Главная -> Словарь

Растворимости компонентов

С уменьшением растворимости кислорода в большинстве случаев на0додается падение окорооти коррозии жедваа. Зависимости скорости коррозии железа в раствораж оолей от содержания кислорода имеют сложный характер, тая как роль кислорода двоякая: он усиливает коррозию в тех случаях, когда является деполяризатором, и ослабляет коррозию, когда пассивирует металл. Кроме того, при неравномерном доступе кислорода на отдельных участках металла могут образоваться коррозионные гальванические пары.

Как и при других процессах, подобных окислению парафинов, в реакцию вступает только та часть кислорода, которая растворена в парафине. ,Поэтому скорость окисления будет тем больше, чем больший процент кислорода растворится в парафине. Повышение растворимости кислорода в свою очередь почти пропорционально его давлению. Следовательно, окисление протекает тем быстрее, чем выше давление. Фишер и Шнейдер исследовали эту зависимость и получили результаты, приведенные в табл. 121 .

Растворимость в топливе кислорода, азота и инертных газов, являющихся компонентами воздуха, различна. При 15,5° С коэффициент растворимости кислорода в керосине равен 0,0285, азота —• 0,0157. Вследствие этого, кислород растворяется в топливе в большей пропорции, чем его содержится в воздухе. Поэтому газовая смесь, которая выделяется из топлива, богаче кислородом, чем обычный воздух. Объемное отношение азота к кислороду в ней составляет 2,07 : 1, тогда как у воздуха оно равно 3,76 : 1. Это явление увеличивает пределы взрываемости смесей, образующихся с парами топлива.

В динамических условиях вследствие разбрызгивания топлива температурные пределы образования горючих смесей могут расширяться в основном за счет сдвига нижней температурной границы. При механическом перемешивании топлива в баках возможно также образование пен, обладающих повышенной склонностью к горению {135))) вследствие большей по сравнению с азотом растворимости кислорода в топливе и повышенной его концентрации в составе выделяющихся из топлива газов. Установлено , что пламя может распространяться по топливовоздушной пене при температуре ниже температуры вспышки топлива.

Состав воздуха, выделяющегося из топлива на высоте. При подъеме на высоту растворенный воздух выделяется из топлива: на высоте 14000 м в нем остается около 15% первоначального количества воздуха. Выделяющийся из топлива воздух всегда обогащен кислородом. Это объясняется несколько меньшей растворимостью в топливе азота, чем кислорода. По данным Б. В. По-улстон, при 20 °С растворимость азота в авиакеросине 0,625 от растворимости кислорода в тех же условиях.

Установлено далее, что органические перекиси действуют эффективнее при температурах выше 100°, а молекулярный кислород усиливает коррозию при низких температурах, что, вероятно, связано с отрицательным температурным коэффициентом растворимости кислорода в масле.

Таким образом, влияние сернистого газа проявляется не только в увеличении скорости коррозии, но и в снижении относительной влажности, при которой начинается коррозия. В тонких слоях рН = 3-5 в зависимости от содержания сернистого газа в атмосфере. Растворимость сернистого газа во много раз выше растворимости кислорода. Поэтому даже лри незначительном содержании сернистого газа в воздухе концентрация его в электролите может стать соизмеримой с концентрацией кислорода. Так, при содержании в воздушной атмосфере всего лишь 0,015 % сернистого газа концентрация его в электролите становится равной концентрации кислорода. Благодаря большой растворимости сернистого газа снижается влияние концентрационных эффектов, происходящих в присутствии кислорода.

Максимальная скорость коррозии достигается при увеличении концентрации солей до 2—7 %, при дальнейшем повышении концентрации солей скорость коррозии понижается за счет уменьшения растворимости кислорода и других кислых, газов - сероводорода, двуокиси углерода. С увеличением концентрации NaCl до 200 г/л содержание растворенного сероводорода падает почти линейно примерно от 3,8 до 1,7 г/л. Это изменение концентрации сероводорода без учета влияния ионов хлора на коррозионный процесс должно было бы привести к замедлению скорости коррозии. Максимум скорости коррозии и водородопроницаемости приходится примерно на 2—3 % минерализации, а увеличение концентрации NaCl более 3 % приводит к заметному торможению водопроницаемости и скорости коррозии, которые меняются симбатно. Таким образом, влияние NaCl на скорость коррозии и водородопроницаемость двоякое в зависимости от его содержания.

