Главная -> Словарь

Структуры поверхности

Основной причиной резкого изменения структуры потребления изопропилового спирта явдяетсдиотказ от строительства новых установок по производству ацетона из изопропанола, а также

За последние 20 лет структура производства нефтепродуктов в капиталистическом мире очень изменилась в сторону увеличения доли тяжелых нефтепродуктов . Изменение структуры потребления нефтепродуктов связано в первую очередь с особенностями научно-технического прогресса в различных отраслях народного хозяйства.

Одновременно с целью привести в соответствие структуры потребления и производства нефтепродуктов предпринимались значительные усилия по расширению мощностей деструктивных процессов переработки нефти, обеспечивающих сокращение производства мазута и увеличение выработки светлых нефтепродуктов. За 1974—1984 гг. мощности процессов каталитического, тер-мо- и гидрокрекинга возросли с 21,1 до 31,3 млн. т, а их удельный вес достиг 29%, что позволило ФРГ выйти на первое место в Европе по уровню развития деструктивных процессов. Это обеспечило ФРГ лидирующую роль в области углубления переработки нефти и позволило снизить выход мазута на нефть с 29,7% в 1973 г. до 17,1% в 1981 г. .

Динамика структуры потребления........... 30

Динамика структуры потребления

Динамика структуры потребления важнейших нефтехимических продуктов в СССР и за рубежом представлена в табл. 1.53—1.73. Данные всюду приведены в процентах по отношению к общему объему производства. Прочерк в таблицах означает отсутствие производства, н/д — отсутствие данных.

Важным источником стирола в ближайшем будущем, по-видимому, станет пирокондеисат, из которого стирол может быть выделен экстрактивной ректификацией с использованием селективных растворителей, повышающих козффициенты относительной летучести близкокипящих компонентов — изомеров ксилола. При этом возможно существенное изменение структуры потребления бензола.

Первым и весьма ответственным этапом подготовки нефти к переработке является сортировка сырых нефтей, и она должна проводиться со строгим учетом содержания в них смолисто-асфаль-теновых веществ и соотношения смол и асфальтенов. Дальнейшая дифференциация товарных нефтей на компоненты и фракции и последовательность операций будут определяться набором технологических процессов и последовательностью их проведения. Технологический же комплекс переработки нефти зависит от структуры потребления нефтепродуктов, определяемой народнохозяйственными планами, долгосрочными прогнозами и текущей конъюнктурой рынка.

Основой планомерного и своевременного перехода на новые виды энергоносителей, обеспечивающего надежную энергетическую базу общества, служат научно обоснованное определение запасов энергетических ресурсов, технико-экономическая оценка возможности их освоения, исследование динамики и структуры потребления первичных источников энергии и влияния научно-технического прогресса на масштабы и темпы их использования. В связи с этим необходимо классифицировать первичные источники энергии на различные категории и группы в зависимости от степени изученности запасов и обоснованности их количественных и качественных оценок, подготовленности энергетических ресурсов к промышленной разработке, их народнохозяйственной значимости, технической- возможности и экономической целесообразности освоения.

Обеспечение потребности энергонасыщенного парка моторной техники, ориентированного на применение нефтяных топлив,— одна из сложнейших задач отечественной и мировой энергетики. Здесь требуются значительные капитальные, эксплуатационные и трудовые затраты в разведку, добычу, транспорт и переработку нефти, создание распределительной сети нефтеснабжения. Основная доля этих затрат приходится на добычу и переработку нефти. По оценке Международного банка развития и реконструкции для обеспечения динамики роста добычи нефти в развивающихся странах в 1985, 1990 и 1995 гг. в 1068, 1253 и 1385 млн. т соответственно потребуется за период 1982—1992 гг. освоить 452,2 млрд. долл. капитальных вложений . Капитальные вложения на разведку и разработку нефтяных месторождений в США в 1986 г. были на уровне 23,6 млрд. долл., а в нефтеперерабатывающую промышленность— 1,4 млрд. долл. Общие капитальные вложения в нефтеперерабатывающую промышленность капиталистических стран в 1986 г. превышали 10 млрд. долл. . Исходя из структуры потребления нефтепродуктов, можно отметить, что более половины средств, вкладываемых в развитие нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, приходится на моторные топлива, большая часть которых потребляется автомобильным транспортом. Особенно это характерно для США, где на его долю приходится около 84% общего расхода моторных топлив. В автомобилестроении США потребляется около 70% натурального и 59% синтетического каучуков, 15% —всей стали, 46% — ковкого чугуна, 21%—цинка, 62%—свинца, 40%—платины. Около 12,5 млн. чел., или каждый шестой, занятый в промышленности США, прямо или косвенно связан с автомобилестроением и автомобильным транспортом (((30J.

