Главная -> Словарь

Температуры измерения

Дня нагревания колонки о адсорбентом иногда применяется неподвижная nun., но чаще рекомендуется движущаяся печь. Роль движущейся ночи — со::,;;;!п, переменное температурное поле вдоль колонки — градиент температур. Роль газа-носителя — расставить компоненты исследуемого газа по О1гред и являются причиной существенных отклонений свойств раствора от идеальных. Следствием образования ассоциатов различного размера и состава могут быть значительные отклонения в поведении нефтяных растворов от закона Рауля. Он выполняется лишь в некоторых случаях, например в разбавленных асфальтеносодержащих системах, и служит основой количественного определения молекулярной массы асфальтенов (((60J. Таким образом, для нефтяных растворов необходим учет отклонения их поведения от идеального. Однако еще предпринимаются попытки применения законов идеальных растворов, в основе которых лежит аддитивность свойств компонентов раствора, для приближенного описания макроскопических свойств и технологического поведения нефтяных систем.

Предкристаллизационная стадия, как было сказано, завершается в основном до 1700 °С. Однако при дальнейшем повышении температуры изменения в массе кокса не прекращаются. Известно, что при высоких температурах происходят химические изменения в боковых цепях кристаллитов углеродистых материалов, обусловливающих их ориентирование относительно друг друга с одновременной укладкой двухмерных кристаллитов в трехмерный кристалл и ростом последних как в базисной плоскости, так и вдоль оси С, т. е. происходит графнтацин .

Предкристаллизационная стадия, как было сказано, завершается в основном до 1700 °С. Однако при дальнейшем повышении температуры изменения в массе кокса не прекращаются. Известно, что при высоких температурах происходят химические изменения в боковых цепях кристаллитов углеродистых материалов, обусловливающих их ориентирование относительно друг друга с одновременной укладкой двухмерных кристаллитов в трехмерный кристалл и ростом последних как в базисной плоскости, так п вдоль оси С, т. е. происходит графитация .

Кроме физически обоснованных вискозиметров, в нефтяных лабораториях сохранились вискозиметры, устройство которых основано на условных технических методах оценки реологических свойств. Некоторые из них, как, например, методы определения температуры застывания или каплепадения, предназначены для определения температуры изменения свойств нефтепродуктов. Другие позволяют сравнивать свойства испытуемых веществ с известными или эталонными продуктами. Многие из этих методов страдают существенными дефектами. Так, в вискозиметре Энглера не всегда обеспечивается ламинарное течение, в приборах для определения температуры застывания недостаточно определено напряжение, да и вообще неясно, наблюдается ли предел текучести или высокая вязкость. Одна из наиболее актуальных задач нефтяной вискозиметрии заключается в замене определения вязкости при помощи условных методов определением простыми, физически обоснованными приборами.

Условные методы определения температуры изменения механических свойств нефтепродуктов многочисленны. В отечественных стандартах и технических условиях приняты намерение температуры застывания, температуры каплепадения смазок по Уббелоде и температуры размягчения битумов.

Нагревание — процесс подвода тепла к среде для повышения ее температуры, изменения агрегатного состояния или химических превращений. Нагревание широко применяется в промышленности, в частности, в нефтепереработке нефть на установках обессоливания и обезвоживания нагревают до температуры 140—160 °С, при атмосферной перегонке — до 300 — 360 °С, при вакуумной перегонке мазута — до 380 — 420 °С. В условиях вторичных процессов сырье нагревают до более высоких температур: на установках термического крекинга — до 520 — 540 °С, на установках коксования — до 510 — 520 °С, на установках каталитического крекинга до 460 — 560 °С, на установках каталитического рифор-минга — до 480 — 540 °С, в процессах пиролиза и конверсии углеводородных газов — до 750 — 900 °С, при производстве технического углерода — до 1300 — 1550 °С.

