Главная -> Словарь

Физическими процессами

Поскольку нефть и нефтепродукты представляют собой мно — гокомпонентную непрерывную смесь углеводородов и гетероатом — ны соединений, то обычными методами перегонки не удается разделить их на индивидуальные соединения со строго определенными физическими константами, в частности, температурой кипения при данном давлении. Принято разделять нефти и нефтепродукт! путем перегонки на отдельные компоненты, каждый из которых является менее сложной смесью. Такие компоненты принято называть фракциями или дистиллятами. В условиях лабораторной или промышленной перегонки отдельные нефтяные фракции отгоняются при постепенно повышающейся температуре кипения. Следовательно, нефть и ее фракции характеризуются не температурой кипения, а температурными пределами начала кипения и конца кипения . При исследовании качества новых нефтей фракцией — ный состав их определяют на стандартных перегонных аппаратах, снабженных ректификационными колонками . Это позволяет значительно улучшить четкость погоноразделения и построить по результатам фракционирования так называемую кривую истинных температур кипения в

Весьма желательно располагать хорошим методом корреляции молекулярного веса углеводородов с легко определяемыми физическими константами, например, такими, которые определяются при стандартных исследованиях нефтяных фракций.

Методы, использующие данные по нефтяным фракциям. Прямой метод . Этот метод называется прямым, потому что структурные группы определяются «непосредственно», т. е. без корреляции между физическими константами и химическим составом. При помощи элементарного анализа и определения молекулярного веса до и после гидрогенизации масла, освобожденного от олефинов, в ароматической структуре может быть оценено процентное содержание углерода т среднее число колец - Если гидрогенизация масла проведена таким образом, что в нафтеновые кольца превращены только ароматические кольца, то каждый ароматический атом углерода приобретает один атом водорода. Легко показать, что в этом случае

В выражение для многочленной функции поступательного движения наряду с основными физическими константами входят температура, молекулярный вес и молярный объем газа.

Из всего вышеизложенного видно, что температура вспышки очень зависит от всех тех факторов, которые так иди иначе влияют на упругость пара керосина или другой какой-либо горючей жидкости. Здесь важно и состояние поверхности испаряющейся жидкости, и объем ее и пространства над нею, расстояние до зажигающего пламени, отсутствие обмена воздуха и паров! и т. д. Все эта делает рассматриваемую константу в высшей степени случайной и зависящей от той или иной конструкции прибора, служащего для определения температуры вспышки. Неоднократно производились попытки найти какую-либо зависимость между температурой вспышки и другими физическими константами, но большей часть» зависимость эта не отличается простотой и чрезвычайно усложняется в случае смесей. Орманди и Нравен для индивидуальных веществ понимают вспышку, как некоторую функцию абсолютной тем-

С целью ускорения и упрощения анализа появился ряд видоизменений прямого метода, в которых вместо непосредственных измерений некоторых структурных элементов стали применять в расчетах зависимости между физическими константами и химическим составом. В так называемом кольцевом анализе Ватермана и Флюгтера первоначальный двукратный элементарный анализ

В настоящее время имеется несколько методов анализа, позволяющих в первом приближении судить о структуре гибридных углеводородов, входящих в средние и тяжелые фракции нефти. Они основаны на изучении большого числа индивидуальных углеводородов и их смесей. Накопленный опытный материал позволил найти закономерности между распределением углерода в различных структурных фрагментах молекулы и физическими константами углеводородов и их смесей. Основанные на эмпирических расчетах, они не могут претендовать на высокую точность. Тем не менее существующие методы служат наилучшим и самым простым способом анализа указанных фракций нефти.

Методы, основанные на сорбции паров жидкостей или самих жидкостей , позволяют охарактеризовать коллоидную структуру угля. Перспективен статистический структурный анализ, при котором можно определить ароматичность, степень конденсированности и цикличность. Эти данные успешно дополняются чисто физическими константами: молекулярный объем и рефракция, диамагнитная восприимчивость и другие, которые позволяют описать основную структуру вещества угля.

Это трудно осуществить в большинстве заводских и даже специальных лабораторий. Поэтому Р. Оболенцев и А. Бочаров разработали метод так называемых оловянных точек для анализа бинарных смесей парафиновых углеводородов с близкими температурами кипения и почти совпадающими другими физическими константами .

При комнатной или более высоких температурах предельное напряжение сдвига смазок обычно относительно невелико и не ограничивает работоспособности смазок в тех механизмах, где они применяются. Для характеристики механических свойств смазок оно имеет, однако, большое значение, но лишь при сопоставлении с внутренним трением и другими физическими константами, определяющими механические свойства. Однако, как указывалось выше, эти определения еще не вошли в лабораторную практику. Поэтому в стандартах и технических условиях на консистентные смазки не предусматриваются нормы по предельному напряжению сдвига при комнатной и более высоких температурах.

Обзор методов определения структурно-группового состава масляных фракций, разработанных в 30—40-х годах, представлен в . В основе первоначального так называемого прямого метода лежало определение молекулярной массы и элементного состава фракций до и посде гидрогенизации. В этом методе не использовались зависимости между физическими константами и химическим составом. Затем был разработан менее трудоемкий' метод «кольцевого анализа», в соответствии с которым необходимо определение только молекулярной массы, анилиновой точки и удельной рефракции исходной фракции .

