Главная -> Словарь

Избирательно действующего

Известно, что алканы нормального строения обладают низкими октановыми числами, поэтому их присутствие в бензинах снижает октановую характеристику. Таким образом^ алканы нормального строения являются нежелательными компонентами бензинов. Для того, чтобы повысить октановое число бензинов за счет алканов нормального строения, надо или изменить их природу, или удалить их из бензинов. До открытия замечательных свойств цеолитов избирательно, адсорбировать н-алканы из углеводородных смесей не было возможности удалять н-алканы из бензинов .

В настоящее время насчитывается несколько десятков разно — вредностей природных и синтетических цеолитов, отличающихся структурой, типом катионов Me, силикатным модулем и числом молекул кристаллизационной воды. Структура цеолитов характеризуется наличием большого числа полостей, соединенных между собой окнами, или микроканалами, размеры которых сравнимы с размерами реагирующих молекул. Обычно полости имеют больший диаметр, чем каналы . Например, в цеолите типа шабазит имеется 3-Ю20 полостей диаметром 11,4 А, в каждую полость которого может вместиться 24 молекулы воды. Диаметр окон шабазита составляет 4,9 А. При нагреве цеолита вода удаляется, и образуется ячеистая структура. Удельная поверхность цеолитов достигает 700 — 1000 м2/г. Обезвоженные цеолиты способны избирательно адсорбировать молекулы различных веществ в зависимости от размеров каналов. Разумеется, если диаметр адсорбируемого вещества больше, чем сечение канала, то оно не может проникнуть во внутренние поры цеолита . Так, при диаметре канала 4 К цеолит не может адсорбировать углеводородов нормального строения, диаметр молекул которых равен »4,9 К.

Четвертый принцип депарафинизации основан на способности некоторых адсорбентов избирательно адсорбировать из нефтяного сырья либо застывающие, либо низкозастывающие его компоненты. Так, активированный уголь способен адсорбировать из нефтяных продуктов застывающие компоненты . Обрабатывая нефтяной продукт активированным углем, можно провести весьма глубокую его депарафинизацию.

По химической природе адсорбенты типа молекулярных сит относятся к категории естественных или синтетических цеолито-вых минералов. Кристаллы этих адсорбентов состоят из перемежающихся групп Si04 и АЮ4, между которыми расположены ионы щелочных или щелочноземельных металлов. Размеры пор молекулярных сит зависят от природы этих ионов, их положения в кристалле, а также от условий кристаллизации. Из молекулярных сит естественного происхождения известен минерал шаба-зит. Шабазит способен избирательно адсорбировать к-алканы до С3—G5, а по некоторым сведениям — и до С7 .

Адсорбция н-алканов синтетическими цеолитами представляет собой физическое явление, обусловленное силами Вав-дер-Ваальса. Имея в своей структуре только насыщенные 6 -связи, н-алканн адсорбируются в полостях цеолитов за счет высоких адсорбционных потенциалов, создаваемых перекрытием адсорбционных полей противоположных стенок полостей цеолита. Поэтому при адсорбции н-алканов цеолитами наблюдается высокая адсорбционная емкость цеолитов даже при весьма низких концентрациях н-алканов в смесях. Способность цеолитов СаА и МдА избирательно адсорбировать из многокомпонентных смесей н-алканы. позволяющая практически полностью выделять их из нефтепродуктов, была использована при разработке адсорбционных процессов получения из нефтяных фракций н-алканов высокой чистоты '. Обычно эти материалы имеют зернистую форму и характеризуются способностью избирательно адсорбировать пары определенных веществ. Многие промышленные адсорбенты, как отбеливающая глина, боксит, обработанные кислотой глины, костяной уголь и синтетические смолы, широко применяются в различных отраслях промышленности, например, для очистки нефтяных масел, очистки сахара, очистки и умягчения воды, водоподготовки и извлечения токсических веществ. Но такие адсорбенты

турой, типом катионов Me, силикатным модулем и числом молекул кристаллизационной воды. Структура цеолитов характеризуется наличием большого числа полостей, соединенных между собой окнами, или микроканалами, размеры которых сравнимы с размерами реагирующих молекул. Обычно полости имеют больший диаметр, чем каналы . Например, в цеолите типа шабазит имеется 3-1020 полостей диаметром 11,4А, в каждую полость которого может вместиться 24 молекулы воды. Диаметр окон шабазита составляет 4,9А. При нагреве цеолита вода удаляется, и образуется ячеистая структура. Удельная поверхность цеолитов достигает 700 - 1000 м2/г. Обезвоженные цеолиты способны избирательно адсорбировать молекулы различных веществ в зависимости от размеров каналов. Разумеется, если диаметр адсорбируемого вещества больше, чем сечение канала, то оно не может проникнуть во внутренние поры цеолита . Так, при диаметре канала 4А цеолит не может адсорбировать углеводороды нормального строения, диаметр молекул которых равен = 4,9А.

