Главная -> Словарь

Адсорбционно сольватных

При внешних воздействиях на твердое тело на первом этапе разрушения формируются микротрещины. На поверхности микротрещин образуется адсорбционно-сольватный слой, который в результате капиллярных эффектов снижает прочность тела . Вполне естественно, что развитие микротрещин, как элементов новой фазы, сопровождается изменением толщины адсорбционно-сольватного слоя на поверхности трещины и ослаблением действия эффекта Ребиндера. Наличие адсорбционно-сольватного слоя на поверхности трещин не только помогает разрушить материал, но и стабилизирует дисперсное состояние, так как формирующийся адсорб-

4. Избирательный переход в результате внешних воздействий соединений из дисперсионной среды в адсорбционно-сольватный слой и, наоборот, приводит к перераспределению углеводородов между фазами, что имеет важное значение для практики.

Отсюда следует, что адсорбционно-сольватный слой на поверхности ядра обогащается адсорбируемым веществом, или толщина слоя h увеличивается, если da/dC имеет отрицательное значение. Другими словами, h растет тогда, когда увеличение концентрации данного компонента в растворе приводит к уменьшению поверхностного натяжения на поверхности ядра. В общем случае в дисперсных системах стремление к уменьшению

в результате деструкции снижаются силы межмолекулярного взаимодействия продуктов реакции, и они покидают самопроизвольно адсорбционно-сольватный слой, освобождая место новым порциям молекул исходного сырья;

В качестве примера использования жидкого катализатора можно привести процесс алкилирования — присоединение олефи-на к изоалкану. В процессе контакта жидкого композиционного сырья с кислотой формируется дисперсная система. Ядром ССЕ является ассоциат кислоты, на поверхности которого формируется адсорбционно-сольватный слой из композиционного сырья, где и реализуется процесс алкилирования при температуре 0—30 °С и давления 0,3—1,0 МПа. В дальнейшем по мере достижения необходимой глубины алкнлирования дисперсные частицы коалесцируют друг с другом, алкилат образует макрофазу, происходит расслоение системы на фазы-—продукты алкилирования и отработанная кислота. Вполне естественно, что результат процесса алкилирования существенно зависит от дисперсности частиц, регулируемой перемешиванием компонентов реакционной смеси и введением в систему добавок, в качестве которых часто используют поверхностно-активные вещества.

Укрупнение коллоидных частиц ведет к самопроизвольному уменьшению их суммарной поверхности, что может быть интенсифицировано внешними воздействиями. В этом случае часть соединений из адсорбционпо-сольватного слоя переходит в дисперсионную среду. И, наоборот, при увеличении S и уменьшении поверхностного натяжения дисперсионной среды часть соединений переходит в адсорбционно-сольватный слой, увеличивая его толщину. В общем случае по мере искривления поверхности ядер ССЕ могут происходить изменения массы, составов как дисперсной фазы, так и адсорбниошю-сольватного слоя и дисперсионной среды, а также параметров состояния системы. При контакте дисперсной фазы с дисперсионной средой возможны взаимодействия, сопровождающиеся изменением массы или массы и составов фаз. Склонность к взаимодействию дисперсной фазы с дисперсионной средой, сопровождающаяся увеличением массы дисперсной фазы, называют положительной массоем-костью . То же явление, обусловливающее уменьшение массы дисперсной фазы, принято называть отрицательной массоемкостыо , а если при этом происходит еще и трансформация молекул, например при газификации углерода, то используют понятие реакционная способность.

В физико-химических процессах термолиза формируются ССЕ с ядрами из пузырька и комплекса, а на поздних стадиях, особенно при использовании в качестве сырья тяжелых остатков,— кристалла и поры. Соединения, попадающие из дисперсионной среды в адсорбционно-сольватный слой ССЕ , находятся в нем в течение определенного времени и подвергаются суммарному действию температурного и адсорбционного полей, приводящих к деструкции соединении при более мягких условиях, чем в объеме дисперсионной среды, в результате снижения энергии активации процесса. Продукты деструкции, имея меньшую молекулярную массу, покидают адсорбционно-сольватный слой, рекомбинируясь в объеме; на их место поступают новые соединения из дисперсионной среды, и процесс повторяется. Влияя на соотношение объемной и поверхностной энергий в НДС, можно регулировать энергию активации процесса и таким образом влиять на ход термических процессов.

Различие заключается в том, что в некоторых случаях адсорбционно-сольватный слой формируется на внешней поверхности ядра ССЕ, а на твердых катализаторах — на внутренней поверхности поры. Наиболее широкое распространение в практике нефтеперерабатывающей промышленности нашли каталитические процессы на поверхности твердых пористых катализаторов. Применение твердых катализаторов, наряду с другими причинами, объясняется тем, что удельная энергия поверхности поры, при равном его размере с ассоциатом, превышает удельную энергию поверхности последнего в десятки раз .

теперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Наибольший эффект дают композиционные добавки , обладающие синергическим эффектом. Ароматические добавки , попадая в адсорбционно-сольватный слой ССЕ, упрочняют его, увеличивают продолжительность жизни возникающих при нагреве сырья элементов структуры дисперсной фазы. В адсорбционно-сольватном слое ССЕ концентрируются нежелательные с точки зрения каталитического крекинга компоненты сырья — гетеросоединения . Возникновение ССЕ приводит к перераспределению компонентов сырья между фазами, максимальному сосредоточению нежелательных компонентов в ССЕ, а желательных компонентов — в паровой фазе.

