Главная -> Словарь

Дисперсионное взаимодействие

по характеру явления. Очевидно, свойства ацетона как полярного растворителя не преобладают над его дисперсионными свойствами. Вследствие преобладания дисперсионных сил над дипольны-ми слабо поляризующиеся углеводороды ведут себя одинаково в растворах полярных и неполя,рных растворителей. Эта аналогия тем больше, чем длиннее углеводородная цепь при функциональной группе полярного растворителя.

Существенное влияние на показатели процесса деасфальтизации гудронов с щелью производства смазочных масел оказывает наличие в техническом пропане низко- и высокомолекулярных гомологов ряда .метана и олефииовых углеводородов . Обычно лри деасфальтизации нефтяных остатков применяют пропан чистотой не менее 95%. При использовании пропана с повышенным содержанием этана, обладающего меньшими дисперсионными свойствами, роль дисперсионных сил пропана снижается. Это приводит к относительному увеличению межмолекулярного взаимодействия смол и углеводородов, в результате чего выход деасфальтизата снижается. Кроме того, присутствие этана в количествах, превышающих уста-

На современных отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах широко применяют в основном фенол и фурфурол. Выбор растворителя для селективной очистки обусловлен его природой, качествам исходного сырья и требованиями к качеству получаемого масла. Растворитель должен сочетать хорошую растворяющую 'способность с высокой избирательностью по отношению к компонентам масляных фракций, что обусловлено структурой его молекул, полярными и дисперсионными свойствами. Несмотря на меньшее значение дипольного момента фенола по сравнению с фурфуролом его растворяющая способность в силу больших дисперсионных свойств выше, на что указывает меньшая КТР сырья в феноле.

Фенол, обладая большими дисперсионными свойствами, растворяет больше парафино-нафтеновых и моноциклических ароматических углеводородов, перевр^цяю^в^у^адт^ Наряду с этим экстракты фенольной очистки отличаются и большим содержанием смолистых веществ, что приводит к получению рафината с более высоким индексом вязкости при меньшем его выходе. В связи с этим при выборе растворителя большое значение имеют качество сырья и получаемого продукта. Так, при переработке масляных фракций с большим содержанием парафино-нафтеновых углеводородов целесообразно при селективной очистке использовать фенол, а в случае высокоароматизированного сырья — фурфурол. В то же время рафинаты фурфурольной очистки содержат больше сернистых соединений, особенно сульфидов, которые являются естественными антиокислителями i. Поэтому при производстве масел, к которым предъявляются специальные требования в отношении стабильности против окисления, например энергетических масел из сернистых нефтей, более эффективна фурфурольная очистка.

от свойств растворителя, в частности от сочетания его растворяющей способности и избирательности. Опыт эксплуатации промышленных установок селективной очистки показал, что для получения высокоиндексных масел при использовании фенола оптимальные результаты достигаются при температуре верха колонны примерно на 10 °С ниже КТР и температурном градиенте экстракции 18—20 °С. В процессе фурфурольной очистки из-за его меньшей растворяющей способности , обусловленной меньшими дисперсионными свойствами этого растворителя, КТР сырья выше, температура верха колонны на 15—20 °С ниже КТР, а температурный градиент экстракции составляет 20—30 °С. При снижении температуры низа колонны и общего температурного режима экстракции уменьшается растворимость компонентов сырья в растворителе, при этом выход рафината растет, а его качество ухудшается.

по характеру явления. Очевидно, свойства ацетона как полярного растворителя не преобладают над его дисперсионными свойствами. Вследствие преобладания дисперсионных сил над дипольны-ми слабо поляризующиеся углеводороды ведут себя одинаково в растворах полярных и неполяряых растворителей. Эта аналогия тем больше, чем длиннее углеводородная цепь при функциональной группе полярного растворителя.

Существенное влияние на показатели процесса деас^фальтиза-ции гудронов с целью производства смазочных масел оказывает наличие в техническом пропане низко- и высокомолекулярных гомологов ряда .метана и олефиновых углеводородов . Обычно при деасфальтиза-ции нефтяных остатков лрименяют пропан чистотой не менее 95%. При использовании пропана с повышенным содержанием этана, обладающего меньшими дисперсионными свойствами, роль дисперсионных сил пропана снижается. Это приводит к относительному увеличению межмолакулярного взаимодействия смол и углеводородов, в результате чего выход деасфальтизата снижается. Кроме того, присутствие этана в количествах, превышающих уста-

На современных отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах широко применяют в основном фенол и фурфурол. Выбор растворителя для селективной очистки обусловлен его природой, качеством исходного сырья и требованиями к качеству получаемого масла. Растворитель должен сочетать хорошую растворяющую способность с высокой избирательностью по отношению к компонентам масляных фракций, что обусловлено структурой его молекул, полярными и дисперсионными свойствами. Несмотря на меньшее значение дипольного момента фенола по сравнению с фурфуролом его растворяющая способность в силу больших дисперсионных свойств выше, на что указывает меньшая КТР сырья в феноле.

Фенол, обладая большими дисперсионными свойствами, растворяет больше парафино-нафтеновых и моноциклических ароматических углеводородов, переводя их в экстракт. Наряду с этим экстракты фенольной очистки отличаются и большим содержанием смолистых веществ, что приводит к получению рафината с более высоким индексом вязкости при меньшем его выходе. В связи с этим при выборе растворителя большое значение имеют качество сырья и получаемого продукта. Так, при переработке масляных фракций с большим содержанием парафино-нафтеновых углеводородов целесообразно при селективной очистке использовать фенол, а в случае высокоароматизированного сырья — фурфурол. В то же время рафинаты фурфурольной очистки содержат больше сернистых соединений, особенно сульфидов, которые являются естественными антиокислителями '. Поэтому при производстве масел, к которым предъявляются специальные требования в отношении стабильности против окисления, например энергетических масел из сернистых нефтей, более эффективна фурфурольная очистка.

от свойств растворителя, в частности от сочетания его растворяющей способности и избирательности. Опыт эксплуатации промышленных установок селективной очистки показал, что для получения высокоиндексных масел при использовании фенола оптимальные результаты достигаются при температуре верха колонны примерно на 10 °С ниже КТР и температурном градиенте экстракции 18—20 °С. В процессе фурфурольной очистки из-за его меньшей растворяющей способности , обусловленной меньшими дисперсионными свойствами этого растворителя, КТР сырья выше, температура верха колонны на 15—20 °С ниже КТР, а температурный градиент экстракции составляет 20—30 °С. При снижении температуры низа колонны и общего температурного режима экстракции уменьшается растворимость компонентов сырья в растворителе, при этом выход рафината растет, а его качество ухудшается.

Полярный растворитель с таким же углеродным скелетом, как и у пропана, дает более растянутую область температур, при которых раствор остается гомогенным, чем это наблюдается при использовании в качестве растворителя пропана. Кроме того, из раствора в ацетоне, обладающего меньшими дисперсионными свойствами, чем пропан, выделяется больше углеводородов и смол при пониженных температурах, чем из раствора в пропане.

Дисперсионное взаимодействие. Молекулы не могут находиться в состоянии покоя даже при температуре абсолютного нуля, поэтому в процессе движения электронов в отдельные моменты времени распределение зарядов может стать несимметричным, то есть может образоваться такая конфигурация, в результате которой молекула приобретает мгновенный дипольный момент. Эти быстро меняющиеся диполи создают вокруг молекулы электрическое поле, которое индуцирует в соседних молекулах диполь — ные моменты. Это приводит, в свою очередь, к появлению постоянно возобновляющихся сил притяжения, что обусловливает взаимную ориентацию неполярных молекул. Следовательно, природа диспер — сионного взаимодействия тоже дипольная и поэтому сила этого взаимодействия обратно пропорциональна г6. Энергия дисперсионного взаимодействия также не зависит от температуры.

Дисперсионное взаимодействие проявляется при взаимодействии не только неполярных, но и полярных молекул и является наиболее универсальным, по сравнению с остальными силами пежмолекулярного взаимодействия.

На дисперсионное взаимодействие приходится главная часть сил притяжения многих полярных молекул. Так, вычисленная энергия когезии метилэтилкетона при 40 °С состоит на 8 % из энергии ориентационного, на 14 % — индукционного и на 78 % — дисперсионного взаимодействия. Следовательно, на растворение любых компонентов нефтяного сырья в растворителях любой природы преобладающее влияние оказывает дисперсионное взаимодействие.

Основная составляющая Ван-дер-Ваальсовых сил в неполяр — ных растворителях — дисперсионная. Дисперсионное взаимодействие — наиболее универсальный тип межмолекулярных взаимодействий, которое проявляется вне зависимости от полярности молекул и потому преимущественно отражает растворяющие свой — ства растворителей. Электростатическая же составляющая Ван-дер-Ваальсовых сил предопределяет преимущественно избирательные свойства полярных растворителей. Следовательно, растворяющая и избирательная способности полярных расворителей будут обусловливаться соотношением электростатических и дисперсионных составляющих меж — молекулярных взаимодействий.

