Растворяющая способность и растворимость нефти и углеводородов. Растворимость воздуха в нефти


Нефтепродукты растворимость - Справочник химика 21

    Определение водорастворимых кислот и щелочей — метод, заключающийся в извлечении водой из нефтепродуктов растворимых кислот и щелочей и в фиксировании в присутствии соответствующих индикаторов их наличия или отсутствия. [c.176]

    Для газовых кранов От 0 до 50 °С Арматура газовых магистралей и распределительных станций, нерастворима в нефтепродуктах, растворима в спиртах [c.474]

    В табл. 4 приведены коэффициент растворимости и относительная растворимость азота, двуокиси и окиси углерода в нефтепродуктах. Растворимость азота лишь в 1,5—1,7 раза выше растворимости водорода, и удаление азота из циркулирующего водорода сопряжено с большими потерями Но. Поэтому содержание азота в техническом водороде ограничивают 1,5%. [c.22]

    Экологически безвредная, не растворима в нефтепродуктах, растворима в спирте и кислородсодержащих растворителях. Работоспособна при температуре -20...+50-С Водостойкая, хорошие консервационные и триботехнические свойства,с экологически безвредным наполнителем. Работоспособна при температуре-50...+200 "С [c.354]

    Растворяющая способность нефтепродуктов. Растворимость воды в нефтепродуктах тем меньше, чем выше температура кипения нефтепродукта. Для одного и того же нефтепродукта растворимость [c.139]

    При температуре плавления парафин и церезин легко растворяются в любых отношениях во всех нефтепродуктах. Растворимость уменьшается при понижении окружающей температуры и повышении плотности и молекулярного веса нефтяной фракции. [c.367]

    ВОЗДУХ в НЕФТЕПРОДУКТАХ, см. Растворимость воздуха в нефтепродуктах, Растворимость воздуха в бензинах. Растворимость воздуха в керосинах. Растворимость воздуха в маслах. [c.103]

    Определение содержания водорастворимых кислот и щелочей в топливах моторных, дизельных, реактивных-, мазутах, бензинах авиационных, автомобильных, растворителях, маслах смазочных и смазках, парафинах и церезинах проводят по ГОСТ 6307—75 (СТ СЭВ 3967—83). Метод заключается в извлечении водой из нефтепродуктов растворимых кислот и щелочей и в определении значения pH водной вытяжки рН-метром или реакции среды с помощью индикаторов. [c.205]

    С увеличением молекулярной массы и длины углеводородной части молекулы ПАВ возрастает их растворимость в нефтепродуктах. Растворимость ПАВ в воде и в нефтепродуктах зависит от способности молекул к ионизации, их дипольного момента, донорно-ак-цепторных свойств атомов и групп, входящих в молекулы. Так, высокомолекулярные жирные кислоты нерастворимы в воде (например, пальмитиновая кислота), а их натриевые соли (пальмитат натрия) растворимы в результате сольватации карбоксильных групп молекулами воды [173, с. 224]. [c.87]

    Для исследованных нефтепродуктов растворимость воды, вычисленная экстраполяцией на основе закона Генри, обнаруживает хорошее совпадение с результатами, опубликованными в литературе, но растворимость при насыщении, определяемая на основе линий отклонения, во всех случаях оказывается выше по крайней мере на 50%. [c.348]

    Кроме растворенной воды в топливах и маслах может присутствовать вода в виде эмульсий и в свободном состоянии. Свободная вода обычно находится на дне резервуара и является источником образования эмульсий. Она обусловливает также полное насыщение нефтепродуктов растворимой водой. В легких топливах воднотопливные эмульсии обычно нестоййи. Весьма стойкие эмульсии [c.129]

