Главная -> Словарь

Концентрации поверхностно

Особый интерес представляет сравнение углеводородных составов исходного сырья, бензина термического риформинга и бензина «платформинга», представленных на рис. 3. Как видно из графика, в исходном сырье с интервалом кипения 60—200° С нафтеновые углеводороды распределяются почти равномерно в области 20—100% смеси. Ароматические углеводороды распределяются также довольно равномерно в области 40—100%. Для бензина термического риформинга характерно образование олефинов и циклоолефинов. Вместе с этим происходит некоторая потеря нафтеновых и увеличение содержания ароматических углеводородов. В действительности, исходя из состава сырья, трудно допустить новообразование ароматических углеводородов. Увеличение концентрации последних в продукте объясняется разрушением неароматических компонентов. Концентрация парафиновых углеводородов в низкокипящих фракциях и ароматических в высококипящих фракциях обусловливается тем фактом, что в процессах изомеризации и гидрокрекинга парафиновых углеводородов средняя температура кипения их понижается, тогда как в процессе пре-

Присутствие жидких малоциклических ароматических углеводородов из-за наличия в их молекулах коротких боковых цепей не влияет на структуру и размер кристаллов парафиновых углеводородов. Повышенное их содержание приводит к увеличению размеров этих кристаллов вследствие уменьшения концентрации последних в растворе, что связано с облегчением условий роста кристаллов. Полициклические ароматические углеводороды в концентрации 25% на смесь способствуют уменьшению размеров кристаллов парафинов, что объясняется повышением вязкости раствора, из которого проводится кристаллизация. Процесс кристаллизации твердых углеводородов из полярных и неполярных растворителей протекает в форме монокристаллических образований; образуется структура, состоящая из кристаллов определенной формы, причем каждый монокристалл развивается из одного и того же центра. При такой форме кристаллизации отдельные кристаллы могут быть как разобщены между собой, так и образовывать в растворе пространственную кристаллическую решетку. С помощью электронного микроскопа при увеличении в 13000 раз удалось проследить практически все стадии роста кристаллов от момента возникновения зародышей до полностью оформленного кристалла i. Такое постадийное изучение процесса роста кристаллов проведено на примере пента-контана при кристаллизации в углеводородной среде .

Присутствие жидких малоциклических ароматических углеводородов из-за наличия в их молекулах коротких боковых цепей не влияет на структуру и размер кристаллов парафиновых углеводородов. Повышенное их содержание приводит к увеличению размеров этих кристаллов вследствие уменьшения концентрации последних в растворе, что связано с облегчением условий роста кристаллов. Полициклические ароматические углеводороды в концентрации 25% на смесь способствуют уменьшению размеров кристаллов парафинов, что объясняется повышением вязкости раствора, из которого проводится кристаллизация. Процесс кристаллизации твердых углеводородов из полярных и неполярных растворителей протекает в форме монокристаллических образований; образуется структура, состоящая из кристаллов определенной формы, причем каждый монокристалл развивается из одного и того же центра. При такой форме кристаллизации отдельные кристаллы могут быть как разобщены между собой, так и образовывать в растворе пространственную кристаллическую решетку. С помощью электронного микроскопа при увеличении в 13000 раз удалось проследить практически все стадии роста кристаллов от момента возникновения зародышей до полностью оформленного кристалла . Такое постадийное изучение процесса роста кристаллов проведено на примере пента-контана при кристаллизации в углеводородной среде .

Рис. IV. 1. Кривые зависимости молекулярных весов нефтепродуктов от концентрации последних в растворителе .

температуры и давления, влияющими на константу равновесия химической реакции; 2) изменением продолжительности реакции; 3) подбором соответствующего катализатора, позволяющего осуществлять химические реакции при более благоприятном режиме и снижаю щего роль побочных реакций; необходимо, однако, отметить, что катализатор изменяет скорости реакций, но не влияет на константу равновесия химической реакции; 4) изменением концентраций тех или иных компонентов исходного сырья; так, при алкилировании изобутана или бензола непредельными углеводородами значительное повышение концентрации последних позволяет реакцию алкили-роваиия практически осуществить полностью, подавляя при этом реакцию полимеризации непредельных углеводородов, которая может одновременно протекать в этих условиях; для реакции алкили-роваиия на 1 моль непредельного углеводорода берется 5—10 молей изобутана или бензола, хотя в реакцию вступает только один моль этого компонента; 5) ведением процесса с рециркуляцией, при которой за однократный пропуск сырья через реакционную зону обеспечивается сравнительно неглубокая степень превращения, после чего из реакционной смеси выделяются продукты реакции, а пепрореагировавшее сырье возвращается обратно в реакционную зону в смеси со свежей порцией исходного сырья; ведение процесса с рециркуляцией часто осуществляется при термическом и каталитическом крекинге нефтяного сырья, при процессах коксования, пиролиза, изомеризации и др.

Растворимость компонентов в жидком пропане уменьшается по мере приближения к его критической температуре; причем наименее растворимы в нем смолы и высокомолекулярные ароматические углеводороды, а наиболее — тара-фино-нафтеновые углеводороды. Увеличение концентрации последних в деаофаль-тизате с повышением температуры в верхней зоне колонны объясняют также экстракцией из раствора выделяющейся и опускающейся жидкостью части промежуточных компонентов, преимущественно нежелательных..

