Главная -> Словарь

Физических свойствах

Возникновение колебаний при неустойчивом горении, помимо фи-зикомеханических факторов, объясняется наличием периода индукции, т. е. промежутка времени между изменением величины подачи топлива и последующим изменением давления в камере сгорания в результате сгорания топлива. Величина периода индукции зависит от физических процессов и химической реакции компонентов. При уменьшении периода^ индукции возможность возникновения неустойчивого режима горения уменьшается.

Действительно, в капле, движущейся в газовой среде, протекает ряд физических процессов, которые могут резко интенсифицировать переход молекулы в возбужденное состояние. Так, установлено, что при движении капли в газовой среде позади капли образуются завихрения, приводящие к возникновению колебаний в капле. Форма капли при колебаниях изменяется, переходя от сплющенного эллипса к вытянутому. Одновременно в капле отмечаются интенсивные циркуляционные токи. Важной особенностью капельного состояния является наличие избыточной поверхностной энергии. Все это вместе взятое, по-видимому, и обусловливает интенсивный переход молекулы из основного состояния в возбужденное по механизму, аналогичному рассмотренному выше.

Сложность процесса горения обусловлена тем, что химические реакции протекают в условиях быстро изменяющихся температур и концентраций реагирующих веществ, причем температура и градиент концентраций изменяются также под влиянием одновременно протекающих физических процессов тепло-и массообмена и различных газодинамических возмущений. В тепловых двигателях, работающих на жидком топливе, процесс горения осложняется одновременно протекающими физическими процессами испарения капель распыленного топлива и смешения паров топлива с воздухом.

Вопросы взаимосвязи физических и химических процессов были рассмотрены Н. Н. Семеновым . Отмечалось, что в процессах, протекающих во времени, может наблюдаться существенное различие между физическими и химическими явлениями. БЫЛ сформулирован закон, устанавливающий, что в отличие от физических процессов скорость химического процесса зависит от «предыстории» реагирующих веществ, приводящей к изменению их реакционной способности. Указывалось на невозможность сведения химических закономерностей к физическим при рассмотрении процесса на молекулярном уровне.

Среди различных физических процессов, которые используются в переработке нефти, дистилляция применяется чаще всего. Адсорбция, избирательное растворение и избирательное осаждение, включая кристаллизацию, также имеют важное значение, хотя и осуществляются в меньшем масштабе.

Преимущества физических процессов очистки состоят в следующем: стоимость их низка, легче и точнее осуществляется контроль качества и меньше потери при обработке. Хотя остатки после физической очистки имеют низкое качество, но находят большее применение, чем отходы и остатки после химической обработки, например, остатки сернокислотной очистки. Кроме того, применение ингибиторов окисления и подобных им добавок делает глубокую химическую очистку менее необходимой и еще менее желательной.

этана, пропилена от пропана и т. д.), так как их разделение при помощи физических процессов затруднительно и не оправдано. В самом деле, основные параметры, характеризующие разделяемость этих

Г. К. Боресковым и М. Г. Слинько описан метод осуществления масштабного перехода химических процессов с использованием дифференциального математического описания. Этот метод заключается в изучении скорости химического процесса в проточно-циркуляционном дифференциальном реакторе, составлении математического описания собственно химического процесса, усложнении этого описания для учета воздействия на химический процесс физических процессов транспорта вещества и тепла

Существующие в нефте-, сланце- и углепереработке процессы принято классифицировать на две группы: физические и химические. Среди физических процессов применительно к переработке тяжелого нефтяного сырья можно использовать следующие процессы, широко применяемые в производстве смазочных масел: вакуумная или глубоковакуумная перегонка; сольвентная деасфальтизация низкомолекулярными алкана-

ми и экстракционное облагораживание полярными растворителями; депарафинизация кристаллизацией деасфальтированных и обессмоленных остатков, а также процессы сернокислотной деасфальтизации. Следует, однако, отметить, что большинство из перечисленных выше физических процессов характеризуется высокой энергоемкостью, обусловливаемой необходимостью регенерации больших количеств растворителей, что существенно ограничивает масштабы их применения для топливного направления переработки тяжелых нефтяных остатков . Кроме того, с помощью только физических процессов, т.е. без осуществления деструкции сырья, из ТНО не удается получить моторные топлива. Они

Процессы переноса играют важную роль во многих производствах нефтепереработки и нефтехимии. Так, турбулизация системы в емкостях с мешалками влияет «а выход и качество продукции, например при алкилировании, полимеризации винилхлорида. Турбулизация влияет также на скорость физических 'Процессов . Эффективность перемешивания, если судить по результатам основного процесса, связана с типом и степенью турбулизации в аппарате.