    В планах развития промышленности Советского Союза и других стран значительное место уделяется производству сжиженных газов. Основным источником получения сжиженных газов являются природные и попутные нефтяные газы, а также газы, получаемые при стабилизации и переработке нефти. Значительным резервом увеличения производства сжиженных газов является углубление отбора пропан-бутановой фракции из попутного нефтяного газа. Интенсивное использование сжиженных газов вызывает необходимость строительства большого парка хранилищ и продуктонроводов. При эксплуатации последних значительные трудности возникают из-за присутствия влаги в сжиженных газах и других нефтепродуктах. Растворимость воды в них нри обычных температурах не превышает 0,04% (мол.). Несмотря на это, ее присутствие может вызвать значительные осложнения. Перед тем как подать сжиженный газ в трубопровод, его необходимо тщательно осушить. Осушка сжиженных газов твердыми осушителями позволяет получить высокую степень осушки при несложном оборудовании. [c.382]

    Работ, посвященных определению элементов в нефтепродуктах атомно-абсорбционным методом с использованием графитовой кюветы, опубликовано мало /7-8/. В БашНИИНП разработаны беспламенные атомно-абсорбционные методики для определения ванадия и никеля в любых нефтях и нефтепродуктах, растворимых в ксилоле. [c.68]

    Разработаны беспламенные атомно-абсорбционныа методики определения ванадия и никеля в нефтях и нефтепродуктах, растворимых в ксилоле, с использовааивм графитовой печи. [c.73]

    Растворимость воды зависит от химического состава нефтепродуктов и внешних условий [3]. В бензинах наблюдается наибольшая растворимость, в реактивных и дизельных топливах — в 2 раза меньше, чем в авиационных бензинах, в котельных топливах и маслах без присадок — еще меньше. С повышением температуры растворимость воды в нефтепродуктах значительно возрастает. Свободная вода обычно находится на дне резервуара и является источником образования водно-топливных эмульсий. Она обусловливает также црлное насыщение нефтепродуктов растворимой водой. В легких топливах воднр-топливные эмульсии обычно нестойки. Весьма стойкие эмульсии образуются в тех случаях, когда плотности нефтепродуктов и воды отличаются незначительно друг от друга. Так, эмульсия воды с мазутом [30% (масс.)] при комнатной температуре не разрушается в течение нескольких месяцев. Устойчивость эмульсий возрастает в присутствии смолистых и высокомолекулярных веществ, а также сернистых, азотистых и кислородных соединений. Кроме того, на стабильность эмульсий оказывают влияние размеры капель, температура, вязкость нефтепродуктов и т. д. [c.10]

    К внещним признакам пластичных смазок, дающим ориентировочное представление об их качестве, относятся цвет, структура, растворимость в нефтепродуктах, растворимость в воде. [c.133]

    Обзор литературы (по 1956—1958 гг.) по следующим разделам методы анализа сернистых соединений нефти, окисление и гидрирование сернистых соединений, высокомолекулярные соединения нефти, применение метода инфракрасной спектроскопии к изучению углеводородного состава нефтей и нефтепродуктов, растворимость веществ в сжа1ых газах. [c.4]

    В случае использования в качестве растворителей нефтепродуктов растворимость хлорированных углеводородов, таких как дильдрин, возрастает с увеличением содержания ароматических веществ. Так как ароматические растворители могут причинять повреждения растениям, важно обеспечить, чтобы в использованном растворителе содержание ароматической фракции было не больше, чем это необходимо, а если это условие не соблюдено, то чтобы используемые растворители были достаточно летучи и быстро испар"ялись с поверхноспи растений. Полезно также упомянуть, что повреждения растений часта связаны с сульфируемой фракцией нефтяных масел. Поэтому ценно знать содержание несульфированного остатка в таких р астворителях, как минеральные масла для опрыскивания, так как чем выше их содержание, тем меньше опасность повреждения растений. [c.45]

    Приведенные в табл. 8 данные о растворимости изомеров в различных нефтепродуктах (петролейном эфире, бензине, керосине, парафиновом масле) нэсят ориентировочный характер и колеблются в зависимости от сорта и состава нефтепродукта. Растворимость в гидрофильных растворителях определяется содержанием в них воды— чем больше воды, тем ниже растворимость. Это видно на примере растворимости основных изомеров гексахлорциклогексана в метиловом спирте, применяемом при получении гексахлорана, обогащенного у-изомером (см. табл. 29, гл. III). [c.20]

chem21.info

Растворимость - воздух - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Растворимость - воздух

