Главная --> Справочник терминов


Растворяющую способность Известно, что летучая часть нитролаков состоит из разбавителей и растворителей. В качестве растворителей служат ацетаты и кетоны («активные» растворители) и спирты (латентные или «скрытые» растворители). Скрытыми растворителями спирты названы потому, что они сами по себе, за исключением метанола, не растворяют нитроцеллюлозу или другую смолу, но в смеси с активными растворителями их растворяющая способность достигает показателей растворяющей способности ацетатов иди кетонов. Применение первичных бутиловых спиртов в рецептурах нитролаков значительно улучшает качество покрытий.

Для разделения кипящих при близких температурах углеводородов с различным числом и характером я-связей методами экстрактивной ректификации и экстракции предложено большое число полярных органических веществ различных классов, содержащих кислород, серу и фосфор: кетоны, альдегиды, спирты, эфиры, амины, нитрилы, нитраты, карбонаты, лактоны, амиды карбоновых, серусодержащих и фосфорсодержащих кислот, лак-тамы, сульфоксиды и др. [5—7]. Однако лишь небольшая группа растворителей из общего числа предложенных в литературе отвечает необходимым требованиям, предъявляемым к экстрагентам разделения близкокипящих углеводородов €4 и СБ. Важнейшими из этих требований являются требования к селективности и растворяющей способности экстрагентов по отношению к разделяемым углеводородам.

Интересное направление повышения эффективности процессов разделения — использование хемоэкстрагентов на основе растворов солей одновалентной меди (и теоретически серебра) в апро-тонных полярных органических растворителях. Селективный эффект таких хемоэкстрагентов складывается из двух эффектов: самого полярного растворителя и одновалентной меди. При этом удается достичь весьма высокой селективности при хорошей растворяющей способности хемоэкстрагента. Селективность as лучших хемоэкстрагентов при разделении пары 2-метил-2-бутен — изопрен составляет при 50 °С и концентрации хемоэкстрагента 75% (масс.) - около 1,95 (против 1,35 для ДМФА). Емкость хемоэкстрагентов достигает 25—30% (масс.). Особенно резко селективность возрастает при увеличении концентрации хемоэкстрагента (рис± Б).

Рассматриваются теоретические положения о растворяющей способности сжатых газов и методы определения растворимости в них различных веществ-. Показана роль сжатых газов в извлечении и переносе углеводородов, а также в образовании нефтяных, газовых и некоторых рудных месторождений. Освещаются вопросы применения сжатых газов для разделения смесей термически неустойчивых веществ и для экстракции. Приводятся материалы по использованию сжатых газов для увеличения нефтеотдачи пласта.

Различие в растворяющей способности СО2 и СН4 особенно заметно проявляется, начиная с температур МО—120°С. Углекислый газ по своей растворяющей способности соответствует примерно этану.

Таким образом, приведенные выше данные о растворимости УВ и их смесей в различных газах позволяют расположить исследованные газы в следующем порядке ухудшения их растворяющей способности: CO2-^CH4-vN2.

Сжатый газообразный аммиак обладает величиной растворяющей способности, лежащей между величинами растворяющей способности воды и алифатического спирта низкой молекулярной массы. Способность аммиака образовывать водородные связи способствует разделению веществ, содержащих гид-роксильные группы и аминогруппы.

Ранее уже подчеркивалось, что характерной особенностью надкритических жидкостей и сжатых газов как растворителей является то, что их растворяющая способность сильно зависит от давления. Одновременно с изменением растворяющей способности флюида меняются и его селективные свойства. Как правило, с увеличением степени сжатия газа его селективные свойства понижаются, а растворяющие растут.

С увеличением глубины залегания залежи количество конденсата в ее газовой фазе возрастает. Это объясняется увеличением растворяющей способности газов с возрастанием степени их сжатия. Для иллюстрации приведем данные по Ново-портовскому газоконденсатному месторождению (Южно-Ямальская нефтегазоносная область). В этом месторождении открыто 11 залежей, приуроченных к юрским, валанжинским и альб-ским отложениям; сверху вниз по разрезу концентрация конденсата в газовой фазе этих залежей возрастает. В газах залежи аль'бских отложений (глубина 800 м) конденсат не обнаружен, но имеется оторочка конденсатного генезиса. В залежи верхне-валанжинских отложений содержится 22 см3/м3 конденсата, в нижневаланжинских— 100—190 см3/м3 и в юрских — 290 см3/м3. Во всех отложениях выявлены оторочки легкой нефти.

В промышленности для глубокой очистки бензола от насыщенных углеводородов применяют экстрактивную ректификацию с использованием в качестве разделяющих агентов (растворителей) большого числа соединений разных классов [94]. Может ли быть то или иное соединение разделяющим агентом при экстрактивной ректификации, определяют по емкости (растворяющей способности)-^ селективности, характеризующей отношение относительной

Методом газожидкостной хроматографии можно определить также растворяющую способность экстрагентов по коэффициентам распределения (К) компонентов между жидкой и паровой фазами (см. табл. 42) [97]. Больший коэффициент распределения соответствует более высокой растворяющей способности.

