Термодиффузия I типа

Дальнейший прогресс в этой области, несомненно, будет связан с усовершенствованием физических методов разделения, связанных с примене-рием молекулярной перегонки, адсорбции и термодиффузии. По мере выяснения вопроса о типе соединений, присутствующих в высокомолекулярных фракциях нефти, можно будет синтезировать эти соединения, а затем использовать их в качестве стандартов для калибровки и корректировки данных, имеющихся в настоящее время. [c.359]

В практике разделения смесей термодиффузией используют колонны плоского типа (в простейшем случае это две плиты с зазором между ними) или типа коаксиальных цилиндров. Чтобы свести к минимуму эффект конвективного перемешивания жидкости в колонне, здесь иногда, как и в колоннах для разделения газовых смесей, зазор между холодной и горячей стенками заполняется насадкой. Для повышения эффекта разделения вместо одной колонны можно использовать каскад колонн. [c.180]

Следовательно, собственные феноменологические коэффициенты II, 2 2 положительны. С другой стороны, коэффициенты взаимности 21, 12 могут быть как положительными, так и отрицательными, но их величина ограничена условием (3.6). Это вполне согласуется с экспериментальными данными коэффициенты типа теплопроводности или электропроводности всегда положительны, тогда как знак коэффициента термодиффузии не определен. [c.44]

Мы будем рассматривать только малые возмущения (линейную устойчивость), и это будет нашим основным ограничением. И даже при таких ограничениях область исследовання очень широка. Она содержит все гидродинамические задачи устойчивости, такие, как возникновение конвекции или турбулентности проблему устойчивости чисто диссипативных процессов типа химических реакций термодиффузию и пр. Наиболее привлекательной чертой этого метода является единый теоретический подход, справедливый для широкого круга макроскопических систем. [c.69]

Первоначально метод термодиффузии использовали для получения чистых изотопов, но в последние годы его эффективно применяют и для разделения углеводородных смесей. Так, в термодиффузионной колонке типа труба в трубе с длиной зазора между трубами 1,7 м и расстоянием между ними (заполняемым разделяемой жидкостью), равным 0,3 мм, фракцию углеводородов Сю за 9 ч разделили на 10 компонентов, представлявших собой индивидуальные вещества чистотой 80—95%. Ясно, однако, что как метод препаративного разделения легких фракций термодиффузия значительно уступает другим методам, например хроматографии. Поэтому применение термодиффузии целесообразно для разделения высококипящих углеводородных смесей, когда использование других способов затруднительно. [c.210]

Все опубликованные работы по термической диффузии можно разделить на две категории. В одной категории работ рассматривается влияние переменных условий термодиффузии на разделение полимера и растворителя (разд. III). Во второй категории работ исследуется разделение фракционируемого полимера по группам молекул с различными молекулярными весами (разд. IV). Работы первой группы проводят в основном на фракциях полимеров, полученных методами последовательного осаждения, причем определений молекулярных весов молекул, собравшихся в каждой ячейке термодиффузионной колонки, не проводят, во второй группе работ используют нефракционированные образцы полимеров и осуш ествляют определение молекулярных весов молекул полимера в каждой ячейке колонки. Для практических целей более важны работы второго типа, но первая группа работ может иметь значение при интерпретации результатов фракционирования полимеров. [c.162]

При современном состоянии наших знаний избежать произвола в выборе той циклической системы, которая положена в основу анализа, обычно нельзя. Однако успехи в разделении масел на компоненты с помощью хроматографической адсорбции и термодиффузии позволяют надеяться на то, что в ближайшее время исследователь сможет оперировать фракциями значительно более однородными по структуре компонентов, чем то было при возникновении структурно-групповых методов анализа. С другой стороны, успехи аналитической спектроскопии углеводородов позволяют надеяться на то, что в ближайшее время для структурно однородных фракций, полученных сорбцией или термодиффузией, окажется возможным точно охарактеризовать основные типы присутствующих кольчатых систем. Если обе эти возможности будут реализованы, мы сможем подойти к детализированному групповому анализу, преимущества которого перед фрагментарным, структурно-групповым, несомненны. Основы этого анализа будущего кроются в существовании той же связи между свойствами углеводородов по гомологическим и полимерно-гомологическим рядам, которой воспользовались голландские химики в своем фрагментарном анализе. [c.6]