Дальнейшее насыщение бурового раствора от 3% до предела насыщения приводит к существенному снижению скорости коррозии, что связывают с понижением растворимости кислорода, особенно в интервале концентраций NaCl от О до 10%. То же происходит при повышенных давлениях с концентрацией до 20%. Данные по концентрации растворенного кислорода в зависимости от избыточного давления воздуха и солесодержания от 0 до предела растворимости приведены на рис. 50.

Влияние температуры на усталостно-коррозионное разрушение материалов прежде всего связано с процессом подвода деполяризатора, природой и свойствами пленок, образующихся на поверхности металла, их способностью раскрывать и залечивать коррозионные поражения. Результаты коррозионно-усталост-ных испытаний при повышенных температурах, проведенных применительно к бурильным трубам в аэрированном буровом растворе, приведены на рис. 53. С ростом температуры до 60°С увеличивается растворимость кислорода в буровом растворе, условный предел коррозионной усталости на базе 10 млн. циклов снижается, а при температуре 90 °С в связи с уменьшением растворимости кислорода скорость коррозии снижается. Условный предел коррозионной усталости при 90 °С растет более чем в 1,5 раза по сравнению с испытаниями при 60 "С.

При 275° С также снижается степень превращения хинолина при повышении концентрации КОН. Уменьшение превращения хинолина с увеличением концентрации КОН вызвано снижением растворимости кислорода в концентрированных растворах гидрок-сида калия. Таким образом, понижение концентрации кислорода, растворенного в водно-щелочной среде, уменьшает движущую силу процесса окисления.

Исследования растворимости компонентов дистиллятного масляного сырья в бутиловых, изопропиловом, изоамиловом спиртах и их смесях с кетонами проводились в МНИ Линь Цзи под

Сырье — концентрат или гудрон — подается насосом 34 через паровой подогреватель 33 в смеситель 32. Сюда же подается и рафинатная фаза, выходящая из экстрактора 35, и экстрактная фаза, нагнетаемая насосом 22 из экстрактора 21. Из смесителя смесь после охлаждения в холодильнике 29 вводится в экстрактор 27. Степень предварительного нагрева сырья и последующего охлаждения смеси, выходящей из смесителя 32, зависит от вида очищаемого сырья. В смесителе необходимо обеспечить хорошее смешение и необходимую температуру смеси перед ее подачей в экстрактор 27. Температура экстракции должна быть ниже температурьГ взаимной растворимости компонентов, чтобы смесь представляла две фазы.

При производстве нефтяных масел ряд основных технологических процессов основан на различной растворимости компонентов сырья в избирательных растворителях. Для разделения углеводородных смесей избирательные растворители были впервые использованы А. М. Бутлеровым в 1870 г., а промышленное применение такие растворители нашли после того, как в 1911 г. Эделеа-ну предложил использовать для очистки керосиновых фракций сернистый ангидрид. Большой вклад в изучение теории избирательного растворения углеводородов в ряде растворителей и разработку промышленных процессов внесли советские и зарубежные ученые: Н. И. Черножуков, И. Л. Гуревич, А. Г. Касаткин, Н. И. Гальперин, Л. Г. Жердева, А. А. Карасева, А. 3. Биккулов, Д. О. Гольдберг, В. А. Каличевский, Фрэнсис, Пул, Феррис и др.

Рис. 7. Зависимость растворимости компонентов концентрата сураханской отборной нефти в ацетоне от температуры:

Рис. 10. Зависимость растворимости компонентов концентрата в пропане от температуры .

Рис. 11. Зависимость растворимости компонентов концентрата в ацетоне от температуры .

показать на примере растворимости компонентов концентрата нефти в пропане и ацетоне. Пропан — неполярный растворитель и масляное сырье представляет собой в основном тоже смесь неполярных соединений, поэтому растворимость масляных компонентов в пропане обусловлена действием дисперсионных сил. На рис. 10 показано изменение растворимости компонентов концентрата нефти, не содержащего асфальтенов, в пропане при изменении температуры . При отрицательных температурах растворяющая способность пропана повышается, при 20 °С происходит полное растворение всех компонентов в жидком пропане, т. е. образуется однофазная система, которая существует в области температур от KTPi до КТРг. Полное растворение концентрата может быть достигнуто только тогда, когда в сырье не содержится асфальтенов, которые при достаточном расходе растворителя коагулируют и выделяются из раствора во всем интервале температур. При дальнейшем повышении температур ,из-за уменьшения плотности пропана начинается постепенное выделение компонентов нефтяного остатка из раствора. В первую очередь выделяются 'более тяжелые компоненты — смолы и полициклические ароматические и нафтено-ароматические углеводороды с короткими боковыми цепями, затем моноцикличеокие углеводороды с большим числом атомов углерода в боковых цепях и, наконец, нафтеновые и парафиновые углеводороды.