Технологические процессы НПЗ принято классифицировать на следующие 2 группы: физические и химические . Физическими процессами достигается разделение нефти на составляющие компоненты без химических превращений или удаление из фракций или остатков нефти нежелательных групповых химических компонентов из масляных фракций, парафинов из реактивных, дизельных топлив и масел, тем самым снижая их температуру застывания.

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.

Теоретическое рассмотрение такого сложного процесса, основанное на изучении его детального механизма, кинетики химических реакций с учетом влияния различных факторов, осложняющих процесс , трудно осуществимо. Приходится прибегать к построению упрощенных моделей процесса горения. В теории горения широкое распространение получила упрощенная модель, основанная на представлении о том, что скорость химической реакции горения лимитируется медленно протекающими физическими процессами — испарения распыленного топлива, смесеобразования, теплообмена и т. п. . Данная модель предполагает, что химические закономерности горения могут быть сведены к физическим закономерностям.

Как отмечалось выше, в современной теории горения широкое распространение получила упрощенная «физическая» модель процесса, согласно которой скорость химических реакций горения лимитируется одновременно протекающими медленными физическими процессами — испарением распыленного топлива, смесеобразованием, теплообменом и др. Согласно этой модели химические факторы в процессе горения не играют существенной роли.

состояние, концентрацию, ; или же, наконец, на продолжительность реакции . Отсюда видна вся трудность изучения процесса детонации в двигателях, как процесса, протекающего с громадной скоростью, связанного с разнообразными химическими и физическими процессами в горючей смеси и подверженного влиянию большого числа факторов самого двигателя.

Химические превращения в НДС в определенной степени обусловлены физическими процессами, происходящими на поверхности ядра ССЕ. Ю. С. Липатовым и его школой показано экстремальное изменение толщины адсорбционно-сольватного слоя эпоксидной смолы ЭД-5 в растворе диметилформамида на поверхности частиц стеклянного порошка. Динамика толщины адсорбционно-сольватного слоя в зависимости от внешних воздействий находится в согласии с теоретическими выводами, изложенными на стр. 109. Адсорбциоино-сольватный слой, как реально существующий объект, обладает толщиной и характеризуется поверхностной энергией, значение которой в зависимости от природы веществ и толщины слоя может колебаться в широких пределах. Под действием поверхностной энергии ад-

При работе в различных двигателях и механизмах масло «стареет»— качество его существенно изменяется, в частности, накапливаются продукты окисления , твердые частицы разного происхождения, продукты разложения присадок. В результате кислотность, зольность и коксуемость масла увеличиваются, а цвет его становится более темным. Выбирая технологию регенерации, учитывают особенности отработанных масел разных групп. Для регенерации одних нередко достаточно ограничиться двумя физическими процессами, например осушкой и адсорбционной очисткой, а для регенерации других во многих случаях необходимо использовать несколько процессов, в частности химических . Признано целесообразным регенерировать отработанные масла раздельно по сортам или группам. В СССР и ряде других стран предусмотрен сбор и прием подлежащих регенерации масел по группам . Например, в ПНР принято следующее деление:

Дробление и коалесценция диспергированной воды в водонефтяной эмульсии и последующий отстой являются основными физическими процессами, определяющими эффективность работы дегидратора. Температура, деэмульгатор, электрическое поле и различные гидродинамические режимы транспортных потоков служат только для управления этими процессами. Добавляемая вода не может эффективно соединяться с большей частью капелек пластовой воды без каких-либо дополнительных воздействий.

Приведенный элементарный анализ работы кольцевого отсоса, как это отмечалось выше, был основан на формальной математической аналогии между двумя различными физическими процессами и, помимо этого, базировался на условном представлении о частице, находившейся в плоскости кольца. Поскольку аналогия не является тождеством, целесообразно было экспериментально проверить справедливость выводов из этого элементарного анализа.

Горение - это процесс химического взаимодействия горючего и окислителя с образованием пламени, излучающего тепловую и световую энергии. В двигателях внутреннего сгорания химическая энергия топлива через процесс горения превращается в механическую энергию. Горение поддерживается физическими процессами испарения капель распыленного топлива, смешения паров с воздухом и их воспламенением или самовоспламенением.

Под воздействием внешних факторов в топливах и маслах протекают физические и химические процессы. Основными физическими процессами являются: испарение, расслоение, загрязнение механическими примесями и водой, выпадение высокоплавких компонентов при охлаждении, а также случайное смешение в резервуарах и при последовательной перекачке по трубопроводам нефтепродуктов различного сорта, например реактивного топлива и бензина. Большая часть этих процессов приводит к необратимому изменению качества нефтепродуктов. Основные химические процессы следующие: окисление, разложение, полимеризация и конденсация, коррозия, взаимодействие между отдельными компонентами, которое, однако, для нефтепродуктов не характерно. Обобщенная схема влияния различных факторов на изменение качества нефтепродуктов представлена на рис. 1.