Желание избежать термического разложения высокомолекулярных соединений нефти , неизбежного при перегонке нефти по мере увеличения концентрации последних, привело к разработке заводского метода разделения тяжелых нефтей и нефтя-ны

Эти данные свидетельствуют об увеличении поверхностного натяжения с ростом молекулярного веса, что было отмечено очень давно . С увеличением температуры поверхностное натяжение уменьшается и становится равным нулю при критической температуре . Неуглеводородные материалы, растворенные в нефтит уменьшают поверхностное натяжение. Особенно активно действуют в этом смысле полярные соединения, а также мыла и жирные кислоты. Эффект в значительной мере зависит от концентрации поверхностно активного вещества вплоть до критического значения, выше которого- дальнейшие повышения концентрации вызывают лишь небольшое изменение поверхностного натяжения. Критическая концентрация соответствует тому значению, которое требуется для образования мономолекулярного слоя на поверхности. Поверхностное натяжение лежит в основе ряда сложных явлений, наблюдаемых у эмульсий и пленок.

Большинство выпускаемых поверхностно-активных веществ при одинаковой концентрации снижает поверхностное натяжение приблизительно на одинаковую величину .

Рис. 116. Зависимость поверхностного натяжения от концентрации поверхностно-активного вещества.

вещества на границе раздела фаз. С увеличением концентрации поверхностно-активного вещества поверхностное натяжение жидкости сначала интенсивно снижается, а затем стабилизируется, что свидетельетвует о полном насыщении поверхностного слоя молекулами поверхностно-активного вещества. К поверхностно-активным веществам, резко изменяющим величину поверхностного натяжения нефтей и нефтепродуктов, относятся спирты, фенолы, смолы, асфаль-тены, нафтеновые и другие органические кислоты.

На рис. 16 показан график изменения концентрации поверхностно-активного вещества в реакторах 1 и 2. Можно видеть, что после прекращения подачи добавки в реактор / концентрация ее там снижается в соответствии со скоростью, с которой происходит замена кислоты в реакторе, и действие добавки наблюдается вплоть до концентрации 0,005% ."После этого эффект действия добавки можно наблюдать в реакторе 2.

Этот пример показывает, что с увеличением концентрации поверхностно-активного вещества поверхностное натяжение сначала падает интенсивно, а затем становится более или менее постоянным. Это обстоятельство связывается с явлением насыщения поверхностного слоя полярно активными молекулами растворенного вещества. •

Понижение поверхностного натяжения объясняется явлениями адсорбции поверхностно-активного вещества на границе раздела фаз. Характер изотермы адсорбции показан па фиг. 80. Как видим, с увеличением концентрации поверхностно-активного вещества поверхностное натяжение сначала интенсивно падает, а затем как бы стабилизируется, что свидетельствует поверхностного слоя молекулами поверх-

• Установлено, что зависимость нагрузки Р разрабатываемых масел от концентрации нефтяного остатка носит немонотонный характер. Это, очевидно, обусловлено изменением характера межмолекулярного взаимодействия в НДС.при вариации природы их и состава дисперсной фазы и.дисперсионной, ор'еды. Малые концентрации дисперсной фазы повышают прочность структуры вследствие увеличения числа ее элементов в единице объема• системы. Так, при 10 и 20-30$ мае;;, содержании ДКО в масле на основе экстракта и Т-66 нагрузка Р достигает своего максимального значения и равна 50 кто и 79 кгс соответственно. • Дальнейшее увеличение концентрации поверхностно-активных веществ ведет к ассоциации частиц и уменьшению межмолекулярного взаимодействия, я,, следовательно, прочности системы. На это указывает уменьшение величины нагрузки РК при содер- ' • жании ДКО в эустракте т Т-66 свыше 10 и 30/?масл, соответственно. Некоторое возрастание критической нагрузки масла на основе экстракта при 50$мас-'. содержании ДКО, по-видимому, объесняется влиянием на Р„ не только адсорбции ПАВ, но

Механизм образования граничной пленки заключается в следующем: полярные молекулы смазочной среды сталкиваются при своем беспорядочном движении с поверхностью трения, попадают в ее электрическое силовое поле и, присоединяясь к ее -активным центрам, образуют на ловерхности адсорбированный ориентированный мономолекулярный слой . Этот слой служит как бы зародышем для образования квазикристаллической структуры в граничащей со сма-, занной поверхностью зоне. После этого, в случае достаточной концентрации поверхностно-активных веществ в масле, происходит образование дальнейших рядов молекул, присоединяющихся к свободным концам молекул первичного слоя, В результате создается мультимолекулярный слой, образующий длинный ворс. В ближайшей к твердой поверхности зоне молекулы фиксированы так же, как и в твердых кристаллах, и поэтому граничная пленка близка к твердокристалли-ческой.

Рис. 30. Зависимость кажущейся вязкости г\ металлической суспензии магния в угле» водородном горючем от концентрации поверхностно-активной присадки

А. М. Лазарев считает, что поверхностно-активные вещества образуют адсорбционный слой на поверхности раздела углерод— эмульсионная вода в виде мономолекулярной оболочки. При этом полярные молекулы поверхностно-активного вещества располагаются на поверхности раздела, а при концентрации, соответствующей образованию насыщенного слоя, — нормально к поверхности раздела. При промежуточном значении концентрации поверхностно-активных веществ полярные молекулы наклонены под некоторым углом к поверхности и, переплетаясь между собой, образуют «молекулярный каркас»— систему, аналогичную лиофильным гелям и обладающую достаточно большой прочностью.