В настоящее время насчитывается несколько десятков разновидностей природных и синтетических цеолитов, отличающихся структурой, типом катионов Me, силикатным модулем и числом молекул кристаллизационной воды. Структура цеолитов характеризуется наличием большого числа полостей, соединенных между собой окнами, или микроканалами, размеры которых сравнимы с размерами реагирующих молекул. Обычно полости имеют больший диаметр, чем каналы . Например, в цеолите типа шабазит имеется 3 • 1020 полостей диаметром 11,4 А, в каждую полость которого может вместиться 24 молекулы воды. Диаметр окон шабазита составляет 4,9 А. При нагреве цеолита вода удаляется и образуется ячеистая структура. Удельная поверхность цеолитов достигает 700-1000 м2/г. Обезвоженные цеолиты способны избирательно адсорбировать молекулы различных веществ в зависимости от размеров каналов. Разумеется, если диаметр адсорбируемого вещества больше, чем сечение канала, то оно не может проникнуть во внутренние поры цеолита . Так, при диаметре канала 4 А цеолит не может адсорбировать углеводороды нормального строения, диаметр молекул которых равен « 4,9 А

е. Разделение на активированной окиси алюминия. Было установлено, что в зависимости от температуры активации изменяется (((дсорбционная способность этого. адсорбента. Окись алюминия, фокаленная при 150—180 °С, применяется для разделения аромати-(((еских компонентов по числу циклов в молекуле. Та же окись алюминия, прокаленная при 700—800 °С в течение 6 ч, становится ме-iee адсорбционно-активной в отношении ароматических углево-1ор°Дов, но приобретает способность избирательно адсорбировать сернистые соединения.

Из американских нефтей наиболее детально исследована нефть месторождения Понка, в том числе и ее высококипящие углеводородные дистилляты . Масляную фракцию , составлявшую 10% от сырой нефти, сначала депарафинизировали с применением этиленхлорида в качестве избирательно действующего растворителя при —18° С, а затем экстрагировали жидкой двуокисью серы при 40° С. Экстракт обрабатывали петролейным эфиром при —55° С для извлечения углеводородов, растворимых в жидкой двуокиси серы. Растворимая в петролейном эфире часть экстракта, а также рафинат подвергались затем адсорбционному разделению на силикагеле и служили объектом детального исследования. Фракционной перегонкой в глубоком вакууме были поручены узкие, кипящие в определенном интервале, однородные фракции, состоящие из углеводородов близкого молекулярного веса и типа структур. Каждой из этих узких фракций было не более 0,0025% от сырой нефти. Результаты исследования масляного дистиллята нефти месторождения Понка приведены в табл. 30.

Для более глубокой дифференциации , обычно исследуемого при депарафинизации масел в заводском процессе их получения. Остаточные продукты сначала ^еасфальтизировали, а затем депарафинизировали. Освобожденная таким образом от парафиновых углеводородов фракция подвергалась дальнейшей дифференциации при помощи двух методов: адсорбционной хроматографии и комплексообразования с карбамидом. Хроматография на силика-геле позволяет разделить углеводороды на три основные структурные группы . Комплексообразование с карбамидом позволяет выделить из смеси предельных структур углеводороды с достаточно длинными парафиновыми цепочками, способные образовать с карбамидом кристаллические комплексы. Твердые парафины, выделившиеся из петролатума в первой стадии, т. е. при его депарафинизации избирательно действующим растворителем, и составляющие около 2/з всего петролатума, далее не исследовались.

Характер распределения смол но фракциям в результате разделения их адсорбционной хроматографией при ступенчатом вытеснении последовательным рядом правильно подобранных по полярности растворителей, а также применение избирательно действующего по отношению к этим фракциям смол растворителя дает возможность составить правильное представление о химической природе как смолисто-асфальтеновой части, так и высокомолекулярной части нефти в целом.

Из американских нефтей наиболее детально исследована нефть месторождения Понка, в том числе и ее высококипящие углеводородные дистилляты . Масляная фракция сырой нефти , составлявшая 10% от сырой нефти, сначала депарафинизировалась с применением этиленхлорида в качестве избирательно действующего растворителя при —18°, а затем экстрагировалась жидкой двуокисью серы при 40°. Экстракт обрабатывался петролейным эфиром при —55° для извлечения углеводородов, растворимых в жидкой двуокиси серы. Растворимая в петролейпом эфире часть экстракта, а также рафинат подвергались затем адсорбционному разделению ла сшшкагеле и служили объектом детального исследования. Путем фракционной перегонки в высоком вакууме были получены узкие, практически постоянно кипящие однородные фракции, состоящие из углеводородов близкого молекулярного веса и типа структур. Количество каждой из этих узких фракций составляло не более 0,0025% от сырой нефти. Результаты исследования масляного дистиллята нефти Понка суммированы в табл. 32.

Для более глубокой дифференциации высокомолекулярных углеводородов ими была применена комплексная методика трех различных методов, позволяющая разделять сложные углеводородные смеси по типам структур молекул и получать более простые смеси, содержащие группы углеводородов, более близкие по строению и молекулярным весам. Сначала дистиллятные масляные фракции подвергались депарафинизации с применением трехкомпонептного избирательно действующего растворителя , обычно используемого при депарафинизации масел в заводском процессе их получения. Остаточные продукты сначала деасфальтизировались, а затем депарафипизиро-вались. Освобожденная таким образом от парафиновых углеводородов фракция подвергалась затем дальнейшей дифференциации при помощи двух методов: метода адсорбционной хроматографии на силпкагеле с целью разделения на три основные структурные группы углеводородов и метода комплексообразовапия с карбамидом с целью выделения углеводородов, структура молекул которых хотя и носит гибридный, т. е. смешанный характер, но содержит достаточно длинные парафиновые цепочки, чтобы образовать с карбамидом кристаллические комплексы, или так называемые соединения включения. Твердые парафины, выделившиеся из петролатума в первой стадии, т. е. при депарафинизации последнего при помощи избирательно дейстмующего растворителя, и составлявшие около 2/3 всего петролатума, далее не исследовались.

стиллятах и в высокосмолистых нефтяных остатках, используемых как сырье для производства смазывающих масел. Разделение высокосмолп-стого остатка нефти на компоненты он проводил по следующей схеме. Асфальтены осаждались петролейным эфиром, а затем масла и смолы из раствора в петролейном эфире адсорбировались на гранулированной фуллеровой земле. Углеводородная часть по извлечении из адсорбента петролейным эфиром подвергалась депарафинизации путем избирательно действующего растворителя и затем методом адсорбционной хроматографии делилась на ряд фракций. Полученные узкие фракции сравнительно близких по структуре групп углеводородов были затем охарактеризованы по составу и вязкостно-температурным свойствам. Смолье извлекались из адсорбента спирто-бензоль-БОЙ смесью в отношении 1 : 1. Методика и аппаратура разделения на компоненты стандартизированы.

Характер распределения смол по фракциям при разделении пх адсорбционной хроматографией при ступенчатом вытеснении последовательным рядом правильно подобранных по полярности растворителей, а также применение избирательно действующего по отношению к этим фракциям смол растворителя дает возможность составить правильное' представление о .химической природе как емолпсто-асфальтено-вой части, так и высокомолекулярной части нефти в целом.

Из американских нефтей наиболее детально исследована нефть месторождения Понка, в том числе и ее высококипящие углеводородные дистилляты 145, 52))). Масляную фракцию , составлявшую 10% от сырой нефти, сначала депарафинизировали с применением этиленхлорида в качестве избирательно действующего растворителя при —18° С, а затем экстрагировали жидкой двуокисью серы при 40° С. Экстракт обрабатывали петролейным эфиром при —55° С для извлечения углеводородов, растворимых в жидкой двуокиси серы. Растворимая в петролейном эфире часть экстракта, а также рафинат подвергались затем адсорбционному разделению на силикагеле и служили объектом детального исследования. Фракционной перегонкой в глубоком вакууме были поручены узкие, кипящие в определенном интервале, однородные фракции, состоящие из углеводородов близкого молекулярного веса и типа структур. Каждой из этих узких фракций было не более 0,0025% от сырой нефти. Результаты исследования масляного дистиллята нефти месторождения Понка приведены в табл. 30.

Для более глубокой дифференциации высокомолекулярных углеводородов исследователи применили комплексную методику, позволяющую разделять сложные углеводородные смеси по типам структур молекул и получать более простые смеси, содержащие группы углеводородов, более близкие по строению и молекулярным весам. Сначала дистиллятные масляные фракции подвергали депарафиниза-ции с применением трехкомпонентного избирательно действующего растворителя , обычно исследуемого при депарафинизации масел в заводском процессе их получения. Остаточные продукты сначала деасфальтизировали, а затем депарафинизировали. Освобожденная таким образом от парафиновых углеводородов фракция подвергалась дальнейшей дифференциации при помощи двух методов: адсорбционной хроматографии и комплексообразования с карбамидом. Хроматография на снлика-геле позволяет разделить углеводороды на три основные структурные группы . Комплексообразование с карбамидом позволяет выделить из смеси предельных структур углеводороды с достаточно длинными парафиновыми цепочками, способные образовать с карбамидом кристаллические комплексы. Твердые парафины, выделившиеся из петролатума в первой стадии, т. е. при его депарафинизации избирательно действующим растворителем, и составляющие около 2/з всего петролатума, далее не исследовались.

Характер распределения смол по фракциям в результате разделе ния их адсорбционной хроматографией при ступенчатом вытеснении последовательным рядом правильно подобранных по полярности растворителей, а также применение избирательно действующего по отношению к этим фракциям смол растворителя дает возможность составить правильное представление о химической природе как смолисто-асфальтеновой части, так и высокомолекулярной части нефти в целом.

Таблица 186 карбамида и избирательно действующего растворителя