Неполярные и слабополярные растворители характеризуются тем, что притяжения между молекулами растворителя и экстрагируемого вещества происходит за счет дисперсионных сил. Поскольку дисперсионное взаимодействие зависит не от полярности, а главным образом, от поляризуемости молекул, и оно оказывает преобладающее влияние по сравнению с другими составляющими межмолекулярного взаимодействия, неполярные рас — ворители являются более универсальными по растворяющей способности, но относительно менее селективными. Причем, избирательность неполярных растворителей проявляется, в первую очередь, по молекулярной массе углеводородов и только затем по групповому химическому составу.

Дисперсионное взаимодействие. Если оба вещества неполярны, то взаимодействие их молекул определяется дисперсионными силами, открытыми Лондоном. Дисперсионные силы притяжения вызываются взаимными короткими, периодически возникающими диполями. Молекулы неполярных веществ обладают флуктуирующими диполями. Это такие колебания , которые вызывают мгновенные отклонения распределения электронной плотности от среднего распределения. Положение электрона относительно ядра можно рассматривать как кратковременный вращающийся диполь, заставляющий молекулу другого вещества в данное мгновение ориентироваться относительно этой молекулы .

Дисперсионные силы наиболее сильны из всех ван-дер-ваальсовых сил, так как они обладают аддитивностью. Учитывая это, дисперсионное взаимодействие можно рассматривать как дальнодей-ствующее по сравнению с ориентационным и индукционным взаимодействиями. Энергия дисперсионного взаимодействия не зависит от температуры.

Дисперсионное взаимодействие. Если оба вещества неполярны, то взаимодействие их молекул определяется дисперсионными силами, открытыми Лондоном. Дисперсионные силы притяжения вызываются взаимными короткими, периодически возникающими диполями. Молекулы неполярных веществ обладают флуктуирующими диполями. Это такие колебания , которые вызывают мгновенные отклонения распределения электронной плотности от среднего распределения. Положение электрона относительно ядра можно рассматривать как кратковременный вращающийся диполь, заставляющий молекулу другого вещества в данное мгновение ориентироваться относительно этой молекулы .

Дисперсионные силы наиболее сильны из всех ван-дер-ваальсовых сил, так как они обладают аддитивностью. Учитывая это, дисперсионное взаимодействие можно рассматривать как дальнодей-ствующее по сравнению с ориентационным и индукционным взаимодействиями. Энергия дисперсионного взаимодействия не зависит от температуры.

При депарафинизации применяются неполярные растворители— пропан и узкая бензиновая фракция , а также полярные растворители — ацетон, метилэтилкетон, дихлорэтан. Неполярные растворители полностью растворяют жидкую часть масла, а полярными растворителями она растворяется слабо. Твердые углеводороды также гораздо лучше рг створяются неполярными растворителями. Чтобы повысить растворяющую способность полярных растворителей, к ним добавляют органические неполярные углеводороды; такие полярные растворители, как ацетон, метилэтилкетон, дихлорэтан, используются только в смеси с бензолом и толуолом или только в смеси с толуолом. Механизм действия бензола и толуола на растворяющую способность полярных растворителей до конца не изучен. Вероятно, молекулы ароматического растворителя под действием полярной группы основного растворителя приобретают некоторый индукционный дипольный момент, происходит ориентационное взаимодействие их с молекулами полярного растворителя, которое ведет к усилению дипольного момента системы. Одновременно в присутствии бензольного ядра усиливается дисперсионное взаимодействие.

Ориентационное взаимодействие обусловливается наличием двух полярных молекул, причем с увеличением температуры энергия этого взаимодействия снижается. Взаимодействие двух молекул, одна из которых является постоянным диполем, а в другой диполь наводится первой, называется индукционным; величина энергии индукционного взаимодействия не зависит от температуры. Дисперсионное взаимодействие наблюдается как между полярными, так и неполярными молекулами; оно вызвано взаимным возмущением электронных орбиталей, в результате чего образуются два мгновенных диполя. Соотношение всех перечисленных видов взаимодействий зависит от степени полярности компонентов НДС. В системе слабополярных молекул основными являются силы дисперсионного взаимодействия, а с увеличением полярности возрастают силы ориента-ционного взаимодействия.