Как видно, общей тенденцией является изменение структуры потребления моторных топлив в сторону опережающего роста спроса на средние дистилляты. В то же время в США, За-

Селективность и активность зависят не только от структуры поверхности в состава катализатора, но и от размера его частиц, а также объема и диаметра пор. Скорость диффузий" начальных и конечных молекул и течение процесса крекинга изменяются с измельчением катализатора. По результатам испытаний несколь-' ких образцов было показано, что избирательность и активность алюмосиликатного шарикового катализатора улучшаются с уменьшением размера частиц и увеличением объема и размера пор 251))).

Сравнение реакционной способности ступенчатых поверхностей кристалла с реакционной способностью нанесенных Pt-катализаторов показывает, что структура полидисперсных частиц Pt в катализаторе может быть с успехом воспроизведена ступенчатыми поверхностями. Установлено, что атомарные ступени играют определяющую роль при превращениях углеводородов, а также при диссоциации Н2 и других двухатомных молекул с большой энергией связи . Показано, что реакция дегидрирования циклогексана до циклогексена не зависит от структуры поверхности монокристалла Pt . В то же время реакции дегидрирования циклогексена и гидрогенолиза циклогексана структурно-чувствительны. В свете полученных результатов предложена расширенная классификация реакций, зависящих от структуры поверхности металла. А именно, предложено отнести к особому классу реакции, скорость которых зависит от размера активных частиц катализатора или от плотности атомарных ступенек и выступов на них, и реакции, скорость которых зависит от вторичных изменений структуры поверхности катализатора . На основе проведенного анализа предложена модель каталитически активной поверхности Pt, учитывающая атомную структуру поверх-

Несомненный интерес представляет цикл работ Со-морджая и сотр. по исследованию кинетики различных реакций на монокристаллах металлов с одновременным определением структуры и состава поверхности методом дифракции медленных электронов и Оже-спект-роскопии. Показано, что атомные ступеньки на поверхности монокристалла Pt являются активными центрами процессов разрыва связей С—Н и Н—Н. Зависимость скоростей реакций дегидрирования и гидрогенолиза цик-логексана и циклогексена от структуры поверхности Pt свидетельствует о существовании изломов и выступов на атомных ступеньках. Такие дефекты структуры являются особенно активными центрами процесса расщепления С—С-связей. Установлено, что активная поверхность Pt в процессе реакции покрывается слоем углеродистых отложений; свойства этого слоя существенно влияют на скорость и распределение продуктов каталитических реакций. Показано, что дегидрирование цитсло-гексана до циклогексена не зависит от структуры поверхности . В то же время дегидрирование циклогексена и гидрогенолиз циклогексана являются структурно-чувствительными реакциями. Полученные результаты позволили расширить классификацию реакций, зависящих от первичной структуры поверхности катализатора и от вторичных изменений поверхности, возникающих в процессе реакции. При проведении реакций на монокристаллах Ir показано, что ступенчатая поверхность Ir в 3—5 раз более активна в

Таким образом, селективность АЦО3 в реакциях изомеризации бутена-1, очевидно, зависит от структуры поверхности катализато-

Битум отслаивается на острых гранях и на выступающих точкая минерала, где битумная пленка наиболее тонка. Поэтому отслаивание битума происходит легче, если минерал имеет не закругленные, а острые грани. Скорость отслаивания битума и величина поверхности, от которой он отслоился, зависят от структуры поверхности минерала. Так, с гладкой поверхности будет отслаиваться больше битума, чем с грубой. Из двух битумов быстрее отслаивается тот, у которого вязкость при температуре опыта ниже. Влияние этиэ факторов, однако, заметно не всегда. Хотя битум бывает и удале* с какой-то части поверхности, вода все же образует на ней кон1 тактный угол 80—90°. Следовательно, межфазовые соотношенш между водой и битумом таковы, что с поверхности минерала уда ляется битум, но остается тонкая адсорбированная пленка.

Значение такого показателя, как свободный объем, было установлено в ряде работ по изучению стойкости к атмосферным явлениям , вязкости , жесткости и стабильности битумных смесей. Этот показатель зависит от четырех основных свойств наполнителя: формы и размера частиц, их распределения по величине и от структуры поверхности .

Наличие тонкого слоя битума, адсорбционно связанного с поверхностью минерального материала и обладающего новыми структурно-механическими свойствами, определяет свойства битумоми-нерального материала. Свойства этого слоя зависят от химического, минералогического состава и структуры поверхности минерального материала, химического состава, структуры и свойств битума, а также условий взаимодействия между ними на общей границе раздела.

Значительное влияние структуры поверхности и характера обработки катализатора указывает на то, что поверхность играет чрезвычайно важную роль и непосредственно участвует в полимеризации. При осажденных катализаторах изменение физической и химической структуры осадка непосредственно определяет молекулярный вес получаемого полимера и степень его стереорегу-лярности. При предварительно приготовленных окиспометаллических катализаторах характер и метод приготовления носителя с высокой удельной поверхностью оказывают сильное влияние на протекание реакции полимеризации. Низкие давления, необходимые для получения стереорегулярных полимеров, непосредственно связаны с тем, что олефины хемосорбированы на поверхности применяемых твердых катализаторов . Следовательно, мономер концентрируется на этой поверхности даже при сравнительно низком внешнем давлении газа. Поверхность может увеличить скорость реакции роста полимера в результате повышения скорости присоединения мономерных остатков по сравнению с одновременно протекающей реакцией передачи цепи. Движущей силой реакции распространения цепи в этом случае является экзотермическая адсорбция олефина.

Имеется определенная взаимосвязь между процессами физической и химической адсорбции компонентов смазочной среды на поверхностях трения и образованием вторичных структур. Так, повышение прочности граничного слоя смазки приводит к деконцентрации напряжений в поверхностных слоях металла, уменьшению толщины и снижению уровня активации тончайших поверхностных слоев. Добавка в состав смазки поверхностно-активных веществ резко расширяет область существования вторичных структур на поверхностях трения металлов. От прочности граничного смазочного слоя зависит уровень активации поверхностных слоев металла, а следовательно я соответствующая ему определенная степень пассивации и тип вторичных структур. Вместе с тем прочность самого граничного слоя зависит-от состояния и структуры поверхности трения.

Скорость диффузии адсорбированных атомов и кластеров зависит не только от температуры и структуры поверхности металла, но также от наличия примесей в поверхностном слое и энергии взаимодействия одиночных атомов с адсорбатом. Если связь молекулы адсорбата с атомом или группой атомов поверхностного слоя металла оказывается прочнее, чем его связь с соседними атомами металла, то может иметь место "вырывание" атома металла с поверхностного слоя с последующим перемещением по поверхности или переносом через газовую фазу вместе с молекулой адсорбата.

_Роль структуры поверхности твердого тела и энергетического состояния активных центров зачастую достаточно хорошо описывается мультиплетной теорией катализа А. А. Баландина, а в ряде случаев электронной теорией или теорией активных ансамблей Н. И. Кобозева. Например, удельная каталитическая активность некоторых пленок металлов в отношении гидрирования этилена коррелирует с межатомными расстояниями в кристаллической решетке металла .