Фазообразование

Процесс фазообразования н нефтяных системах можно расчленить на следующие три стадии [c.67]

Можно отметить и другие существенные отличия электрохимических фазовых превращений наложение акта переноса заряда на процесс фазообразования, наличие сольватных оболочек и зарядов у частнц до их вхождения в новую фазу и некоторые другие. Естественно поэтому, что простой перенос закономерностей и соотношений, установленных при изучении обычных фазовых превращений, на электрохимические фазовые превращения может приводить к заметным отклонениям от истинной ка этины лроцессов. [c.333]

Согласно флуктуационной теории фазообразования зародыш тогда дает начало росту новой фазы, когда его размеры становятся больше критических при данной степени пересыщения среды. Вероятность гомогенного образования критических зародышей в результате удачной флуктуации близка к нулю. В реальных случаях зародышеобразование протекает по гетерогенному механизму. Наличие подходящих поверхностей (стенки реакторов, твердые включения в составе нефтяных систем и т. п.) облегчает работу зародышеобразования, и оно становится возможным при меньших степенях пересыщения. [c.36]

В нефтяных системах при соответствующих условиях возможны фазовые переходы, в результате которых формируются ССЕ различных размеров и состава. Исследование термодинамических зависимостей фазообразования в нефтяных системах возможно с позиций микроскопического подхода, в рамках которого рассматривается формирование единичной ССЕ. Термодинамический анализ показывает, что изменение размеров ССЕ в НДС под действием различных факторов носит экстремальный характер. [c.83]

Таким образом, фазообразование — это флуктуационный процесс, и число получающихся зародышей, а следовательно, и искомая скорость /о образования новой фазы определяются числом соответствующих флуктуаций. Точнее, /о пропорциональна вероятности возникновения таких флуктуаций, а та в свою очередь пропорциональна, как известно, Изменение свободной энергии АР при данной флуктуации равно работе Ak обратимого изотермического образования зародыша, так что окончательно имеем [c.96]

Теоретический термодинамический анализ в рамках микроскопического подхода приводит к возможности экстремального изменения дисперсности НДС под действием внешних факторов, обеспечивающих фазообразование. Значения термодинамических величин АН и Д5, определенное соотношение которых указывает на фазообразование в нефтяных системах, находятся непосредственно из эксперимента. [c.89]

Величина Гтш для другого случая — несжимаемого тела (ассоциата) — находится иначе. При фазообразовании из чистого раствора двух формирующихся фаз наибольшей термодинамической устойчивостью, как было ранее сказано, обладает та фаза, которая имеет меньшее значение свободной энергии. При любой температуре ниже равновесной (Гр) свободная энергия жидкой фазы больше, чем твердой, что обусловливает возможность самопроизвольного перехода жидкости в твердое состояние. Переход из жидкого в твердое состояние тормозится формированием ассоциата, обладающего поверхностью определенной кривизны. В результате этого для достижения нового равновесного состояния требуется некоторое переохлаждение жидкости (АТ). В этом случае новое равновесие достигается при некотором соотношении температуры и радиуса ассоциата, когда свободная энергия, обусловленная кривизной иоверхности, в точности компенсирует АТ. [c.121]

Таким образом, в описанных выше процессах фазообразования в нефтяных системах можно выделить три стадии эволюции частиц формирующейся фазы. [c.36]

Для определения значения и знака АО или, другими словами, глубины и направления фазообразования в нефтяной системе, необходимы данные о значениях и знаках энтальпии и энтропии системы., [c.37]

Фазообразование в нефтяной системе приводит к изменению ее физико-химических, в том числе и структурно-механических, реологических свойств. Связь термодинамических параметров и параметров структуры нефтяной системы позволяет в ряде случаев определять энтальпию и энтропию системы через непосредственно измеренные значения структурно-механических (предел прочности) и реологических (вязкость) свойств. [c.37]

При условиях, обеспечивающих Ямин и соответственно наибольшую поверхность раздела фаз без значительного изменения межфазной энергии, эффективно протекают процессы компаундирования нефтепродуктов с обеспечением необходимых низкотемпературных свойств, перегонки и ректификации нефтяных растворов с наилучшими условиями для фазообразования. [c.41]

Известно, что при фазообразовании в нефтях кристаллики с четкими гранями образуются лишь в начальной стадии формирования частицы, дальнейшее же увеличение размеров частиц происходит путем агрегирования дендритных кристаллов, скапливающихся в форме древовидных, шарообразных или других форм образований. Следовательно, правомерно [c.68]

Внедрение в 50-х годах катионных эмульсий "- значительно повлияло на развитие битумной промышленности, сделав разрушение эмульсий практически независящим от погодных условий. Катионные битумные эмульсии обеспечивают большее сродство с большинством используемых в дорожном строительстве каменных материалов и четко более необратимый распад, чем ранее используемые анионные эмульсии . Однако после нанесения покрытия этими эмульсиями на начальной стадии фазообразования появлялся так называемый феномен хрупкости, объясняемый тем, что эмульсия после распада требует определенного периода выдержки для развития когезионной способности, необходимой для того, чтобы противостоять нагрузкам дорожного движения, дождю и морозу непосредственно после укладки. Исследовательские работы, предпринятые в связи с этим в конце 70-х годов, привели к созданию эмульсий с контролируемым распадом, принцип которых состоит в том, чтобы провоцировать распад эмульсий в собственной среде, а не при контакте с каменным материалом, как это было раньше. Большинство процессов, используемых для провоцирования внутреннего распада эмульсий, защищены патентами. Наиболее популярен процесс, заключающийся в распылении специально подобранного агента распада на пленку вяжущего во время его нанесения. При контакте вяжущего с зернами минерального материала образуется смесь эмульсия + каменный материал и эффект агента распада распространяется на всю массу эмульсии. При этом необходимо, чтобы распад происходил постепенно, т.е. нужен учет состава эмульсии и химической природы как агента распада, так и, в некоторой степени, поверхности используемого материала. Авторами предлагается несколько иной подход к проблеме регулирования распада эмульсии, а именно - изменение pH эмульсии в момент [c.130]

Единый интегрированный подход, основывающийся на анализе свойств и управлении микроструктурой нефтяных систем, открывает возможности регулирования характеристик продуктов и параметров технологических процессов [2-3, 10]. Сложность изложения вопросов термодинамики и кинетики фазовых переходов и их кажущаяся оторванность от практических задач, эпизодичность экспериментальных исследований отдельных этапов фазообразования в нефтяных системах отсутствие комплексного подхода к анализу закономерностей протекания фазовых переходов в нефтяных системах — все это существенно сдерживает возможности практиков в применении теоретических знаний для интенсификации технологических процессов с учетом их специфики. [c.179]

Формула для фазообразования в водных растворах имеет вид [c.78]

В 1934 г. Фольмер и Флуд создали метод экспериментального исследования кинетики гомогенной конденсации пара в отсутствие инородных частиц, с помощью которого проверили изложенную выше теорию Фольмера. Эти исследования имеют большое принципиальное значение, так как они дали возможность оценить все параметры, определяющие фазообразование, что позволило проверить теорию в особо чистых условиях. Эксперименты проводились в камере Вильсона, заполненной воздухом, насыщенным парами исследуемой жидкости. При достаточно высокой степени адиабатического расширения пары охлаждались и конденсировались, в результате образовывался туман. Скорость образования зародышей контролировалась визуально по началу конденсации, т. е. по минимальному пересыщению, при котором появлялся туман. При этих условиях /о оказалось порядка единицы. Поскольку /о зависит от пересыщения 1п (рг рх) экспоненциально, этот при- [c.97]

Температурные области фазообразования изучали 1ю кривым охлаждения насыщенных при 25 С растворов С60 в ЧХУ и толуоле. Насыщенные растворы выдерживали при более высокой температуре в течение 20 мин., затем охлаждали при температуре насыщения, регистрируя температуру через каждые 15 с. Было обнаружено несколько этапов структурно-фазовой перестройки в растворах. Результаты показаны на рис. 3.4. [c.82]

Систематизируя вышеизложенный материал, в процессе фазообразования в нефтяных системах можно выделить три основных этапа, согласно рис. 3.1. Исходной нефтяной системой является молекулярный раствор, который при определенных условиях превращается в нефтяную дисперсную систему. [c.53]

Как было показано в разделе 3.4, в процессе фазообразования в нефтяных системах можно выделить три основных этапа. Исходной нефтяной системой является молекулярный раствор, который при определенных условиях превращается в нефтяную дисперсную систему. Определена также последовательность формирования надмолекулярных структур дисперсной фазы и обозначена иерархия возникающих элементов структуры дисперсной фазы нефтяных дисперсных систем с их характерными отличительными особенностями. Несмотря на некоторую упрощенность излагаемой модели, подобное представление позволяет четко проследить переходные состояния нефтяной системы, в которых воздействия на систему будут наиболее эффективными, то есть система будет наиболее восприимчива к этим воздействиям. Такие переходные состояния нефтяных систем предлагается называть кризисными. Кризисные состояния связаны с перестройкой и изменением качества молекулярной и коллоидно-химической структуры системы и более точно характеризуют совокупности элементов дисперсной фазы и дисперсионной среды нефтяной системы, участвующих в данном технологическом процессе. Для любых нефтяных систем характерен интервал определенных внутренних параметров, взаимосвязанных с внешними условиями, в котором система находится в кризисном состоянии. [c.170]

В заключение отметим, что все теории фазообразования, которые мы затронули выше, не учитывают отклонения свойств малых фаз от свойств больших масс вещества. Поскольку зарождение новой фазы определяется скоростью образования очень малых частиц, естественно допустить, что подобные отклонения должны оказывать влияние на этот процесс. Основываясь на упомянутой поправке к уравнению Гиббса—Томсона, Щербаков и его сотрудники (1958—1961 гг.) произвели термодинамический анализ скорости образования зародышей в гомогенной системе и показали, что уравнение Гиббса—Томсона с поправкой приводит к выводу [c.104]

Принципиально новые возможности для технологическо 1 практики добычи, транспорта нефт1г и ее переработки открываются на основе всестороннего анализа и единства рассмотрения физических и химических превращений компонентов нефти именно на начальных стадиях фазообразования в нефтяных системах, что позволяет получать ранее неизвестные эффекты. Выдвигаемая концепция изложена авторами в многочисленных статьях, опубликованных за последние 20 лет. [c.5]

При фазообразовании, вследствие неоднородности полей, в исходной фазе обычно получаются как первичные, так и вторичные ССЕ различных размеров, различной степени дисперсности, т. е. образуется ряд иолидисперсных ССЕ, поведение которых существенно отличается от монодисперсных. Полидисперсность ССЕ удобно характеризовать кривыми распределения, наглядно показывающими долю частиц ф определенного размера (рис, 15). [c.81]

Общие закономерности зародышеобразования при постоянном давлении и температуре установлены Дж. Гиббсом, М. Фольмером [116] и развиты в работах Я. Френкеля [38], В. Скрипова [129] и др. Уменьшение изобарно-изотермического потенциала Гиббса при постоянных давлениях и температуре (ДО О) свидетельствует о самопроизвольном протекании процесса фазообразования. [c.84]

Таким образом, в реальном процессе фазообразования можно допустить поэтапное образование новой фазы с формированием на первом этапе устойчивых дозародышей радиуса Гкрт11ь на втором этапе — неустойчивых критических зародышей радиуса Гкр и на последующих этапах — рост имеющихся в системе зародышей. [c.87]

Проведено исследование процессов ассоциации и фазообразования в растворах асфальтенов [167]. Получены данные о размерах асфальтенов в циклогексане и толуоле. Прн малых концентрациях асфальтенов (2—4% мае.) размер >/ асфальтеновых частиц в толуоле составляют 5 нм, в циклогексане — 2 нм. Увеличение концентрации асфальтенов приводит к примерно одним значениям размеров частиц (10—13,5 нм) в этих растворителях. Для бинарного растворителя толуол — н-гсктаи изучена кинетика изменения размеров частиц ири различном соотношении компонентов растворителя. Полученные данные позволили сделать вывод о характере зависимости коэффициента поверхностного натяжения от радиуса кривизны. [c.109]

Качество сырья. Важное значение для фазообразования имеет наличие в сырье низкомолекулярных (газы) и высокомолекулярных (асфальтены, высокомолекулярные алканы) фазооб-разующнх комионентов. [c.183]

Поскольку содержание и отношение фазообразующих компонентов в природном сырье, да и в продуктах его переработки находится не в оптимальном соотношении, то нефтяное сырье надлежащим образом не подготовлено к фазообразованию. Подготовка сырья производится одним из следующих способов илн их сочетанием [c.183]

