ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные тепловые свойства углеводородов и нефтяных фракций из "Химия и технология нефти и газа Издание 3" Теплопроводность, теплоемкость и другие теплофизические константы углеводородов зависят от их молекулярного состава, строения молекул и внешних условий (температуры и давления). Теплофизические константы смесей углеводородов нефти и ее фракций зависят от соответствующих свойств входящих компонентов н тесно связаны с плотностью, молекулярной массой, средней температурой кипения исследуемого продукта. [c.49] Значение /Са,. меняется от 10 до 13. Так как плотность аренов наибольшая, то Кх для ароматизованных фракций имеет наименьшее значение. [c.49] Теплопроводность. Теплопроводность характеризует процесс распространения теплоты в неподвижном вепдестве вследствие движения молекул, т. е. за счет теплопередачи. Теплопроводность зависит в большой степени от температуры. Для газов и паров она увеличивается, а для жидкостей — уменьшается с увеличением температуры (рис. 2). Наибольшая теплопроводность характерна для алканов, би- и трициклических структур с длинными боковыми цепями. [c.49] ОТ этана до гексана и нефтяных фракций с плотностью от 0,702 до 1,00. В некоторой степени на теплоемкость оказывает влияние также химический состав нефтяных фракций. Наибольч шая теплоемкость у алканов, наименьшая — у аренов. [c.50] Физический смысл теплоемкости таков если подводить теплоту с одинаковой скоростью к нефтепродуктам с разной теплоемкостью, то тот продукт, который обладает меньшей теплоемкостью, нагреется до более высокой температуры. [c.51] Энтальпия (теплосодержание). Различают энтальпию для жидкостей и для паров. Энтальпией жидкости I называется количество теплоты в килоджоулях, которое необходимо сообщить 1 кг данной жидкости, чтобы нагреть ее от О °С до данной температуры. На энтальпию нефтяных фракций влияют их плотность и химический состав. [c.51] Энтальпией паров I называется количество теплоты, которое необходимо для нагрева жидкого продукта до данной температуры, испарения его при этой температуре и, наконец, для перегрева паров. Очевидно, что эта величина связана с теплотой испарения, кроме того, она зависит от химического состава и от давления, которое в свою очередь влияет на теплоту испарения. Чем давление выше, тем теплота испарения ниже. [c.51] Из определения энтальпии для паров и жидкости вытекает, что теплота испарения (или конденсации — они равны) может быть высчитана по разности значений энтальпий для паров и жидкости при данной температуре. [c.51] Зависимость между теплотой сгорания нефтепродуктов, плотностью и характеризующим фактором приведена иа рис. 4. [c.52] Основной принцип исследования химического состава нефти заключается в том, что, комбинируя разнообразные методы разделения веществ, достигают вначале постепенного упрощения состава отдельных фракций исходной нефти. Химическая природа и молекулярное строение отдельных компонентов нефти при этом не должны изменяться. Полученные фракции затем анализируют химическими, хроматографическими, спектральными и другими методами. В результате такого исследования в зависимости от молекулярной массы и сложности смеси в выделенных фракциях удается установить либо содержание отдельных индивидуальных веществ (при анализе газов и легких фракций до 150°С), либо содержание отдельных групп углеводородов или других компонентов нефти, либо относительное распределение структурных элементов в гибридных молекулах (в тяжелых фракциях нефти). [c.52] Знание фракционного и химического состава нефти необходимо для того, чтобы правильно выбрать схему ее переработки, а именно какие товарные нефтепродукты и в каком количестве из нее можно получить. [c.52] Для разделения нефти иа более или менее однородные группы и фракции применяются самые разнообразные методы. К ним относятся перегонка, ректификация, адсорбция — десорбция, термодиффузия, экстракция, кристаллизация, полученпе твердых комплексов, диффузия через мембраны и другие методы. [c.52] Перегонка. Простая перегонка не может дать удовлетворительного разделения жидкостей с близкими температурами кипения. Поэтому она применяется только для грубого разделения на широкие фракции. Так, ири химическом групповом анализе бензины и керосины разделяются на стандартные фракции 60—95. 95—122, 122—150 °С и другие перегонкой с дефлегматором. Перегонка при температурах выше 200 °С проводится под вакуумом во избежание термического разложения высокомолекулярных углеводородов. [c.52] Четкость ректификации зависит, кроме того, от диаметра колонки п других конструктивных особенностей, а также от соблюдения адиабатичности ио всей высоте колонки, т. е. от тщательности тепловой изоляции. [c.53] Эффективность лабораторных колонок принято оценивать числом теоретических тарелок в рабочих условиях (ЧТТ). В зависимости от состава перегоняемых смесей на практике используются колонки с ЧТТ от 20 до 150 и выше. [c.53] При лабораторной ректификации многокомпонентных смесей отбор фракций можно проводить через любые интервалы температур, вплоть до 0,5°С, и получать таким образом узкие фракции с небольшим числОхМ компонентов. [c.53] Для разделения смеси газов применяют низкотемпературную ректификацию. [c.53] Молекулярная перегонка, или перегонка в глубоком вакууме. Этот вид перегонки предназначен для разделения наиболее высокомолекулярных веществ, которые при обычной вакуумной перегонке даже под разрежением до 13,3 Па разлагаются. Молекулярная перегонка проводится под очень низким давлением (0,133—0,0133 Па). В таких условиях, т. е. почти в полной пустоте, молекулы исходной жидкости свободно испаряются с поверхности при температурах ниже их температуры кипения. Средняя длина пробега молекулы до столкновения ее с другими молекулами при таком вакууме достигает 1—5 см. Следовательно, если в приборе для перегонки расстояние между испарителем и конденсатором не будет превышать это значение, то возможен последовательный отбор конденсата. [c.53] Разделение высокомолекулярных нефтяных веществ на фракции при молекулярной перегонке происходит не по температурам кипения, а по молекулярной массе, так как давление их паров пропорционально молекулярной массе. Разделительная способность этого метода фракционирования зависит от относительных скоростей испарения молекул, находящихся в исходном продукте. [c.53] Вернуться к основной статье