Для выделения ароматических углеводородов применяют экстракцию. В качестве селективных растворителей используются полигликоли (ди-, три- и тетраэтиленгликоль), сульфолан, N-метилпирролидон, диметилсульфоксид. Повышение температуры увеличивает растворяющую способность экстрагентов, но снижает избирательную способность. Добавление воды ее повышает, но снижает емкость растворителя. Широкое распространение получили установки с использованием 90—95%-ных растворов гликолей (ДЭГ, ТЭГ и тетраэтиленгликоль). На рис. 71 приведена схема экстракции гликолями. Экстракция проводится при 224

В книге рассматриваются теоретические вопросы растворения веществ в надкритических газах и жидкостях и приводятся данные, характеризующие их растворяющую способность по отношению к различным классам веществ в широком диапазоне температур и давлений. Растворяющую способность газы и пары многих жидкостей приобретают при их сжатии при надкритических темиературах до некоторых давлений, неодинаковых для различных флюидов и веществ. Растворяющими и селективными свойствами надкритических газов и жидкостей можно управлять, меняя температуру и степень сжатия их. С этой характерной особенностью газовых растворителей связана возможность их мспользовяния для разделения смесей веществ. В книге дано несколько примеров такого разделения в аналитической практике и технологических процессах. Выделение отдельных компонентов смеси из газового раствора осуществляется при ступенчатом снижении его давления или при повышении его температуры. .

в газе от его давления при постоянной температуре (рис. 1). Левая ветвь кривой соответствует конденсации вещества из газовой фазы при повышении давления, а правая— растворимости вещества в сжатом газе. При определенном давлении кривая проходит через минимум. Перегиб кривой указывает, что сжатие газа достигло такой величины, при которой газ начинает проявлять растворяющую способность по отношению к растворяемому веществу.

Г. Брукнер, С. Петер, Г. Венсель, [Brunner G., Peter S., Wenzel H., 1974] исследовали растворимость н-гептана и метил-циклогексана в азоте при более высоких температурах. Из их данных следует, что с повышением давления от 50 до 175 кгс/см2 при 190 и 224°С растворимость н-гептана и метилциклогек-сана уменьшается и лишь, начиная с давления примерно 200 кгс/см2, азот проявляет слабую растворяющую способность.

Данные показывают, что только при 200°С и 150 кгс/см2, аммиак начинает проявлять растворяющую способность по отношению к циклогексану.

Газы начинают проявлять растворяющую способность по отношению к различным веществам после их сжатия до опреде-

ленного давления, неодинакового у разных газов. При изотермическом повышении давления растворяющая способность газов возрастает и притом значительно сильнее, чем при изобарическом повышении температуры. Меняя температуру и давление, можно управлять растворимостью в газе различных веществ. При изотермическом увеличении степени сжатия газов их селективные свойства уменьшаются. Регенерацию газов из растворов можно производить, снижая давление в системе до давления, при котором газ еще не является растворителем, или путем изобарического повышения температуры.'Легкость регенерации выгодно отличает надкритические газовые растворители от жидких. Растворяющая способность углеводородных газов по отношению к жидким УВ, нефтям, тяжелым нефтяным остаткам и твердым углеводородам растет в ряду: метан-»--»-этан—»-пропан-М5утан. Углекислый газ растворяет углеводороды и их кислородные производные лучше, чем метан. Азот является очень слабым растворителем УВ, и его присутствие в природном газе ухудшает растворяющую способность последнего по отношению к углеводородам.

Полагают, что в значительном числе случаев такие залежи образовались в результате контакта газа с нефтью и их рассматривают как вторичные. Но оторочки в залежи могут иметь и другое происхождение. Они могут образовываться, например, при воздымании территории, где находится конденсатная залежь. Падение давления в системе, возникающее при этом, понижает растворяющую способность газа, и из газовой фазы выделяется часть наиболее труднорастворимых в газе' компонентов. Такие оторочки получили название оторочек конденсатно-го генезиса; жидкая фаза может возникать и в процессе латеральной и вертикальной миграции газоконденсатных систем. Содержание конденсата в ловушках, лежащих по пути миграции газоконденсатной системы в направлении снижения давления, постепенно уменьшается, плотность его понижается, и гам

Методом газожидкостной хроматографии можно определить также растворяющую способность экстрагентов по коэффициентам распределения (К) компонентов между жидкой и паровой фазами (см. табл. 42) [97]. Больший коэффициент распределения соответствует более высокой растворяющей способности.

2) высокая растворяющая способность по отношению к углеводородам [растворимость углеводородов не менее 20 — 30 % (масс.) ]; добавление воды снижает растворяющую способность экстрагента;

Количественно оценивать растворяющую способность растворителя по отношению к данному полимеру следует по величине термодинамического сродства. Строгой мерой термодинамического •сродства является разность между изобарно-изотермическим потенциалом раствора и компонентов AG или разность между химическим потенциалом компонента в растворе и чистого компонента (Дцг)- Обе эти величины при самопроизвольном растворении отрицательны (AG<0; Дца<0). Чем больше абсолютное значение этих величин, т. е. чем дальше находится система от состояния равновесия, тем больше термодинамическое сродство между компонентами, т. е. тем лучше растворитель.




Растворимых комплексов Растворимое состояние Радикальных процессов Растворимость органических Растворимость увеличивается Растворимости полимеров Растворимости углеводородов Растворитель нерастворитель Растворитель полностью

-