Нефть, газ и газоконденсат (нефтяное сырье) по мере перемещения по порам (в том числе и капиллярным), по стволу скиажнны, в процессе подготовки и транспорта претерпепают сложные изменения, связанные с фазообразованием. Скапливающееся в породах-коллекторах нефтяное сырье с водой — флюиды— полностью насыщают поры в условиях высоких температур (20—80°С) и давлений (70—150 МПа). Флюиды в породах-коллекторах (гранулярные, трещиноватые) присутствуют в молекулярном и структурированном состояниях. Коэффициент структурированности (отношение массы флюида в структури )о-ванном состоянии к его массе в молекулярном состоянии) во многом определяет поведение нефтяного сырья в подземных п наземных условиях. [c.188]

В связи с тем что структурирование может происходить на поверхности пор и в их объеме, различают коэффициенты поверхностной структурированности (Ks) и объемной структурированности (Kv)- Коэффициенты структурированности обусловливаются пористостью горных пород на 15—25%, кривой распределения пор по размерам, природой флюидов, а также параметрами пласта (температурой, давлением). Вполне естественно, чем меньше размер пор, больше содержание фазо-образующпх компонентов и более благоприятные условня для фазообразования, тем больше нефтяного сырья находится в структурированном состоянии. [c.188]

Транспорт флюидов по стволу скважины и инертного сырья по. магистральным трубопроводам различается. Под нормальным технологическим режимом эксплуатации скважин подразумеваются усилия, прн которых обеспечиваются наибольшие дебиты нефтяного сырья. Наряду с экстремальными, технологическими факторами (смятие эксплуатационной скважины, ее разрушение, вибрация и т. д.) ограничивают дебит скважины факторы, связанные с физико-химическими свойствами потока, движущегося по сквал сине в условиях изменяющегося давления и температуры. К ним, прежде всего, относятся песчаные пробки, образующиеся в результате скрепления частиц при помоиди вяЛ Сущих компонентов нефти, парафиноасфальтеновые отложения, кристаллогидраты природных газов и т. д. Все эти явления так или иначе связаны с фазообразованием, изменением размеров различных типов элементов структуры дисперсной фазы, динамикой расслоения дисперсной системы и могут быть решены па основе теории регулируемых ММВ и фазовых переходов. По мере перемещения от забоя скважины на дневную поверхность снижаются температура и давление, что ведет к изменению условий равновесия в потоке нефтяного сырья и выпаданию из него парафинов, асфальтенов, воды, песка с образованием структурированных систем на внутренних поверхностях эксплуатационных колонн (осадков, газогидратов). [c.189]

В основе техноло1ии переработки нефти лежат процессы фазообразования (перегонка, экстракция, кристаллизация, стеклование, катализ, термолиз, адсорбция). Головной установкой современных НПЗ являются комбинированная установка обес-соливания и перегонка нефти. В нефти, поступающей на переработку, содержание солей не должно превышать 5 мг/л. [c.194]

При осуществлении термокаталитических и гидрогепизацион-иьгх процессов необходимо уделить одинаковое внимание как качеству катализатора, так и способности и иодготовлепиости сырья к фазообразованию. Только комплексный подход к составным частям каталитической системы (сырье — катализатор) может дать максимальн111Й эффект но выходу и качеству целевых продуктов и длительности работы катализатора между регенерациями. [c.204]

При компаундировании нефтепродукто следует учитывать различную склонность к фазообразованию нри обычны.х условиях светлых н темных топлив и снециальных нефтепродуктов. Учет критериев устойчивости особенно важен для темных (котельные и печные топлива н др.), а также снециальных (смазки, дисперсные жидкости на нефтяной основе, буровые растворы и др.) нефтепродуктов, которые получаются прп смешении компонентов различной лпофобностп и способпостп к фазообразованию. [c.206]

Термодинамическое условие фазообразования состоит в том, что уменьшается энергия Гиббса системы АО = АОкон — ЛСисх < 0. Для сферической частицы радиуса Н [c.35]

Образование дозародышей, имеющих докритические размеры, не приводит к фазообразованию в системе, поскольку возникающие в результате гомофазных флуктуаций дозародыши термодинамически неустойчивы и распадаются (растворяются) в исходной фазе. [c.36]

Самопроизвольный рост критических зародышей приводит к развитию фазообразования во всем объеме нефтяной системы. Мерой оценки степени развития фазообразования является соотношение размеров сверхкритического зародыша и дозародыша. В результате интенсивного фазообразования формируется грубодисперсная система с ее характерной склонностью к агрегативной неустойчивости. Если плотность вновь формирующейся фазы р выше, чем соответствующая величина для исходной фазы [c.36]

Для нефтей, расположенных на втором участке, характерно повышенное содержание потенциально твердых компонентов, чем можно было ожидать, судя по температурам застывания. Так, содержание таких компонентов в группах нефтей, застывающих при температурах -10 и -60°С, практически не различается. Такая непропорциональность температуры ге-леобразования содержанию в системе компонентов, способных образовать твердую микрофазу, объясняется особенностями формирования в нефтях частиц дисперсной фазы и влиянием других факторов, ответственных за фазообразование. [c.34]

Фуллерены С60 являются аллотропной формой чистого углерода со сферической молекулярной структурой в отличие от полимерных сеток алмаза и графита. В настоящее время известны многочисленные свойства фуллерена С60, многие из которых являются уникальными. Среди практически перспективных путей промышленного применения фуллеренов можно отметить синтез различных водорастворимых соединений С60, обладающих ценными фармакологическими свойствами синтез фуллеренпривитых полимеров, являющихся высококачественными смазочными и антифрикционными материалами. Процессы синтеза данных соединений осуществляют в растворах с использованием различных органических растворителей. Для выбора оптимальных условий синтеза, проводимого в растворах, приводящего к максимальным выходам целевого продукта химической реакции, а также для проведения процессов с максимальной скоростью и минимальными материальными и энергетическими затратами, необходимо знать особенности поведения фуллерена С60 в растворах различных растворителей и взаимодействие его с растворителем. Данные по структуре и фазообразованию фуллерена С60 в растворах отсутствуют. Кроме того, свойство растворимости фуллеренов в органических растворителях широко используют в процессах выделения их из фуллеренсодержащей сажи на стадии синтеза и разделения различных видов фуллеренов. Актуальность исследований свойств растворенного фуллерена С60 имеет также фундаментальный аспект, связанный с необычной структурой данной молекулы, являющейся объемным аналогом ароматических соединений с высокой плотностью я-электронов, находящихся в сферическом пространстве фуллерена. [c.6]

В метастабильном состоянии система характеризуется некоторым комплексом новых специфических свойств, обязанных проявлению межмолекулярных взаимодействий в системе, в большей степени между надмолекулярными структурами. Наиболее характерным свойством нефтяных систем в метастабильном состоянии яву яотся их склонность к фазообразованию. При этом вероятными компонентами отдельных фаз в случае их выделения являются концентраты высокомолекулярных структурирующихся компонентов системы, легкие низкомолекулярные углеводороды, не склонные к структурированию, а также гетероциклические неуглеводородные поверх1юстно-активные соединения нефти. [c.55]

Очевидно, процесс фазообразования в исходной нефтя1юй системе начинается задолго до ее поступления в нагретом состоянии н разделителг ную аппаратуру. А именно уже в начальной стадии нагрева нефтяного сырья в нем происходит зарождение дисперсной фазы в виде паровых пузырьков различного размера и состава. Возмож- [c.109]

Не описывая подробно эту и последующие работы (Зандер и Дамкёлер, 1943 г. Кларк и Родебуш, 1953 г.), отметим лишь, что они удовлетворительно подтверждают теорию. Разумеется, очень важно, чтобы в системе предварительно пе было никаких центров конденсации, на которых, как мы увидим далее, капли образовывались бы гораздо легче. Такая очистка легко осуществляется в камере Вильсона путем многократной конденсации при этом все конденсационные ядра, имеющиеся в газовой фазе, постепенно осаждаются, а критическое пересыщение, при котором начинается образование новой фазы, возрастает. Когда последнее достигает своего максимального значения, которое уже не меняется при повторной конденсации, можно считать, что очистка системы достигнута и налицо процесс фазообразования без участия конденсационных ядер. [c.98]

Теория фазообразования в паре в присутствии ионов была разработана Томсоном в 1906 г., а после него Томфоро.м и Фольмером в 1938 г. Чтобы понять ее физический смысл, представим себе сферическую каплю жидкости, проводящей электрический ток. Если на такую каплю попадает ион, то его заряд распределяется по ее поверхности. Это приводит к понижению поверхностного натяжения, а вместе с ним и работы образования зародыша. [c.98]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология