Главная -> Словарь

Распределения концентраций

Минеральное масло закачивают в варочный котел и после подогрева вводят в него предварительно расплавленный загуститель. Если это необходимо, то в это же время в котел вводят различные присадки. Для равномерного распределения компонентов производят интенсивное перемешивание смеси. После перемешивания ее охлаждают и упаковывают в тару. Иногда смазку подвергают дополнительной механической обработке.

Для обеспечения возможности комплексной оценки структуры нефтяных остатков, их структурно-механической устойчивости и определения численных значений показателей по эмпирическим зависимостям — необходимо знание компонентного состава,распределения компонентов по размерам молекул, частиц и ассоциатов, закономерностей изменения реологических свойств и показателя дисперсности, плотности и ряда других показателей физико-химических свойств. От степени информации по указанным показателям зависит выбор эффективных и рациональных способов воздействия на сырье каталитического гидрооблагораживания с целью перевода его в „активное" состояние. К числу таких способов воздействия следует отнести такие технологические приемы, как испарение и осаждение, приводящие к изменению соотношения объема дисперсионной среды и дисперсной фазы. Рассмотрим основные экспериментальные методы, используемые в исследовательской практике для оценки вышеуказанных показателей.

Как отмечалось выше, при изучении структуры нефтяных остатков большое значение имеет выявление закономерностей распределения компонентов остатков по размерам составляющих их молекул, частиц и ассоциатов. От этих показателей во многом зависит правильный подбор поровой структуры катализатора, эффективность диффузионных процессов в порах единичной гранулы.

Проблема анализа распределения компонентов остатков по размерам приобрела большое значение сравнительно недавно и в основном связана с развитием процессов их каталитического гидрооблагораживания. Возможность получать какие-то определенные результаты появилась после разработки метода гель-хроматографического разделения. Метод этот — гель-проникающая хроматография — впервые нашел широкое применение в биохимии и химии полимеров . При ГПХ разделение органических веществ осуществляется совсем на иных принципах, чем при других хроматографических методах. Принцип метода заключается в том, что во время прохождения раствора исследуемого вещества через колонку, заполненную частицами твердого геля, происходит разделение молекул этого вещества за счет различной способности их проникать в поры геля. Поры в частице геля имеют различный размер. Молекулы образца также различаются по величине. Некоторые молекулы слишком велики, чтобы войти даже в самые крупные поры, и исключаются из частицы геля. Поэтому они двигаются через слой геля между его частицами и первыми выходят из колонки. Другие молекулы так малы, что входят во все поры геля, полностью проникая в частицу. Эти соединения задерживаются в наибольшей степени и появляются на хроматограмме последними. Молекулы промежуточных размеров могут входить только в некоторые поры и двигаются по колонке со средней скоростью. При разделении смеси с широкой областью молекулярных масс используют набор гелей с разными пределами исключения. Это позволяет расширить область фракционирования колонки. Использование различных гелей дает эффект только при последовательном соединении колонок с разными гелями. При разделении соединений, мало различающихся по размеру, используют гели с узкой областью

С помощью метода ГПХ можно оценивать закономерности изменения распределения компонентов сырья по молекулярным массам или по размерам молекул и частиц в продуктах каталитического гидро--облагораживания, полученных при фактическом режиме работы экспериментальной или промышленной установки. Например , повышение температуры ведет к резкому снижению молекулярных масс, из распределения при 352 °С практически исчезают компоненты с молекулярной массой выше 10000 .

Одним из приближённых методов является метод эффективных температур, его модификация в отечественной литературе была названа методом характеристических температур . На основе этого метода в ВНИПИ-нефти разработана программа расчета ректификации в простых и сложных колоннах . Особенностью данного алгоритма является допущение постоянства температур, паровых и жидких потоков на всех тарелках отдельных секций колонны. Сложная колонна с отпарными секциями рассчитывается как последовательность простых двухсекционных колонн. Алгоритм предусматривает расчёт распределения компонентов между верхним и нижним продуктами каждой двухсекционной колонны с использованием факторов абсорбции и отпарки, которые являются функциями эффективной температуры каждой секции. Метод эффективной температуры хорошо применим для оценки параметров процесса разделения смесей, где мало меняется профиль температур по тарелкам колонны, и даёт значительные расхождения с точным расчётом при расчёте процесса ректификации нефтяных смесей. Однако, метод может успешно использоваться только для начального приближения в точных расчётах методом декомпозиции .

