ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Закономерности нелинейного изменения свойств нефтяных систем из "Технология переработки нефти Часть1 Первичная переработка нефти" На основе большого экспериментального материала было показано, что смеси нефтей, различных по фракционному и химическому составу, нефтей с газоконденсатами, газойлевых фракций проявляют неаддитивное изменение свойств в зависимости от соотношения компонентов, а также нелинейное поведение в процессах прямой перегонки, каталитического крекинга и др. [c.173] Анализ этого уравнения показывает, что энергия Гиббса в зависимости от концентрации компонентов изменяется экстремально и имеет один минимум для определенной концентрации идеальных веществ, при которой система находится в равновесном и термодинамически устойчивом состоянии. [c.174] Первые четыре члена этого уравнения соответствуют описанию свободной энергии Гиббса идеальной системы. Последние два члена учитывают дополнительный вклад в энергию Гиббса, а именно вклад меж-молекулярных взаимодействий, характерных для реальных систем, т. е. реальных смесей нефтепродуктов. [c.174] На рис. 3.50 представлены зависимости энергии Гиббса от концентрации одного из компонентов в бинарной смеси для идеальных (уравнение 3.124) и реальных (уравнение 3.126) систем. [c.175] Если коэффициент активности стандартного состояния индивидуального соединения принять равным единице, т. е. с допущением, что межмолекулярное взаимодействие разнородных компонентов отсутствует, то избыточная энергия Гиббса будет равна нулю, т. е. при х = О и при х = 1 ДС = 0. По закону Рауля функция, проходящая дважды через нулевые значения, имеет по меньшей мере один максимум или минимум, т. е. принимает экстремальный вид (кривая 2). [c.175] Энергия Гиббса по физическому смыслу представляет собой функцию, отражающую энергию межмоле-кулярного взаимодействия, проходящую через максимум. Поэтому зависимость энергии Гиббса смеси от концентрации в ней компонентов носит полиэкстремальный характер, т. е. кривая изменения энергии Гиббса реальной бинарной смеси имеет два минимума и один максимум (кривая 3). В любом случае происходит отклонение от аддитивности (прямая 4). [c.175] В соответствии с этим и физико-химические свойства такой смеси (вязкость, температура застывания, кипения, устойчивость к расслоению и др.) также изменяются полиэкстремально. [c.175] На рис. 3.51 представлена зависимость энергии Гиббса для тройной смеси, в которой смесь каких-либо двух компонентов принята за один псевдокомпонент. Кривая изменения энергии Гиббса и физико-химических свойств такой системы от концентрации третьего компонента имеет три максимума и четыре минимума (кривая 3). Нелинейность изменения свойств при смешении компонентов в наибольшей степени проявляется для различающихся по химическому составу компонентов, содержанию поверхностно-активных веществ, в значительной мере изменяющих межмолекулярное взаимодействие между компонентами, а также при энергетическом воздействии на систему (электрического, магнитного полей, ультразвука и т. п.). [c.175] С увеличением числа компонентов в смеси увеличивается количество экстремальных точек на кривых изменения свойств. Вместе с тем, чем большее число компонентов входит в состав смеси, тем меньше будет отклонение характеристик смешения от аддитивного значения. В связи с этим традиционное использование линейных уравнений и правил аддитивности в технологических расчетах является в определенной степени оправданным. Тем не менее при оценке смесей нефтепродуктов, обладающих определенными индивидуальными свойствами, необходимо руководствоваться изложенными выше представлениями о полиэкстремальном изменении свойств нефтяной системы в целом, и в инженерной практике следует учитывать закономерности нелинейного изменения свойств при смешении нефтей и нефтепродуктов, различающихся химическим составом. [c.176] Вернуться к основной статье