ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные свойства нефтяных дисперсных систем из "Технология переработки нефти Часть1 Первичная переработка нефти" Переход нефти и нефтяных фракций из молекулярного в дисперсное (свободно- и связно-дисперсное) состояние придает им новые специфические свойства. [c.179] К основным свойствам свободно-дисперсных систем относится устойчивость к расслоению на фазы (кинетическая устойчивость), а связно-дисперсных — структурно-механическая прочность. [c.179] Для самопроизвольно диспергируюш,ихся систем (лиофильных) свободная энергия уменьшается (AG 0). Системы, не диспергирующиеся самопроизвольно (AG 0), определяются как лиофобные коллоиды, которые, несмотря на термодинамическую неустойчивость, могут оказаться вполне устойчивыми в кинетическом смысле. [c.180] В нефтепереработке устойчивость нефтяных дисперсных систем имеет важное значение. При оценке стойкости нефтяных эмульсий и суспензий различают кинетическую и агрегативную устойчивость. [c.180] Кинетическая (или седиментационная) устойчивость — это способность системы противостоять оседанию или всплыванию частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести, т. е. способность системы не расслаиваться, а сохраняться однородной во времени. [c.180] Агрегативная устойчивость — это способность частиц дисперсной фазы при столкновении друг с другом или границей раздела фаз сохранять свой первоначальный размер. В этой связи следует различать два процесса коалесценцию и флокуляцию. Коалесценция — процесс слияния (укрупнения) частиц флокуляция — слипание частиц с образованием сгустков (агрегатов) из двух и более частиц. К образованию сгустков (флокулятов) в наибольшей степени склонны асфальтены, особенно в парафинистой среде. На этом основан процесс деасфальтизации нефтяных остатков сжиженным пропаном. Потеря аг-регативной устойчивости приводит к потере кинетической устойчивости. [c.180] Оценка размеров частиц НДС может проводиться методами, основанными на светопоглощении или светорассеянии. [c.180] При больших размерах частиц дисперсной фазы и низкой вязкости дисперсионной среды нефтяная система изначально является неустойчивой. [c.180] Устойчивость нефтяных дисперсных систем зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются концентрация и химическая природа дисперсной фазы (асфальтенов, карбенов, карбоидов), количественное соотношение смол и углеводородов различных групп в дисперсионной среде. [c.180] Устойчивость нефтяных систем к расслоению на фазы определяют прямыми и косвенными методами при низких (комнатных и близких к застыванию) и высоких температурах. [c.180] Параметр Фд изменяется от О до 1 устойчивому состоянию отвечает Фа=1. [c.181] В одних случаях требуется повышать кинетическую устойчивость нефтяных систем, т. е. их однородность и неизменность во времени (хранение сырья и нефтепродуктов, снижение коксоотложений при нагреве сырья и др.). В других случаях, когда необходимо выделить вторую фазу и создать плоскую поверхность раздела фаз, наоборот, следует понижать устойчивость (процессы обезвоживания нефти, деасфальтизации, селективной очистки, получения кокса как целевого продукта, отделение шлама и др.). [c.181] Знание закономерностей изменения размеров частиц дисперсной фазы и кинетической устойчивости системы необходимо для управления процессами, происходящими в нефтяных системах. [c.181] При переходе нефтяной системы из состояния молекулярного раствора (или ньютоновской жидкости) в свободно- и связно-дисперсное состояние происходит радикальное изменение свойств. При изменении условий (например, понижении температуры) в объеме системы образуется пространственная структура. Такая система приобретает комплекс новых структурно-механических (реологических) свойств, характеризующих сопротивление данной системы деформации и разделению на части (разрыву). [c.181] Закономерности структурообразования, механические свойства таких систем (структурно-механическую прочность) изучает наука физико-химическая механика, возникновение которой в 30—40-х годах Ж века связано с именем академика П. А. Ребиндера. [c.181] Некоторые нефти и нефтепродукты уже при обычных комнатных температурах являются структурированными системами. Это нефтяные пеки, гудроны, битумы, а также нефти с высоким содержанием высокомолекулярных тугоплавких (/ л 50 °С) парафинов или высокой концентрацией смолисто-асфальтеновых веществ (высоковязкие нефти и природные битумы). Примером высокопарафинистых нефтей являются нефти полуострова Мангышлак (Казахстан), а тяжелых — битуминозные пески, некоторые нефти Татарстана, Казахстана, Венесуэлы. [c.182] Большое содержание в этих нефтях смолисто-асфальтеновых компонентов, склонных к ассоциативным взаимодействиям и структурированию, вызывает трудности при их добыче, транспортировке и переработке. Изучение природы этих явлений для воздействия на такие системы с целью улучшения их текучести должно быть продолжено. [c.182] Такие высокопарафинистые и тяжелые нефти являются аномально вязкими. [c.182] При понижении температуры обычные традиционные нефти (плотностью 860—900 кг/м ), а также их фракции, в том числе светлые (дизельные, керосиновые, бензиновые), переходят в дисперсные системы за счет усиления межмолекулярного взаимодействия. Постепенное понижение температуры приводит к формированию зародышей новой фазы и их развитию. Система переходит в свободно-дисперсное состояние золь), затем при температуре застывания — в связно-дисперсное структурированное состояние гель). [c.182] Структурообразование в дисперсных системах является результатом самопроизвольно протекающих (термодинамически выгодных) процессов сцепления частиц, приводящих к уменьщению свободной энергии системы. В фазовых контактах сцепление частиц обусловлено близкодействующими силами когезии. [c.183] Вернуться к основной статье