Главная -> Словарь

Коллоидно химических

Коллоидно-химические представления об образовании ассоциа-тов, различного рода комплексов и надмолекулярных структур со временем, очевидно, позволят создать теоретические основы компаундирования и объяснить имеющиеся отклонения от аддитивности по многим показателям. В настоящее время разработка рецептур смешения высокооктановых бензинов почти лишена научной базы. В расчетах часто используют не фактические свойства тех или иных компонентов, а условные характеристики смешения, учитывающие поведение данного компонента в конкретном базовом бензине. Основные законы, определяющие характеристики смешения, не выяснены, поэтому при компаундировании прибегают к эмпирическим методам расчета.

7. Позднышев Г.Н., Петров А. А., Махонин Г.М. Влияние структуры смолисто асфальтеновых веществ на их коллоидно-химические свойства // Труды СоюздорНИИ. 1971. Вып.49. С.62-68.

В дистиллятном масле МВП, выдержанном при температуре 80 °С в течение 70 ч, увеличивается число светопоглощающих частиц, что, вероятно, связано с тепловыми процессами, вызывающими химические и коллоидно-химические превращения в маслах. Добавка к маслу октана приводит к появлению значительного числа микрообъектов, т. е., по-видимому, происходит агрегирование частиц, до этого неразличимых оптическим методом.

Всего было получено 16 фракций, выход и общая характеристика которых приведены в табл. 1. Выделенные фракции характеризовались коэффициентом светопоглощения по методике , удельным весом по Маричу , молекулярным весом , элементарным составом и светорассеянием в растворителе, состоящем из 10% бензола и 90% н-октана на нефелометре НФМ при концентрации фракции асфальтена 0,04 г/л. Кроме того, у фракций асфальтенов в стандартных растворителях определялись поверхностные и коллоидно-химические свойства.

Типичными представителями неионогенных поверхностно-активных веществ являются полигликолевые эфиры алкилфенолов. Учитывая высокие деэмульгирующие свойства этого класса соединений, в данной статье ставилась цель, во-первых, на примере полигликолевых эфиров алкилфенолов проследить влияние изменения величины как алкильного радикала, так и длины полиоксиэтиленовой цепи на их деэмульгирующее действие по отношению к нефтяным эмульсиям. Выяснить, какие коллоидно-химические свойства гомологического ряда данных веществ влияют на это действие, обратив особое внимание на изменение строения насыщенных адсорбционных слоев этих веществ на границе вода — углеводород. Эта часть исследования проводилась на модельной системе, состоящей из-смеси парафиновых и ароматических углеводородов, с известным постоянным коллоидным состоянием асфальтенов в системе. Во-вторых на примере наиболее активных представителей исследуемого класса неионогенных веществ как реаген-тов-деэмульгаторов проследить способности этих веществ разрушать водо-неф-тяную эмульсию, стабилизированную асфальтенами, находящимися в нефти в различном коллоидно-диспергированном состоянии, т. е. образующими адсорбционные слои с различными по толщине сольватными оболочками.

8. П е т р о в А. А., Позднышев Г. Н. Коллоидно-химические свойства неионогенных поверхностно-активных веществ. Колл. журнал, 1966, № 6 стр. 858—865.

Излагаются экспериментальные результаты фракционирования методом дробного осаждения асфальтена сырца нефти Покровского месторождения. Были выделены и исследованы структура и коллоидно-химические свойства 16 фракций, представляющих собой полимер-гомологический ряд асфальтово-смолистых веществ, постепенно переходящих no-свойствам в л-эфире от фракций, относящихся к смолам, к фракциям, плохо растворимым в бензоле, т. е. карбеноподобным веществам, с переходом через фракции, соответствующие асфальтенам.

На примере хроматографически очищенных полигликолевых эфиров алкилфенолов излагаются результаты исследования влияния химического строения неионогенных ПАВ на их коллоидно-химические свойства и деэмульгирующее действие на нефтяные эмульсии.

Мало изучены коллоидно-химические процессы образования эмульсий в многокомпонентных нефтяных системах с ограниченно растворяющимися компонентами. При исследовании модельных бинарных систем обнаружено, что самопроизвольно образующиеся обратимые эмульсии существуют в определенном интервале концентраций и температур, вне которого они разрушаются с образованием двух макрофаз или являются гомогенной системой . Дистиллятное нефтяное сырье, подвергаемое очистке селективными растворителями, в предкритической области следует рассматривать как жидкостную эмульсию, нарушение агрегативной устойчивости— разделение на рафинатный и экстрактный растворы — происходит при критической температуре.

Одним из важных условий мицелло- и структурообразования дисперсной фазы смазок является температура. Коллоидно-химические процессы в производстве смазок протекают при непрерывно изменяющейся температуре и полностью не заканчиваются даже по завершении их приготовления, т„ е. при охлаждении до 30—40 °С. Поэтому' необходимо осуществлять «дозревание» смазок, которое происходит в течение 1—2 дней при покое и комнатной температуре. Однако для многих смазок равновесное состояние не достигается, о чем свидетельствует изменение их свойств во времени —самопроизвольное отделение дисперсионной среды, резкое упрочнение или разжижение под воздействием тем-перату-ры, механических нагрузок, атмосферной влаги и кислорода.

7 Позднышев Г.Н., Петров А.А., Махонин Г.М. Влияние структуры смолисто асфальтеновых веществ на их коллоидно-химические свойства//Труды СоюздорНИИ. 1971 Вып.49. С.62-68.

Исходя из коллоидно-химических представлений о структуре нефтяных остатков , механизм превращения СОЕ сырья в гипотетической форме может быть следующим . На стадии предварительного нагрева сырья с водородом до адсорбции на поверхности катализатора происходят первичные изменения структуры сырья, заключающиеся в том, что ядро ССЕ, состоящее из ассоциатов асфальтенов, диспергируется. Первичная сольватная оболочка ССЕ распределяется между диссоциированными частицами первичного ядра. Часть компонентов первичной сольватной оболочки растворяется в дисперсионной среде, находящейся в состоянии истинного молекулярного раствора. В предельном случае ядро ССЕ может быть представлено единичной частицей асфальтена. Каждая из этих частиц окружена сольватной оболочкой, толщина которой зависит от содержания смол, полиаренов, высоко-

21. Красиков Я. Я. Исследование коллоидно-химических свойств дисперсий с неполярной средой в связи с проблемой облитерации капиллярных каналов. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Л.: ЛТИ им. Ленсовета. 1970; Красиков Н. Я., Лавров И. С. ЖПХ. 1971. № 1.С. 205-209.

В химии полимеров к классическим высокомолекулярным соединениям принято относить вещества с молекулярной массой 5000 и выше. Однако, как утверждают Стрепихеев и Деревицкая , между высокомолекулярными и низкомолекулярными соединениями нельзя провести резкую границу. Так, к ВМС нефтяного происхождения относят вещества с молекулярной массой значительно меньшей, чем для обычных полимерных веществ. По мнению авторов , парафины с молекулярной массой около 1000 обладают всеми свойствами ВМС. В настоящей работе к ВМС принято относить гетероциклические соединения и углеводороды с молекулярной массой более 1000. В соответствии с современными взглядами, основанными на коллоидно-химических представлениях, нефть и нефтепродукты являются сложными смесями, различающимися качеством и отношением концентраций ВМС к НМС.

Базируясь на коллоидно-химических представлениях, нефтяное сырье и нефтепродукты можно рассматривать как неструктурированные и структурированные системы. Неструктурированные системы представляют собой смесь углеводородов, не склонных при данных условиях к межмолекулярным взаимодействиям, приводящим к образованию ассоциатов. Такие системы термодинамически стабильны, легко подвижны и не расслаиваются. Ассоциаты в этих системах отсутствуют. К неструктурированным нефтяным системам из товарных нефтепродуктов, не расслаивающихся в условиях изготовления и применения, относятся газы, бензины, реактивные и дизельные топлива, масла. До настоящего времени исследователи и технологи занимались получением неструктурированных систем , используя для этой цели процессы ректификации, экстракции^ адсорбции, депарафинизации, деасфальтизации и с помощью деструктивных методов.

Появление книги вызвано назревшей необходимостью обобщить имеющиеся научные и практические результаты исследования коллоидно-химических свойств нефтяных систем, что позволяет предложить новые, нетрадиционные способы технологии добычи, транспорта, переработки нефти и применения нефтепродуктов в народном хозяйстве.

Велика роль коллоидно-химических факторов в хорошо известных процессах селективной очистки нефтяного сырья и разделения его на отдельные компоненты.

Пластичные смазки занимают промежуточное положение между жидкими и твердыми смазочными материалами. Они представляют собой структурированные коллоидные системы. Их свойства зависят прежде всего от особенностей трехмерного структурного каркаса, образующегося из дисперсной фазы, который в своих ячейках удерживает большое количество дисперсионной среды. Устойчивость структурированной системы зависит от прочности структурного каркаса, сил взаимодействия между его отдельными частицами, между элементами структурного каркаса и дисперсионной средой на границе раздела фаз, числа контактов частиц каркаса в единице объема, электростатических свойств, критической концентрации ассоциации различных мыл и других коллоидно-химических факторов.

Развитие коллоидно-химических представлений о нефтях и нефтепродуктах претерпело несколько этапов. Первый этап можно охарактеризовать как этап научных сомнений и предположений о коллоидном строении нефти, высказанных еще в начале века различными исследователями. Накопление массива экспериментальных данных, интерпретация которых возможна только лишь через призму коллоидно-дисперсного строения нефтяных систем, привело к следующему этапу — активному внедрению идей коллоидной химии в практику исследований и анализа НДС. Окончательное утверждение коллоидно-химических представлений о строении нефтяных систем произошло в 1971 году на V Всесоюзной конференции по физико-химической механике, состоявшейся в Уфе под патронажем академика П. А. Ребиндера.

Классическим примером удачного технологического решения производственной задачи на основе коллоидно-химических представлений о строении нефтяного сырья является случай, описанный в . Постоянное закоксовывание змеевика печи установки замедленного коксования, сырьем которой являлось высокопарафинистое сырье, было успешно преодолено введением в сырье высокоароматизован-ной фракции. Подобное решение проблемы казалось непосвященным парадоксальным, поскольку противоречило существовавшим на тот момент представлениям о механизме коксования нефтяных остатков: введение аренов должно было лишь способствовать увеличению степени закоксованности змеевика. Новый подход в данной ситуации" позволил путем диспергирования асфальтенов и увеличения агрега-тивной устойчивости нефтяного сырья предотвратить быстрое закоксовывание змеевика печи.

Большинство материалов , используемых в нефтяной отрасли, и в первую очередь сама нефть, являются дисперсны?,™ система'ии Изучение реологических свойств ;ггих материалов входит в круг задач специального раздела общей реологии - ресишгии дисперсных систем, которая является также одним из разделов коллоидной химии - науки о дисперсных системах и поверхностных явлениях. Реологические параметры дисперсной системы позволяют судить о фундаментальном свойстве дисперсных частиц - о величине сил, действующих между частицами, о структуре системы. Справедливо и обратное: корректная оценка реологических параметров дисперсной системы возможна только на основе знания ее коллоидно-химических свойств. В связи с этим реологию дисперсных систем з общенаучном плане с большим основанием следует отнести к коллоидной химии, чем к механике . В настоящем учебном пособии такая точка зрения отражена в микрореологическом подходе к проблеме реологических свойств нефти и нефтепродуктов.

В книге методически обобщены собственные изыскания автора, результаты известных научных исследований, характеризующие сущность коллоидно-химических превращений НДС, на базе современных представлений и аналитических методов исследований, позволяющие понять особенности поведения НДС в реальных условиях их существования, в частности в процессах добычи, транспорта, переработки, хранения и применения. Представленное изложение материала предполагается в дальнейшем использовать при создании единых и общих принципов физико-химической механики нефтяных дисперсных систем в учебных курсах, связанных с технологией переработки углеводородного сырья.