ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Устойчивость и структурно-механическая прочность нефтяных дисперсных систем из "Нефтяной углерод" По аналогии с реакционной способностью адсорбционная способность углеродистых материалов при контакте с жидкими веществами является функцией поверхностной энергии, степени дисперсности и шероховатости частиц наполнителя и активности жидкого компонента системы. [c.135] В практических условиях для удобства транспортирования углеродистых материалов (например, саж) и лучшего распределения их в системе в качестве наполнителя эти материалы должны иметь оптимальную структуру. [c.135] В процессе формирования в жидкой фазе структур и в результате их роста в газовой фазе несколько частиц сращиваются по поверхности касания в единый агрегат с достаточно высокой прочностью. Адгезию сажевых частиц друг с другом называют первичной структурностью сажи. В результате высокой степени дисперсности таких структур они склонны к дальнейшему агрегированию с образованием вторичных структур, прочность связей в которых значительно меньше и обусловлена в основном силами межмолекулярного взаимодействия между первичными структурами. В практических условиях способность к образованию вторичных структур пспользуют при грануляции саж. Гранулированная сажа (размер частиц 0,5—2 мм), обладающая хорошей текучестью и транспортабельностью, не должна иметь слишком высокую прочность шариков, так как в этом случае распределение сажп в каучуке при смешении ухудшится. [c.135] При производстве и облагораживании нефтяных коксов частицы формируются таких размеров, что они нуждаются в измел1 че-нин, т. е. в процессе, противоположном агрегированию частиц сажи. [c.135] В ряде случаев для устранения влияния на масляное число удельной поверхности саж используют метод [88], по которому для данного типа сажп находят приведенное масляное число, независимое от удельной поверхности и связанное только со структурностью сажи. [c.136] В общем случае структурность саж определяется поверхностной энергией, на которую большое влияние оказывают коэффициент ароматизованности сырья, способность его к сажеобразованию, технологические условия (температура процесса, длительность воздействия активных газов на сажу и другие факторы). Чем выше скорость сажеобразования, температура процесса п чем меньше время контакта с активными составляющими дымовых газов, тем ниже структурность сажи, ее масляное число, и наоборот. [c.136] Активирующие добавки (литий, натрий, калий и другие элементы) при введении их в сырье в виде гидроокисей или солей щелочных металлов заметно снижают масляное число саж. По-видимому, МОЖНО найти добавки, которые при необходимости могут повышать структурность саж. Однако при этом необходимо установить влияние этих добавок на реакционную способность саж. Известно, что жидкое сажевое сырье, кроме высококонденсированных ароматических углеводородов, содержит в небольших количествах асфальтены [35]. На основе механизма превращения компонентов нефтяных остатков в углерод [112] следует ожидать более быстрого превращения асфальтенов в кокс, чем высококонденсированных ароматических углеводородов в сажу. Наличие асфальтенов в сырье должно при прочих равных условиях снижать структурность саж. Высказанные предположения находятся в согласии с данными ряда авторов, занимающихся выявлением зависимостей между структурностью саж и технологическими факторами. [c.136] Порошковый нз гудрона сернистой туйма зинской нефти. . [c.137] Зависимость адсорбционной способности нефтяных коксов от температуры их термообработки изучена совершенно недостаточно. Поэтому для усовершенствования процессов пропитывания, приготовления электродных масс необходимо провести детальные исследования. Для регулирования физико-химических и эксплуатационных свойств углеродонаполненных систем нужно глубже изучить реакционную и адсорбционную способность нефтяных углеродистых материалов. [c.138] Физическое и химическое агрегирование в нефтяных углеводородных системах существенно сказывается на многих физико-химических и эксплуатационных свойствах нефтепродуктов. Исследованию регулирования устойчивости и структурно-механической прочности нефтяных дисперсных систем стали уделять большее внимание благодаря