Главная -> Словарь

Неоднородность поверхности

Одним из малоизученных электрокинетических явлений в дисперсных системах нефтяных твердых углеводородов является их поведение в неоднородном электрическом поле. Эта область представляет наибольший интерес, так как действие сильного неоднородного электрического поля вызывает направленное движение частиц, которое можно использовать для разделения нефтяных дисперсий. С целью выделения наиболее высокоплавких углеводородов из петролатума первой ступени деасфальтизации смеси тюменских нефтей i была приготовлена суспензия петрола-тум — н-гептан . После нагрева до полного растворения систему охлаждали до 22 °С. Выбор этой температуры определяется возможностью выделить из петролатума углеводороды с наибольшей температурой плавления, так как в этом случае высокоплавкие углеводороды являются дисперсной фазой, а раствор низкоплавких углеводородов в гептане — дисперсионной средой. В данной среде частицы дисперсной фазы обладают отрицательным зарядом, который определяли методом электрофореза.

Неоднородное электрическое поле создавали системой стальных коаксиальных цилиндров внешним диаметром 20 мм и внутренним 3 мм. Осаждение дисперсных частиц в неоднородном электрическом поле проводили на установке, состоящей из повышающего трансформатора и выпрямительных устройств. Значения напряжения отмечали по электростатическому киловольтметру типа С-196. Степень разделения суспензии оценивали по выходу, температуре плавления и показателю преломления осадков, полученных на электродах. При плавной подаче напряжения до 2 кВ, что соот-

нем электроде. В этом случае выход твердых углеводородов меньше их потенциального содержания в петролатуме, а температура плавления ниже. Недостаточная четкость разделения суспензии твердых углеводородов объясняется тем, что отрицательно заряженные частицы твердых углеводородов стремятся закрепиться на положительном электроде и этому способствует поляризация двойного слоя. В то же время при достаточно высокой напряженности поля начинает оказывать влияние поляризация материала частиц, возникает пондеромоторная сила, стремящаяся изменить направление движения частиц твердых углеводородов. В результате в неоднородном электрическом поле при положительной полярности внутреннего электрода электрофоретическая и пондеромоторная силы действуют в разных направлениях, снижая глубину выделения и четкость разделения твердых углеводородов петролатума.

Одним из малоизученных электрокинетических явлений в дисперсных системах нефтяных твердых углеводородов является их поведение в неоднородном электрическом поле. Эта область представляет наибольший интерес, так как действие сильного неоднородного электрического поля вызывает направленное движение частиц, которое можно использовать для разделения нефтяных дисперсий. С целью выделения наиболее высокоплавких углеводородов из петролатума первой ступени деасфальтизации смеси тюменских нефтей была приготовлена суспензия петрола-тум — я-гептан . После нагрева до полного растворения систему охлаждали до 22 °С. Выбор этой температуры определяется возможностью выделить из петролатума углеводороды с наибольшей температурой плавления, так как в этом случае высокоплавкие углеводороды являются дисперсной фазой, а раствор низкоплавких углеводородов в гептане — дисперсионной средой. В данной среде частицы дисперсной фазы обладают отрицательным зарядом, который определяли методом электрофореза.

Неоднородное электрическое поле создавали системой стальных коаксиальных цилиндров внешним диаметром 20 мм и внутренним 3 мм. Осаждение дисперсных частиц в неоднородном электрическом поле проводили на установке, состоящей из повышающего трансформатора и выпрямительных устройств. Значения напряжения отмечали по электростатическому киловольтметру типа С-196. Степень разделения суспензии оценивали по выходу, температуре плавления и показателю преломления осадков, полученных на электродах. При плавной подаче напряжения до 2 кВ, что соот-

нем электроде. В этом случае выход твердых углеводородов меньше их потенциального содержания в петролатуме, а температура плавления ниже. Недостаточная четкость разделения суспензии твердых углеводородов объясняется тем, что отрицательно заряженные частицы твердых углеводородов стремятся закрепиться на положительном электроде и этому способствует поляризация двойного слоя. В то же время при достаточно высокой напряженности поля начинает оказывать влияние поляризация материала частиц, возникает пондеромоторная сила, стремящаяся изменить направление движения частиц твердых углеводородов. В результате в неоднородном электрическом поле при положительной полярности внутреннего электрода электрофоретическая и пондеромоторная силы действуют в разных направлениях, снижая глубину выделения и четкость разделения твердых углеводородов петролатума.

Преимуществами процессов очистки масел в электрическом поле являются их непрерывность, меньший объем электроочистителей по сравнению с отстойниками, отсутствие движущихся деталей, характерных для центробежных очистителей, постоянство пропускной способности и гидравлического сопротивления, отсутствие потерь масла с загрязнениями, возможность полной автоматизации. В то же время для такой очистки требуются довольно сложная аппаратура и значительные мощности, что во многих случаях затрудняет применение этого метода. Процессы очистки масел в неоднородном электрическом поле высокого напряжения, являющиеся наиболее перспективными для практики, в должной степени не отработаны и нуждаются во всесторонней эксплуатационной проверке.

Следует отметить; что взвешенная в нефти незаряженная капелька воды, находясь в однородном электрическом поле постоянного тока, подвергается лишь вытягиванию, но сама не движется*. Она остается на месте, поскольку силы поля, действующие на противоположные концы капельки, равны и направлены в противоположные стороны. Совсем по-другому ведет себя капелька в неоднородном электрическом поле. Напряженность неоднородного поля на противоположных концах поляризованной капельки неодинакова, поэтому и силы, действующие на поляризационные заряды, не уравновешиваются: преобладает сила, действующая на конец капельки, находящийся в зоне большей напряженности. В результате этого вся капелька перемещается в направлении большей напряженности поля.

Рис. 14. Поведение эмульсии в неоднородном электрическом поле средней напряженностью 3 кВ/см при различном времени воздействия электротока : а — переменное поле; б — постоянное поле.

Таблица 3.1. Результаты обезвоживания водно-топливной эмульсии при 18 °С в неоднородном электрическом поле

Высокая эффективность процесса очистки топлива от воды за счет интенсификации процесса разделения в неоднородном электрическом поле очевидна .

Методы составлений кинетических уравнений гетерогенных каталитических реакций. Как правило, многие гетероген — ные каталитические реакции удовлетворительно описываются кинетическими уравнениями пер — во го порядка . Это, по —видимому, обусловливается тем, что лимитирующей суммарный каталитический процесс стадией является хемосорбция на однородной поверхности катализатора, осуществляемая мономолекулярно. При этом первый кинетический порядок имеет место обычно независимо от того, осуществляется ли хемо — сорбция по одноцентровому или многоцентровому механизмам. Установлено, что большее влияние на кинетический порядок каталитических реакций оказы — вает неоднородность поверхности. В ряде случаев большая адекватность достигается при использовании кинетических уравнений , выведенных исходя из представлений неоднородности по — верхности .

Согласно Тейлору реакции протекают на особых местах поверхности катализатора, так называемых активных центрах. Даже в чистом металле атомы, расположенные на дефектах решетки, на ребрах и вершинах кристаллитов, ведут себя иначе, чем атомы, расположенные на плоской поверхности. Неоднородность поверхности характеризуют различными методами, изучением зависимостей дифференциальной теплоты адсорбции или энергии активации при термодесорбции от степени заполнения. На изобарах адсорбции может наблюдаться несколько максимумов, что свидетельствует о наличии нескольких типов хемосорбции. В некоторых случаях неоднородность катализатора можно измерить индикаторами Гаммета, другими основаниями, с помощью инфракрасного спектра для выявления числа и силы кислотных центров. В случае бифункциональных катализаторов подбором соответствующих ядов можно оценить соотношение металлических и кислотных центров. Центрами могут служить группы или кластеры

Поведение дисперсий, стабилизированных ПАВ, в электрическом поле отличается рядом особенностей. Во-первых, межэлектродная циркуляция наблюдается не только в полярных, но и неполярных средах, причем в последних она завершается осаждением дисперсной фазы на одном или обоих электродах, а в полярных средах при высоких значениях f-потен-циала приводит к полному растворению частиц. Во-вторых, для систем ТУ-1 и ТУ-2 в метилэтилкетоне обнаружено явление межэлектродного сжатия . Ранее такое сжатие наблюдали в неполярных жидкостях , но при значительно более высоких значениях напряженности электрического поля . Подобное явление указывает на электрическую неоднородность поверхности частиц.

Тип боковых цепей, радикалов, прочность их связей и отношение неупорядоченной части к упорядоченной в направлении Ьа обусловливает склонность углерода к химическим реакциям, а размер и упорядоченность кристаллитов углерода перпендикулярно к этому направлению определяет его физические свойства . По мере протекания химических реакций, сопровождающихся увеличением упорядочения по Ьа, непрерывно изменяются физико-химические свойства углерода, которые, в свою очередь, влияют на склонность и характер деструктивных процессов, протекающих на поверхностных слоях углерода.

Хорошим адсорбентом для газохроматографического разделения структурных и пространственных изомеров углеводородов оказалась графитированная сажа . Однако существенный недостаток многих адсорбентов, в частности, графитированной сажи,— некоторая неоднородность поверхности и, как сл'едствие, нелинейность изотермы адсорбции, образование несимметричных

Тип боковых цепей, радикалов, прочность их связей и отношение неупорядоченной части к упорядоченной в направлении La обусловливает склонность углерода к химическим реакциям, а размер и упорядоченность кристаллитов углерода перпендикулярно к этому направлению определяет его физические свойства . По мере протекания химических реакций, сопровождающихся увеличением упорядочения по La, непрерывно изменяются физико-химические свойства углерода, которые, в свою очередь, влияют на склонность и характер деструктивных процессов, протекающих на поверхностных слоях углерода.

Неоднородность поверхности может быть вызвана следующими причинами:

Тип боковых цепей, радикалов, прочность их связей и отношение неупорядоченной части к упорядоченной в направлении La обусловливает склонность углерода к химическим реакциям, а размер и упорядоченность кристаллитов углерода перпендикулярно к этому направлению определяет его физические свойства . По мере протекания химических реакций, сопровождающихся увеличением упорядочения по La, непрерывно изменяются физико-химические свойства углерода, которые, в свою очередь, влияют на склонность и характер деструктивных процессов, протекающих на поверхностных слоях углерода.

Методы составлений кинетических уравнений гетерогенных каталитических реакций. Как правило, многие гетерогенные каталитические реакции удовлетворительно описываются кинетическими уравнениями первого порядка . Это, по-видимому, обусловливается тем, что лимитирующей суммарный каталитический процесс стадией является хе-мосорбция на однородной поверхности катализатора, осуществляемая мономолекулярно. При этом первый кинетический порядок имеет место обычно независимо от того, осуществляется ли хемосорбция по одноцентровому или многоцентровому механизмам. Установлено, что большее влияние на кинетический порядок каталитических реакций оказывает неоднородность поверхности. В ряде случаев большая адекватность достигается при использовании кинетических уравнений , выведенных исходя из представлений неоднородности поверхности .

- оба участника каталитической реакционной системы характеризуются неоднородностью по реакционной способности: неоднородность поверхности катализатора обусловливается наличием каталитических центров различной силы кислотности, следовательно, активности, а сырье крекинга неоднородно по молекулярной массе и химическому составу;

— оба участника каталитической реакционной системы характеризуются неоднородностью по реакционной способности: неоднородность поверхности катализатора обусловливается наличием каталитических центров различной силы кислотности, следовательно, активности, а сырье крекинга неоднородно по молекулярной массе и химическому составу;