Различие в физических свойствах технического парафина и церезина обусловливается разницей размеров образующих их кристалликов и различным составом по температурам плавления. Относительно узкий состав технического парафина по температурам плавления, низкое содержание в нем масел, крупная кристаллическая структура составляющих его твердых углеводородов придают ему твердость и хрупкость . Пластичностьже церезина обусловливается его \ / широким составом по температурам плавления и содержанием / существенных количеств высоковязких некристаллизующихся компонентов.

В физических свойствах пзтролатума и товарного микрокристаллического парафина наблюдается большое различие, однако это различие зависит от свойств исходной нефти, из которой они получаются, и от способа их получения. Некоторые нефти, а также отстой со дна нефтяных резервуаров могут служить хорошим сырьем для производства микрокристаллического парафина. Температура плавления парафинов изменяется в широких пределах — от сравнительно мягкого пластичного и плавящегося около 60°, до твердого продукта, плавящегося приблизительно при 93°. Углеводороды, присутствующие в этих парафинах, имеют состав в пределах от С34 до С60 .

Однако, как уже было указано, эти свойства изменяются, если горючие сланцы перерабатываются при более высоких температурах. В табл. 4 приведены результаты анализов масел, полученных перегонкой при температуре 649°. Эти масла содержат 39,2% продуктов, соответствующих бензиновым фракциям, и 72,4% масел, выкипающих до 300° при давлении 40 мм рт. ст. Температура застывания этих масел только 16° и вязкость 7,5 ест при 37,8°. Эти существенные различия в физических свойствах, указывают на значительные изменения их состава. Для масла, полученного при температуре 816°, замечены дополнительные изменения состава, выражающиеся еще в более высоком содержании ароматических углеводородов при малом отличии пределов выкипания по сравнению с маслами, перегнанными при температуре 649е.

Разделение ароматических групп. В принципе выделение ароматических групп может быть доведено до конца любым методом, использующим различие в физических свойствах абсорбции и адсорбции; экстракция и хроматография являются основами таких методов. В противоположность крупномасштабным процессам, применяемым в переработке, где до сих пор экстракция шире применяется, чем хроматография, при лабораторных исследованиях лучшие результаты достигаются при помощи хроматографии. Преимущество этого метода разделения связано, с одной стороны, с простотой процесса И необходимого оборудования, а с другой стороны, с точностью разделения.

Большое различие в физических свойствах можно объяснить •сравнительно жесткой валентной электронной оболочкой атома фтора но сравнению с другими галоидами, результатом чего является незначительная поляризуемость молекулы и очень слабые межмолекулярные «илы. В этом отношении интересно отметить, что атомная поляризуемость фтора имеет больше сходства с таковой водорода, чем с остальными галоидами, и что можно ожидать даже большого различия между полностью фторированными углеводородами и сполна хлорированными и бромирован-ными углеводородами. Однако имеющиеся данные недостаточны для точного сравнения.

Некоторые общие сведения о физических свойствах кислот, полезные для расчетов, связанных с массо- и теплопередачей, затратами энергии на обрагование эмульсий и т. п., приведены в табл. 20 и в Приложениях 2—5.

Если отсутствуют данные о физических свойствах контактирующих фаз, коэффициент тф определяют по графику на рис. 1.29 в зависимости от Я и рп.

Наименее изученной составной частью нефтей с точки зрения химического строения являются смолистые и асфальтовые вещества. Изучение их затрудняется большим молекулярным весом и аморфной природой. Поэтому наши представления о природе смолистых и асфальтовых веществ ограничиваются главным образом данными об их физических свойствах.

В настоящее время наиболее экономичным считается метод разделения синтез-газа, когда одновременно выделяют водород. Различие в физических свойствах СО и Н2 столь велико, что для их разделения достаточна низкотемпературная конденсация под давлением, при которой используют холод полученных фракций, а недостающее количество холода поставляется за счет испарения

Несмотря на небольшой объем книги, читатель найдет в ней множество необходимых для понимания существа дела сведений о химическом составе и физических свойствах как сырой нефти, так и отдельных нефтепродуктов; о принципах работы установок по физическому разделению нефти и газа на составляющие их компоненты, а также о технологии химической переработки нефтяного сырья.

Для понимания стереохимии полизамещенных циклопентанов необходима определенная классификация структурных изомеров этих углеводородов. Закономерности в физических свойствах пространственных изомеров могут меняться в зависимости от расположения заместителей в кольце относительно друг друга.