Главная -> Словарь

Избирательность растворителей

Избирательность определяет четкость разделения, т. е. относительное содержание экстрагируемого вещества в растворах экстракта и рафината. Чем выше избирательность растворителя, тем больше значение коэффициента распределения К.

Растворяющая способность и избирательность растворителя -— два основные эксплуатационные свойства, которые являются решающими при выборе эффективного растворителя для экстракционных процессов.

Кривые последнего типа показывают графически значения избирательности при всех концентрациях растворенного вещества. Можно произвести точное сравнение различных растворителей по их относительной избирательности при разделении типичной пары компонентов, например бензола и гептана. Чем больше отклонение кривой на рис. 26 от прямой, проведенной под углом 45°, и соответствующей нулевой избирательности, тем больше избирательность. В системах, изображенных на рис. 4 и 8, избирательность растворителя очень высокая, однако в большинстве случаев при разделении не может быть найден растворитель, дающий кривую, подобную изображенной для этих систем на рис. 8. Избирательность кривой 4 может Привести к ошибочным выводам, так как растворяющая способность толуола по отношению к уксусной кислоте из разбавленных растворов очень низка. Солютропная система, изображенная на рис. 8, дает на рис. 25 пересечение с прямой, проведенной под углом 45° ; это, однако, не отражается на рис. 26, здесь действительно имеется необычно большая избирательность. Сомнительно, могут ли кривые на рис. 26 пересекать линию, проведенную под углом 45° к осям координат. Кривая 5 на рис. 26 напоминает характеристику обогащения при фракционной перегонке, и поэтому к ней применимы соответствующие уравнения.

Более сложно оценить избирательность растворителя. Так же, как при выборе критерия для оценки растворяющей способности, в настоящее время нет единой методики, позволяющей оценить избирательность растворителей, применяемых при производстве нефтяных масел. Есть ряд предложений для оценки этого показателя, в частности, по различию между свойствами рафината и экстракта:

Избирательность растворителя можно также определить по разности таких показателей, как плотность, индекс вязкости или показатель преломления экстракта и рафината, например:

Избирательная способность растворителя зависит от вида функциональной группы, структуры углеводородного радикала и способности молекул образовывать водородную связь. Исследования показали, что при постоянном углеводородном радикале избирательность растворителя увеличивается с ростом дипольно-го момента его молекул, который определяется характером функциональной группы. Ниже на основании экспериментальных данных ароматические и аллфэтические растворители расположены в порядке убывания их избирательности, что хорошо согласуется со значением показателя избирательности:

Функциональные группы по их влиянию на избирательность растворителя располагаются в такой последовательности: NO2 CNCHOCOOHOHNH2. Из приведенных данных также следует, что при равных значениях дилольного момента ароматические растворители характеризуются более высокой избирательностью, чем алифатические .

Избирательность растворителя изменяется при введении в молекулу второй функциональной группы, причем, если эта группа образует -водородную связь, то избирательность снижается. Если вторая функциональная группа не способна к образованию водородной связи, то снижается избирательная способность только тех растворителей, у которых она была очень высокой. На избирательность растворителя влияет также структура радикала при одинаковой функциональной группе, причем избирательность снижается в такой .последовательности: тиофеновое кольцобензоль-ное кольцофурановое кольцоалифатический радикал. При введении алкильного радикала в молекулу полярного растворителя его избирательность может как повышаться, так и понижаться, в зависимости от того, что будет превалировать — рост дисперсионного взаимодействия, снижающего избирательность, или уменьшение теплового движения молекул. Поэтому растворитель обладает высокой избирательностью только при определенном соотношении углеводородного радикала и функциональной группы, которые обусловливают его дисперсионные и полярные свойства. Нарушение этого соотношения приводит к снижению избирательности растворителя.

Одним из условий эффективности селективной очистки масляного сырья является не только четкость отделения парафино-наф-теновых углеводородов от ароматических и смол, но и избирательность растворителя по отношению к ароматическим углеводородам разной структуры. На основании данных по избирательной способности к ароматической части сырья, включающей углеводороды разной степени цикличности, исследованные растворители располагаются в следующий убывающий ряд: нитробензол фурфуролфенол. По отношению к группам компонентов фенол более избирателен, чем фурфурол, т. е. при экстракции фурфуролом парафино-нафтеновая часть менее четко отделяется от ароматической. Это объясняется тем, что избирательная способность растворителя к ароматическим углеводородам разной структуры обусловлена значением дипольного момента молекул растворителя , в то время как избирательность к группам компонентов нефтяного сырья определяется КТР сырья в растворителе .

