Главная -> Словарь

Адсорбции определяется

В последнее время с целью выделения изобутана кон оентрацией 90% и выше начали применять сочетани ректификации и адсорбции нормальных парафинов н, цеолитах. В этом случае смесь, содеожащую 80—85 °Л изобутана и н-бутан, выделенную во фракционирующе))) колонне, пропускают через цеолиты типа 5А .

Широко используется метод определения химического состава парафинов путем выделения их на молекулярных ситах , Метод основан на адсорбции нормальных алканов, имеющих поперечный диаметр молекулы 4,9 А. Другие углеводороды, у которых поперечное сечение молекул выше, не адсорбируются. Молекулярные сита применяют для анализа парафинов до С32.

Многочисленные опытные работы показали, что требуется сравнительно небольшая по длине колонка с цеолитом, чтобы обеспечить практически полное разделение смеси нормальных и изомерных углеводородов. Четкость разделения, или, иначе говоря, степень очистки изомеров от нормальных углеводородов, обусловливается селективностью адсорбции нормальных углеводородов указанными типами цеолитов и толщиной слоя цеолита, через который проходит углеводородная смесь, иначе говоря, длиной или высотой колонки. Если получаемая степень разделения недостаточна, то следует увеличить толщину слоя, т. е. длину колонки. Увеличивая длину колонки, можно достичь весьма высокой степени очистки.

/—изотерма адсорбции изосоединений; 2—изотерма адсорбции нормальных углеводородов; 3 — экспериментальная изотерма.

Существенными особенностями отличается процесс сорбции нормальных парафинов на цеолите СаА из узких масляных фракций 300 - 325°С и 375 - 400°С . Эксперименты показали, что повышение температуры процесса адсорбции от 150 до 300°С способствовало увеличению степени извлечения твердых углеводородов из испытуемых образцов. Это видимое противоречие с данными по адсорбции индивидуальных и н-парафинов из растворов в изооктане может быть обусловлено замедленной скоростью адсорбции нормальных парафинов из масляных фракций, представляющих сложные углеводородные смеси. Присутствие в рассматриваемых фракциях ароматических углеводородов и смолистых соединений приводит к резкому снижению скорости адсорбции нормальных парафинов. Этот факт, очевидно, является результатом блокировки указанными соединениями входных окон, а также возможной иммобилизацией целевых компонентов при пониженных температурах в агрегативных комбинациях исходных фракций. Последнее предположение подтверждается тем, что при повышении температуры, а следовательно при трансформации, либо частичном или полном разрушении агрегативных комбинаций резко ускоряется процесс сорбции. Причем температура застывания получаемых депарафинированных фракций при проведении адсорбции в интервале температур 240-300°С изменяется незначительно, при резком снижении времени достижения равновесия, определяющего насыщение цеолита.

Экспериментальные изотермы адсорбции нормальных парафинов на шариковом цеолите СаА

По экспериментальным данным были построены изотермы и изобары адсорбции нормальных парафинов на цеолите СаХ, представленые на рис. 9.13. Как видно, нелинейности процесса, как в случае использования цеолитов типа А, не наблюдается.

Рис. 9.12. Изобары адсорбции нормальных парафинов на цеолитах типа А

Рис. 9.13. Изобары адсорбции нормальных парафинов на цеолите СаХ при относительном

Рис. 9.14. Изотермы адсорбции нормальных парафинов на цеолите СаХ

Результаты высокотемпературной адсорбции нормальных парафинов

Скорость процесса адсорбции определяется не скоростью собственно адсорбции, которая протекает очень быстро, а скоростью подвода молекул из объема к поверхности зерен адсорбента и скоростью транспорта молекул с поверхности зерна к центру его по многочисленным порам. Эти процессы определяются скоростью диффузии молекул.

Исследования, выполненные ВНИПИгазодобычей, показали большую эффективность турбодетандерных агрегатов по сравнению с другими схемами подготовки природного газа. Например, экономический эффект по всему Уренгойскому газоконден-сатному месторождению при использовании ТДА вместо глико-левой осушки, длинноцикловой адсорбционной осушки цеолитами и силикагелем, короткоцикловой адсорбции определяется в 20 млн. рублей . Принципиальная схема промысловой установки НТК с турбодетандером для переработки приведена на рис. III.38. После первичной обработки во входном сепараторе / газ охлаждается в рекуперативном теплообменнике 2, проходит в сепаратор I ступени 3, расширяется, охлаждается и частично конденсируется в турбодетандере 4 и поступает в сепаратор II ступени 5. Из сепаратора газ подается в межтрубное пространство теплообменника 2 и после сжатия в компрессоре 6, находящемся на одном валу с турбодетандером, направляется в выходной коллектор , а затем в магистральный газопровод. Выделившийся в процессе сепарации конденсат поступает на установку стабилизации.

Предполагается, что механизм стабилизирующего действия помимо адсорбции определяется также дисперсионным взаимо-дейс^вием углеводородных радикалов молекул присадки с молекулами масла. Связь между стабилизирующими свойствами и адсорбционной способностью присадок на твердых продуктах углеродистого характера не во всех случаях оказывается прямой. Так, например, если адсорбция нейтрального сульфоната на саже симбатно изменяет его стабилизирующие свойства, то в случае высокощелочного сульфоната такая зависимость имеет значительно более сложный характер, а именно: количество адсорбированной высокощелочной присадки равномерно возрастает от 0,02 до 0,5%, в то время как стабилизирующая способность начинает проявляться только после 0,1%. Это обстоятельство подтверждает принципиальное различие в механизме действия высокощелочных и нейтральных сульфонатов. В частности, полагают, что основную роль в стабилизирующем действии высокощелочного сульфоната играет второй адсорбированный слой присадки.

Сопоставляя адсорбционную и химическую модели граничного трения, нетрудно заметить, что как в том, так и в другом случаях большое значение имеет адсорбция присадок на металлической поверхности. И если в первом случае значение адсорбции определяется самой моделью, то во втором изучение адсорбции важно для установления той концентрации активного вещества на поверхности трения, от которой при прочих равных условиях зависят глубина и скорость химического модифицирования поверхности треиия, а следовательно, и уровень противо-износных свойств.

Когда скорость адсорбции определяется внутренней диффузией, она обратно пропорциональна квадрату диаметра частицы. При этом уменьшение размера частицы существенно увеличивает скорость переноса, однако для неподвижного адсорбента соответственно растет и требуемый перепад давления. Если величина перепада давления имеет существенное значение, то следует уравновесить влияние этих факторов, исходя из экономической целесообразности. Так как температура оказывает сильное влияние на скорость переноса, а также на величину перепада давления ,'она может быть важным фактором при выборе оптимального размера частиц.

В общем случае скорость процесса адсорбции определяется скоростями следующих основных стадий: 1) подвода вещества к поверхности зерен адсорбента — внешняя диффузия; 2) перемещения вещества внутри зерен по порам адсорбента — внутренняя диффузия; 3) собственно адсорбции.

Л. Г. Гурвич установил, что степень адсорбции определяется не только природой растворенного вещества, но также и природой растворителя, а именно: чем больше сила притяжения самого растворителя к адсорбенту, тем меньше при прочих равных условиях адсорбируется растворенного вещества. Поэтому адсорбция смол, ароматических углеводородов из бензольного раствора должна быть слабее, чем из бензина, из ксилола — сильнее, чем из бензола.

Помимо скорости диффузии разделяемого продукта в поры адсорбента большое значение при определении скорости адсорбции имеет скорость образования на поверхности адсорбента двухмерного слоя адсорбируемого вещества, также зависящая от полярности, структуры и физико-химических свойств адсорбента и адсорбируемого вещества. В этом случае скорость адсорбции определяется числом молекул, адсорбированных за единицу времени единицей массы или поверхности адсорбента.

В каждом ряду легче адсорбируются более высокомолекулярные соединения. Степень адсорбции определяется также и природой растворителя, например из бензольного раствора смолы адсорбируются слабее, чем из бензинового.

личными силами - от ван-дер-ваальсовых':"; до химических свя-зей.Для обеспечения прочного и устойчивого сцепления битум должен равномерно тонким слоем покрывать поверхность склеиваемых частиц. Равномерность и полнота покрытия зависят от' смачивания битумом минералов. Величина смачивания зависит от таких параметров, как молекулярно-поверхностные свойства жидкости , ее вязкости, а также от качества поверхности минерального материала. Площадь поверхностей минеральных материалов зависит от хими-ческогб и минералогического составов камня. Например, внутренняя поверхность кварцевого песка и мрамора составляет 4070 и 13077 см2/г, а адсорбция битума - соответственно 0.78 и 3.5 мг/м2- Разная величина адсорбции определяется различием материалов в пористости, которая определяет фильтрацию битума и его компонентов внутрь минерального материала. В процессе фильтрационного эффекта происходит естественное фракционирование составляющих битума с последовательным их распределением в материале - масла проникают глубже внутрь минеральных частиц, ближе к периферии располагаются смолы, а на поверхности в основном сорбируются асфальтены.

Величина адсорбции определяется уравнением Лэнгмюра» при выводе которого он исходил из следующих положений: