Главная -> Словарь

Изменение межслоевого

Исследовано изменение механической прочности межфазных слоев на границе нефть — вода во времени для нескольких нефтей, образующих устойчивые эмульсии. Исследование проводили по методике, разработанной в институте физической химии АН СССР , с использованием прибора СНС-2. Механическая прочность межфазного слоя характеризуется предельным напряжением сдвига Рт, определяемым по углу закручивания вольфрамовой нити, на которой подвешен стеклянный диск, находящийся на границе раздела нефть - вода. Экспериментально измерена механическая прочность межфазного слоя на границе нефть — вода через 5, 10, 100, 300, 1000 и 1500 мин после формирования слоя . Все испытанные нефти, весьма различные по своему составу и свойствам, образуют при интенсивном перемешивании с водой устойчивые эмульсии.

На рис. 5 показано изменение механической прочности межфазного слоя на границе нефть -пластовая вода при 20° С безде-эмульгатора и с добавкой его. Как видно из графика, механическая прочность слоя, судя по предельному напряжению сдвига Рт, достигает максимального значения за 24 ч, т. е. идет интенсивное старение межфазного слоя. При добавке деэмульгатора скорость старения значительно замедляется.

Рис. 5. Изменение механической плотности межфазного слоя на границе нефть — пластовая вода от времени выдержки с различными деэмульгаторами :

Рис. 4. Изменение механической прочности слоя на границе ар-ланской нефти и пластовой воды.

Для нескольких нефтей, образующих устойчивые эмульсии, было исследовано изменение механической прочности межфазных слоев на

слоя ромашкинской, арланской, мангышлакской и озексуатской нефтей. Все эти нефти различны по составу и свойствам, образуют при перемешивании с водой весьма устойчивые эмульсии. Изменение механической прочности слоя Рг на границе нефть — пластовая вода для нефтей двух месторождений в зависимости от температуры показаны на рис. 3 и 4. Механическая прочность образующегося слоя парафинистых нефтей при 30° С во много раз больше, чем ромашкинской и арланской при 20° С из-за высокого содержания микрокристаллов парафина и церезина.

Рис. 29. Изменение механической прочности в объеме коксового пирога при температуре на входе в камеру 495-

Рис. 124. Изменение механической прочности цементных образцов, хранившихся в скважинах Ишимбайского месторождения:

Одной из важнейшх характеристик структурных превращений коксов является изменение механической прочности, определяемой процессами упорядочения углеродной матриц кокса, зарождения и развития дисперсной йазы - пор. При температурах получения 500°С все кокси имеют низкую прочность 48...56 .МПМ С48))). Близкие значения МПМ сырых коксов, очевидно, связаны с недостаточной чувствительностью методики при этих температурах термообработки, при которых остающиеся в коксах смолистые продукты затрудняют рассев и соответственно снижают точность определений. При повышении температуры интенсивное выделение летучих веществ с развитием пористости и образованием сети трещин вдэывает заметное снижение механической прочности с экстремумом-минимумом при 650°С. Это коррелируется и с уменьшением объемной плотности. Выше, для сернистого и малосернистого коксов, наблюдается постепенный рост МПМ. До 1300°С прочность возрастает в два раза, идет процесс уплотнения, упрочнения связей структурных составляющих.

На рис. 8.11 показано изменение механической прочности при испытании стандартными методами в большом колосниковом и малом барабанах в зависимости от скорости коксования.

Рис. А'. / / Изменение механической прочности кокса в зависимости от скорости коксования а печных камерах шириной, мм: I - 450: 2 - 41Ю.

