Главная -> Словарь

Растворимость ароматических

Растворимость ацетилена в минеральном парафинистом масле при тех же условиях равна 1.

Другим технически важным свойством ацетилена является его растноримость, значительно более высокая, чем у других углеводородных газов. Так, в 1 объеме воды при 20 °С растворяется около 1 объема ацетилена, а при 60 °С растворяется 0,37 объема. Растворимость снижается в водных растворах солей и Са2. Значительно выше растворимость ацетилена в органических жидкостях; при 20 °С и атмосферном давлении она составляет : в метаноле 11,2, в ацетоне 23, в диметилформамиде 32, в N-метилпирролидоне 37. Растворимость ацетилена имеет важное значение при его получении и выделении из смесей с другими газами, а также в ацетиленовых баллонах, где для повышения их емкости по ацетилену и снижения ;авления используют растворитель .

Другим растворителем, применяемым для очистки пирогаза от ацетилена, является диметилформамид. Растворимость ацетилена в диметилформамиде при —50° С и 28 am в 65—70 раз больше растворимости этилена. Диметилформамид применяется также для очистки товарного этилена от ацетилена.

Высокую растворимость ацетилена в ацетоне используют для хранения ацетилена под давлением. С этой целью ацетилен растворяют в ацетоне,

РАСТВОРИМОСТЬ АЦЕТИЛЕНА В НЕКОТОРЫХ РАСТВОРИТЕЛЯХ

Большинство этих способов основано на относительно большой растворимости ацетилена в различных растворителях. В табл. III. 3 приведена растворимость ацетилена в различных растворителях.

Таблица III.3 Растворимость ацетилена в различных растворителях

Растворитель Растворимость ацетилена3

из смесей с этиленом, содержащимся в газах пиролиза, получаемых из любых видов углеводородного сырья. Растворимость ацетилена в большинстве применяемых для его выделения растворителей при 25° С и атмосферном давлении в 6—8 раз больше, чем этилена. Однако в некоторых растворителях отношение растворимостей оказывается значительно больше. Так, в диметилформа-миде оно равно 22,4, а в гексаметилфосфорамиде — 21,7. Поэтому в тех случаях, когда важнейшей из примесей, присутствие которых в товарном ацетилене не допускается, является этилен, следует рассмотреть целесообразность применения этих растворителей. Отношение растворимостей ацетилена и менее растворимых компонентов газов пиролиза обычно удается увеличить, снижая температуру растворителя. Однако применимость этого метода, естественно, ограничена капиталовложениями и эксплуатационными расходами, связанными с работой холодильного оборудования.

При использовании растворителей для разделения углеводородных газов следует учесть очень хорошую растворимость ацетилена в ацетоне. Растворимость ацетилена в ацетоне резко возрастает при понижении температуры или при повышении давления. При — 80° один объем ацетона может растворить около 2000 объемов ацетилена, что сопровождается увеличением объема жидкости. При давлении 12 am один объем ацетона может растворить около 300 объемов ацетилена.

такого процесса, должен растворять большое количество ацетилена при умеренных температуре и давлении и не взаимодейство вать с другими газами, присутствующими в смеси при этих уело ВИЯХ. Растворимость ацетилена в нем должна быстро падат))) с повышением температуры таким образом, чтобы можно был1 легко выделить из него ацетилен. Растворитель также долже! быть дешевым, не обладать корродирующими и токсичным! свойствами и склонностью к разложению, с низкой летучесть» и подвижным. Ни один из известных растворителей не обладав' всеми этими свойствами в желаемой степени. Применяемые в про мышленности растворители требуют но сравнению с идеальны» растворителем больших энергозатрат на подогрев продукта компремирование газа или хладоагента и перекачивание жидко стей. Конструкцией промышленной установки для очистки ацетилена должны предусматриваться Д1инимальные расходы на установку, растворитель, а также минимальный расход тепла и энергии для компремирования, охлаждения и перекачивания. По-видимому, не существует единого, универсального решения этой проблемы. Конкретные обстоятельства могут способствовать выбору такого растворителя и эксплуатационных условий, которые могут оказаться далеко не лучшими в других условиях. Первым селективным растворителем, использованным в процессах этого типа, была вода, которая обладает многими качествами идеального растворителя, но имеет серьезный недостаток, заключающийся в низкой растворимости в ней ацетилена при умеренных давлениях. Для выделения ацетилена применялось или предлагалось много растворителей. Наиболее интересные из них представлены в табл. 3.