В случаях, когда требуется более полное знание углеводородных типов, чем то, которое может быть получено на основании среднего отношения структурных элементов в масляных фракциях, структурно-групповой анализ может также оказать хорошую услугу. В этом случае масла следует разделить на более или менее однородные фракции нрп помощи таких физических методов разделения, как перегонка, экстракция растворителями, хроматография или термодиффузия. Доказано, что структурно-групповой анализ полученных таким образом фракций является чрез- [c.389]

Таким образом, прямые коэффициенты положительны, а перекрестные 12 и 21 могут быть и положительными и отрицательными, а их абсолютное значение ограничено соотношением (14.29). Все это соответствует данным опыта, согласно которым коэффициенты типа теплопроводности и электропроводности всегда положительны, тогда как, например, коэффициент термодиффузии не имеет определенного знака. [c.366]

Все это соответствует данным опыта, согласно которым коэффициенты типа теплопроводности и электропроводности всегда положительны, тогда как, например, коэффициент термодиффузии не имеет определенного знака. [c.357]

Большинство процессов разделения включает перенос вещества из одной фазы в другую. Некоторые специальные типы разделения, такие, как термодиффузия, зависят от возникающих разностей концентраций в отдельных фазах. Возможно, самым общим типом переноса, встречающимся в химической технологии, является перенос между газами и жидкостями, который обычно происходит при абсорбции газа, десорбции и перегонке. Другие типы включают перенос в системах жидкость—жидкость при экстракции селективными растворителями, а также перенос в системах газ— твердая фаза или жидкость—твердая фаза при сушке, выщелачивании и кристаллизации. Инженер-проектировщик должен уметь определять тип массообменного оборудования и рассчитывать требуемые размеры и число установок, необходимых для осуществления данной операции разделения. Напротив, инженер-технолог должен применять те же знания для выбора рабочих условий с целью получения желаемой продукции при существующем оборудовании или же диагностировать неполадки. [c.429]

Термическая диффузия. Этот сравнительно новый метод позволяет разделять циклопарафиновые углеводороды по степени их цикличности. Сущность метода заключается в том, что в кольцевом зазоре колонки типа труба в трубе создается температурный градиент. Это достигается нагреванием до 100—170°С одной стенки и охлаждением до 4—20 °С другой. Разность температур двух стенок, ограничивающих кольцевой зазор, вызывает конвекционный поток вверх вдоль горячей трубы и вниз вдоль холодной. Молекулы исходной смеси беспрерывно движутся и разделяются по своим физическим свойствам, в основном по плотности и вязкости. Итак, в результате термодиффузии одни типы молекул удаляются от горячей стенки и стекают по холодной стенке вниз, а другие, наоборот, участвуют в восходящем потоке по горячей стенке и концентрируются наверху. Если при достижении равновесия отбирать порции по высоте колонки, то можно получить фракции различного состава. Обычно по высоте колонки имеется 10 кранов. Для термодиффузии применяются колонки высотой 1700 мм, зазором 0,3 мм, объемом кольцевого пространства 28 мл. Продолжительность разделения одной пробы 200 ч. [c.63]

Можно попытаться рассчитать со , анализируя данные по термодиффузии в большом числе двойных систем, образованных сравнительно небольшим числом компонентов, например в трех двойных системах, образованных тремя компонентами. Строго говоря, система трех уравнений стремя неизвестными типа (19) имеет точное решение, однако нет оснований думать, что это решение дает фактическое так как применяемая модель не абсолютно точна (постоянство при изменении концентрации может не соблюдаться). Поэтому мы можем надеяться получить представление о величинах С0 , находя такие значения их, которые дают наименьшую относительную ошибку при предсказании теплот переноса в как можно большем числе растворов, образованных несколькими компонента-МИ. [c.247]