Исследование тонкой структуры коксов при термообработке в области 500-2400 °С показало , что особенности структуры исходных коксов обуславливают существенное различие их структурной перестройки. К примеру, для игольчатого кокса характерно более плавное изменение межслоевого расстояния в низкотемпературной области. Вследствие худшей упорядоченности в процессе коксования d002 рядового кокса ниже, чем у игольчатого . Рядовой кокс только при 600°С достигает уровня межслоевого расстояния, характерного для исходного игольчатого кокса. Это запаздывание структурирования рядового кокса сохраняется и при дальнейшей термообработке до 1400°С. Напредкристаллизационной и кристаллизационной стадиях коксы практически не различаются по значению d002 Однако более высокий фактор формы, появление слабого отражения свидетельствуют о наличии более совершенной структуры у графитированного игольчатого кокса. Такие же данные получены и по изменению L, и Ьа.

Рис. 3. Изменение межслоевого расстояния коксов в процессе термообработки в вакууме в камере

Наличие сернистых соединений в нефтяных коксах влияет на механизм и кинетику процесса графитации. На рис. 43 показано изменение межслоевого расстояния в кристаллитах коксов ФНПЗ и НУ НПЗ и содержания в коксах серы в зависимости от температуры обработки. Из рисунка видно, что Й0о2 снижается для разных коксов неодинаково. На рентгенограмме кокса НУ НПЗ, начиная с интервала обессеривания, в отличие от рентгенограммы малосернистого кокса, появляется вторая фаза, свидетельствующая о наличии гетерогенной графитации, что согласуется с литературными данными . По-видимому, гетерогенная графитация протекает через газовую фазу, переносчиком углерода в этом процессе является сера. При температурах до 2200 °С лучше графитируется сернистый кокс, при более высоких температурах с?оо2 малосернистого и сернистого кокса различаются незначительно, что обусловлено удалением сернистых соединений до достижения этой температуры. Это обстоятельство было подтверждено также при графитации нефтяных коксов с различным содержанием серы материнской и введенной искусственно.

На рис. 40 показано изменение межслоевого расстояния кристаллитов ФНПЗ и НУ НПЗ и содержания серы в зависимости от температуры обработки. Из рисунка видно, что с?оо2 снижается для коксов не одинаково.

Рис. 40. Изменение межслоевого расстояния кристаллитов коксов и содержание серы в коксах в зависимости от температуры обработки. Длительность выдержки 1 ч.

Рис. 41. Изменение межслоевого в углеродис

Наличие сернистых соединений в нефтяных коксах влияет на механизм и кинетику процесса графитации. На рис. 43 показано изменение межслоевого расстояния в кристаллитах коксов ФНПЗ и НУ НПЗ и содержания в коксах серы в зависимости от температуры обработки. Из рисунка видно, что cfooa снижается для разных коксов неодинаково. На рентгенограмме кокса НУ НПЗ, начиная с интервала обессеривания, в отличие от рентгенограммы малосернистого кокса, появляется вторая фаза, свидетельствующая о наличии гетерогенной графитации, что согласуется с литературными данными . По-видимому, гетерогенная графитация протекает через газовую фазу, переносчиком углерода в этом процессе является сера. При температурах до, 2200 °С лучше графитируется сернистый кокс, при более высоких температурах d002 малосернистого и сернистого кокса различаются незначительно, что обусловлено удалением сернистых соединений до достижения этой температуры. Это обстоятельство было подтверждено также при графитации нефтяных коксов с различным содержанием серы материнской и введенной искусственно.

На рис. 40 показано изменение межслоевого расстояния кристаллитов ФНПЗ и НУ НПЗ и содержания серы в зависимости от температуры обработки. Из рисунка видно, что йсюз снижается для коксов не одинаково.

Рис. 40. Изменение межслоевого расстояния кри-сталлитов коксов и содержа-ние серы в коксах в зависи-мости от температуры обработки. Длительность

Рис. 41. Изменение межслоевого расстояния и содержания серы в углеродистых материалах в зависимости от температуры:

Особенности структуры исходных коксов обусловливают существенные различия в поведении игольчатого и рядового коксов. Для игольчатого кокса характерно более плавное изменение межслоевого расстояния в низкотемпературной области . Вследствие худшей упорядоченности в процессе коксования (doos