Главная -> Словарь

Мезофазных превращений

о-Ксилол . . Этилбензол . Мезитилен Псевдокумол Гемимеллитол

которых преобладали мезитилен, псевдокумол, 1,2,3-триметил-бензол и 1, З-диметил-5-этилбензол.

Из отдельных групп углеводородов этих фракций лучше всего изучены ароматические углеводороды. Эти углеводороды были исследованы Бэрч и Норрис ,выделившими и идентифицировавшими через соответственные кристаллические нитро-производные мезитилен, псевдокумол, гемимелитол, этилксило-лы, диметилнафталины и триметилнафталин, Мулани и Ватсон , изолировавшими n-цимол, Карпентером , получившим индивидуальный пентаметил-бензол. Мэр и Штрейф выделили индивидуальные углеводороды ароматического, гидроароматического и парафинового рядов из фракции с т. кип. 200—230°. Они подвергали фракционировке в прецизионных колонках керосиновую фракцию изучаемой в течение многих лет нефти месторождения Понка Сити .

Псевдокумол . . Мезитилен . . . 100,0 100,0 100,0 100,0 - 350-450 400 45-50 50 9,5-10,4 8,6 9,5-10,4 8,6

Bruun, Leslie и SchicktanzП4 наблюдали, что все фракции оклахомской нефти в пределах от 90° до 112° содержали толуол. Наибольшая концентрация этого углеводорода соответствовала фракции, кипящей от 107° до 108°. Количественное определение толуола в виде 2,4-динитротолуола доказало, что исходный углеводород содержится в нефти в количестве 0,33%. Из этой же самой нефти позднее были выделены все три ксилола115, этилбензол116 , мезитилен, псевдокумол и гемимеллитол m. Landa и Machacek118 выделили из нефти месторождения Hodonin циклический углеводород С10Н16, с темп. пл. 268°, которому они дали название адамантана. Согласно Birch и Norris119 мезитилен и псевдокумол являются, вероятно, обычными ароматическими компонентами нефти, встречающимися обыкновенно совместно.

Сернокислотный метод очистки нефтяных дестиллатов также ведет к удалению ароматических углеводородов в виде так называемого «кислого гудрона». Birch и 'Norris122 исследовали ароматические углеводороды, присутствующие в кислом гудроне, полученном обработкой персидского керосина дымящей серной кислотой . Следующие углеводороды были идентифицированы в виде их кристаллических производных: толуол, т- и /з-коилолы, мезитилен, псевдокумол, гемимеллитол, р-этилтолуол, один из этилксилолов, диметилнафта-лин, а также получены некоторые указания на наличие триметилнафталина.

Свойства различных марок кокса систематизированы в табл.1 14 .

PEC.4. Изменение парамагнетизма различных нефтепродуктов вблизи области мезофазных превращений по данным работы С13 Л :1-вискозное волокно;2-фурфуролфенил-формалъдегидная смола;3-поливинилхлорид^-средне-температурный пек; 5-высокотемпературный пек; 6-анилинофенолформальдегидная смола.

невская жидкость. Процесс размягчения пека проявляется в исчезновении хрупкости, появлении пластичности, уменьшении вязкости. Это все тесным образом связано с изменением их надмолекулярной структуры, вызывающим резкое изменение физических свойств пека. Изучение удельной электропроводности высокоплавких пеков при различных температурах показывает, что при температурах выше 350°С наблюдается скачок электропроводности, соответствующий области мезофазных превращений . На рис. 5 приведены температурные зависимости диэлектрической проницаемости нефтяных пеков, из которых следует также, что в интервале 350-490°С наблюдается область мезофазных превращений .

ИЗУЧЕНИЕ МЕЗОФАЗНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ В ПРОЦЕССЕ КОКСОВАНИЯ

При термообработке нефтяных остатков образуется анизотропная фаза, получившая название мезофазы, которая по своим оптическим и физическим свойствам напоминает нематические жидкие кристаллы С I 3 . В настоящее время сложились определенные представления о структурной организации жидкокристаллических сфер мезофазы - это упакованные определенным образом плоские дисколодобные молекулы С 2 Д . Проведены многочисленные исследования, направленные на выявление зависимости характера протекания мезофазных превращений от различных факторов-температуры, давления, химического состава сырья L 3,4 Л . Но, несмотря на общепризнанность факта формирования структуры кокса на стадии мезофазных превращений, в литературе не показано, как влияет динамика изменения сфер мезофазы на структуру получаемого продукта карбонизации.

