Физико-химични бази процеси (реакционни пренос на заряд)
Силите, действащи между молекулите, свързани с пренос на заряд, се образуват по време на взаимодействието между електронен донор с ниска йонизация енергия и акцептори на електрони, свързани с електрон. Силата на донор разтворител характеризира с възможност за разтваряне на съединения с йонни и ковалентни връзки и да предизвика йонизация на разтвореното вещество. Съединение с устойчиви донори свойства различен сулфоксид донор малка сила са кетони, слаби донори включват нитрили и сулфони, вода е средната донора. Експерименти, проведени през последните години са установили, че силите, свързани с предаването на зареждане, по-слаба от определени по-горе, и все пак, те могат да причинят допълнителни неспецифично ван дер Ваалс сили на междумолекулни взаимодействия.
В процеса на разтваряне на компонентите на петролев суровина в разтворители могат да се появят в различни степени, всички сили участници взаимодействие между молекули. С повишаване на температурата на водородните връзки и ориентировъчна взаимодействие намалява стойността на силите на дисперсия става най-важното. Органични и неорганични разтворители могат да бъдат разделени в две групи, в зависимост от способността за разтваряне на въглеводороди. Номерът на група 1 могат да включват разтворители, които при обикновена температура течен взаимодействат с компонентите на суровини, обикновено в много отношения; Разтваряне на твърдите съставки в тях попада в общата теория на разтворимостта на твърдо вещество в течност. Чрез такива разтворители включват неполярни съединения - намалени парафинови въглеводороди с ниско молекулно тегло течни съединения с малък диполен момент, а именно етилов етер, тетрахлорметан, хлороформ и др.
Разтворители. принадлежащи към номера на група 2 са полярни органични съединения с много висока диполен момент на фенола, алифатни кетони, крезол, фурфурал, диетиленгликол и др. Способността на компонентите на петролев изходна суровина за разтворимостта в тези разтворители зависи от количественото съотношение и температура, разтворителите с различна разтворимост на различни компоненти на петролев суровина, обикновено се нарича селективни (селективни) разтворители.
По време на взаимодействието с разтворители, петролни суровини, принадлежащи към втората група, а средната температура в суровината се разтваря в малко количество разтворител. С увеличаването на обема на относителната разтворител на обема на суровини се формира система двуфазна: в първата фаза - нефтен продукт с малко количество разтворител във втория - на разтворител разтваря част от сурови материали компоненти. По-нататъшно увеличение в разтворител разтворимост множество суровини компоненти се увеличава, и със значително увеличение на обема на разтворителя се извършва пълно смесване с изходната суровина.
При промяна на температурата на сместа в постоянно съотношение между източника на разтворител и се получава масло родово крива, т.е. onosyaschayasya разтворител двете групи и построен за пропан. Лявата част на кривата описва избора на суровини компоненти от разтвор поради температурата на насищане се понижава. КТР точка съответства на критичната температура на разтваряне на петролев суровина в разтворителя при дадено съотношение на суровина и разтворител. След тази точка има температура регион, в който се съхранява обща сурова разтворимост в разтворител. Дясната страна на кривата характеризира избора на компонентите на петролев изходна суровина при температури, лежащи над KTR2 и в близост до областта на критично състояние разтворителя. В критичната температура на разтворителя и налягане, съответстващо на наситен парно налягане, има пълно отделяне на фуражни компоненти от разтвора.
Разтворимост в разтворители като изходна суровина компоненти на втората група зависи от техния химичен състав и природа на разтворителя. При постоянни условия най-доброто, те се разтварят полярните съставки на суровината, т.е. смоли и други невъглеводородни компоненти; в този случай, заедно с ориентация, показана и дисперсионни междумолекулни сили. Въглеводородни компоненти суровини са неполярни съединения и са разтворими в полярни разтворители като резултат от взаимодействието на постоянни диполи молекули на разтворител с индуцирани диполи въглеводородни молекули.