работам, посвященным этим явлениям [47, 79, 84, 123]. [c.138] В соответствии с взглядами, изложенными в гл. I, в общем случае могут существовать четыре состояния нефтяных дисперсных систем в зависимости от температуры обратимо структурированные жидкости молекулярные растворы необратимо структурированные жидкости твердая пена. Процессами физического и химического агрегирования можно управлять изменением следующих факторов отношения структурирующихся компонентов к неструк-турирующимся, температуры, времени протекания процесса, давления, растворяющей силы среды, степени диспергирования ассоциатов применением механических способов, электрических и магнитных полей и др. В результате действия этих факторов происходят существенные изменения — система из жидкого состояния переходит в твердое, и наоборот. Все эти стадии могут быть исследованы реологическими методами путем центрифугирования, седиментации, а также оптическими, электрическими и другими методами. [c.138] Концентрация смол °/ , объемн. [c.139] Следовательно, по мере снижения атомного отношения И С и увеличения числа колец в ароматической структуре второго компонента в дисперсионной среде равновесие сдвигается в сторону повышения устойчивости системы. Поэтому не случайно даже при небольших добавках (8,0%) второго компонента — смол, выделенных из гудрона арланской нефти,— удерживающая способность й-гептана существенно возрастает (рис. 35). Была проведена [84] оценка устойчивости нефтяных дисперсных систем в лабораторны.х условиях по фактору устойчивости. Фактор устойчивости (Ф) характеризует сиособность нефтяной дисперсной системы сохранять в течение определенного времени одинаковое в каждой точке системы распределение частиц асфальтенов и представляет собой отношение концентрации асфальтенов, устанавливающейся за время т, в двух слоях, отстоящих друг от друга на определенном расстоянии, в направлении сил осаждения. [c.139] Устойчивость НДС обычно исследуют, когда частицы дисперсной фазы находятся в свободнодисперсном состоянии. Структурно-механическая прочность НДС, по которой оценивают способность структурированных жидкостей сопротивляться разрушению образовавшихся структур под действием внешних сил, определяется в свободно- и связаннодисперсном состоянии. Эти состояния обусловливают различную степень вязкости системы. В структурированных жидкостях, к которым относятся высокопарафинистые и асфальто-смолистые остатки, вязкость системы зависит от условий течения. При скорости сдвига выше некоторого предельного значения (момент перехода НДС из связаннодисперсного в свободнодисперсное состояние) вязкость аномальной жидкости резко снижается. Поэтому, изучая течение и деформацию нефтяных остатков, можно различными приемами (изменением состава остатков, механическими способами и т. д.) регулировать их структурно-механическую прочность. [c.140] Зиннуров [47] исследовал реологические состояния нефтяных днсперсных систем на ротационном вискозиметре Реотест-2 . На рис. 37 изображены кривые текучести трех видов крекинг-остатков в зависимости от температуры в логарифмических координатах. При температурах около 40°С крекинг-остатки мангышлакской и котур-тепинской нефтей обладают явно аномальными свойствами, которые при температурах выше 60 С исчезают. [c.140] Нефтяные остатки первичного и вторичного происхождения в зависимости от их состава изменяют свои вязкостные свойства от скорости деформации не одинаково. В процессе термического крекинга прямогонных нефтяных остатков в системе увеличивается соотношение асфальтены парафины. Одновременно возрастает растворяющая сила среды, что приводит к снижению доли структурированных асфальтенов в системе при этом, в соответствии с уравнением (4), происходит снижение вязкости остатков в тем большей степени, чем выше температура процесса (см. рис. 37). Более резкое снижение вязкости остатков мангышлакских нефтей в зависимости от скорости деформации объясняется более высокой концентрацией в них парафинов, чем в остатках котур-тепинских нефтей. В области высокомолекулярных растворов (при 80 °С и выше) вязкости крекинг-остатков обоих видов нефтей сближаются (см. рис. 37) н мало зависят, как и следовало ожидать, от скорости деформации. [c.140] Вернуться к основной статье