Главная -> Словарь

Растворах электролитов

Различают растворяющую способность растворителя и его селективность, или избирательность. Растворяющая способность раство-

На растворяющую способность полярных растворителей существенное влияние оказывают тип, количество и место расположения функциональных групп, способность их образовывать водо — родные связи, а также молекулярная масса и химическая структура основной части* их молекул. Так, например, бензол, имеющий симметричную молекулярную структуру, не обладает дипольным моментом, в то время как толуол и ксилолы, содержащие метильные группы, относятся к типу полярных растворителей. В молекулах полярных растворителей, таких, как фенол, анилин и нитробензол, имеются соответственно гидроксиль — ная, аминная и нитро — группы.

Влияние химической структуры молекул полярных растворителей на их растворяющую способность

следующие основные закономерности по влиянию химической структуры молекул полярных растворителей на их растворяющую способность :

в остаточном сырье, более растворимы в пропане в области пред-критических температур, чем высокомолекулярные фракции. Растворяясь в пропане, они действуют как промежуточный растворитель, повышая благодаря наличию в их молекулах длинных парафиновых цепей дисперсионную составляющую Ван-дер-Ваальсовых сил и, тем самым, растворяющую способность растворителя по отношению к высокомолекулярным и полициклическим углеводородам и смолам. Кроме того, при деасфальтизации облегченного масловязкого остатка возрастает температура образования двух — фазной системы, приближаясь к критической температуре пропана. В результате ухудшаются показатели деасфальтизата по коксуемости и вязкости . При деасфальтизации более концен — триоованных остатков получающийся деасфальтизатхарактеризу — ется более низкой коксуемостью, лучшим цветом*, меньшим содержанием металлов , серы и т.д. При этом в силу низкого потенциального содержания ценных масляных фракций выход деасфальтизата, естественно, ниже, чем при переработке облегченных остатков. Однако чрезмерная концентрация остатка вакуумной перегонки также нецелесообразна, поскольку при этом помимо снижения отбора целевого продукта значительно повышается вязкость деасфальтизата, что не всегда допустимо.

На выбор фракционного состава сырья деасфальтизации влияет и химический состав остаточных фракций перерабатываемой нефти. При деасфальтизации остатков нефтей с высоким содержанием смолисто-асфальтеновых соединений целесообразно оставлять в гудроне до определенного предела низкомолекулярные фракции, повышающие растворяющую способность пропана. При переработке малосмолистых нефтей целесообразна, наоборот, более высокая концентрация гудронов.

Влияние температуры экстракции на растворимость химических компонентов сырья различного молекулярного строения в неполярных растворителях обсуждалось в § 6.2.3. Как видно из рис. 6.4, при пониженных температурах пропан проявляет высокую растворяющую способность и низкую избирательность и является преимущественно осадителем асфальтенов. При повышенных температурах экстракции у пропана, наоборот, низкая растворяющая способность и повышенная избирательность, что позволяет фракционировать гудроны с выделением групп углеводородов, различающихся по структуре и молекулярной массе. Следовательно, в этой температурной области пропан является фракционирующим растворителем. Высокомолекулярные смолы и полициклические ароматические углеводороды, выделяющиеся при предкритических температурах, благодаря действию дисперсионных сил извлекают из дисперсионной среды низкомолекулярные смолы и низкоиндексные углеводороды, повышая тем самым качество деасфальтизата, но снижая его выход. Антибатный характер зависимости растворяющей способности и избирательности пропана от температуры можно использовать для целей регулирования выхода и качества деасфальтизата созданием определенного температурного профиля по высоте экстракционной колонны: повышенной температуры вверху и пониженной — внизу. Более высокая температура в верхней части колонны будет способствовать повышению качества деасфальтизата, а пониженная температура низа колонны будет обеспечивать требуемый отбор целевого продукта.

Улучшить ТЭД можно снижением растворяющей способности растворителя, например, путем ввода в него осаждающего компонента и уменьшения разбавления. Однако оба эти пути могут повлечь за собой уменьшение выходов масла. Так, снижая растворяющую способность растворителя в результате увеличения содержания в нем изобутилового спирта с 50 до 80% и уменьшая кратность обработки остаточного сырья растворителем с 1 : 5 до 1 : 4, Линь Цзи повысил ТЭД с —14 до —3°. Но выход масла при этом упал с 75,2 до 29,3%, хотя его температура застывания и была сохранена на прежнем уровне —16 -.-----17° путем соответствующего подбора температуры депарафинизации. Приведенный пример показывает, что улучшение ТЭД не всегда целесообразно

В противоположность насыщенной структуре парафиновых и цикло-парафиновых углеводородов ароматические углеводороды обладают двойной связью, сообщающей им ароматические свойства, т. е. аномальную удельную дисперсию, высокую растворяющую способность, реакционную способность водородных атомов в кольце и т. д. Подобно нафтеновым углеводородам ароматические углеводороды в низкокипящих фракциях являются моноциклическими, а в высококипящих фракциях — полициклическими. Полициклические углеводороды в нефти часто содержат Циклопарафиновые и ароматические кольца. Ароматические углеводороды также являются важными компонентами нефти, в особенности ее высококипящих фракций.

Чтобы растворитель обладал максимально возможной для него избирательностью, температуру экстракции следует выбрать вблизи наиболее низкой из двух критических темпзратур растворения каждого компонента с растворителем. Если температура экстракции значительно выше этой критической температуры растворения, то ограничивается степень чистоты компонента, получаемого в результате процесса. Если она значительно ниже этой температуры, то потребуется чрезмерно большое количество растворителя для получения достаточного количества экстракта. Если температура процесса, выбранная таким образом, неудобна, что может быть связано с температурой замерзания, температурой кипения, необходимостью по другим причинам применения чрезмерного охлаждения или давления, или из-за очень большой вязкости и пр., то можно изменить растворяющую способность растворителя, разбавляя его вспомогательным растворителем.

При сернокислотной очистке удаление сернистых соединений из очищаемой фракции происходит как в результате селективного растворения последних в кислоте, так и в результате определенных химических реакций между кислотой и сернистыми соединениями . Изменение концентрации влияет как на растворяющую способность серной кислоты по отношению к сернистым соединениям, так и на интенсивность соответствующих реакций. Результаты обработки крекинг-дистиллята калифорнийской нефти примерно одинаковым количеством серной кислоты различной концентрации приведены в табл. IV-2 .

4. Штернина Э. Б. О растворимости солей в водных растворах электролитов. Изв. АН СССР. отд. хим. наук. М., 1960, № 1.

1. Дерягин Б. В., Ландау Л. Д. Теория устойчивости сильно заряженных лиофобпых золей и слипание сильно заряженных частиц в растворах электролитов. «Журнал экспериментальной и теоретической физики», 1945, т. 15, стр. 663.

По механизму действия различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия — разъедание металла химически активными веществами . Широко распространена электрохимическая коррозия, протекающая в водных растворах электролитов, в среде влажных газов и щелочей под действием электрического тока. При этом ионы металла переходят в раствор электролита. Электролитом является среда, омывающая поверхность детали. Многие технологические процессы связаны с получением или применением водорода; при высоких температурах и давлениях он вызывает водородную коррозию, которая появляется в виде отдулин и расслоений на различной глубине поверхностного слоя корпусов аппаратов, труб

проводимой при избытке -styCf^, будут адсорбироваться ионы J? ** или ОН", но не ионы Л? + или С1~. Такую адоорбцию можно рассматривать как кристаллизацию, т.е. достройку кристаллической решетки адсорбента. Поверхность полярных адсорбентов в растворах электролитов обладает электрическим зарядом, возникающим в результате поверхностной диссоциации ионогешых групп адсорбента или избирательной адсорбции. Влияние заряженной поверхности на ионную адоорбцию определяется вторым правилом Пескова-Фаянса: на твердой поверхности адсорбируется тот ион, знак которого противоположен по знаку поверхности и который может образовывать о одним из ионов решетки мало растворимое соединение.

Наблюдается четкая взаимосвязь исследованных параметров от напряженности магнитного поля. Так, при увеличении напряженности магнитного поля примерно до 2,4 • 104 А/м уменьшается содержание кислорода в растворе и в связи с тем, что коррозия протекает в растворе NaCl с кислородной деполяризацией, электродный потенциал сдвигается в отрицательную сторону, а защитный эффект магнитной обработки увеличивается. После достижения максимума все величины изменяются в обратном направлении, т.е. концентрация кислорода увеличивается, электродный потенциал уменьшается. Однако уменьшение концентрации кислорода не было столь велико, чтобы оно могло быть единственной причиной, влияющей на уменьшение коррозии. Магнитное поле приводит к возникновению магнитогидродинамического эффекта в растворах электролитов, что влечет за собой изменения скорости протекания обоих сопряженных электродных процессов. Зависимость степени и знака поляризации электродных реакций от напряженности магнитного поля имеет полиэкстремальный характер. Изменение коэффициента Ъ свидетельствует о влиянии магнитной обработки на энергию активации процесса.

По механизму действия различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия — разъедание металла химически активными веществами . Широко распространена электрохимическая коррозия, протекающая в водных растворах электролитов, в среде влажных газов и щелочей под действием элекгрического тока. При этом ионы металла переходят в раствор электролита. Электролитом является среда, омывающая поверхность детали. Многие технологические процессы связаны с получением или применением водорода; при высоких температурах и давлениях он вызывает водородную коррозию, которая появляется в виде отдулин и расслоений на различной глубине поверхностного слоя корпусов аппаратов, труб

Зная активность воды в смешанных растворах электролитов, можно рассчитать и другие физико-химические свойства этих растворов. Так , плотность смешанного раствора может быть вычислена по плотностям отдельно взятых би-

В 1944 г. Григорий Исаакович переехал в Москву, где до 1950 г. заведовал лабораторией физической химии почв Всесоюзного научно-исследовательского института удобрений, агро-почвоведения и агротехники. Одновременно руководил одним из направлений работ физико-химической лаборатории института Техрацнефти. Здесь работы в области структурообразования развивались в двух направлениях. Поскольку свойства дисперсных структур зависят не только от их морфологии, но и от прочности контактов частиц, были налажены количественные измерения прочности сцепления микроскопических частиц и исследования влияния различных факторов на эту силу. Эти исследования, поставленные впервые, сыграли существенную роль: они легли в основу крупной области коллоидной химии — физикохимии контактных взаимодействий, которой Григорий Исаакович занимается более 30 лет. Начав с изучения сцепления почвенных частиц, он в дальнейшем охватил широкую группу дисперсий как в воде , так и в неполярных жидкостях. К этим исследованиям примыкает группа работ, посвященных слипанию макроскопических тел простой формы . Пользуясь прецизионным методом плоскопараллельных дисков, Григорий Исаакович смог получить интересные данные о свойствах полимолекулярных граничных слоев и о влиянии на них состава и строения молекул адсорбированных ПАВ.

Углерод присутствует в сплавах железа в трех формах: связанный в твердом растворе , в графите, в карбидах железа. Определение содержания различных видов углерода в сталях и чугунах основано на их различных физических и химических свойствах и соответствующих реакциях в растворах электролитов.

лучшей химической стойкостью в растворах электролитов, зани-

Истинные электролиты могут существовать в растворе в виде равновесной смеси ионных пар и свободно сольватированных ионов. Ионной парой называют два разноименно заряженных иона с общей сольватной оболочкой. В растворах электролитов существование ионных пар как индивидуальных частиц можно обнаружить экспериментально путем изучения электропроводности, кинетики некоторых процессов и при определении ряда термодинамических параметров, например коэффициентов активности, осмотического давления.