Главная -> Словарь

Плотности растворителя

В каждом сечении колонны при огибании потоками элементов насадки наблюдается неравномерность местных скоростей отдельных потоков. Кроме того, внутри сплошной фазы возможно существование потоков, обратных по направлению к движению основной массы жидкости этой фазы. Возникновение таких потоков обусловлено турбулентными пульсациями, а также тем, что некоторое количество сплошной фазы увлекается вместе с каплями диспергированной фазы. Таким образом, спектр плотности распределения скоростей для отдельных элементов потока сплошной фазы в сечении колонны будет иметь вид, показанный на рис. 3.4.

Функция плотности распределения скоростей равна единице

Рис. З.4. Спектр плотности распределения скоростей элементов потока сплошной фазы в сечении колонны

Если число измерений мало , то распределение Гаусса дает слишком оптимистичные оценки; в этом случае применяют распределение Стьюдента. В этом распределении учитывается число степеней свободы v = п — 1. При v - оо нормальное распределение и распределение Стьюдента совпадают. Кривая плотности распределения Стьюдента более «размазана», чем кривая распределения Гаусса.

Если исходить из того, что ступени независимо от их числа должны обеспечивать достаточно высокую степень обессоливания, например 90%-ную^и что после каждой ступени в нефти остается 0,1% воды, то и в этом случае необходимо подавать на каждую ступень всего по 0,9% воды. На практике, однако, как уже указывалось, воды требуется гораздо больше. Это объясняется необходимостью образования возможно большей межфазной поверхности и уменьшения расстояния между смежными капельками воды, поскольку при этом увеличивается вероятность столкновения и слияния капелек соленой и пресной воды. О количестве воды, необходимой для обеспечения требуемого контакта между отдельными капельками, можно судить, исходя из того, что среднее расстояние между смежными поверхностями капелек не должно превышать одного-двух их диаметров*. При такой плотности распределения капелек каждой из них при перемешивании эмульсии довольно трудно „протиснуться" между двумя другими, не задевая их. Из формулы следует, что для создания столь высокой плотности капелек требуется 3—9% воды. Обычно подают 4—6% воды на ступень, в среднем фактическая подача воды составляет около 5% на ступень.

Такая модель для плотности распределения концентрации солей по отдельным каплям не должна сильно отличаться от встречающейся на практике, так как известно, что капли пластовой воды плохо коа-лесцируют с промывочной водой из-за бронирующих оболочек, образованных различными поверхностно-активными веществами, содержащимися в нефти.

Сумма в правой части является разложением плотности распределения р . Подобные представления плотностей распределений известны давно. В качестве базисных функций фДУ) используют ряды Фурье, полиномы Эрмита *, полиномы Чебышева, полиномы Лагерра и т. д. .

Все это является довольно серьезным препятствием при применении начальных членов ряда для аппроксимации решения кинетического уравнения, когда требуется определить не только моменты искомой плотности распределения, но и само распределение.

Моменты этой плотности распределения также являются автомодельными функциями и определяются равенствами

Из видно, что CKW ^ 1, и его величина численно равна остаточной воде в нефти, если сырая нефть имеет единичную обводненность при сохранении плотности распределения по объемам капель дисперсной фазы, т. е. величина 3CW не зависит от обводненности сырой нефти *. Этот вывод можно получить и формально, если в WBX записать через плотность распределения капель по объемам

Из видно, что коэффициент усиления отстойника, в отличие от его передаточной функции, является условной характеристикой, зависящей от плотности распределения капель по объемам. Поэтому при сравнении отстойников по коэффициенту усиления их необходимо поместить в одинаковые условия.

Растворимость водорода также зависит от природы жидкой фазы и ее количества. С уменьшением плотности растворителя, например в ряду дизельное топливо — керосин — бензин, растворимость водорода возрастает. Чем больше образуется при сепарации жидкой фазы, тем больше расходуется водорода на растворение.

Установлено, что при экстракции неполярными экстрагентами при гемпературах вблизи критического состояния растворителей также проявляется избирательная растворимость высокомолекулярных углеводородов масляных фракций. Обусловливается это тем, что с приближением температуры экстракции к критической происходит резкое снижение плотности растворителя и соответственное ослабление прочности связей между молекулами растворителя и растворенных в нем углеводородов. В то же время силы дисперсионного взаимодействия между молекулами самих углеводородов при этом практически не изменяются. В результате, при определен — ных гемпературах внутримолекулярные силы углеводородов могут превысить межмолекулярные силы взаимодействия между растворителем и углеводородами и последние выделяются в виде дисперсной фазы. При этом, поскольку энергия дисперсионного взаимодействия является функцией от молекулярной массы молекулы, в первую очередь из раствора выделяются наиболее высокомолекулярные смолисто-асфальтеновые соединения, затем по мере повышения температуры — углеводороды с меньшей молекулярной массой. При температурах, превышающих критическую,из раствора выделяются все растворенные в нем соединения независимо от моле кулярной массы и химической структуры углеводородов .

При экстракционной депарафинизации можно применять такие же избирательные растворители, как и при депарафинизации кристаллизацией. Чтобы процесс протекал в направлении экстракционной депарафинизации, необходимы растворители несколько пониженной растворяющей способности, обеспечивающей выделение из раствора к концу охлаждения нужного количества масляной фазы. Плотности растворителя и масляной фазы должны отличаться в той мере, в какой это требуется для успешного разделения их отстоем.

Растворяющая способность полярных и неполярных растворителей по отношению к компонентам масляных фракций резко изменяется в тех случаях, когда температура раствора приближается к критической температуре данного растворителя . С повышением температуры в области предкритического состояния растворяющая способность растворителя по отношению к компонентам масляного сырья уменьшается, что связано с резким падением плотности растворителя. При КТ растворителя и выше нее все компоненты растворенного продукта выделяются из раствора.

С резким падением плотности растворителя из раствора в первую очередь выделяются смолисто-асфальтвновые вещества, т. е. наиболее тяжелые компоненты. При дальнейшем повышении температуры из раствора начинают выделяться компоненты все меньшей молекулярной массы.

В области температур, близких к критической температуре растворения, из раствора в первую очередь выделяются те компоненты, молекулы которых наиболее сильно взаимодействуют между собой и слабее связаны с молекулами растворителя. При температурах, близких к КТ растворителя , в растворе всегда наблюдается равновесие между силами взаимного притяжения молекул компонентов нефтяного сырья, которые вызываются резким снижением плотности растворителя, и силами взаимодействия молекул растворителя и растворяемых компонентов, стремящимися удержать эти компоненты в растворе.

В процессах депарафинизации и обезмасливания, осуществляемых путем охлаждения и кристаллизации твердых углеводородов из растворов сырья в избирательных растворителях, основное значение имеет растворимость этих компонентов как в масляной части фракции, так и в применяемых растворителях. Для депарафинизации масел и обезмасливания твердых углеводородов предложены и испытаны сотни растворителей и их смесей. Однако только некоторые из них нашли применение в промышленных условиях. Выделение твердых углеводородов из растворов в полярных и неполярных растворителях носит разный характер. В неполярных растворителях, применяемых для депарафинизации , твердые углеводороды при температуре плавления растворяются неограниченно, причем их растворимость уменьшается с повышением плотности растворителя.

Растворяющая способность полярных и неполярных растворителей по отношению к компонентам масляных фракций резко изменяется в тех случаях, когда температура раствора приближается к критической температуре данного растворителя . С повышением температуры в области предкритического состояния растворяющая способность растворителя по отношению к компонентам масляного сырья уменьшается, что связано с резким падением плотности растворителя. При КГ растворителя и выше нее все компоненты растворенного продукта выделяются из раствора.

С резким падением плотности растворителя из раствора в первую очередь выделяются смолисто-а-сфальтеновые вещества, т. е. наиболее тяжелые компоненты. При дальнейшем повышении температуры из раствора начинают выделяться компоненты все меньшей молекулярной массы.

В области температур, близких к критической температуре растворения, из раствора в первую очередь выделяются те компоненты, молекулы которых наиболее сильно взаимодействуют между собой и слабее связаны с .молекулами растворителя. При температурах, близких к КТ растворителя , в растворе всегда наблюдается равновесие между силами взаимного притяжения молекул компонентов нефтяного сырья, которые вызываются резким снижением плотности растворителя, и силами взаимодействия молекул растворителя и растворяемых компонентов, стремящимися удержать эти компоненты в растворе.

/В процессах депарафинизации и обезмасливания, осуществляемых путем охлаждения и кристаллизации твердых углеводородов из растворов сырья в избирательных растворителях, основное значение имеет растворимость этих компонентов как в масляной части фракции, так и в применяемых растворителях. Для депарафинизации масел и обезмасливания твердых углеводородов предложены и испытаны сотни растворителей и их смесей. Однако только некоторые из них нашли применение в промышленных условиях. Выделение твердых углеводородов из растворов в полярных и неполярных растворителях носит разный характер/В неполярных растворителях, применяемых для депарафинизации , твердые углеводороды при температуре плавления растворяются неограниченно, причем их растворимость уменьшается с повышением плотности растворителя}