В связи с этим выбор растворителя для очистки зависит от группового состава сырья и требований, предъявляемых к базовому маслу в соответствии с условиями его применения. Для получения высококачественных нефтяных масел с достаточно высоким выходом большое значение имеет сочетание растворяющей способности и избирательности полярных раство;рителей. В ряде случаев возникает необходимость улучшить одно из этих свойств без ухудшения другого. С этой целью к основному растворителю добавляют антирастворитель или используют смесь растворителей. В качестве антирастворителя в промышленных условиях применяют воду. Дри .ее добавлении снижается растворяющая способность растворителя по отношению к компонентам масляных фракций и таким образом повышается КТР. Несмотря на рост эксплуатационных затрат добавление воды к растворителю целесообразно с точки зрения уменьшения потерь ценных компонентов с экстрактом и IB тех случаях, когда критическая температура растворения сырья в растворителе настолько низкая, что экстракцию необходимо проводить при пониженных температурах. Относительно влияния воды на избирательность растворителя существуют разные мнения. Так, на основании повышения выхода рафината и относительно небольшого снижения его индекса вязкости при экстракции масляного дистиллята обводненным фенолом сделан вывод о том, что добавление воды снижа-

Более сложно оценить избирательность растворителя. Так же, как при выборе критерия для оценки растворяющей способности, в настоящее время нет единой методики, позволяющей оценить избирательность растворителей, применяемых при производстве нефтяных масел. Есть ряд предложений для оценки этого показателя, в частности, по различию между свойствами рафината и экстракта:

Более сложно оценить избирательность растворителя. Так же, как при выборе критерия для оценки растворяющей способности, в настоящее время нет единой методики, позволяющей оценить избирательность растворителей, применяемых при производстве нефтяных масел. Есть ряд предложений для оценки этого показателя, в частности, по различию между свойствами рафината и экстракта:

Рис. 8. Избирательность растворителей к различным группам углеводородов:

Подбору эффективных растворителей, применяемых в процессах производства нефтяных масел и обладающих хорошей растворяющей способностью и высокой избирательностью, посвящен целый ряд работ . Для решения этого вопроса необходима общепринятая методика, позволяющая рассматривать растворяющую способность и избирательность растворителей с единых позиций. В связи с тем, что избирательное растворение происходит в системе, состоящей из двух жидких фаз, растворяющая способность в изотермических условиях зависит от соотношения исходной смеси и растворителя. Поэтому сравнение растворителей по их растворяющей способности проводят при одном и том же расходе растворителя. Кроме того, при сравнении растворяющей способности разных растворителей нужно учитывать количество растворенных компонентов.

Более сложно оценить избирательность растворителя. Так же, как при выборе критерия для оценки растворяющей способности, в настоящее время нет единой методики, позволяющей оценить избирательность растворителей, применяемых при производстве нефтяных масел. Есть ряд предложений для оценки этого показателя, в частности, по различию между свойствами рафината и экстракта:

Рис. 8. Избирательность растворителей к различным группам углеводородов:

Тот факт, что такие разные по химической природе растворители, как петролейный и диэтиловый эфиры, дают одинаковые количества осадка, говорит о том, что здесь имеет значение не только химическая природа, но и растворяющая избирательность растворителей. Это особенно следует учитывать в тех случаях, когда речь идет, как в смолисто-асфальтеновых веществах нефти, о сложных многокомпонентных смесях, способных образовывать коллоидные системы.

На избирательность растворителя также влияют величина ди-польного момента и характер углеводородного радикала. При постоянном углеводородном радикале избирательность увеличивается с ростом дипольного момента растворителя. Функциональные группы по влиянию на избирательность растворителей располагаются в следующий ряд: NO2CNGHOCOOHQHNH2.' Влияние функциональной группы может сглаживаться влиянием различных радикалов. Очевидно, растворитель обладает хорошей избирательностью лишь при определенном сочетании величины углеводородного радикала я вида полярной лруппы.

Избирательность растворителей 75 Избирательные растворители

роде растворители, как петролейпый п дпэтплопын эфиры, дают одинаковые количества осадка, свидетельствует о том, что здесь имеет значение не только химическая, но н растворяющая избирательность растворителей. Это особенно следует учитывать в тех случаях, когда речь идет, как и смолисто-асфальтеновых веществах нефти, о сложных многокомпонентных смесях, способных образовать коллоидные системы.

При повышении температуры экстрагирования избирательность растворителей падает.

Избирательность растворителей влияет на состав извлекаемых асфальтенов, что важно при их разделении на узкие фракции. По растворимости в органических растворителях, помимо зольности и температуры вспышки, судят о чистоте битума. Зольность определяют одновременно с испытанием битума на растворимость. Допускаемое содержание золы в битуме — не более 0,1%. Остаточные и окисленные битумы, полученные из хорошо обессоленных и обезвоженных нефтей, практически не содержат золы.