Сложная структурная единица ССЕ сольватный слой

Механизм и кинетика формирования сольватного слоя в сложной структурной единице [c.55]

Рассмотрим кинетику изменения толщины сольватного слоя сложной структурной единицы в зависимости от РС дисперсионной среды (нерастворитель, плохой растворитель, хороший растворитель). В этом случае в обратимой НДС осуществляются два противоположных процесса. С одной стороны, по мере добавки растворителя растворяющая сила дисперсионной среды изменяется, в результате чего повышается степень дисперсности ассоциатов это приводит к увеличению поверхностной энергии и толщины сольватного слоя сложной структурной единицы. С другой — при взаимодействии дисперсионной среды с поверхностью сольватного слоя толщина последнего уменьшается. [c.60]

Под действием внешних факторов в результате диссоциации старых и образования новых межмолекулярных связей происходят взаимосогласованные изменения размеров составных ча стей сложной структурной единицы сольватного слоя и надмолекулярной структуры. Протекающие на молекулярном и надмолекулярном уровне изменения определяют новое энергетическое состояние и обуславливают соответствующие изменения макроскопических физико-химических свойств нефтяных дисперсных систем таких, как агрегативная устойчивость, структурномеханические характеристики. Для решения ряда практических задач технологии переработки нефтяных дисперсных систем необходимо действием различных факторов целенаправленно влиять на соотношение размеров составных частей сложной структурной единицы, Принимая за скорость формирования (разрушения) слоев отношение бесконечно малого приращения толщины слоя к соответствующему приращению растворяющей силы среды и используя модель последовательных реакций, в работе [112] получили систему кинетических уравнений. С их помощью построены кривые изменения радиуса надмолекулярной структуры Я и толщины сольватного слоя Я, которым соответствуют кривые изменения агрегативной устойчивости и структурно-механической прочности нефтяных дисперсных систем (рис. 6). [c.40]

Механизм действия добавок заключается в снижении межфазного натяжения на границе раздела жидкость — пар. Это вызывает диффузионные процессы перераспределения молекул между ядром сложных структурных единиц, сольватным слоем и дисперсионной средой. По-видимому, при этом происходит перераспределение углеводородов между сосуществующими фазами и изменение выхода и качества дистиллятных фракций в процессе перегонки активированного добавкой сырья. [c.368]

Принимаем значения толщин сольватных слоев сложной структурной единицы Л = бо, В = б и в слое С = 6]. [c.60]

Из приведенной выше формулы видно, что максимальная толщина сольватного слоя сложной структурной единицы тем меньше, чем больше отношение /(гЖь Значительная толщина сольватного слоя (В) может быть получена только при условии К >К2-Удельная растворяющая сила растворителя а может быть рассчитана по Гильдебранду [15], если известны теплота испарения растворителя АН, температура кипения (Т), отнесенные к единице молярного объема раствора (в см моль) [c.61]

Изменение РС среды (переход от нерастворителя к хорошему растворителю) сопровождается сложными явлениями в нефтяных системах. Кривые изменения толщины слоя надмолекулярной структуры (см. рис. 13, а, кривая I) н сольватного слоя (кривая 2) носят антибатный характер. Между толщиной слоя надмолекулярной структуры и структурно-механической прочностью (кривая 4) и между толщиной сольватного слоя и устойчивостью (кривая 3) сложной структурной единицы наблюдается четкая закономерность. Все эти кривые взаимосвязаны друг с другом. [c.63]

На рис. 13,6 схематически показано изменение зависимости толщины сольватного слоя от РС дисперсионной среды. С повышением РС среды толщина (кривая 5) сольватного слоя сложной структурной единицы возрастает одновременно повышается устойчивость НДС (кривая 6). При этих условиях структурно-механическая прочность (кривая 7) системы снижается. [c.64]

На кинетику изменения толщин слоев надмолекулярных структур (в случае ассоциатов), сольватного слоя, устойчивость и структурно-механическую прочность сложной структурной единицы под действием РС среды весьма существенное влияние оказывает состав среды. Обычно в реальных дисперсионных средах применяют смесь различных растворителей, обладающих неодинаковыми (чаще всего аномальными) свойствами, приводящими к неодинаковым сопротивлениям системы при реализации взаимодействия твердой фазы со средой. Это обстоятельство должно быть учтено на практике. [c.64]

Изменение растворяющей способности дисперсионной среды и активности надмолекулярной структуры вследствие перехода от нерастворителя к плохому растворителю и далее к хорошему растворителю сопровождается в обратимой нефтяной дисперсной системе двумя противоположными процессами. С одной стороны, по мере перехода от нерастворителя к плохому растворителю происходит повышение степени дисперсности ассоциатов, приводящее к увеличению поверхностной активности и росту толщины сольватного слоя сложной структурной единицы с другой стороны, взаимодействие дисперсионной среды с поверхностью сольватного слоя уменьшает толщину последнего. Разность скоростей формирования и разрушения сольватных слоев определяет их толщину при воздействии данного вида растворителя и обусловлена энергией взаимодействия сольватного слоя с поверхностью надмолекулярной структуры. [c.48]

Следует особо отметить зависимость изменения толщины сольватного слоя и устойчивости нефтяной дисперсной системы от растворяющей способности дисперсионной среды. Повышение растворяющей способности среды вызывает непрерывное увеличение сольватного слоя сложной структурной единицы до максимума и одновременное уменьшение размеров надмолекулярной структуры. При этом нефтяная дисперсная система имеет максимальную устойчивость против расслоения, то есть максимальную коллоидную стабильность. При дальнейшем увеличении растворяющей способности среды, при переходе от плохого растворителя к хорошему, дисперсионная среда оказывает интенсивное влияние на сольватный слой и толщина его уменьшается, за счет чего повышается движущаяся сила процесса расслоения системы на фазы. Дисперсионная среда начинает взаимодействовать непосредственно с надмолекулярной структурой. После полного растворения сольватной оболочки и надмолекулярных структур нефтяная дисперсная система переходит в состояние молекулярного раствора с бесконечной устойчивостью против расслоения. В этом случае система термодинамически устойчива. [c.48]

В целом сложные структурные единицы нефтяных остатков находятся в динамическом равновесии со средой и изменение размеров ядер и толщины сольватной оболочки их могу г протекать по различным законам [14]. Главными факторами, определяющими возможность существования их в остатках и, соответственно, геометрические размеры, является наличие в них структурирующихся компонентов и ассоциатов, а также степень теплового воздействия. Нефтяные остатки относятся к свободнодисперсным системам, частицы которых могут независимо друг от друга перемещаться в дисперсной среде под влиянием теплового движения или гравитационньк сил. С изменением температуры в таких дисперсных системах изменяется энергия межмолекулярного взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды. Толстая прослойка дисперсионной среды между частицами снижает структурно-механическую прочность нефтяных дисперсных систем. Утоньшение сольватного слоя на поверхности ассоциатор повышает движущую силу расслоения системы на фа ы. Размеры основных зон структурной единицы при определенных температурах различны за счет того, что часть наиболее полярных компонентов сольватного слоя может переходить в дисперсную фазу (ядро), а часть в дисперсионную среду, находящуюся в молекулярном состоянии. Таким образом, по мере повышения температурь размеры радиуса ядра и толщины сольватного слоя могут проходить через экстремальные значения [14]. Ядро, состоящее из ассоциатов, при достижении максимальных размеров может распадаться на осколки, что ведет к образованию новых частиц дисперсной фазы, вокруг которых формируется сольватный слой и по мере изменения температуры для этих частиц характерны аналогичные стадии изменения размеров ядра и толщины сольватной оболочки. При высоких температурах и большой длительности нагрева внутри ядра может зародиться новая дисперсная фаза — кристаллит, представляющий собой надмолекулярную неябратимую структуру, обычно характерную для карбенов и карбоидов [14]. [c.26]

Сложная структурная единица Имеет ярко выраженные ядро и сорбционно-сольватный слой неопределенного качественного состава Пузырьки паров углеводородов в начальной стадии роста, дисперсии сажи в минеральном масле [c.54]

В соответствии с коллоидно-химическими представлениями, в сырье для производства нефтяного углерода при низких и высоких температурах за счет сил Ван-дер-Ваальса могут сформироваться сложные структурные единицы, состоящие из ядра (надмолекулярные структуры) и межфазного продукта (сольватный, или поверхностный слой), придающие сырью специфические свойства. Регулируя размеры и степень упорядоченности таких структурных единиц, можно достичь необходимых физико-химических свойств продуктов, а также интенсификации процессов нх получения и применения. Это обусловливает необходимость обобщения научных и технологических данных с единых позиций — на основе принципов физико-химической механики. [c.6]

Характерной особенностью сложной структурной единицы является разница поверхностных энергий между надмолекулярной структурой, и сольватным слоем и между сольватным слоем и дисперсионной средой. В отлпчие от дисперсионной среды, ССЕ сохраняет приданную форму и имеет предельное напряжение сдвига. ССЕ может взаимодействовать с дисперсионной средой. В этом случае возможны два варианта. Первый, когда поверхностное натяжение дисперсионной среды меньше, чем у сольватных слоев ССЕ. В результате взаимодействия части сложной структурной единицы с дисперсионной средой формируется активная ССЕ с нескомпенсированной поверхностной энергией. Активированная ССЕ стремится к компенсации свободной энергии, что достигается при слиянии двух или нескольких активированных ССЕ друг с другом, сопровождающемся ростом размеров надмолекулярной структуры во вновь созданной ССЕ. Чем больше разница между поверхностными энергиями надмолекулярной структуры и дисперсионной среды (Або), тем быстрее увеличиваются размеры надмолекулярной структуры и тем больше снижается толщина сольватного слоя в ССЕ. [c.14]

При утонении сольватного слоя на поверхности ассоциатов повышается движущая сила процесса расслоения системы на фазы (участок БЕ, кривая 3). После полного удаления сольватного слоя (точка М, кривая 2) дисперсионная среда начинает взаимодействовать непосредственно со слоем надмолекулярной структуры, обусловливая ее полное разрушение в точке Ж (кривая 1). В этой точке сложная структурная единица переходит полностью в состояние молекулярного раствора с бесконечной устойчивостью против расслоения (система становится термодинамически устойчивой против расслоения). [c.63]

Структурные единицы (исходные надмолекулярные структуры, промежуточные и конечные их виды) имеют сложное строение, обусловленное природой и геометрической формой макромолекул ВМС, поверхностными силами между ними, взаимодействием дисперсной фазы с диснерсионной средой и другими факторами. Нефтяные фракции, состоящие из смеси полярных и неполярных соединений, взаимодействуют с надмолекулярными структурами, в результате чего вокруг надмолекулярной структуры (ассоциата или комплекса) формируются сольватные оболочки различной толщины. Такая дисперсная частица сложного строения (надмолекулярная структура+сольватный слой) способна к самостоятельному существованию и получила название сложной структурной единицы (ССЕ). [c.13]