Второй вариант отличается от первого тем, что при обмене между адсорбционно-сольватными слоями ССЕ и дисперсионной средой топлива происходят самопроизвольные химические изменения . Химические превращения в процессе горения топлив представляют собой цепные реакции с участием свободных радикалов. Причем основными реакциями являются реакции продолжения цепи, в результате которых при взаимодействии радикала с молекулами дисперсионной среды или промежуточного продукта образуется новый активный центр. Свободные радикалы наиболее легко возникают в адсорбционно-сольватном слое ССЕ под воздействием адсорбционного поля, чему способствуют и другие внешние воздействия . Свободные радикалы могут вступать также в обменные реакции, реакции распада и присоединения. Глубина этих реакций зависит от температуры, степени дисперсности пузырьков кислорода, состава и структуры углеводородов, времени и других факторов. Углеводороды, в первую очередь попадающие в адсорбционно-сольватный слой, имеют наиболее высокие значения сил ММВ и наиболее-склонны к образованию радикалов.

Комплекс "капля битума + адсорбционно-сольватный слой", используя терминологию Сюняева З.И., можно назвать сложной структурной единицей. Для ясности введем следующее определение :

Наиболее важным фактором, определяющим устойчивость нефтяных эмульсий, является образование на поверхности капелек воды адсорбционно-сольватных слоев и повышение их структурно-механических свойств. От концентрации эмульгаторов - стабилизаторов

Для нефтесодержащих вод характерно наличие двойного ионного слоя незначительной толщины, что объясняется присутствием в дисперсионной среде значительных концентраций электролитов. Наряду с электростатическим фактором устойчивости, относительно высокую агрегативную устойчивость нефтесодержащих вод следует объяснять наличием на поверхности частиц адсорбционно-сольватных слоев из молекул различных веществ, находящихся в дисперсной фазе или дисперсионной среде.

Как следует из данных табл. 4.2, для нефтесодержащих систем характерно наличие двойного слоя незначительной толщины, что объясняется значительной концентрацией электролитов в дисперсионной среде. Наряду с электростатическим фактором устойчивости относительно высокую агрегативную устойчивость нефтесодержащих вод можно объяснить наличием на поверхности частиц адсорбционно-сольватных слоев из молекул различных веществ, находящихся в дисперсной фазе или дисперсионной среде, и механических примесей. Наличие у частиц дисперсной фазы собственного электрического заряда объясняет их поведение во внешнем электрическом поле.

НДС с межфазным натяжением оот относятся к лиофиб-ным и характеризуются наличием резко выраженной границы раздела фаз. Такие системы являются термодинамически неравновесными, их устойчивость следует понимать в чисто кинетическом виде как продолжительность их существования. Длительное существование лиофобных НДС требует образования адсорбционно-сольватных слоев на границе раздела дисперсная фаза — дисперсионная среда. Образование подобных слоев из молекул поверхностно-активных веществ нефтяного происхождения уменьшает значение межфазного натяжения и препятствует коагуляции частиц дисперсной фазы. Таким образом, дис-

В результате исследования структурно-механических свойств адсорбционных слоев установлено, что толщина поверхностного слоя в битумах может меняться от 10 до 5 мкм при увеличении их прочности . Характеристики адсорбционно-сольватных слоев в битумах зависят от полярности образующих их компонентов.

2. При изменении внешними воздействиями баланса сил в НДС представляется возможным в широких пределах регулировать геометрические размеры адсорбционно-сольватных слоев.

5. Наличие и значение толщины адсорбционно-сольватных слоев вокруг ядер ССЕ влияет на температуру фазовых переходов в НДС . Толщина адсорбционно-сольватных слоев измеряется различными методами.

Велико значение адсорбционно-сольватных слоев в НДС в нефтяной промышленности. Прежде всего толщина адсорбционно-сольватных слоев влияет на устойчивость НДС против расслоения, что важно при добыче, транспорте и переработке нефти. В зависимости от структуры и физико-химических свойств слоя продолжительность жизни ССЕ может колебаться от тысячных долей секунды до бесконечности. Несомненно, продолжительность жизни ССЕ оказывает важное влияние на действие смазочных масел, пластичных смазок, профилактических средств, котельных топлив и др. Коэффициент охвата пласта реагентами также во многом зависит от размеров ССЕ и влияет на конечные результаты процесса. Между адсорбционно-соль-ватным слоем и дисперсионной средой идет непрерывный обмен соединениями. В период пребывания соединений в слое на них действует силовое поле ядра. Если силы адсорбционного слоя поля превышают прочность нефтяных соединений, то в слое протекают процессы, связанные с деструкцией молекул — химические превращения . После разрыва молекулы ее активные осколки не могут оставаться в слое и покидают его, уступая место новым молекулам, и процесс повторяется.

Другими словами, при значительных искривлениях поверхности ССЕ, независимо от агрегатного состояния ядра, в слое протекают процессы, аналогичные происходящим на поверхности твердых катализаторов. Но каталитический эффект ослабляется по мере перехода от твердых поверхностей к жидким и далее к газам. Этот эффект на поверхности пузырьков близок нулю. Наличие значительных адсорбционно-сольватных слоев может

В общем случае ССЕ, возникшие в НДС в результате фазовых переходов, находятся в динамическом равновесии с дисперсионной средой. Изменение ядер и адсорбционно-сольватных слоев ССЕ при внешних воздействиях происходит по определенным законам. Запишем выражение для потенциала Гиббса, характеризующего НДС при допущении, что энергетические взаимодействия молекул среды друг с другом и молекул ад-сорбционно-сольватного слоя между собой практически одинаковы

При гэ = гт Уа = 1—система агрегативно устойчива; агрега-тивная устойчивость объясняется адсорбцией на поверхности ядер ССЕ поверхностно-активных веществ с формированием вокруг ядер адсорбционно-сольватных слоев значительной толщины.