Охлаждение — процесс отвода тепла от вещества с целью понижения его температуры, изменения агрегатного состояния или химического превращения. Охлаждение используется в промышленности, в частности, в нефтепереработке охлаждают отходящие горячие продукты, отводят тепло из аппаратов, создавая требуемый температурный режим для проведения технологических процессов (про-

все реакции образования углеводородов из СО и Н2 являются экзотермическими; с повышением температуры изменения свободной энергии реакций возрастают, а константы равновесия уменьшаются;

• Расчет температуры изменения агрегатного состояния

Процесс прокалки, как было сказано, завершается в основном при температурах до 1300 °С. Однако при дальнейшем повышении температуры изменения в массе кокса не прекращаются. При тем-

пускная способность датчика 50 м8/Ч. Показания прибора не зависят от расхода контролируемой жидкости, изменения ее температуры, изменения расхода продуваемого воздуха. Поток жидкости через датчик должен быть непрерывным.

Что касается полукоксов, то существует относительно мало цифровых данных. Можно иметь порядок величин, применяя формулы Фритца и Мозера или Кленденина, которые дают удельную теплоемкость углей и зависимости от их показателя выхода летучих веществ. Несомненно, что удельная теплоемкость уменьшается с повышением температуры коксования и что она возрастает с увеличением температуры измерения. Например, полукокс, полученный при температуре 500° С, имеет удельную теплоемкость 0,28 кал/г при температуре измерения 350°С и 0,32 кал/г при 450° С. В процессе полукоксования начиная от температуры окружающей среды получают средние значения их ^ удельной теплоемкости около 0,35 кал/г при 600° С и около 0,3 кал/г при 800° С.

Теплопроводность кокса небольшая по сравнению с теплопроводностью углерода, так как она в значительной мере зависит от пузырчатой структуры и наличия трещин. Теплопроводность плотных углеродов увеличивается с температурой коксования и с температурой, при которой производятся измерения. Например, теплопроводность плотных углеродов увеличивается почти на 50% при повышении температуры измерения от 700 до 1200° С. По-видимому, теплопроводность коксов возрастает еще'б,ыстрее с повышением температуры, при которой проводятся измерения.

Так как вязкость жидкостей сильно зависит от температуры, измерения производят при помещении вискозиметров в термостатную ванну, позволяющую поддерживать температуру во время измерения вязкости с погрешностью не более ±0,01 °С по всему объему. Температуру жидкости-теплоносителя, заполняющей ванну, измеряют с помощью ртутных или других термометров, имеющих цену деления °С и позволяющих производить измерения температуры в любой точке термостатной ванны. Наиболее современными термостатами для измерений вязкости по ГОСТ 33-82 являются термостаты типа VIS-T, производимые АО "Термекс" . Для обеспечения измерений вязкости в широком диапазоне температур АО "Термекс" выпускает несколько модификаций термостатов. Известны также термостаты фирм "Tompson" , "Cannon" , "Herzog" . Иностранные фирмы выпускают также автоматические системы измерений вязкости на основе капиллярных вискозиметров. Однако из-за ненадежности узлов автоматической промывки вискозиметров эти установки более применимы для измерений вязкости нефтепродуктов одного типа.

Экспериментальные спектры представлены на рис. 11.3.3, 11.3.4. Условия появления максимумов определяются прежде всего плотностью вещества и слабо зависят от температуры. Измерения спектров рассеяния в сероуглероде при постоянной плотности / =0,21/?кр в интервале температур от 48О до 550 К показали, что во всем этом температурном интервале наблюдаются четкие ротационные максимумы, форма и величины которых с температурой почти не менялись. Сами максимумы с ростом температуры лишь слегка смещались в область высоких частот. С ростом плотности максимумы постепенно исчезают, практически не изменяясь по частоте.

Реологические исследования проводились в следующей последовательности. Проба нефти, ОВНЭ или ОВДЭ отфильтровывалась и помещалась в измерительный цилиндр вискозиметра. Проба нефти, в отличие от проб-эмульсий, подвергалась термомеханической гомогенизации перемешиванием при максимальной скорости деформации 729 с" в течение 20 минут при комнатной температуре, чего вполне достаточно для полного разрушения структуры нефти. Проба ОВНЭ или ОВДЭ не подвергалась термомеханической гомогенизации во избежание преждевременного расслоения эмульсии; причем перед изменением температуры измерения в измерительный цилиндр заливалась свежая проба ОВНЭ или ОВДЭ с одновременной проверкой предыдущей пробы на факт расслоения на воду и нефть. Затем испытуемая проба помещалась в нагревательную баню -термостат, где происходило созревание структуры в покое при температуре измерения в течение 1 часа. После этого на ротационном вискозиметре путем разрушения структуры при переходе от малых градиентов скорости к большим снимались необходимые показатели для построения реологических кривых течения и эффективной вязкости и определения реологических параметров исследуемой системы. Измерения проводились как в прямом , так и в обратном

Упорядочение кристаллической структуры углеродных материалов изучали многие авторы, нагревая различные углеродные материалы в интервале температур от 1300 до 3000 °С. При этом определяли характеристики кристаллической структуры: периоды решетки с и а, размеры кристаллитов . Размеры кристаллитов определяют по ширине дифракционных отражений по известной формуле Селякова— Шеррера. Наличие микроискажений кристаллической решетки второго рода занижает результаты определения по сравнению с истинными величинами, полученными методом гармонического анализа ' . При этом для материалов с невысокой упорядоченностью кристаллической решетки расчеты по формуле Селякова — Шеррера не приводят к большим ошибкам. Так, для графитов типа ГМЗ ошибка в определении высоты кристаллита из-за неучета микронапряжений, уравнове-шенных в объеме кристаллита, не превышает 10-15 %. При использова-нии метода Фурье определяется среднеарифметическая величина размера кристаллитов. Применение интегрального метода позволяет получить эффективный размер кристаллита, превышающий найденный методом гармонического анализа. Следует отметить, что когда размеры ОКР достигают 100 нм, их определение по уширению дифракционных линий и становится весьма неточным. Определение размеров кристаллитов из зависимостей теплопроводности от температуры измерения 'устраняет это ограничение. Но в этом случае абсолютная величина размера кристаллита получается еще большей, чем По методам Фурье и интегрального . При этом характер изменения размеров кристаллитов аизменением температуры обработки сохраняется .

дения с повышением температуры измерения от 20 до 2600 °С монотонно снижается от 28,7 до 22,4 ГПа.

Величина упругой деформации сдвига равна: г = Gy, где т — максимальное напряжение сдвига; у — относительная деформация сдвига. Определенный динамическим методом по резонансным частотам крутильных колебаний модуль сдвига для нескольких марок конструкционного графита в зависимости от температуры измерения приведен ниже :

Отдельные слои в монокристаллах графита принято представлять как двумерный металл с эффективной массой носителя тока, равной массе свободного электрона. В перпендикулярном к слоям направлении — графит полупроводник. Поэтому ток в графите переносится как электронами, так и положительными дырками, а его проводимость определяется концентрацией носителей тока и их средним свободным пробегом. В самом общем виде электросопротивление можно рассчитывать по формуле р= Ар/1, где Ар — фактор, учитывающий влияние пористости, текстуры и температуры измерения; / — средняя длина свободного пробега электронов.

Величина удельного электросопротивления.углеродных материалов зависит от температуры измерения: в интервале 300—1300 °С имеется широкий минимум. Его положение определяется совершенством кристаллической структуры материалов: чем оно выше, тем более смещен минимум в область более низких температур . Минимум обусловлен различным характером изменения электросопротивления неупорядоченной и кристаллической составляющих в зависимости от температуры измерения. Электросопротивление обладающего полупроводниковыми свойствами неупорядоченного углерода снижается с повышением температуры, в то время как кристаллического — растет . Улучшение кристаллической структуры материала, например при термообработке, уменьшает долю неупорядоченного углерода. В результате этого полуметаллические свойства проявляются все сильнее, следствием чего является упомянутое смещение минимума электросопротивления .

Рис. 37. Зависимость удельного электросопротивления р от температуры измерения: