|
Оглавление
Введение
Наше время характеризуется все большим вовлечением в сферу деятельности человека новых веществ, материалов и технологий. Процесс этот необратим и все чаще реализация конкретных проектов возможна только при единовременном использовании методов, закономерностей и фонда данных не одного раздела науки, а ряда научных дисциплин. Разработка и реализация соответствующих проектов на стыках наук требует не только наличия соответствующей научной теоретической базы и достаточной информационной основы, но и предъявляет высокие требования к исполнителям, которые должны обладать широким научным кругозором, опытом профессиональной работы в конкретных областях науки, высоким уровнем компетенции, эрудиции и понимания системы стандартов, норм и правил, включая технику безопасности и экологию. Последние становятся все более актуальными из-за происходящих все чаще техногенных катастроф и их экологических последствий. Одним из важных путей к сокращению техногенных катастроф и уменьшению их экологических последствий может быть развитие в стране метрологии, стандартизации и поверочноизмерительной службы, с необходимым и обязательным выполнением их предписаний. Ключевым элементом является стандартизация, которая соединяет воедино науку, технологию и экономику. Подготовка и издание фундаментальных справочных изданий по широкому кругу свойств и веществ представляется необходимым элементом этой деятельности. Действительно, при современном достаточно высоком уровне развития технологий, дальнейшее их усовершенствование все в большей степени зависит от суммы незначительных отличий в эффективности влияния на ход технологического процесса всех составляющих его компонентов. Таким образом, требуется знание характеристик разных объектов, по широкому кругу их свойств, определяемых с высокой точностью. Подготовка и издание настоящего фундаментального справочника по надежным свойствам ряда промышленно важных углеводородов, должна удовлетворять всем отмеченным выше требованиям. В СССР была развита передовая система накопления, анализа и представления надежных численных характеристик веществ и их систем. Достаточно упомянуть многотомный справочник "Термодинамические свойства индивидуальных веществ" под редакцией В.П. Глушко (1972 - 1982 гг.). Передовые в мире позиции НПО "Энергомаш" в области разработки и создания ракетных двигателей опирались на наличие соответствующей базы по термодинамическим свойствам веществ. Подготовка настоящего издания и будущих справочных изданий в ОАО "Нефтегазавтоматика" в составе государственной Корпорации "Ростехнологии" предполагает не только представление современных надежных данных по свойствам углеводородов, их производных и систем, развитие методов расчета их свойств, но и консолидацию сил оставшихся специалистов в этой области, сохранение лучших традиций надежных термодинамических школ в стране, без чего невозможен научный прогресс. В современной науке происходит быстрое накопление данных о свойствах как ранее известных соединений, так и многочисленных впервые полученных веществ и материалов. Эти сведения рассеяны в большом количестве периодических и специальных изданий, опубликованных за большой период времени. Поэтому поиск информации о необходимых свойствах является непростой задачей. Еще более сложную задачу представляет критическая оценка надежности имеющихся данных, в ряде случаев противоречивых, выбор наиболее надежного значения свойства и оценка его погрешности. Численные термодинамические характеристики объектов все в большей степени являются элементом ноу-хау, которые раскрывают направление и уровень разработок соответствующих фирм и корпораций. Коммерциализация в последние 15-20 лет в первую очередь коснулась разделов науки по основным численным характеристикам свойств веществ и материалов, их термодинамических параметров и функций, уравнений состояния, кинетических констант химических процессов, термодинамических избыточных функций смешения бинарных систем, уравнений состояния многокомпонентных систем, термохимических и термодинамических характеристик ключевых веществ, свойств новых и целевых соединений, алгоритмов и программ машинного расчета, т.е. тех составляющих технологического проектирования, которые непосредственно определяют направления и качество технологических разработок. Анализ и представление численных характеристик является высококвалифицированной работой, доступной узкому кругу специалистов, так как требует знания деталей и анализа всех экспериментальных работ, знания феноменологических и других методов расчета, умения проводить прогнозирование и теоретическое сопоставление с учетом закономерностей строение-свойство. Эта задача усложняется из-за отмеченной выше коммерциализации науки и распада единой информационной службы в России в годы реформирования. Создание новых передовых технологий невозможно без точного знания физико-химических, термодинамических и кинетических характеристик, а также таких свойств, как энергия сгорания, энтальпия образования, атомизации и испарения, свободная энергия Гиббса и направление процессов, теплоемкость, энтропия, температуры и теплоты фазовых превращений, констант скоростей элементарных реакций и энергий активации, избыточных термодинамических характеристик, характеризующих процесс смешения веществ, совместимости и устойчивости их систем. Измеряемые в эксперименте термохимические величины – энтальпии, энтропии и теплоемкости являются неотъемлемой частью научных данных, технологий, фундаментальными характеристиками материалов и процессов. Представленные термохимические и термодинамические константы обладают исключительной информативностью. Это, по существу, метрологические константы, связанные термодинамическими соотношениями с десятками других важнейших свойств вещества. Они имеют междисциплинарный характер, так как одни и те же величины характеристик свойств вещества могут использоваться в расчетах во многих сотнях реакций и процессов в физике, химии, биологии, энергетике, технологии, экологии и т.д., позволяя, на основе измеряемых параметров, получать недоступную ранее информацию. Для техники и технологий потребность в термохимических и термодинамических константах растет тем в большей степени, чем больше веществ и материалов вовлекается в сферу деятельности человека, шире их области применения, жестче условия эксплуатации известных и новых материалов, чем острее становится экологическая проблема, чем дороже становится сырье, энергия и другие ресурсы. Такого рода численные характеристики равным образом необходимы и для эффективной добычи и переработки углеводородного сырья, и для создания новых химических производств. Эти данные являются основой создания новых источников энергии; для эффективного использования процессов горения и детонации; развития биотехнологии, генетических разработок, разработок в области нанотехнологий; создания лекарственных препаратов нового поколения; оптимизации процессов цветной и черной металлургии; получения специальных сплавов и материалов, в том числе для работы в экстремальных условиях; теоретического поиска и его технологического воплощения в синтезе веществ и материалов с заранее заданными свойствами; создания условий сохранения природных равновесий; разработки новых удобрений для конкретных почвенных условий; ветеринарных и кормовых препаратов для животноводства; для переработки экологически вредных отходов; создания новых материалов для строительства и обеспечения функционирования предприятий в районах вечной мерзлоты и сейсмически опасных районах, т.е. практически во всех сферах науки, производства и жизнеобеспечения. С этих позиций знание термодинамических параметров, термодинамический анализ, кинетическое и математическое моделирование процессов развития технологий и социума требует тщательного анализа, развития и обобщения и будет полезно для разработки структурированной информационной системы государственного управления (подготовка решений, независимая экспертиза проектов, оценка управленческих воздействий, оптимизация региональных и общероссийских проблем энерго- и материалообмена, контроль расходования природных ресурсов и т.д.). Об авторах
Руководитель службы НИР ОАО "Нефтегазавтоматика", доктор химических наук, профессор, действительный член Международной академии информатизации, заслуженный деятель науки Российской Федерации. Научные интересы: калориметрия сгорания и парообразования, реакционная калориметрия, термохимия и термодинамика органических соединений, создание баз и банков данных по термодинамическим свойствам, кинетическим константам органических веществ, методы расчета физико-химических и термохимических свойств органических веществ. Автор более 450 научных трудов, включая монографии. Александр Николаевич КИЗИН Старший научный сотрудник ОАО "Нефтегазавтоматика", кандидат химических наук. Научные интересы: термохимия и термодинамика органических соединений, методы расчета физико-химических и термохимических свойств органических веществ, создание баз и банков данных по термодинамическим свойствам органических соединений. Автор более 60 научных работ, включая монографии. Татьяна Семеновна ПАПИНА Старший научный сотрудник лаборатории термохимии Московского государственного университета имени М.яВ.яЛомоносова, кандидат химических наук. Научные интересы: калориметрия сгорания, термодинамика органических соединений, термохимия галогенорганических веществ, термохимия фуллеренов и их производных. Автор 55 научных статей, соавтор справочника "Термические константы веществ". Инсаф Шарифуллович САЙФУЛЛИН Генеральный директор ОАО "Нефтегазавтоматика", руководитель Центра нефтегазовых технологий Государственной корпорации "Ростехнологии", главный научный сотрудник Института машиноведения им.А.А.Благонравова РАН, доктор химических наук, профессор, действительный член Академии технологических наук РФ и Российской академии естественных наук, член Исполкома Международной топливно-энергетической ассоциации, заслуженный деятель науки и техники Республики Татарстан, заслуженный машиностроитель Российской Федерации. Научные интересы: теоретические основы и практическая разработка химикотехнологических процессов и аппаратуры, кинетика и механизм химических реакций, термостабильность энергоемких материалов. Автор более 300 научных трудов, включая монографии. Юрий Евгеньевич МОШКИН Генеральный директор ООО "Хай Тек Соло" – головной компании по разработке и реализации Программы социально-значимых инновационно-инвестиционных проектов для Вологодской области, инвестируемой крупными зарубежными вкладчиками. Материалы настоящей книги активно использованы в вышеупомянутой Программе. Ранее в течение двух сроков занимал должность заместителя мэра города Череповца Вологодской области, курировал социальную сферу, экологию. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||