Както бе споменато по-горе, индуциран дипол в неутрални молекули въглеводороди увеличава с увеличаване на силата на полето на молекулите на разтворителя (неговата диполен момент) и поляризуемост на молекулите на въглеводороди, т.е. способността им да се деформира под действието на външно силово поле. Най-голямата стойност на поляризуемост притежават ароматни въглеводороди, при което те имат ниска КТР сама. Това е последвано нафтен ароматни и нафтенови въглеводороди. В съответствие с тази последователност увеличава критичната температура на разтваряне в полярни разтворители, при условие същата или подобна молекулна структура. Най-високо КТР структура имат нормални парафинови въглеводороди, поради ниската стойност на средно молекулно поляризация.
В допълнение към химическата природа и размера засяга структурата КТР на въглеводородни молекули: По този начин, с увеличаване на броя на пръстена в техните СТЕ въглеводороди намалява рязко с увеличаване на дължината алкилова верига - се увеличава. Зависимост КТР намаляване на броя на ароматни пръстени в молекулите и праволинейни нафтенови въглеводороди. С увеличаване на броя на пръстени в молекулата СТЕ петчленни нафтенови въглеводороди намалява по-силно от шест членен. Следователно, в полярен разтворител, особено ароматните полициклични въглеводороди разтварят слабо екранирани алкил странични вериги и нафтенови пръстени, като в тези въглеводороди става основно pavedenny диполен момент. За нафтенови и парафинови въглеводороди са разтворими в полярни разтворители, за предпочитане под въздействието на силите на дисперсията.
Както е посочено по-горе, разтворимостта в разтворители petroraw компоненти на втората група зависи от природата на разтворителя. При оценяване на влиянието на този фактор на разтворимостта на компонентите на фуражни следва да отчита две свойства на разтворители и техните свързани характер: разтворимост селективност. Съгласно платежоспособността разтворител да разбере нейната способност по-пълно разтваряне на компонентите на суровината за екстрахиране. Разтворител Селективност се отнася до неговата способност да ясно разграничение между компонентите на суровината да бъдат извлечени. Разтворител селективност се отнася до способността му да се отделят ясно един от другите компоненти на суровините. Между разтворимост разтворители и техните диполен момент намери връзка: по-висока момента дипол, поради естеството на функционалната група в молекулата, по-високата си разтворител мощност. Все пак, това не винаги е така.
Например, диполни моменти от общ в разтворители промишлена практика като фурфурол и фенол са съответно 3,56 и 1,70D, докато захранването разтворител много ниско фенол фурфурол. Това се дължи на факта, че силата разтворител на разтворителя също зависи от структурата на молекулите на въглеводороден радикал, които са определени от дисперсни сили на разтворителя. По този начин, с увеличаване на дължината на радикали въглеводородни в молекулите кетон разтворител мощност се увеличава, въпреки че етап дипол се намалява. Разтворители, чиито молекули в един и същи функционални групи съдържат въглеводородни радикали с различна химическа природа, да се различават един от друг в способностите на разтваряне. Въглеводородни радикали в тяхната способност да се повиши разтворимостта на такива разтворители могат да бъдат подредени в следния ред: алифатна> бензенов пръстен> тиофеновия пръстен> фуран пръстен. На разтваряне на способността на втората група от разтворители се намалява с увеличаване на броя на функционални групи в молекулата си, особено ако функционална група, способна да образува водородна връзка.
Разтворител селективност също се влияе от степента на диполен момент и естеството на въглеводород радикал. При постоянни въглеводороден радикал селективност увеличава с диполен момент на разтворителя. Функционалните групи, за да повлияят на селективността на разтворителя са разположени в следните серии: NO2> CN> СНО> СООН> ОН> NH2. Ефект на функционалната група може да се изглади влиянието на различни радикали. Очевидно е, че разтворителят е добра селективност само при определена комбинация от стойности на въглеводороден радикал и образува полярна група.
В практическо използване на петролни разтворители за почистване често се случва, че силата или селективността на разтворител не дава желаните резултати за почистване. Например, избраният разтворител е по-голяма разтворимост по-ниска селективност, или обратно. В този случай, смесен разтворител или добавен към основната разтворителят малко количество на друг разтворител, подобряване на един от основните свойства. За да се намали силата разтворител като анти-разтворител в практиката често се използва вода. Но това става по-лошо, и селективността на полярният разтворител. Например, при почистване на вискозно масло дестилат масло Tuimazinskaya с увеличаване на съдържанието на вода в фенол количество неразтворими компоненти по нея се увеличава, но качеството на получения рафинат се влошава; това показва едновременно намаляване на мощността на разтворител и фенол и неговата селективност.
Когато се прибавя вода, за да фурфурал също драстично намали разтворител сила, която се превръща в добива на суровина въглеводород разтворим в него:
Водата има значително влияние върху силата на платежоспособност на кетони. По този начин, увеличава при 17С чрез добавяне на 1% (тегл.) Вода масло КТР. При съдържание на вода в кетон КТР достига максимална стойност и по-нататъшно увеличение на съдържанието на вода води до го освободи от разтвора. Като анти-разтворители могат да бъдат използвани и някои органични съединения. Например, за да се намали силата на разтворител фенол може да се прибавя етанол, гликол и др Добри резултати се получават с смесен анти-разтворител, например смес от етанол и вода. При избора на анти-разтворител трябва да се разглежда и неговата селективност: тя трябва да бъде равна или по-голяма селективност на основната разтворителя.
В промишлена практика за подобряване на силата на разтворител широко използвани органични неполярни разтворители - бензен и толуен. Когато те се добавят към серен диоксид, фурфурал, фенол, кетон разтворител значително увеличава способността на последните и намалена КТР, но в същото намалява селективността. На увеличаване разтворител мощност на ацетон и метил етил кетон (МЕК), прибавяне към него толуен може да се съди по КТР на нафтенови и ароматни uglvodorodov изолирани от различни масла (съотношение разтворител: въглеводород = (3: 1):
При добавяне на толуен към кетон въглеводородни увеличава разтворимостта повече за разтвори в ацетон, отколкото в метил етил кетон. С други думи, прибавяне на толуен разтворител с по-лоша разтворимост (ацетон) предизвиква по-голямо увеличение на разтваряне способност.
От всички петролни фракции въглеводородни най-ниска разтворимост в разтворители притежават избирателни твърди парафинови въглеводороди и нафтенови, ароматен, нафтен и ароматен серия с дълги алкилови вериги на нормалната структура. Ако добавя към селективния разтворител, бензен или толуен (или и двете), е възможно да се избере смес, в която при определени температури не се разтваря твърди въглеводороди масла и разтваряне на всички други въглеводороди. Например, когато се добавя към бензола течната серен двуокис (15-20% SO2 и 75-80% бензол) смес мощност разтворител се увеличава, така че при 30 ° С за да се разтвори всички въглеводороди, съдържащи се в дестилата, среден вискозитет, с изключение на твърди въглеводороди. С увеличаване на дължината на въглеводород радикал в молекулите на разтворители като кетони, увеличава разтворимостта на компонентите на петрола. Но в този случай, разтворимостта на течен компонент се увеличава по-бързо от твърдите вещества, които дава възможност за пълна разтворимост на течните компоненти под ниско температурни условия на ниска разтворимост на твърди компоненти. Такива разтворители са по-високи кетони (метил-М-propilketon, метил бутил кетон, и т.н.). С удължение въглеводороден радикал кетон дисперсия разтворител увеличение сили, така че добавянето на толуен или бензен с високи кетони не е необходимо.
Добавянето на втори разтворител към неполярен разтворител с неполярен разтворител, като втечнен пропан, може да се регулира разтваряне мощност на последната. Така, в допълнение към метан пропан. алкохоли етан и някои от неговите разтворител мощност намалява. Бутан, пентан и други висши хомолози метан, олефини и някои полярни разтворители повишават разтворимостта на пропан. Към добавките, които променят разтворимостта на компонентите на петролев изходна суровина в пропан при температури близо до критичната включват фенол, крезол, фурфурал и други разтворители. Тези съединения, когато се добавя към пропан в количества, които са напълно разтворени в него, увеличават своята разтворител мощност. Ако полярни разтворители се добавят към пропан в количества, по-големи от кутия При тези условия разтварят, тогава има втора течна фаза, която служи като основа въвежда в системата от разтворители. Пропан в този случай е главно суров разредител и частично губи способността за изключване по размер.
По този начин, използването на смесен разтворител за пречистване и разделяне на нефт суровина може да се регулира тяхната разтворител мощност и селективност.
Свързани статии