На основе обобщенной теории деасфальтизацим при соблюдении равномерного распределения температуры в деасфальтизаци-онной колонне происходит ряд 'процессов, связанных с изменением растворимости компонентов гудрона в пропане. В верхней части колонны, где температура наиболее высокая, протекает процесс противоточной многоступенчатой фракционирующей. экстракции, в результате которой получаются деасфальтизаты, обогащенные парафино-нафтеновыми углеводородами. В области, ограниченной температурами ввода сырья и пропана, происходит выделение из раствора в пропане основного количества смолистых веществ. При температуре ввода пропана идет процесс коагуляции ас-фальтенов, содержащихся в сырье. ,В нижней части колонны происходят пептизация частиц асфальтенов смолами и выделение некоторой части дисперсионной среды в виде насыщенного раствора высокомолекулярных углеводородов в пропане, обусловленное уплотнением коллоидной структуры асфальтовой фазы.

Исследование растворимости компонентов масел в алифатических спиртах i показало возможность применения последних в смеси с углеводородными компонентами, так как спирты плохо растворяют жидкие углеводороды масляного сырья при температурах депарафинизации. В качестве растворителей для обезмасли-вания и депарафинизации используют также смеси хлорорганиче-ских соединений, таких как дихлорэтан и метиленхлорид '. Этот метод применим для депарафинизации масел любой вязкости и позволяет получать масла с температурой застывания, близкой к температуре фильтрования. При одноступенчатом фильтровании с этим растворителем можно получить масло с температурой застывания —20 °С и парафин с содержанием масла 2—6% . Недостатком всех хлорсодержащих растворителей является их термическая нестабильность При температурах выше 130—140 °С и образование продуктов разложения, вызывающих коррозию аппаратуры.

Эффективность карбамидной депарафинизации нефтяных фракций во многом зависит от температурных условий, которые определяются фракционным и химическим составом сырья, агрегатным состоянием карбамида, а также требованиями, предъявляемыми к депарафинированному продукту и компонентам, образовавшим комплекс. При повышении пределов выкипания фракции одной и той же нефти растет молекулярная масса ее компонентов, что приводит к росту вязкости и уменьшению взаимной растворимости этих компонентов. С этой точки зрения повышение температуры способствует образованию комплекса. Максимальная температура начала комплексообразования, т. е. верхний предел комплексообразования , для н-парафинов можно определить по уравнениям, приведенным в работах . В то же время процесс образования комплекса является экзотермическим, и повышение температуры сдвигает равновесие в сторону разрушения комплекса. Поэтому понижение температуры позволяет увеличить глубину комплеюсообразования, однако при сильном понижении температуры образование комплекса затрудняется из-за увеличения вязкости системы и понижения растворимости компонентов. Поэтому оптимальные температурные условия карбамидной депарафинизации нефтепродуктов выбирают, исходя из качества сырья. По данным , комплексообразо-вание с твердыми углеводородами, содержащимися в масляных фракциях, происходит при температурах выше 40°С, причем наибольшая глубина извлечения наблюдается при начальной температуре 55 °С. Исходя из этого предложена предварительная термическая обработка смеси контактируемых веществ , целесообразность которой иллюстрируется данными табл. 35. Ох-

При производстве нефтяных масел ряд основных технологических процессов основан на различной растворимости компонентов сырья в избирательных растворителях. Для разделения углеводородных смесей избирательные растворители были впервые использованы А. М. Бутлеровым в 1870 г., а промышленное применение такие растворители нашли после того, как в 1911 г. Эделеа-ну предложил использовать для очистки керосиновых фракций сернистый ангидрид. Большой вклад в изучение теории избирательного растворения углеводородов в ряде растворителей и разработку промышленных процессов внесли советские и зарубежные ученые: Н. И. Черножуков, И. Л. Гуревич, А. Г. Касаткин, Н. И. Гальперин, Л. Г. Жердева, А. А. Карасева, А. 3. Биккулов, Д. О. Гольдберг, В. А. Каличевский, Фрэнсис, Пул, Феррис и др.