Исследуемые продукты разделяются нри помощи адсорбции и термодиффузии на узкие фракции, в которых определяются следующие типы углеводородов парафиновые углеводороды нормального и разветвленного строения, нафтеновые углеводороды, пяти- и шестичленные, с конденсированными и неконденсированными кольцами, ароматические углеводороды с различным числом колец и смешанные циклы. Таким образом, при помощи масс-спектрометра может быть получено больщое количество сведений о строении различных типов углеводородных и неуглеводородных соединений. [c.72]

Рассмотрим газоразделение через пористую мембрану. В общем случае для транспортировки компонента разделяемой газовой смеси через пористую мембрану могут быть задействованы одновременно несколько механизмов переноса в зависимости от структуры матрицы мембраны, разделяемой смеси и условий реализации процесса разделения. Так, массоперенос компонентов смеси может быть обусловлен конвективно-диффузионным переносом, различного типа скольжением вдоль поверхности пор, баро-и термодиффузией, кнудсеновской и поверхностной диффузией, пленочным течением, капиллярным переносом конденсированной фазы в анизотропных структурах [72, 73]. Однако не все эти механизмы равнозначны по вкладу в результирующий поток вещества, поэтому при вычислении коэффициента проницаемости необходимо определять механизмы, лимитирующие перенос вещества в пористой мембране. [c.388]

Таким же путем получается аналогичное выражение для суммарного потока молекул типа 2. Затем, используя в качестве определения коэффициента термодиффузии уравнение (6.5.7) и обозначая интервал в [c.201]

Современные исследования группового состава нефти построены на последовательном удалении отдельных классов углеводородов. Ароматические вполне надежно могут быть выделены методами хроматографии, поело чего остается смесь нафтеновых и метановых углеводородов. Нормальные метановые углеводороды более или менее точно опредедяются при помощи карба-мидного метода, т. е. по образованию соединений включения. Оставшаяся смесь может содержать изометановые углеводороды и нафтеновые разных классов (моно- и нолициклические). Эту смесь можно разделить методом термодиффузии, но самая методика не вышла еще из рамок сложных и трудоемких специальных исследований. Исследование крайне затрудняется тем, что нам совершенно неизвестны типы полиметиленовых углеводородов и характеристики индивидуальных соединений этого класса, что лишает возможности воспользоваться методами графического анализа, а также в значительной степени и спектрографического. [c.24]

Строя график зависимости 1/Р (1п Fq) 1/Р находим величину /(d/Л н как тангенс угла наклона получающейся прямой линии, а величину Вк/Ан — как отрезок на оси ординат. Вычислив Kd по соотношению (IV.56), определяем Ан, а затем и Вк- При определении Ропт можно и не прибегать к вычислениям Kd и Вк в отдельности для этой цели достаточно знать отношение A d/S/ , которое легко находится из экспериментально определяемых величин Ка Ан и Вк/Ан- В качестве примера на рис. 47 представлены экспериментальные данные по разделению изотопов кремния термодиффузией моносилана в металлической колонне типа коаксиальных цилиндров. Приведенные на этой рисунке кривые получены путем обработки результатов опытов методом наименьших квадратов с использованием зависимости (IV.65). Кривая /, относящаяся к системе SiH4 — °SiH4, описывается формулой [c.177]

В последнее время в практике глубокой очистки веществ успешно применяют комбинированный способ, получивший название метода термодистилляции. В этом методе термодиффузия осуществляется в сочетании с ректификацией в колонном аппарате типа коаксиальных цилиндров. Процесс разделения в такой термодистилляционной колонне протекает в условиях сосуществования движущихся противотоком жидкости и пара. При этом на пар налагается температурное поле, подобно тому, как это реализуется в рассмотренной выше термодиффузионной колонне для разделения смеси газов. Роль холодной стенки играет поверхность внутренней трубки (цилиндра), температура которой Т путем циркуляции хладоагента поддерживается равной температуре конденсации пара или несколько ниже. В ходе процесса по этой стенке движется в виде тонкой пленки жидкость, образук щаяся в конденсаторе колонны. Температура Т] подбирается таким образом, чтобы на холодной стенке не происходило дополнительной конденсации пара, контактирующего с жидкостью. Горячей стенкой является поверхность внешней трубки, которая обогревается до заданной температуры Гг. В результате общий эффект разделения в колонне будет обусловлен как явлением термодиффузии в паре, так и ректификацией вследствие массообмена между стекающей по холодной стенке жидкостью и поднимающимся в зазоре между трубками потоком пара. [c.181]