В более ранних исследованиях фазовых диаграмм бромистого водорода с рядом ароматических углеводородов Маас и его сотрудники наблюдали, что толуол и .^-ксилол давали комплекс с бромистым водородом в отношении 1:1, в то время как бензол и о- и n-ксилолы не образовывали подобных продуктов . Следует признать, что необразование таких комплексов, по-видимому, скорее зависит от температуры плавления углеводорода, а не является мерилом инертности углеводорода к образованию комплекса с бромистым водородом. Позднее Клэтт отметил, что ароматические углеводороды обладают значительной растворимостью в жидком фтористом водороде . Так как алифатические углеводороды практически совершенно не растворимы в этом веществе, кажется вероятным, что растворимость ароматических углеводородов является определенным видом взаимодействия ароматической системы с фтористым водородом . Фэрброзер предположил, что изменение дипольного момента иода, растворенного в различных ароматических и непредельных углеводородах, связано с образованном комплексов между иодом и углеводородами. Он указал также, что изменение цвета растворов иода в углеводородах от фиолетового к красному и коричневому может быть также зависит от вероятных основных свойств растворителей и их предполагаемой способности к образованию комплексов .

Растворимость ароматических углеводородов в S02 определяет растворимость и неароматических, причем в количестве тем большем, чем выше концентрация ароматических углеводородов .

Ароматические углеводороды масляных фракций растворяются как в парафино-нафтеновых углеводородах, так и в полярном растворителе, за счет действия однотипных дисперсионных сил. В последнем случае при контакте с нелолярной частью молекул растворителя ароматические углеводороды растворяются в нем вследствие дисперсионного притяжения; при соприкосновении с функциональной группой в молекулах этих углеводородов индуцируется дипольный момент и растворение происходит в результате ориентации диполей. Следовательно, преимущественное растворение ароматических углеводородов в полярном растворителе объясняется большей энергией притяжения диполей по сравнению с энергией взаимодействия наполярных соединений и, кроме того, наличием дисперсионных сил между неполярной частью молекул растворителя и молекулами этих углеводородов. В связи с вышеизложенным растворимость ароматических углеводородов в полярных растворителях при прочих равных условиях уменьшается по мере увеличения длины боковых цепей и усложнения их структуры , так как при этом затрудняются индуцирование в их молекулах дипольного момента и ассоциация с молекулами растворителя . В этом случае растворение является в основном следствием дисперсионного взаимодействия молекул. Повышение степени цикличности ароматических углеводородов приводит к увеличению их растворимости в результате большей поляризуемости таких молекул, и энергия притяжения диполей превышает энергию дисперсионного притяжения молекул.

ские углеводороды выделяются в меньшем количестве. Кроме того, при добавлении к кетону толуола растворимость ароматических углеводородов возрастает в большей степени, чем нафтеновых.

При малой кратности растворителя к сырью, когда вязкость раствора велика, даже при малой концентрации твердых углеводородов и медленном охлаждении образующиеся кристаллы невелики, так как передвижению молекул к центрам кристаллизации препятствует выделяющийся из* раствора парафин. В результате сужается область, из которой молекулы твердых углеводородов поступают к первично образовавшимся зародышам, что вызывает возникновение новых центров кристаллизации, увеличение числа кристаллов и, в конечном счете, образование мелкодисперсных труднофильтруемых осадков. Слишком большое разбавление сырья растворителем снижает концентрацию твердых углеводородов в растворе. При этом средняя длина диффузионного пути молекул настолько увеличивается, что даже при медленном охлаждении в начальный момент образуется слишком много центров кристаллизации, в результате чего конечные размеры кристаллов уменьшаются. Следовательно, и в этом случае эффективность процессов снижается. В работе i исследовалось влияние кратности растворителя на растворимость в нем нафтеновых и ароматических углеводородов . Повышение кратности растворителя приводит к увеличению растворимости в нем углеводородов, причем растворимость ароматических углеводородов, обладающих большими молекулярной поляризацией и дисперси-

