Специфика процесса испарения нефтяного сырья

из "Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем"

Таким образом, при описании фазовых переходов в газовых смесях необходим учет энергии взаимодействия между молекулами пара и конденсата при выполнении условия насыщенности конденсирующейся смеси и проявления в ней ван-дер-вааль-совых сил и водородных связей. Уравнения состояния, построенные с учетом ассоциации, описывают процессы в газах с большой точностью. Это объясняется тем, что присутствие молекулярных комплексов является одной из причин отклонения в поведении реальных газов по сравнению с идеальным газом. При сложных столкновениях может случиться, что молекулы после соударения не смогут преодолеть силы притяжения и будут двигаться совместно. Образующиеся комплексы могут быть достаточно устойчивыми и продолжают дальнейшее движение уже за счет собственной кинетической энергии. [c.101]
Ассоциация молекул газа ярко проявляется при конденсации пара на заряженных частицах — центрах образования новой фазы. Ддя образования устойчивых ассоциированных комплексов каждому компоненту газовой смеси должны соответствовать заряженные частицы определенного типа. [c.101]
Один из важнейших процессов, осуществляемых при нефтепереработке — перегонка, решающей стадией которой, определяющей во многом результаты процесса, является испарение. [c.101]
Если Б жидких углеводородах растворено вещество с полярными молекулами, то под воздействием поля полярных молекул поляризуются молекулы углеводородов за счет смещения электронов с наведением в них дипольного момента. [c.101]
Под влиянием реактивного взаимодействия энергия образования слабых химических связей снижается, что понижает энергию связи в ассоциативных или агрегативных комбинациях. Это взаимодействие повышает энергию диполь-дипольного, дисперсионного (лондоновского) и поляризационного взаимодействия между молекулами жидкости. [c.102]
Реактивное поле молекул может оказывать значительное влияние на физические и физико-химические процессы, протекающие в жидких растворах. В частности, это поле оказывает значительное влияние на процесс разделении сложных нефтяных фракций. [c.102]
В большинстве случаев указанные процессы осуществляются в условиях повышенных температур. При этом сырьевые компоненты, различающиеся по природе и реакционной способности, в частности смолисто-асфальтеновые вещества, могут вступать в обратимые взаимодействия с образованием высококонденсированных смоло-асфальтеновых структур, либо формировать в системе коксовые частицы в виде карбенов и карбоидов. В последнем случае важнейшим параметром, характеризукз-щим склонность нефтяных сырьевых композиций к образованию при нагревании коксовых частиц, является термическая устойчивость. Дисперсная фаза нефтяной дисперсной системы, сформированная из высокомолекулярных соединений за счет межмолекулярных взаимодействий, оказывает значительное влияние на коллоиднохимические превращения, имеющие место при испарении. [c.102]
В настоящее время в практике лабораторных и промышленных экспериментальных исследований накоплен значительный материал по процессам перегонки модельных и реальных нефтяных углеводородных систем в присутствии различных добавок. Во многих случаях результаты перегонки указанных смесей имели явное отклонение от аддитивности [100]. [c.102]
В работе [101] изучался выход дистиллятных фракций при перегонке нефти в присутствии добавок различного происхождения — спиртов, кислот, фенолов и др. Показано влияние длины и степени разветвленности углеводородного радикала на долю отгона дистиллятов при однократном испарении углеводородных смесей. [c.102]
Описаны исследования по изучению скорости разгонки нефтяных фракций в присутствии добавок нелетучего нефтяного остатка [102]. [c.102]
Перегонке подвергались смеси, содержащие 69% бензола и 31% нефтяного остатка или 7% бензола и 93% остатка. Скорость процесса отгонки бензола из смеси определяли по точке 50%-ого отгона бензола. Было показано, что в первом случае скорость испарения бензола более высока, чем во втором. Повышение скорости испарения бензола при добавке нефтяного остатка к нему объясняется тем, что нефтяной остаток растворяется в большем количестве бензола, не образуя структуры в жидкости. При больших концентрациях остатка в жидком бензоле образуется некоторая струк хура, через которую затруднена диффузия молекул бензола к поверхности испарения, что затрудняет процесс кипения жидкости, снижает скорость испарения и повышает температуру кипения. Указанные макрокинетические явления затрудняют процесс испарения жидкости. Кроме того, при повышении содержания нефтяного остатка в жидком бензоле он в большей степени входит в сольватные оболочки, образующиеся вокруг нефтяных частичек, и в этом случае межмолекулярные взаимодействия играют отрицательную роль в отношении интенсивности процесса перегонки нефтяных систем. [c.103]
Аналогичные эксперименты по изучению кинетики испарения компонентов и термической устойчивости модельных и реальных нефтяных дисперсных систем были проведены с помощью термогравиметрического метода. Выбор этого метода был обоснован сравнительной быстротой проведения термического анализа в отличие от традиционных способов перегонки, возможностью получения информации по нескольким параметрам одновременно в течение одного эксперимента. Задачей исследования являлось выяснение принципиальной возможности применения гермогравиметрического метода для подобных исследований и определения с помощью этого метода аномалий в состоянии нефтяных дисперсных систем и физико-химических процессов, происходящих в исследуемых системах при их нагревании по заданной программе, температур начала превращений в системах, максимальной скорости и прекращения этих превращений, при одновременном выявлении изменения массы исследуемого образца в данном термическом процессе. [c.103]
Исследования проводили на дериватографе типа 3425 системы Паулик, Паулик, Эрдеи. Для снижения степени закоксованности термопар аппарат был оборудован специальной системой отсоса испаряющихся продуктов из обогреваемого пространства печи, не оказывающей влияния на происходящие в системе процессы. Кроме этого для исследований использовалась оригинальная, специально сконструированная лабораторная компактная установка. [c.103]
Изучалось испарение компонентов нелетучей матрицы в присутствии легкокипящих углеводородов. Учитывая сложный состав нефтей и нефтепродуктов, начальные исследования для удобства их интерпретации проводили на модельных смесях, составленных из легкой и тяжелой частей. В качестве легкой части применяли смесь индивидуальных углеводородов гептан-толуол (ГГ) в соотношении 1 1, а также бензиновые фракции с температурами выкипания 80- 120°С (Б1) и 120- 180 С (Б2), полученные при атмосферной перегонке смеси западно-сибирских нефтей. В качестве тяжелой части использовали гудрон — остаток вакуумной перегонки мазута западно-сибирских нефтей. [c.104]
Полученные данные находятся в хорошем соответствии с работой [103], согласно которой первый пик на дериватограмме можно отнести к испарению легкого компонента, не связанного дисперсными частицами нелетучей матрицы. Второй пик соответствует испарению легкого компонента, который входит в сольватные слои дисперсной фазы и более прочно удерживается в нелетучей матрице за счет слабых межмолекулярных взаимодействий. При уменьшении концентрации легкокипящей части в смеси происходит вырождение первого пика и увеличение второго, объясняемое снижением количества иммобилизованного легкого компонента. [c.105]
Концентрацип легкого компонента, % мае. [c.105]
Наличие второго пика, соответствующего повышению скорости испарения для нефти, выражено более ярко. По-видимому, по мере испарения легких фракций в системе концентрируются смолисто-асфальтеновые вещества, которые образуют прочные коагуляционные структуры, включающие в иммобилизованном состоянии легкие фракции. При значительном повышении температуры нагрева системы происходит разрушение указанных коагуляционных структур с выделением в систему иммобилизованных легких фракций. [c.108]
Аналогичные явления наблюдаются при испарении конденсатонефтяных смесей. При этом повышение концентрации нефти в исходной смеси приводит к вырождению первого пика. По всей вероятности, в этих условиях высокомолекулярные ко.м-поненты нефти за счет преимущественного взаимодействия с образованием коагуляционных каркасов интенсивно иммобилизуют часть легких фракций газового конденсата и одновременно тормозят, либо исключают возможность их испарения. [c.108]
Следует отметить, что характеристические температуры второго пика, соответствующие разрушению коагуляционного каркаса, находятся практически в одном узком температурном интервале 410-425°С, что подтверждает предположение об образовании коагуляционных каркасов именно компонентами нефтяных фракций. Изучение других конденсато-нефтяных смесей показало, что характер испарения смесей остается постоянным при естественных смещениях значений характеристических температур. [c.108]
Концентрация нефти в сырьевой смеси, % мае. [c.109]

Вернуться к основной статье

Справочник химика 21

Химия и химическая технология