Экстремальные изменения радиуса надмолекулярной структуры II толщины сольватного слоя непосредственно влияют на характер зависимости структурно-механической прочности и агрегативной устойчивости нефтяной системы. Кривые изменения этих свойств типичны для многих нефтепродуктов. В точке Ж устойчивость нефтяных дисперсных систем к расслоению на фазы максимальна толщина сольватной оболочки в точке А имеет максимальное значение Я кс, благодаря чему уменьшается движущая сила процесса расслоения. Толстая прослойка дисперсионной среды между надмолекулярными структурами снижает структурно-механическую прочность нефтяных дисперсных систем, первый минимум которой достигается в точке К. Утоньшение сольватного слоя на поверхности надмолекулярных структур повышает движущую силу расслоения системы на фазы. После удаления основной части сольватного слоя (точка 3) дисперсионная среда начинает взаимодействовать непосредственно со слоем надмолекулярной структуры, обуславливая его полное разрушение в точке Б. В этой точке сложные структурные единицы переходят в состояние молекулярного растбора с бесконечной устойчивостью к расслоению на фазы. Предлагаемое объяснение экстремальных изменений структурномеханических свойств и агрегативной устойчивости нефтяных систем справедливо, если считать, что межфазная энергия на границе структурная единица — дисперсионная среда меняется незначительно. [c.41]

Комплекс капля битума + адсорбционно-сольватный слой , используя терминологию Сюняева З.И., можно назвать сложной структурной единицей. Для ясности введем следующее определение [12] [c.18]

По мнению Сюняева [16], образование и разрушение сложных структурных единиц осуществляется промежуточными активными сложными единицами, обладающими нескомпенсированной поверхностной энергией. Поверхностный слой всегда резко отличается своими физико-химическими свойствами от свойств внутренних частей обеих граничащих областей. Это обусловлено тем, что молекулы, входящие в состав поверхностного слоя, обладают особым запасом энергии — поверхностной энергией. Энергия взаимодействия поверхностного, в частности сольватного, слоя с поверхностью надмолекулярной структуры определяет толщи гу сольваттюй оболочки и зави- [c.47]

Строение сложной структурной единицы и локальных флокул сходно с мицеллой, Однако между ними имеются существенные различия, наиболее принципиальным из которых является то, что в мицелле можно зафиксировать качество и четко определить границы ядра и некоторого переходного, граничного слоя на его поверхности, образованного, как правило, молекулами поверхностно-активных веществ. В сложной структурной единице, а тем более в локальной флокуле границы ядра, сорбционно-сольватного слоя и дисперсионной среды достаточно размыты. Дальнейшие коагуляционные взаимодействия сложных структурных единиц приводят к возникновению в системе более сложных локальных структурных образований, характеризующихся неярко выраженными центральной областью и переходным слоем. Соотношение компонентов в сложной структурной единице, возможно, оказывает решающее влияние па процессы формирования надмолекулярных структур и сольватных слоев, а следовательно, и на устойчивость и структурно-механическую прочность нефтяных дисперсных систем. [c.49]

При рассмотрении процессов, происходяших в нефтяных дисперсных системах, вводится понятие сложных структурных единиц (ССЕ), позволяющих описывать макроскопические свойства, такие как структурно-механическая прочность, склонность к расслоению фаз и пр. Согласно работе ССЕ представляет собой ядро (пузырек, пора, ассоциат или кристаллит), окруженное с внутренней стороны (пора) или внешней (пузырек, ассоциат, кристаллит) стороны адсорбционно-сольватным слоем. В этом случае к нефтяным дисперсным системам независимо от состояния можно применить одинаковые методы исследования. Важным является то, что имеется возможность управлять поведением таких систем путем регулирования ССЕ. [c.163]

Асфальтены образуют трехмерную структуру из ароматических полициклических монослоев. Устойчивость надмолекулярных структур асфальтенов определяется наличием в них свободных радикалов, о чем свидетельствуют явление парамагнетизма и высокая концентрация парамагнитных центров у асфальтенов. Образованные асфаль-тено-смопистыми соединениями надмолекулярные структуры называются сложными структурными единицами, которые состоят из ядра и сольватной оболочки, окружающей ядро (рис. 26). Ядро представляет собой ассоциат. из наиболее высокомолекулярных соединений и характеризуется определенной толщиной, упорядоченностью и прочностью. Сольватный слой образуется на границе раздела фаз за счет адсорбции и локальной диффузии компонентов дисперсионной среды, из более низкомолекулярных углеводородов и гетероатомных соединений. [c.93]