ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Растворяющие и избирательные свойства растворителей из "Технология глубокой переработки нефти и газа" Различный механизм межмолекулярного взаимодействия в экстракционных системах обусловливает различающиеся между собой растворяющие и избирательные способности у неполярных и полярных растворителей. [c.265] Классификация растворителей по признаку полярности их молекул не случайна. Именно полярность растворителей и, следовательно, соотношение составляющих Ван-дер-Ваальсовых сил, обусловливающих межмолекулярные взаимодействия в экстракционных системах, предопределяет растворяющие и избирательные свойства экстрагентов. [c.265] Основная составляющая Ван-дер-Ваальсовых сил в неполярных растворителях - дисперсионная. Дисперсионное взаимодействие -наиболее универсальный тип межмолекулярных взаимодействий, который проявляется вне зависи.мости от полярности молекул и потому преимущественно отражает растворяющие свойства растворителей. Электростатическая же составляющая (ориентационная + индукционная) Ван-дер-Ваальсовых сил предопределяет преимущественно избирательные свойства полярных растворителей. Следовательно, растворяющая и избирательная способности полярных растворителей будут обусловливаться соотношением электростатических и дисперсионных составляющих межмолекулярных взаимодействий. [c.265] Неполярные и слабополярные пастворители характеризуются тем, что притяжения между молекулами растворителя и экстрагируемого вещества (компонента) происходят за счет дисперсионных сил. Поскольку дисперсионное взаимодействие зависит не от полярности, а главным образом от поляризуемости молекул, и оно оказывает преобладающее влияние по сравнению с другими составляющими межмолекулярного взаимодействия. Неполярные растворители являются более универсальными по растворяющей способности. но относительно менее селективными. Причем избирательность неполярных растворителей проявляется, в первую очередь, по молекулярной массе углеводородов и только затем по групповому химическому составу. [c.265] Низкая растворимость твердых углеводородов объясняется тем, что они, имея трехмерную упорядоченную структуру, обладают высоким уровнем энергии связи между молекулами. Введение в систему растворителя, хотя и ослабляет межмолекулярное взаимодействие, но оно, особенно при низких температурах, может оказаться недостаточным для полного разрушения кристаллической структуры и перевода твердых углеводородов в раствор. [c.267] Из табл. 6.1 видно, что критическая температура у алканов повышается при переходе от пропана к бутану и далее пентану. У метана и этана критические температуры значительно ниже, однако у них слишком низкие температуры кипения, что обусловливает необходимость проведения жидкофазного процесса экстракции при высоких давлениях. В этой связи для целой деасфальтизации нефтяных остатков в качестве растворителя преобладающее применение получил сжиженный пропан. [c.268] Таким образом, неполярные растворители при температурах вблизи критической избирательно растворяют высокомолекулярные углеводороды масляных фракций и разделяют их прежде всего по молекулярной их массе, только затем по их химическому строению. [c.269] Следует отметить, что в процессах деасфальтизации пропан выступает не только как избирательный растворитель, но и одновременно как коагулятор смолисто-асфальтеновых веществ. Известно, что асфальтены в нефтяных остатках присутствуют только в коллоидном состоянии. При этом дисперсионной фазой являются асфальтены, а дисперсионной средой - масла, в т.ч. полициклические ароматические углеводороды и смолы сырья. В разбавленных растворах, в которых растворитель, как, например пропан, не обладает способностью растворять асфальтены, имеет место коагуляция последних. С точки зрения коагулирующей способности, алканы с молекулярной массой меньше, чем у пропана (этан, метан), превосходят пропан. Однако они требуют, как было указано выше, проведения процесса деасфальтизации при чрезмерно высоких давлениях. [c.269] Как известно, полярность у органических веществ обусловливается наличием в их молекулах функциональных групп, таких, как алкильных (-С Н2 +,), гидроксильных (-ОН), карбонильных ( С=0), карбоксильных (-СООН), эфирных (-0-), аминных (-N112), иминных ( NH), нитрильных ( N-), нитрогрупп (-N02) и др. [c.269] Растворитель Формула Дипольный момент, О КТР,°С Выход растворенного компонента, % масс. [c.270] В молекулах полярных растворителей, таких как фенол, анилин и нитробензол, имеются соответственно гидроксиль ная, аминная и нитрогруппы. [c.270] Введение в состав алифатического растворителя второй функциональной группы (в отличие от растворяющей способности) повышает избирательность, причем группа, не способная образовывать водородную связь - более эффективно, по сравнению с группой с водородной связью (например, -ОН и -NH2 группы). [c.271] По степени влияния химической структуры основной цепи молекул на избирательную способность растворителей с одинаковой функциональной группой установлена следующая последовательность тиофеновое кольцо бензольное кольцо фурановое кольцо алифатическая цепь. [c.271] Для получения высокоиндексных масел с достаточно высоким выходом большое значение имеет оптимальное сочетание растворяющей способности и избирательности полярных растворителей. В ряде случаев возникает необходимость улучшить одно из этих свойств без ухудшения другого. С этой целью к основному растворителю добавляют небольшое количество другого, улучшающего одно из свойств первого. Для снижения растворяющей способности основного растворителя в качестве антирастворителя в промышленных условиях часто применяют воду. Однако вода обладает тем недостатком, что из-за высокой теплоты испарения требует больших затрат энергии при регенерации растворителя. Кроме того, добавка воды не всегда приводит к увеличению избирательности смешанного растворителя. [c.272] Таким образом, использование смешанных растворителей в экстракционных процессах позволяет регулировать их растворяющую и избирательную способности. [c.273] Выбор растворителей для промышленных экстракционных процессов очистки масляного сырья значительно облегчается тем обстоятельством, что удаление нежелательных компонентов масел осуществляют путем последовательной (ступенчатой) экстракции вначале проводят деасфальтизацию и обессмоливание гудронов (I ступень), затем деароматизацию деасфальтизата и масляных дистиллятов (II ступень) и далее депарафинизацию рафинатов (III ступень). Следовательно, целевым назначением каждой ступени экстракции становится извлечение только одного компонента, а не сразу всех нежелательных компонентов масляного сырья, для чего, естественно, значительно легче подобрать оптимальный растворитель. [c.273] Вернуться к основной статье