Возникают сложности при транспортировке исходных компонентов к месту реакции. Затруднения связаны с необходимостью поддержания значений рабочих параметров (например, давления и температуры газов) в яо-статочно узких диапазонах, обеспечивающих равномерный подвод ко всем элементам и в особенности равномерное распределение исходных продуктов внутри ТЭ. Неизбежные потери, возникающие при реализации заданных условий, входят в общие необратимые потери ЭХГ и согласно уравнению Нернста пропорциональны логарифму отношения исходного давления к давлению в месте реакции. До сих нор не существует надежного метода расчета этих потерь и, что самое важное, не существует методов их оптимизации в системе всей станции. С точки зрения газо- и гидродинамики мы имеем дело со сложными и малоизученными течениями в щелях при малых числах Не. С точки зрения общих идей переноса энергии и вещества мы имеем дело со сложной многослойной многокомпонентной системой, в которой нельзя пренебрегать эффектами второго порядка зависимостью коэффициентов переноса от концентраций, неравенствами между активностями и концентрациями компонентов, наличием эффектов типа термодиффузии и эффекта Дюфора, неизотермичностыо системы и т. п. [c.13]

Термодиффузия относится к числу наиболее эффективных методов разделения УВ, позволяющих получать концентраты определенных углеводородных групп, в том числе трудноразделяемых изоалканов и цикланов. В сочетании с газохроматографическим анализом применение этого метода становится особенно необходимым при исследовании нефтей нафтенового типа. Метод гарантирует достаточно полное выделение целевых продуктов и исключает структурное преобразование молекул. [c.118]

Для рошения сложных задач или для разделения сложных смесей, таких, как нефть, в особенности если эти смеси содержат соединения разных химических типов, почти все методы разделения, примененные сами по себе, оказываются недостаточными. В таких случаях требуется сочетание двух или большего числа разных методов разделения. Иногда эти методы применяют последовательно, например раньше хроматографируют смесь, а затем разгоняют отдельные фракции фильтрата. В других случаях такое гочетанне различных методов осуществляется в одном процессе, в одном приборе. Так, нанример, ректификация и термодиффузия осуществляются одновременно в колонках термической ректификации. Другим примером одновременного применения двух методов в одном процессе являются гиперсорбция и другие способы совместного действия адсорбционного разделения и ректификации [47]. [c.91]

При термодиффузии элементарный эффект (разность в составе смесей, расположенных вблизи холодной и горячей стенок) значительно меньше, чем при других диффузионных процессах, так что применение колонны для получения нужной степени разделения совершенно необходимо. Термодиффузионные аппараты типа ступени никогда не применялись для разделения и использовались исключительно для измерения коэффициентов термодиффузии. В некоторых конструкциях термодиффузионной колонны Клузиуса-Диккеля высота единицы переноса составляла менее 15 мм, а одна колонна имела более 800 ступеней разделения. Однако и при столь высокой эффективности одна колонна часто оказывается недостаточной, и для разделения смесей изотопов приходится применять каскад термодиффузионных колонн. [c.503]

Эта величина значительно меньше коэффициента разделения для той же смеси при масс-диффузии или газовой диффузии, что весьма характерно для термодиффузии. В аппарате типа Клузиуса-Диккеля а — 1 составляет только %5 значения, приведенного в уравнении (12. 84). Это объясняется тем, что не весь поток газа проходит при полной разности температур между холодной и горячей стенками. [c.505]

В практике разделения жидких смесей термодиффузией используются колонны плоского типа (в простейшем случае это две плиты с зазором между ними) или типа коаксиа.льных цилиндров [19]. Чтобы свести к минимуму эффект конвективного перемешивания жидкости в колонне, здесь иногда, как и в колоннах для разделения газовых смесей, зазор между холодной и горячей стенками заполняется насадкой [150—155], Для сокращения длительности пускового периода или для повышения эффекта разделения вместо одной колонны часто используют каскад колонн. Так, в работе [25] для глубокой очистки четыреххлористого углерода был использован каскад, состоящий из 18 последовательно соединенных колонн типа коаксиальных цилиндров с зазором 0,25 мм. В качестве ис- [c.310]

В ряде случаев, помимо преимзтцества в эффективности, метод жидкостной термодиффузии, как показывают результаты его сравнительной оценки с методом ректификации [157], может иметь преимущество и по энергетическим затратам, что должно быть справедливым и для термодиффузии в паровой фазе. Все это позволяет надеяться, что метод термодиффузии получит свое дальнейшее развитие. В связи с этим следует отметить интересные результаты, полученные в работах [158, 159], посвященных исследованию комбинированного метода, в котором термодиффузия и ректификация протекают одновременно в одном колонном аппарате типа коаксиальных цилиндров. [c.311]

В работе Эйвена и Кузано [71] детально исследованы диоды на основе я-ZnSe с анодом из СигЗе. Селенид меди—полупроводник р-типа с узкой зоной, который незначительно растворяется в селениде цинка. Диоды изготовляли нанесением селенида меди на поверхность кристалла селенида цинка путем погружения в раствор соли меди. Между селенидом меди и проводящим селенидом цинка был сделан изолирующий слой из селенида цинка. Последний был получен либо термодиффузией меди в кристалл из слоя селенида меди, либо предварительным прогревом кристалла в парах селена перед осаждением слоя селенида меди. При этом образовывалась структура металл (или полупроводник с узкой запрещенной зоной)—изолятор — полупроводник (структура типа pin). Диоды излучали при напряжении 1,4 в при прямом смещении. При температуре 77° К в спектре излучения наблюдались полосы 1,96 2,07 2,36 и 2,68 эв. Голубая полоса превалировала в кристаллах, [c.45]

Жидкофазная тер1У10Диффузия была применена Томпсоном с сотрудниками [54, 55] для разделения 50 бинарных смесей сернистых соединений и углеводородов (подобных нефтяным дистиллятам). Метод позволил отделить сернистые соединения от углеводородов и разделить сернистые соеди ения друг от друга по типам. Жидкофазная термодиффузия была применена также для фракц 1и 150—220°С, Масс-спектральный [c.27]

Очевидно, кинетика химических реакций может рассматриваться независимо от процессов переноса в том случае, когда т тп ( очень медленные реакции). Упоминавшийся выше другой предельный случай— очень быстрой химической реакции (тх<Стп)—подробно анализировался в литературе (в частности, в [6, 7]) при использовании ряда следующих упрощающих предположений (а) однородная и изотропная турбулентность (б) необратимая термонейтральная химическая реакция типа аЛ-)-65продукты (а, Ь — стехиомегрические коэффициенты) (в) изотермические условия (7 =соп51) (г) реагенты настолько разбавлены, что взаимной диффузией реагентов можно пренебречь (д) термодиффузия отсутствует (е) коэффициенты диффузии обоих реагентов одинаковы и постоянны ф =02 — 0) (ж) градиенты средней скорости потока отсутствуют (Ау = 0). В [7] было показано, что в этих условиях дифференциальное уравнение, описывающее происходящие одновременно массоперенос и химическую реакцию, можно преобразовать в уравнение вида [c.48]

Больн1ие возможности разделения изотопов открывает иногда явление термодиффузии при наличии разности температур в объеме, занимаемом смесью газов (или жидкостей), один тип молекул стремится концентрироваться в холодной области, другой — в горячей. Так как простая диффузия подобному изменению относительных концентраций противодействует, обычно оно бывает очень невелико. Однако путем использования специально скопструированной аппаратуры эффективность разделения удается сильно повысить. Б частности, так было впервые осуществлено практически полное разделение изотопов хлора. [c.541]

В результате явлений термодиффузии скорость осаждения из паровой фазы может быть катастрофически низкой, что наблюдается для очень устойчивых МОС, типа ферроцена или тет-раэтоксисилана, которые имеют к тому же и [c.171]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология