Главная -> Словарь

Объемного заполнения

Рис. 62. Зависимость удельного объемного сопротивления и поверхностного натяжения петролатума от содержания присадки В-526:

Рис. 63. Зависимость удельного объемного сопротивления и поверхностного натяжения депарафинированного масла от содержания присадки:

При мицеллообразовании резко изменяются объемные свойства системы. В связи с этим для вышеописанных модельных и реальных систем было измерено удельное объемное сопротивление . Для реальных систем зависимость р„ от концентрации выражается прямой, параллельной оси абсцисс. Для модельных систем полученная сложная зависимость в интервале малых концентраций присадки аналогична зависимости о от С . При содержании присадки до 0,008% удельное объемное сопротивление резко возрастает. В области этих же концентраций растет и поверхностное натяжение системы. Это указывает на поверхностную инактивность присадки, которая, очевидно, концентрируясь в объеме, связывает молекулы смол, что и приводит к росту р„. Десорбция заканчивается при концентрации присадки 0,008% и, начиная с этой концентрации до 0,02% , добавляемая присадка адсорбируется преимущественно на поверхности, что приводит к снижению поверхностного натяжения и удельного объемного сопротивления, которое достигает минимума при концентрации ПАВ 0,02% , т. е. в области начала мицеллообразования. В интервале концентраций от 0,02 до 0,05% , очевидно, большая часть присадки расходуется на образование мицелл, что и приводит к повторному увеличению удельного объемного сопротивления и поверхностного натяжения. При концентрациях присадки выше 0,05% поверхностное натяжение и удельное объемное сопротивление несколько снижаются и, начиная с 0,2% , эти параметры

Выяснение механизма действия присадок в процессе обезмасливания имеет большое значение для направленного поиска наиболее эффективных продуктов. В основу изучения механизма действия ПАВ в процессе кристаллизации твердых углеводородов может быть положено распределение присадки между твердой и жидкой фазами при депарафинизации и обезмасливании масляного сырья. Как указывалось выше, при депарафинизации в присутствии присадки последняя выделяется с твердой фазой. Однако этот вывод нельзя автоматически перенести на процесс обезмасливания, учитывая разную концентрацию твердых углеводородов и состав жидкой фазы в сырье этих двух процессов. Использование в качестве критерия распределения присадки между продуктами обезмасливания петролатума рекомендованных ранее значений поверхностного натяжения и удельного объемного сопротивления модельных и реальных систем i показало, что с увеличением содержания присадки в модельных системах удельное объемное сопротивление церезина и фильтрата от обезмасливания монотонно снижается .

Зависимость удельного объемного сопротивления р„ и поверхностного натяжения а от концентрации вводимых ПАВ в процессе обезмасливания петролатума дана на рис. 66 на примере присадки АФК. При обезмасливании в присутствии ПАВ на кривых за-

висимости удельного объемного сопротивления и поверхностного натяжения от логарифма концентрации вводимой присадки можно выделить пять областей, в пределах которых происходит резкое изменение этих показателей : 0,001—0,005 — область I; 0,005—0,01—область II; 0,01—0,05 —область III; 0,05— 0,1 —область IV; выше 0,1—область V. При введении присадки в суспензию твердых углеводородов в первом интервале концентраций происходит ее взаимодействие с гетероатомами смол, и присадка совместно со смолами адсорбируется на частицах твердых углеводородов, что подтверждается ранее сделанными выводами о роли смол именно в области малых концентраций присадки. При этом молекулы ПАВ ориентируются полярными группами в сторону дисперсионной среды, углеводородные цепи направлены в объем частиц. В этой области р,, и а церезина снижаются, а образующиеся агрегаты частиц твердых углеводородов увеличивают проницаемость осадка на фильтре и скорость фильтрования. Часть смолистых веществ, находящихся в фильтрате, взаимодействует с молекулами присадки и адсорбируется на частицах твердых углеводородов, в результате чего р„ и а фильтрата возрастают.

Puc. 62. Зависимость удельного объемного сопротивления и поверхностного натяжения петролатума от содержания присадки В-526: 1 — для реальной системы; 2 — для модельной системы.

Рис. 63. Зависимость удельного объемного сопротивления и поверхностного натяжения депарафинированного масла от содержания присадки:

При мицеллообразовании резко изменяются объемные свойства системы. В связи с этим для вышеописанных модельных и реальных систем было измерено удельное объемное сопротивление . Для реальных систем зависимость р„ от концентрации выражается прямой, параллельной оси абсцисс. Для модельных систем полученная сложная зависимость в интервале малых концентраций присадки аналогична зависимости о от С . При содержании присадки до 0,008% удельное объемное сопротивление резко возрастает. В области этих же концентраций растет и поверхностное натяжение системы. Это указывает на поверхностную инактивность присадки, которая, очевидно, концентрируясь в объеме, связывает молекулы смол, что и приводит к росту !р„. Десорбция заканчивается при концентрации присадки 0,008% и, начиная с этой концентрации до 0,02% , добавляемая присадка адсорбируется преимущественно на поверхности, что приводит к снижению поверхностного натяжения и удельного объемного сопротивления, которое достигает минимума при концентрации ПАВ 0,02% , т. е. в области начала мицеллообразования. В интервале концентраций от 0,02 до 0,05% , очевидно, большая часть присадки расходуется на образование мицелл, что и приводит к повторному увеличению удельного объемного сопротивления и поверхностного натяжения. При концентрациях присадки выше 0,05% поверхностное натяжение и удельное объемное сопротивление несколько снижаются и, начиная с 0,2% , эти параметры

Выяснение механизма действия присадок в процессе обезмасливания имеет большое значение для направленного поиска наиболее эффективных продуктов. В основу изучения механизма действия ПАВ в процессе кристаллизации твердых углеводородов может быть положено распределение присадки между твердой и жидкой фазами при депарафинизации и обезмасливании масляного сырья. Как указывалось выше, при депарафинизации в присутствии присадки последняя выделяется с твердой фазой. Однако этот вывод нельзя автоматически перенести на процесс обезмасливания, учитывая разную концентрацию твердых углеводородов и состав жидкой фазы в сырье этих двух процессов. Использование в качестве критерия распределения присадки между продуктами обезмасливания петролатума рекомендованных ранее значений поверхностного натяжения и удельного объемного сопротивления модельных и реальных систем i показало, что с увеличением содержания присадки в модельных системах удельное объемное сопротивление церезина и фильтрата от обезмасливания монотонно снижается .

Зависимость удельного объемного сопротивления рг, и поверхностного натяжения а от концентрации вводимых ПАВ в процессе обезмасливания петролатума дана на рис. 66 на примере присадки АФК. При обезмасливании в присутствии ПАВ на кривых за-

Благодаря уклону и вращению печи и холодильника загружаемый в верхний конец материал перемещается к нижнему концу. Движение кокса во вращающемся барабане происходит под действием сил тяжести, трения, сцепления и центробежных сил и носит сложный характер из-за широкого гранулометрического состава, неправильной формы кусков и их разрушения в процессе движения. Основными параметрами барабанной печи являются коэффициент объемного заполнения , скорость движения кокса, производительность и время пребывания кокса в печи. Их рассчитывают по следующим формулам :

а) коэффициент объемного заполнения ?:

На основе современных представлений о пространственных структурах в дисперсных системах и растворах высокополимеров, развитых в СССР П.А.Ребиндером, В.А.Каргшым и их сотрудниками, А.С.Колбанов-ской разработана теория структурного строения дорожных битумов в зависимости от объемного содержания асфальтенов и химического состава мальтенов ? 1J . Установлено, что изменение концентрации асфальтенов в битумах вызывает изменение их структуры. С повышением объемного заполнения асфальтенами в системе возникают "агрегаты" яли иные вторичные надмолекулярные структурные образования в результате адсорбирования на поверхности асфальтеков смол и парафи-WE. Число их растет, пока весь объем системы не окажется заполнен-пш структурной сеткой из асфальтенов. С увеличением концентрации 1сфальтенов все большее количество смол переходит в сильно упроч-:знное высокоструктурированное пленочное состояние. При этом вяз-гость и прочность системы значительно увеличивается.

Полученные результаты были проанализированы согласно теории объемного заполнения микропор. При использовании расчетного аппарата теории объемного заполнения микропор необходимо правильно выбрать стандартное вещество адсорбтив. В случае углеродных адсорбтивов за стандартное вещество часто принимают бензол. Однако бензол не сорбируется цеолитами типа А. Рассматривая подробно этот вопрос, Кельцев пришел к выводу, что если в качестве стандартного вещества выбрать простейший углеводород данного гомологического ряда, то коэффициенты аффинности для других углеводородов этого ряда будут близки к теоретическому значению. Исходя из вышеизложенного для расчета изотерм на цеолите СаА в качестве стандартного вещества был выбран нормальный пентан.

Как выяснилось, результаты опытов на цеолите СаХ хорошо описывались теорией объемного заполнения, о чем свидетельствовало хорошее совпадение экспериментальных и расчетных изотерм. При использовании цеолитов типа А результаты экспериментов при температурах более 250°С расчетами не подтвердились.

Полученные результаты подтверждают, что расчетный аппарат теории объемного заполнения достаточно хорошо характеризует адсорбционную способность цеолитов в широком интервале рабочих параметров. Однако в частных случаях, для более точного описания цикла сорбции, необходимо учитывать некоторые аномалии в характере поглощения, связанные со спецификой поведения молекул адсорбтива в адсорбционных полостях.

Процесс коагуляционного структурообразования не уменьшает поверхности раздела фаз, а происходит за счет уменьшения свободной поверхности энергии в местах контакта. Прочность коагуляционных структур резко возрастает со степенью объемного заполнения, а при постоянном содержании дисперсной фазы — с увеличением ее дисперсности, т. е. числа частиц в единице объема, и с увеличением анизометрии частиц.

надмолекулярные ооразования асфальтенов, на поверхности которых адсорбируются тяжелые смолы. При дальнейшем повышении объемного заполнения среды частицами дисперсной фазы повышается, число вторичных структур и агрегатов асфальтенов пока весь объем системы не окажется иммобилизованным структурной сеткой из асфальтенов.

В ряде работ изучены процессы структурообразования в битумах под влиянием минеральных порошков. Показано (((148), что до 12—15% объемного заполнения минеральным порошком вязкость битумов повышается медленно, подчиняясь уравнению Эйнштейна. При критической степени объемного заполнения, соответствующей формированию новой пространственной структуры с участием зерен активного наполнителя в качестве центров структу-

наибольшей пластической вязкости от объемной концентрации вводимого наполнителя и вида поверхностно-активного вещества. При небольших степенях объемного заполнения вязкость линейно зависит от концентрации известнякового и гранитного порошка. Начиная с определенной критической концентрации наполнителя, наблюдается резкое повышение вязкости. При этом, несмотря на близкие удельные поверхности известнякового и гранитного порошков, критические объемные концентрации их различны и составляют для известняка около 14% , а для гранита— 17,5% . Объяснением этого явления может служить различное влияние поверхности этих материалов на свойства битума в тонком слое: на активной поверхности известняка за счет ориентированной адсорбции поверхностно-активных соединений битума наблюдается упрочнение битума в слоях большей толщины, чем на инактивной поверхности гранита, что и фиксируется повышением вязкости и других показателей.

Объяснение максимального возрастания прочности структуры при неполном покрытии адсорбционного слоя и сравнительно невысоких степенях объемного заполнения возможно на основе представлений, данных П. А. Ребиндером о возникновении в системе двух видов коагуляционных структур, образование которых связано с контактами частиц дисперсной фазы друг с другом и частиц со средой.