Ароматические углеводороды масляных фракций растворяются как в парафино-нафтеновых углеводородах, так и в полярном растворителе, за счет действия однотипных дисперсионных сил. В последнем случае при контакте с неполярной частью молекул растворителя ароматические углеводороды растворяются в нем вследствие дисперсионного притяжения; при соприкосновении с функциональной группой в молекулах этих углеводородов индуцируется дипольный момент и растворение происходит в результате ориентации диполей. Следовательно, преимущественное растворение ароматических углеводородов в полярном растворителе объясняется большей энергией притяжения диполей по сравнению с энергией взаимодействия неполярны-х соединений и, кроме того, наличием дисперсионных сил между неполярной частью молекул растворителя и молекулами этих углеводородов. В связи с вышеизложенным растворимость ароматических углеводородов в полярных растворителях при прочих равных условиях уменьшается по мере увеличения длины боковых цепей и усложнения их структуры , так как при этом затрудняются индуцирование в их молекулах дипольного момента и ассоциация с молекулами растворителя . В этом случае растворение является в основном следствием дисперсионного взаимодействия молекул. Повышение степени цикличности ароматических углеводородов приводит к увеличению их растворимости в результате большей поляризуемости таких молекул, и энергия притяжения диполей превышает энергию дисперсионного притяжения молекул.

ские углеводороды выделяются в меньшем количестве. Кроме того, при добавлении к кетону толуола растворимость ароматических углеводородов возрастает в большей степени, чем нафтеновых.

При малой кратности растворителя к сырью, когда вязкость раствора велика, даже при малой концентрации твердых углеводородов и медленном охлаждении образующиеся кристаллы невелики, так как передвижению молекул к центрам кристаллизации препятствует выделяющийся из раствора парафин. В результате сужается область, из которой молекулы твердых углеводородов поступают к первично образовавшимся зародышам, что вызывает возникновение новых центров кристаллизации, увеличение числа кристаллов и, в конечном счете, образование мелкодисперсных труднофильтруемых осадков. Слишком большое разбавление сырья растворителем снижает концентрацию твердых углеводородов в растворе. При этом средняя длина диффузионного пути молекул настолько увеличивается, что даже при медленном охлаждении в начальный момент образуется слишком много центров кристаллизации, в результате чего конечные размеры кристаллов уменьшаются. Следовательно, и в этом случае эффективность процессов снижается. В работе {47))) исследовалось влияние кратности растворителя на растворимость в нем нафтеновых и ароматических углеводородов . Повышение кратности растворителя приводит к увеличению растворимости в нем углеводородов, причем растворимость ароматических углеводородов, обладающих большими молекулярной поляризацией и дисперси-

В основе процесса экстракции лежит различная растворимость ароматических и неароматических углеводородов в 93% растворе диэтиленгликоля в воде *.

Диолефины способны давать продукты конденсации при действии даже разбавленных кислот. При обработке серной кислотой ароматических углеводородов, помимо сульфирования, происходит также их растворение в кислоте. На растворимость оказывает влияние строение ароматического углеводорода. Так, .w-ксилол растворим в большей степени, чем другие ксилолы. С увеличением-длины боковых цепей и количества их растворимость ароматических углеводородов падает. Этим, в частности, объясняется трудность извлечения ароматических углеводородов из масляных фракций. Сульфопроизводные ароматических углеводородов способны конденсироваться с последними п давать сульфоны:

Растворимость ароматических углеводородов во фтористом водороде очень низка , но она резко возрастает при введении в систему трехфтористого бора. Исследование смесей ароматических углеводородов с фтористым водородом * и трехфтористым бором * показало, что давление насыщенных паров этих растворов не подчиняется закону Рауля.