Циклогексанон – это органическое соединение, которое служит сырьем для промежуточных стадий производства. Его основное применение – синтез капролактама*, из которого затем получают полиамиды – нейлон, анид и другие виды полезного пищевого и технического пластика. Мировые объемы циклогексанона исчисляются миллионами тонн.
- При получении капролактама на каждую тонну целевого продукта образуется до 150 кг отходов и сопутствующих веществ. При этом циклогексанон даже при обычном хранении вступает в реакцию сам с собой (так называемая автоконденсация), образуя бициклические структуры. До недавнего времени многие из этих "соединений-спутников" просто уничтожались, - поясняет руководитель научно-исследовательской группы, доктор химических наук, профессор Александр Голованов. - Мы обнаружили, что один из побочных продуктов при определенной обработке превращается в ценный двухатомный спирт. И у этого вещества уже есть потенциальная сфера применения – производство фармацевтических препаратов.
Создание полезных продуктов из отходов прямо на месте их образования – это пример современной "зеленой" и экономически эффективной химии.
Второе изобретение, которое запатентовал вуз, уже готово к практическому применению. Ученые разработали метод получения высокоэффективных ингибиторов кислотной коррозии стали на основе продуктов автоконденсации циклогексанона.
- Берем пробирку, наливаем соляную кислоту, помещаем туда стальную деталь. Она растворяется, выделяется водород, все становится рыжим от ржавчины. Но если в этот же раствор добавить несколько кристалликов нашего соединения, коррозия почти полностью прекращается. Металл перестает разрушаться, - описывает эффект Александр Голованов.
По словам ученого, это свойство критически важно для нефтедобычи. Для растворения карбонатных пород скважины обрабатывают соляной кислотой, и кислотный раствор неизбежно контактирует с металлическим оборудованием. Обычно это приводит к его разрушению. Добавка же тольяттинского ингибитора позволит растворить породу, но оставить металл невредимым.
- Еще одна область применения нашего ингибитора – подготовка металла под покраску. Вместо агрессивного травления, которое съедает и ржавчину, и сам металл, новое вещество заставит кислоту растворять только продукты окисления железа, не трогая основу, - подчеркивает Александр Голованов.
Он отметил, что ситуация с коррозией сталей в России – системная проблема, усугубленная климатом, инфраструктурой и экономикой. Для нашей страны это даже более острый вопрос, чем в среднем по миру. Как пишут профильные СМИ, коррозия является доминирующей причиной аварийных ситуаций в нефтедобывающей отрасли, на ее долю приходится до половины всех отказов оборудования. Ежегодно в России происходит более 20 000 порывов, свищей и других аварий на трубопроводах – это данные Ростехнадзора.
Но особенно остро проблема стоит в портовой инфраструктуре. На VIII конгрессе "Гидротехнические сооружения и дноуглубление" обозначили следующее: гидротехнические сооружения России изношены на 70 %, треть затрат на их содержание связана с коррозией, а общий ущерб портовой инфраструктуры страны составляет порядка 14 млрд рублей в год.
По данным мировых исследований, ежегодные глобальные потери от коррозии составляют около 3-4 % ВВП развитых стран. Для России с ее объемом ВВП это может соответствовать диапазону от 3 до 5 трлн рублей. Учитывая эти внушительные цифры, разработанный учеными из Тольятти ингибитор может стать готовым решением проблемы национального масштаба.
*Капролактам – органическое вещество, которое используется в химической промышленности как сырье для производства некоторых полимеров.
