден белгілі катализаторлардан жоғары.

Бірінші болып жеңіл газойлге дейінгі мазуттың крекингісін жоғары конверсиямен өткізуге мүмкіндігі бар қазақстандық сазбалшық цеолиттері негізінде табиғи компонентті каталитикалық жүйелер жасалған.Жоғары күкіртті мазутқа қатысты максималды крекингтік белсенділікті көрсететін катализаторлардың компоненттерді оңтайландыру шарттары мен композиттердің оптималды құрамы анықталды. Ауыр мұнай фракцияларын алдын ала асфальтты-шайырлы қоспалардан жою мен күкіртсіздендірусіз крекинг процессі үшін табиғи шикізаттан каталитикалық жүйелерге әлемдік ғылыми-техникалық әдебиеттерде аналогтары жоқ.

Бірінші болып Қазақстанның модификацияланған табиғи алюмосиликаттары негізінде н-парафинді көмірсутектерді изомеризациялау процессі оптималданған және зерттелген. Табиғи алюмосиликаттар қатысында Кұмкөл кен орны мұнайының тураайдау бензині мен н-октананының конверсиясының өнімі құрамына модифицирленген қоспалардың (Ni, Co, Cr, Fe, Cu) табиғатының әсері көрсетілген.

Бірінші болып алкилдеу процесінің эффектілі катализаторларын алуға табиғи цеолитпен Al₂O₃бекітілген модификацияланған сульфатталған цирконий катализаторларын синтездеу әдістері ұсынылған. Алкилирлеу катализаторларының негізгі параметрлерінің синтездеу және регенирациялау мәндері инетервалдары анықталған.

Гидрогенизация процесіне жарамды Қазақстан Республикасының қоңыр көмірлерінің термодинамикалық сипаттамалары мен физико-химиялық қасиеттері сұрыпталған және анықталған.

Бірінші болып ҚР Қаражарын кенорны көмірінен жоғары сапалы мотор отын екісатылы алудағы катализаторды алуға ғылыми негіздер жасалған. Процесс төмен қысымда өтеді (3-4 МПа).

Әлемде аналогтары жоқ нитробензолды тотықсыздандыру үшін жаңа құрамды электродтарды дайындаудың құрамы мен әдістемесі жасалған.

Көмір қышқылының моноэфирінің сілтілік тұздарымен ароматты қосылыстарды карбоксилирлеу және спирттермен, көміртегі оксидтерімен олефиндерді карбонилирлеу реакцияларында фосфинді кешендер негізінде Pd, Co, Ni, Rh гомогенді жүйелердің каталитикалық белсенділігі зерттелген.

Гликольдердің винилдік эфирлерінің жаңа судакөпіретің полимерлері негізінде күйіп қалуды, мен жараларды емдеудің анестетиктері мен антисептиктері, сонымен қатар контурлы пластика үшін гидрогелдік имплантаттың иньекциялық түрі негізінде әртүрлі полимерлі композициялар құрастырылған. Өткізілген медико-биологиялық сынақтар нәтижесінде жасалған гидрофилді емдік композициялардың жоғары белсенділігі көрсетілген. Көрсетілгендей олардың микробқа қарсы жоғары белсенділігі бар, эксудатты белсенді сорбтайды, жараға оттегінің өтуіне кедергі жасамайды, гипергрануляцияны тоқтатады, осының нәтижесінде жараның жазылуы мен тазартылуы тездетіледі. Офтальмалогиядағы жеңіл ткандердің абцестері мен флегмонның хирургиялық емдеудің гидрогельдік дренаждарына медико-техникалық құжаттамасын әзірлеу аяқталды.

Алынған полимерлі гидрогелдер сыртқы ортаның қасиеттері мен лиганддық топтардың түріне байланысты катиондық, сонымен қатар, аниондық түрде металл иондарын жұтыу мүмкін. Анықтағанымыздай, моноэтаноламиннің винил эфирі сополимері негізінде гидрогелдер сулы ерітінділерден асыл металдарды алуғадағы өндірісте дәстүрлі қолданылатын ионалмасымды АМ-2Б шайырынан бірнеше артықшылығы бар. Басты артықшылығы, оның Қазақстанда шығарылатын шикізаттан алынатыны және ол толықтай республиканың алтын өндіру өнеркәсіптеріндегі асыл металдарды өндіру технологиясындағы АМ-2Б сорбентінің орнына қолданылуына мүмкіндік мол.

Ғылыми-техникалық мақсатты бағдарламаларды орындау нәтижесінде көмірмұнайхимиясының кешенің құрастыстыруға толық жобалы конструкциялық құжаттамасы жасалған.

Нәтижесінде беттік-активті заттар, флотреагенттер, металлургия үшін экстрагенттер, еріткіштер, сорбенттер, дәрілік заттар, ауыл шаруашылығы үшін химиялық заттар, полимерлер үшін мономерлер, битумдық мастиктер және т.б. алынады.

Бірінші және екінші сатының техника-эконмоикалық көрсеткіштеріне сәйкес (сурет 1), мұнайхимиялық өндірісті жасау нәтижесінде аталған өнімділік барысында жылына көмір үшін 12 миллион АҚШ доллары және мұнай үшін 15 миллион АҚШ долларында экономикалық эффектіге жетуге болады.

Сурет 1

Бұл технология бойынша қызығушылық білдірген фирмаларға лицензия сату қарастырылады. Қазақстанда ірі көміргазмұнайхимиялық комплекс жасау Қаражыра, Шұбаркөл, Мамыт, Кендірлік, Қияқты және т.б. кен орындарында мүмкін болады.

Қазақстан Республикасымен Қытай Халық Республикасының үкіметтері арасындағы өзара келісімге сәйкес ЕМК ЖХТмМ ҒЗИ-мен ООО ХПИ арасындағы ғылыми-техникалық және техникалық ынтымақтастық келісім бойынша ЕМК ЖХТмМ ҒЗИ Хэйлунцзянь провинциясының қытай-ресейлік ғылыми-техникалық ынтымақтастық аясында өнімділігі тәулігіне 50 кг көмірді сұйылтудың пилотты қабырғалы қондырғысын жасап іске қосты, сонымен бірге тапсыру берушіге өнімділігі жылына 30000 тонна көмір өңдейтін көмірмұнайхимиялық кешенінің құрылысын жобалаудың түсіндірме қағазын дайындады, газмазутты пештің сызбасын және есебін, атмосфералық ректификационды колоннаның компьютерлік бағдарламасын, көмірді және көмір пастасын дайындау блогының сызбасын толық комплектте дайындап берді. Жоғары қысыммен температурада жұмыс істейтін көмірді сұйылту блогының қажетті реактормен басқа құралдарының есептеулері аяқталған.

Комплексті ғылыми-зерттеу және жобалық жұмысты жүзеге асыру негізінде 36 өндіріс үшін жобалық-конструкторлық құжаттар дайындалған. Технологияны өндіріске енгізсе 90-95 % мұнаймен көмірді терең өндеуді қамтамассыз етуге болады.

Қазіргі уақытта Ақтөбе қаласында Ақтөбе облысының әкімшілігімен, «Батыс» Ұлттық компаниясымен көмірді өндіруге және өндеуге, сонымен қатар өнімділіг жылына 100 мың тонна болатын Мамыт кенорынының көмірі базасында мұнай, көмір, газ өндейтін көміргазмұнайхимиялық кешенді жасауға лицензия алу жұмыстары жүргізілуде. Болашақта терең өндеу аймағы мен мұнай өндеу саласына жаңа технологияларды енгізу үшін эксперименттік база болады.

Көміргазмұнайхимиялық комплекс үшін негізгі және қосымша қондырғылар жасалып дайындалған: 160 атм қысымда, 450⁰С температурада көмірді сұйылтуға арналған екі реактор, көмірді, не болмаса шикі мұнайды атмосфералық ректификациялау қондырғысы, ауыр газойльді вакуумдық айдау, вакуумды дистиллятты каталитикалық крекинг қондырғысы, көмірлі немесе шикі мұнайды қыздыруға арналған газомазутты пеш, брикет фабрикасына қажетті құралдар, көмір және көмір мұнайын өндеуден алынған өнімдер үшін ыдыстар.

ЖХТмМ ҒЗИ жетекші ғылыми-зерттеу орталығы болып табылады және республикаға маңызды бағыттағы фундаментальды зерттеулерді орындайды: көмірсутекті шикізатты өңдеуді; әртүрлі процестер үшін жаңа катализаторлар дайындауды; әртүрлі бағыттағы наноструктуралы полимерлік композиция жасауды; көмірді физика-химиялық өңдеу базасында және олардың өнімдерінен, ауыр мұнай қалдықтарынан, табиғи битумнан, табиғи, мұнайға серік газдардан, синтез-газдан, атмосфераға шығарылатын газдан, құрамында көміртек монооксиді, диоксиді бар газдардан, биогаздан және басқа энергия көздерінен жоғары қосымша құнды тауарлар алудың инновациялық технологияның ғылыми негіздемесін жасау.

Жаңалығымен келешегі мұнайға серік және табиғи газдарды жаңа технологияларға енгізудің ғылыми негіздемесін келесі процестер үшін қолдану болып табылады: алкилдеу, карбоксилдеу, гидроалкоксикарбонилдеу, диметил эфирін, ароматты көмірсутектер, синтез-газ, нанокөміртекті материалдар алу; Қазақстанның қоңыр және тас көмірлерін дәстүрлі жолмен (гидрогенизация, гидрогенолиз, газификация, жартылай кокстеу, кокстеу, жану және т.б.) өңдеумен қатар, қазіргі уақытта әлемдік практикада кеңінен қолданылатын резонансты-толқындық процестер, реагентті механохимиялық активтеу (вихревті, механикалық, электрлік, электрохимиялық, электромагниттік өріс, дыбыс, ультрадыбыс, радиолиз, плазма) әдістерімен терең өңдеудің ғылыми негіздемесін жасау. Көмірсутекті және олардың өнімдерін деароматизациялау, сусыздандыру, тұзсыздандыру, күкіртсіздендіру технологиясымен реагенттер жасау; кенорынан мұнай қорын толық бөлу, пласттың мұнай беру мүмкіндігін жоғарлатудың технологиялық моделін жасау; кешенді әсер ететін жаңа буынды полифункциональды реагенттер алудың физика-химиялық негізін жасау, олардың депрессорлы присадок және асфальтты-шайырлы парафинді қалдықтармен коррозияның ингибиторы ретінде қолданудың технологиясын жасау:мембранды типті жаңа композиционды материалдар жасау, олар келешекте мембранды технологияда, триггеренді қасиеті бар полимерлі гидрогелде қолданылады, олардың негізінде жасанды нейрон – жүйесінің моделі жасалады.

ЕМК ЖХТмМ ҒЗИ жүргізілетін жұмыстарды келесі мемлекеттермен қарым-қатынаста жүзеге асырды:

АҚШ, Вест-Лафает, Индиана штаты. Пурду университеті (prof. Kinam Park); Ресей. Мәскеу: РҒА химиялық физика Институты (проф. Казанский К.С.). Польша. Лодзь. Лодзь техникалық университеті, Қолданбалы радиациялық химия институты (проф. Розиак Я.М.). Ұлыбритания, Глазго.(Доктор И.Учегбу). Оңтүстік Корея Таеjon. (доктор К.D. Park ). Корей жоғары технология және ғылым институты, химиялық инженерия және биомолекулярлы депарменті. Дәрілік заттарды бөлуді молекулярлық жүйемен бақылауды жасаудың біріккен жұмысы. Оңтүстік Корея, Сеул,(Doktor S.N. Lee) Бимолекулярлық дизайн техникалық инновациялық зерттеу орталығы. Түркия. Анкара. Ходжа-Теппе университеті (проф. О.Гювен, доктор М.Сен), Ресей, Мәскеу мемлекеттік университеті (проф. А.Р.Хохлов), Ресей, РҒА Несмеянов атындағы метал-органикалық қосылыстар институты ( ғ.х.д. Л.М. Бронштейн ), Ресей, Тверь мемлекеттік университеті (проф. И.М.Сульман), Ресей, Мәскеу, Су технологиясы орталығы (С. Ткачев), Грекия, технология және зерттеу ұйымы, Гераклион, Крит (проф.С.Н. Анастасиадис), Канада, Квебек, McGiLL университеті химия департаменті (проф. А.Айзенберг).