Для определения причины образования различной структуры коксов рассмотрим процесс образования и роста сфер мезофазы для выбранных продуктов. Динамику мезофазных превращений анилизировали двумя оптическими методами: микроскопического исследования с помощью термоприставки к микроскопу и исследования карбонизированных образцов после полировки поверхности. Метод непосредственной регистрации термических превращений при помощи микроскопа более подходит для исследования динамики образования мезофазы на ранних стадиях зарождения и роста сфер. При дальнейшем росте сфер сказываются недостатки этого метода, которые определяются эффектом влияния поверхностей покровных стекол. Преимуществом метода полировки образцов после карбонизации является нечувствительность к потере массы, а недостатком - затрудненность регистрации процессов на ранней стадии образования мезофазы. Таким образом, оба 48

Совершенно иная динамика изменения мезофазных превращений при дальнейшей карбонизации. С увеличением изотермической задержки рост сфер происходит не только за счет изотропной фазы, но и за счет коалесценции уже образовавшихся сфер, причем рост сфер за счет коалесценции является превалирующим. Как показали наблюдения, слияние частиц происходит при столкновении, и этот процесс напоминает слияние двух капель вязкой изотропной жидкости. Движению сфер способствует движение потока изотропной жидкости и движение газовых пузырьков, выделяющихся в процессе деструкции. Слияние происходит следующим образом: в первый момент времени сферические частицы контактируют только в одной точке, затем контактная точка развивается в контактный перешеек, растущий с течением времени, при этом происходит сближение центров сфер. Аналогичный процесс описывается в работе ((( 7 J . Конечно, сферы мезофазы - это не изотропные жидкие капли и процесс их коалесценции определяется не только вязкостными свойствами, но и определенной внутренней организацией, присущей жидкокристаллическому состоянию Е 8 J .

Очень высокое межатомное расстояние при температурах около 700°С,равное 3,9 А, по-видимому, свидетельствует об окончании процесса мезофазных превращений, недостаточно завершенного в реакторе коксования. Самое большое значение парамагнетизма в начальной стадии прокалки и более плавное его уменьшение свидетельствует о прекращении этого процесса и начале процесса гемолиза диамагнитных молекул с образованием радикалов другого типа. Если учесть,что образование карбиновой и графитовой кристаллических решеток имеет различную энергию, то можно допустить одновременное образование этих двух видов аллотропного углерода. Принципиальная вероятность

В соответствии с основными направлениями работ БашНИИНП представленные в настоящем сборнике статьи отражают результаты исследования состава и структуры продуктов при проведении ректификации нефтей, при получении нефтяных коксов и битумов. В свете задачи всемерного углубления переработки нефти актуальными являются вопросы, рассматриваемые в статьях, посвященных ректификации: создание лабораторного аппарата для получения высококипящих дистиллятов, изучение закономерностей испарения компонентов при глубоковакуумной перегонке, изучение продуктов фракционирования нефти в сверхкритических условиях,т.е. методом, отличным от обычной ректификации. Для получения качественного нефтяного кокса, особенно кокса специальной структуры, большое значение имеет как качество сырья, так и условия коксования. Изучению закономерностей влияния качества сырья, условий термообработки, образования и развития мезофазных превращений посвящен ряд статей сборника. Не менее важной является задача оценки качества полученного кокса. В первую очередь это касается всесторонней оценки структуры кокса, выбора параметров, определяющих пригодность кокса для последующего квалифицированного его использования,а также оценка содержания вредных примесей в нем. Этому вопросу посвящены статьи по рентгеноструктурному исследованию коксов и спектральному определению содержания "мешающих" примесей различных элементов. На качество битумов большое влияние оказывает его химический состав, в т.ч. количество и типы гетероатомных соединений, а одним из важных показателей качества дорожных битумов является его сцеп-

давность с дорожными материалами, количественной оценке которой посвящена одна из статей сборника. Представленные статьи включают совершенно новый материал по разработке физико-химических методов исследования нефтепродуктов, по исследованию процессов ректификации, сырья коксования,битумов, мезофазных превращений и пр. Данные каждой работы могут быть использованы при проведении различных исследований.

С.В.Сухов,В.П.Задорин,Р.Х.Садыков,Ю.А.Лебедев. Изучение мезофазных превращений нефтяных остатков в процессе коксования.......................................... 47