При втором подходе проводят декомпозицию системы при задании начальных значений составов в местах разрывов потоков. При этом вся система колонн рассчитывается итерационно с уточнением этих составов и учётом выполнения общего материального и теплового баланса всей системы. При таком подходе приходится выполнять большой объём вычислений. Данный подход используется при расчёте систем колонн для задач разделения многокомпонентных смесей в работе . В предлагается алгоритм декомпозиции системы ректификационных колонн, на основе вероятностной модели распределения компонентов в продуктах разделения. В приведён метод расчёта ректификационные установок последовательно-параллельной структуры на основе де композиционного подхода. В для расчёта комплексов колонн использован метод разрыва рецирку-лируемых потоков. Отмечено, что предлагаемый метод декомпозиции, по сравнению с последовательным расчётом, позволяет уменьшить число итераций в два раза. Для задания начальных значений составов в местах разрыва рецир*улируемых потоков предлагается использовать приближенный метод эффективной температуры с решением общей системы уравнений комбинированным методом релаксации-Бройдена . На втором этапе для решения системы нелиней-

смеси соответственно; е' — мольная доля отгона; Kft — константа фазового распределения компонентов, равная

Для определения констант распределения компонентов можно рекомендовать методику , учитывающую их зависимость от приведенной температуры и приведенного давления.

Результаты расчетов коэффициента распределения для парафинов разной молекулярной массы различаются достаточно сильно. Чем меньше атомов углерода в молекуле углеводорода, тем больше его содержание в жидкой фазе, причем значения коэффициента распределения соседних углеводородов различаются в 1,5—2 раза. Однако при повышении температуры эта разница уменьшается. Отношение коэффициентов распределения компонентов между несмешивающимися фазами в процессах жидкостной экстракции, называемое фактором эффективности разделения, позволяет при кристаллизации определить четкость разделения компонентов в системах, образующих твердые растворы. Предложен метод расчета оптимальной скорости фильтрования и длительности работы вакуумных фильтров в процессе кристаллизационного фракционирования парафина из раствора в избирательных растворителях . Он заключается в расчете «мгновенной» скорости фильтрования .

Результаты расчетов коэффициента распределения для парафинов разной молекулярной массы различаются достаточно сильно. Чем меньше атомов углерода в молекуле углеводорода, тем больше его содержание в жидкой фазе, причем значения коэффициента распределения соседних углеводородов различаются в 1,5—2 раза. Однако при повышении температуры эта разница уменьшается. Отношение коэффициентов распределения компонентов между несмешивающимися фазами в процессах жидкостной экстракции, называемое фактором эффективности разделения, позволяет при кристаллизации определить четкость разделения компонентов в системах, образующих твердые растворы. Предложен метод расчета оптимальной скорости фильтрования и длительности работы вакуумных фильтров в процессе кристаллизационного фракционирования парафина из раствора в избирательных растворителях . Он заключается в расчете «мгновенной» скорости фильтрования .

Из системы — следует, что при двух различных начальных концентрациях кислорода Coi и более высокие значения этого отношения. В значительной степени различия между результатами разных исследователей, вероятно, обусловлены неизбежными трудностями таких измерений. Хинце с сотрудниками измерял также распределение постороннего газа, введенного в струю. Профили, или кривые распределения концентраций, оказались такими же, как кривые распределения температуры, но более широкими, чем кривые распределения скоростей; это наблюдение полностью согласуется с теорией переноса завихренности.

Резник и Уайт , Чу, Калил , Киттеринг, Макдерфилд и Смит изучали условия массообмена в кипящем слое в нестационарных условиях, используя систему нафталин — воздух. Они применяли схему кипящего слоя с режимом полного вытеснения газового потока, которая позволила определить коэффициент массообмена и движущую аилу процесса как среднюю логарифмическую величину по граничным концентрапдам. Такое определение неточно, так как режим кипящего слоя не является режимом полного вытеснения, а граничные концентрации не дают истинной картины распределения концентраций реагирующего газа по слою.