Cтраница 2

Растворимость воздуха в масле до насыщения зависит от сорта масла, уменьшаясь с увеличением плотности последнего.  [16]

Растворимость воздуха в масле зависит от температуры, увеличиваясь линейно с увеличением последней.  [17]

Растворимость воздуха в топливах уменьшается при понижении внешнего давления. По мере подъема самолета выделяющийся воздух выходит из баков самолетов, захватывая с собой и пары топлива. Выделение воздуха из топлива в баках при большой скорости подъема самолетов может запаздывать, что сопровождается интенсивным выделением воздуха в топливной системе. Образование паровоздушных пузырьков ведет к возникновению кавитации.  [18]

Растворимость воздуха в бензине при 20 на земле, % объемн.  [19]

Растворимость воздуха в керосинах мало зависит от их состава, содержания растворенной воды и свойств. Различие в растворимости воздуха ( газов) связано с поверхностным натяжением топлив.  [20]

Растворимость воздуха в реактивных топливах неодинакова и зависит от молекулярного веса составляющих углеводородов, плотности, вязкости, поверхностного натяжения, а также содержания в топливах воды.  [21]

Растворимость воздуха в воде уменьшается с повышением температуры. При нагревании воды выделяется растворенный в ней воздух. Объемные соотношения кислорода и азота в этом растворенном воздухе будут другие, нежели это имеет место в обычном воздухе.  [22]

Растворимость воздуха в нефтепродуктах уменьшается с их увеличением поверхностного натяжения. Растворимость воздуха в парафиновых углеводородах более высокая, чем в ароматических.  [23]

Растворимость воздуха незначительно меняется от температуры и значительно больше от давления. Поэтому при низких давлениях начинает выделяться воздух. Газ, выделившийся пз керосина, более богат кислородом, чем воздух, и содержит около 32 6 % кислорода, в то время как в воздухе содержится около 21 % кислорода. Это повышает взрывоопасноеть топлива в баках.  [24]

Растворимость воздуха в керосине зависит от поверхностного натяжения и уменьшается с его увеличением. На растворимость не влияют плотность и фракционный состав. Растворимость газов в углеводородах, использующихся как горючее в ракетных двигателях, отрицательно сказывается в условиях эксплуатации, увеличивает возможность возникновения кавитации в насосах, вызывает вскипание компонентов в баках при понижении давления и увеличивает испаряемость топлива прл дренировании баков. При уменьшении давления в баке в случае растворения воздуха образуется газовая смесь, содержащая большую долю кислорода, чем воздуха. Это создает опасность взрыва или вспышки газовой смеси в объеме над уровнем жидкости.  [25]

Растворимость воздуха в минеральных маслах зависит от сорта масла, уменьшаясь с увеличением его плотности.  [26]

Растворимость воздуха в топливах уменьшается при понижении внешнего давления. По мере подъема самолета выделяющийся воздух выходит из баков самолетов, захватывая с собой и пары топлива. Выделение воздуха из топлива в баках при большой скорости подъема самолетов может запаздывать, что сопровождается интенсивным выделением воздуха в топливной системе. Образование паровоздушных пузырьков ведет к возникновению кавитации.  [27]

Растворимость воздуха в масле до насыщения зависит от плотности масла: с увеличением плотности растворимость воздуха уменьшается.  [28]

Растворимость воздуха и составляющих его газов мало зависит от химического состава нефтяных топлив. Различия связаны с поверхностным натяжением топлив.  [29]

На растворимость воздуха в топливе оказывает влияние также количество растворенной в топливе влаги. Вследствие этого из увлажненного топлива для ВРД с понижением атмосферного давления выделяется больше воздуха, чем из сухого топлива, как это видно из приведенных ниже цифр.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Растворимость - природный газ - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Растворимость - природный газ

Cтраница 3

Температура кипения и упругость паров воды и гликолей сильно различаются, что облегчает регенерацию поглотителя, а небольшая вязкость поглотителя облегчает работу циркуляционных насосов. Обводненные гликоли неагрессивны в коррозионном отношении. Растворимость природного газа в них незначительная: при давлениях до 15 МПа она не превышает 6 л на 1 л гликоля. При атмосферном давлении ДЭГ начинает распадаться при 437 К, а ТЭГ при 478 К. ТЭГ имеет склонность к пенообразованию, для борьбы с этим применяют различные присадки, например моноэтаноламин.  [31]

Природные газы бесцветны, легко смешиваются с воздухом, растворимость их в воде и нефти различна. Свойства газов на поверхности и в пластовых условиях отличаются, они во многом определяются термобарическими условиями и физико-химическими параметрами среды. На растворимость природного газа влияют температура, давление, состав газа и нефти. Растворимость газа уменьшается с увеличением плотности нефти. Давление, при котором данная нефть полностью насыщена газом, называется давлением насыщения; если давление в залежи падает, то газ выделяется в свободную фазу.  [32]

Тазорастворяющая способность пластовой воды, в особенности высокоминерализованной, в 2 - 5, а иногда на порядок ниже, чем пластовой нефти. Влияние температуры и давления на растворимость природного газа в воде показано на рис. 1.20. При низких температурах и высоких давлениях возрастает вероятность образования твердой фазы - кристаллогидратов.  [33]

Возможность водной эмиграции углеводородных газов определяется их хорошей растворимостью. Экспериментально установлен широкий диапазон изменения растворимости природных газов в зависимости от минерализации, температуры и давления. Так, растворимость метана в дистиллированной воде изменяется от 0 05 м3 / м3 при давлении 1 МПа и нулевой температуре до 50 3 м3 / м3 гщи давлении 188 8 МПа и 280 С и до 135 2 м3 / м3 при 354 С и том же давлении.  [34]

Практически все свойства природных газов подчиняются правилу аддитивности и, следовательно, содержание в газе кислых компонентов влияет на его термодинамические параметры. Из кислых компонентов газа на его показатели заметное влияние оказывают сероводород и диоксид углерода, так как концентрации остальных компонентоз - серооксида углерода, сероуглерода, тиолов и других соединений относительно невелики. Например, с увеличением концентрации сероводорода и диоксида углерода повышается температура гидратообра-зования газа и понижается его коэффициент сжимаемости, увеличивается растворимость природных газов в воде и реагентах, применяемых в процессах промысловой и заводской обработки газа. Последнее связано с тем, что растворимость h3S и СО2 в этих реагентах и в воде выше по сравнению с растворимостью углеводородов.  [35]

Практически все свойства природных газов подчиняются правилу аддитивности и, следовательно, содержание в газе кислых компонентов влияет на его термодинамические параметры. Из кислых компонентов газа на его показатели заметное влияние оказывают сероводород и диоксид углерода, так как концентрации остальных компонентов - серооксида углерода, сероуглерода, тиолов и других соединений относительно невелики. Например, с увеличением концентрации сероводорода и диоксида углерода повышается температура гидратообра-зования газа и понижается его коэффициент сжимаемости, увеличивается растворимость природных газов в воде и реагентах, применяемых в процессах промысловой и заводской обработки газа. Последнее связано с тем, что растворимость h3S и СО2 в этих реагентах и в воде выше по сравнению с растворимостью углеводородов.  [36]

Предположим также, что пластовая вода, содержащаяся в порах пласта, сравнительно маломинерализовапная. Определим вероятную растворимость газа в воде. Согласно зависимостям, приведенным на рис. VI. Исследования показывают, что растворимость природного газа в пластовой воде должна зависеть от давления, температуры и степени минерализации воды. В минерализованной пластовой воде газ имеет меньшую растворимость, чем в пресной воде при идентичных давлениях и температурах. Додсоном построен график, иллюстрируемый на рис. VI.  [37]

Практически всякая жидкость содержит газ в растворенном состоянии. Согласно представлениям, развитым В.И. Ильичевым ( см., например, [33]), отдельные молекулы или группы молекул растворенного газа могут объединиться случайным образом в газовые пузырьки достаточно больших размеров. Так, например, обычная водопроводная вода при 20 С и атмосферном давлении содержит до 2 % воздуха. В нефти при тех же самых условиях находится от 2 до 10 % углеводородных газов. С увеличением давления растворимость природного газа в воде и нефти растет. При этом растворимость основного компонента природного газа - метана в пластовой воде более чем на порядок меньше его растворимости в нефти.  [38]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Растворимость - воздух - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Растворимость - воздух

Cтраница 3

Поскольку растворимость воздуха в растворе ПВС при повышенных температурах крайне мала, а формование волокна производится при температурах меньших, чем при проведении процессов подготовки прядильных растворов ( 80 - 90 С), то в момент формования прядильный раствор становится недосыщенным растворенным воздухом, последний не может выделиться в виде пузырьков в нити и на технологический процесс практически не влияет.  [31]

На растворимость воздуха в топливе оказывает влияние также количество влаги, растворенной в топливе. Вследствие этого из увлажненного топлива для ВРД с понижением атмосферного давления выделяется несколько больше воздуха, чем из сухого топлива.  [33]

Исследование растворимости воздуха в топливах для ВРД различного химического состава показало, что растворимость воздуха зависит от поверхностного натяжения топлив, что видно из приводимых цифр.  [34]

Значительно повышается растворимость воздуха в вискозе и тем самым увеличивается время, требующееся для его удаления из раствора.  [35]

Так как растворимость воздуха в конденсате незначительная из-за высокой температуры конденсата, воздух остается в свободном состоянии.  [36]

А - растворимость воздуха, мл в 1000 мл воды лри давлении 0 1 МПа, % О - содержание кислорода ( % объемные) в растворенном воздухе.  [37]

Здесь значение растворимости воздуха а 0 0175 взято из справочных данных.  [38]

По этой причине растворимость воздуха в рабочих жидкостях гидросистем рассматривается в настоящей главе.  [39]

Из-за понижения давления растворимость воздуха в воде уменьшается, и образующиеся при деаэрации мелкие пузырьки воздуха, поднимаясь вверх, увлекают с собой эмульгированные нефтепродукты. Вводимый коагулянт ( сернокислый алюминий или хлорное железо) способствует разрушению эмульсии.  [41]

С увеличением давления растворимость воздуха в масле увеличивается, при этом воздух, растворенный в масле, не изменяет модуля упругости масла. При понижении давления в гидросистеме избыток воздуха начинает интенсивно ыделяться из масла, увеличивая содержание в нем нерастворенного воздуха, что дополнительно снижает модуль упругости масла.  [42]

Экспериментальные данные по растворимости воздуха в воде отсутствуют. Однако мы не получим большую погрешность, если воспользуемся данными по растворимости природного газа, имеющимися в работе Дж.  [43]

С увеличением давления растворимость воздуха и газов в масле увеличивается, а при снижении давления уменьшается.  [44]

С повышением давления растворимость воздуха в нефтяной гндравлнч.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Растворяющая способность и растворимость нефти и углеводородов. — КиберПедия

Нефть и нефтепродукты хорошо растворяют йод серу, сернистые соединения, различные смолы, растительные и животные жиры. Эти свойства широко используется в технике. Нефтеперерабатывающие заводы (промышленность) выделяют специальные бензиновые фракции в качестве растворителей для резиновой, маслобойной, лако красочной и других отраслей.

Нефть растворяет также различные газы: воздух, окись углерода, углекислый газ, сероводород и др.

В воде нефть, нефтепродукты и углеводороды не растворяются. Их возможная растворимость ничтожна и не превышает сотых долей процента.

Для технологии разделения углеводородных смесей, а также очистки нефтяных масел большое практическое значение получили так называемые селективные (избирательные) растворители. С их помощью можно выделять из смеси определенные компоненты.

Решающие значение при применении селективных растворителей имеет температура.

Любая система растворитель – растворяемое вещество характеризуется температурой, при которой и выше которой наступает полное растворение, она называется критической температурой растворения (КТР).

Очевидно, если в смеси находятся вещества, растворяющиеся в данном растворителе при разных температурах, то появляется возможность их количественного разделения. В этом состоит принцип применения селективных растворителей для очистки углеводородов.

 

 

I Введение

 

Роль нефти и продуктов ее переработки для народного хозяйства. чрезвычайно велика. Из нефти получают бензин, керосин, реактивное и дизельное, котельное топливо, сжиженные газы и сырье для химического производства синтетического каучука и пластмасс, сотни наименований смазочных веществ и специальных масел. Без продуктов переработки нефти не мыслима работа энергетики, транспорта, строительства зданий, дорог, производство резины и многих химических продуктов. Поэтому важнейшие полезные ископаемые – нефть, газ требуют к себе самого бережного отношения.

За последние годы произошли крупные изменения в технологии переработки нефти. Появилось новое, более совершенное и высокопроизводительное оборудование, усовершенствованные схемы технологических процессов и способы их регулирования. Разработаны высокоактивные катализаторы для различных процессов. Особенностью современной переработки является комбинированные установки, т.е. совмещение в одной установке нескольких процессов.

Например, ГК-3 состоит из блоков прямой перегонки нефти, вторичной разгонки бензина, вакуумной разгонки, мазута, каталитического крекинга, а также блока газофракционирования. Комбинированная установка ЛК-6у включает процесс электрообессоливания, первичной переработки нефти, (ЭЛОУ+АВТ), каталитический риформинг с гидроочисткой бензина, керосина, дизельного топлива, газофракционирование.

Усложнение схем технологических установок, повышение их мощности,

увеличение сроков межремонтного пробега ужесточают требования к квалификации обслуживающего персонала. Оператор должен хорошо знать не только особенности установки конструкции аппаратов, процессы переработки нефтяного сырья, но и условия работы, требования к качеству сырья и продуктов смежных установок. По элементарному составу в нефти содержится (в % массе):

Углерода, С 82,6 ÷87

Водорода, Н2 11,1÷15,0

Кислорода, О2 до 0,9

Серы, S до 3,5

Азота, N2 до 0,4

 

В небольших количествах в нефти присутствует примеси многих металлов (железо, никель, ванадий и др.).

По химическому составууглеводороды нефти относятся к следующим классам соединений.

Парафиновое

Нафтеновые

Ароматические

Ненасыщенных СН соединений в нефти мало, но они в большом количестве образуются при термических процессах переработки нефти.

Парафиновые – углеводороды (СН) нефти представлены соединениями как с неразветвленной цепью (нормального) строения, так и с разветвленной целью (изостроения). Например Н- Бутан, изобутан

 

СН3 – СН2 – СН2 –СН3 и СН3 –СН –СН3

|

СН3

 

Парафиновых СН нормального строения в нефти значительно больше, чем СН изостроения. Однако целью полного процесса переработки нефти является получения последних, поскольку их наличие значительно улучшает эксплуатационные характеристики топливо. При изготовлении автобензинов изосодержащие повышают октановое число.

Из нафтеновых – СН в качестве примера можно называть циклопентан ициклогексан С5Н12 и С6Н12

 

СН2

СН2

Н2С СН2 Н2С СН2

Н2С СН2

СН2 СН2

СН2

 

 

Наличие нафтеновых углеводородов (СН) в реактивных и дизельных топливах положительно сказывается на их эксплуатационных свойствах. Нафтеновые (СН) обладают большей термической стойкостью, чем парафиновые, они менее склонны к нагарообразованию в двигателях, чем ароматические (СН).

Из нафтеновых углеводородов в процессе каталитического реформинга образуются ароматические углеводородов, содержание которых в нефти незначительно. Ароматические углеводороды (СН), входящие в состав бензинов, повышают их октановое число. Наряду с этим они являются сырьем для нефтехимической промышленности, например бензол С6Н6 и толуол С7Н8

 

СН

СН

НССН СН С-СН3

СН

НС СН СН

СН СН

 

 

Кислород, сера, азот входят в состав нефти в виде различных соединений. Присутствие в нефтом топливе содержания соединения серы нежелательно, так как они приводят к коррозии аппаратуры, трубопроводов и двигателей, и так же являются ядами для катализаторов ряда процессов нефтепереработки. Природный газ добывается вместе с нефтью или отдельно. Основные углеводородные компоненты газа: метан, этан, пропан и более тяжелые углеводороды. В состав нефтяных газов входит диоксид углерода, азота, гелия и сероводорода.

Знания химического состава нефти позволяет осуществить классификацию нефти и правильно определить пути переработки нефти.

cyberpedia.su

3. Растворимость газов в нефти и пластовой воде. Содержание паров нефти и воды в нефтяном газе

От количества растворённого в пластовой нефти газа зависят все её важнейшие свойства: вязкость, сжимаемость, термическое расширение, плотность и другие.

Распределение компонентов нефтяного газа между жидкой и газообразной фазами определяется закономерностями процессов растворения. Способность газа, растворятся в нефти и воде, имеет большое значение на всех этапах разработки месторождений от добычи нефти до процессов подготовки и транспортировки.

Процесс растворения для идеального газа при небольших давлениях и температурах описывается законом Генри:

или , (2.26)

где Vж – объём жидкости-растворителя;

a – коэффициент растворимости газа;

Vг – объем газа, растворённого при данной температуре;

Р – давление газа над поверхностью жидкости

К – константа Генри (К=f(a)).

Коэффициент растворимости газа (a) показывает, какое количество газа (Vг) растворяется в единице объёма жидкости (Vж ) при данном давлении:

. (2.27)

Коэффициент растворимости зависит от природы газа и жидкости, давления, температуры.

Природа воды и углеводородов различна. Углеводородная составляющая нефтяного газа растворяется хорошо в углеводородных системах, в нефти, а в воде хуже. Неуглеводородные компоненты нефтяного газа, такие как СО, СО2, Н2S, N2 растворяются в воде лучше.

Растворимость углеводородов в нефти подчиняется закону Генри. С повышением давления растворимость углеводородного газа растёт, а с повышением температуры – падает, углеводородные газы хуже растворяются в нефти с повышением температуры.

Разные компоненты нефтяного газа обладают разной способностью растворятся в жидкостях, причём с увеличением молекулярной массы газового компонента растёт коэффициент растворимости. Степень растворения углеводородных газов не зависит от молекулярной массы растворителя, а зависит от его природы.

Растворимость углеводородов в воде не подчиняется закону Генри. Коэффициент растворимости нефтяных газов в воде изменяется в широких пределах и достигает 4 – 5 ·10-5

м3 / (м3·Па).

Растворимость газа зависит также от минерализации воды, температуры, давления. С увеличением минерализации растворимость углеводородов в воде уменьшается. С увеличением температуры растворимость углеводородов в воде вначале уменьшается, а затем возрастает, пройдя через максимум. Причем температура минимальной растворимости различных газов возрастает с увеличением размера молекулы газа.

В зависимости от количественного содержания в газах h3S, С02 и паров воды различают нейтральные и кислые нефтяные Газы, а также сухие и влажные. Присутствие этих компонентов

иногда затрудняет использование нефтяного газа в качестве топлива или сырья для нефтехимии. Из-за высокой корроз,ион-ной активности и cклонности к гидрообразовaнию такой газ без предварительной очистки нельзя транспортировать на дальние расстояния. Подготовка нефтяного газа к транспортированию включает осушку, очистку от h3S и СО2 и, в зависимости от жирности газа, выделение фракций нестабильного бензина (фракция Сз и выше).

Как правило, наиболее тяжелые газы, относительная плот­ность которых превышает плотность воздуха, добывают с ме­сторождений вместе с легкой нефтью, имеющей сравнительно небольшой газовый фактор. Добыча тяжелых, вязких, асфальто-смолистых или парафиновых нефтей сопровождается получе­нием легкого сухого газа с высоким содержанием метана и этана.

Содержание водяных паров в нефтяном газе зависит от тем­пературы и давления, а также от молекулярной массы газа и солености воды. Влагосодержание нефтяных газов уменьшается с увеличением молекулярной массы газа и солености воды.

studfiles.net

Растворимость в углеводородах и водяного пара в топливе

Растворимость в углеводородах и водяного пара в топливе

В нефтяных дистиллятах, товарных топливах и индивидуаль­ных углеводородах растворяются газы и пары.

Практическое значение имеет растворимость в углеводородных смесях воздуха и основных его составляющих компонентов: азота, кислорода и водяных паров. Все процессы окисления углеводоро­дов и неуглеводородных органических примесей зависят от весо­вой концентрации кислорода, растворенного в углеводородной среде. Азот как инертный газ ограничивает или предотвращает эти явления, крайне ухудшающие эксплуатационные качества топлив.

Кислород и влага вызывают коррозию металлов, применяе­мых для изготовления транспортных средств и тары для хране­ния топлив. В результате коррозии сильно изнашиваются механизмы и загрязняются топлива. В контакте с водой топлива могут также загрязняться быстро размножающимися микроорганизмами и продуктами их жизнедеятельности.

Источником воды в топливе являются водяные пары, содержа­щиеся в воздухе. Поскольку концентрация водяных паров в воз­духе непостоянная, степень обводненности топлив изменяется.

В зависимости от температуры и относительной влажности окру­жающей атмосферы содержание растворимой (гигроскопичной) соды будет увеличиваться или уменьшаться. Избыток для данных условий воды будет испаряться в атмосферу, если температура окружающего воздуха выше температуры топлива, или конденси­роваться и выводиться из топлива путем отстоя, если температура окружающего воздуха будет ниже температуры топлива (охлажде­ние). Конденсация в топливе избыточной воды начнется с появ­ления мельчайших капель, укрупняющихся и образующих нижний подтопливный слой. Скорость отстоя зависит от вязкости, темпе­ратуры системы, толщины слоя жидкости. Выделение и отстой из­быточной влаги из топлива при резком понижении температуры может сопровождаться образованием кристаллов льда, остающих­ся, вследствие своей малой плотности, над топливом или в тол­ще жидкости во взвешенном состоянии.

Воздух и составляющие его газы, в том числе водяной пар, проникают в жидкую фазу двумя путями: растворяясь в процес­се диффузии, а также при перемешивании топлива. Растворимость газов и паров зависит от химической структуры растворителя, природы и парциального давления растворяющегося газа или пара, температуры окружающей среды и подчиняется закону Генри. По этому закону концентрация С растворенного в жид­кости газа или пара пропорциональна его парциальному давле­нию Р, а отношение этих величин соответствует постоянному для данных условий коэффициенту пропорциональности К:

Растворимость нескольких газов в одном и том же раствори­теле будет пропорциональна парциальному давлению каждого из них в данных условиях. Для водяного пара было показано, что коэффициент пропорциональности К равен отношению макси­мально возможной концентрации воды Смакс. в углеводороде при данной температуре к давлению насыщенных водяных паров Рнас. в. в воздухе при той же температуре:

Концентрация растворенной воды в углеводородах пропорциональ­на относительной влажности воздуха.

Аэрация топлив происходит за счет механического вовлечения воздуха, а вместе с ним и водяного пара, в толщу жидкости при ее распыливании (перекачка, слив открытой струей, перемещение слоя жидкости при транспортировании и т. п.). При этом воздух и его составляющие проникают в толщу жидкости в виде пузырь­ков различных размеров. При спокойном состоянии топлива пу­зырьки газов будут, поднимаясь, выделяться из жидкости. При этом объем пузырьков уменьшится из-за частичного растворения газа в жидкости. Растворение в жидкости всплывающих газовых пузырьков представляет собою диффузионный процесс, заключа­ющийся в образовании на граничной поверхности жидкость—газ насыщенного газом раствора и в уносе вещества от поверхности.

Скорость растворения пузырьков газа в жидкости и длина пути, пробегаемого пузырьками до их полного растворения при различных режимах всплывания, могут быть рассчитаны. Скорость выделения газовых пузырьков зависит от вязкости жидкости и коэффициента диффузии газа или пара в углеводородной среде, а объем пузырька газа или пара — от насыщения газами жидкости при данной температуре и длительности их прохождения по вы­соте слоя жидкости.

При одинаковых температурах растворимость кислорода в уг­леводородной смеси значительно больше, чем азота. Так, в бен­золе при 25°С растворяется кислорода 0,22 м3/м3, а азота 0,12 м3/м3.

В топливе, насыщенном газом, другой газ уже не растворяет­ся. При насыщении реактивного топлива азотом (0,006 вес. % при нормальных условиях) растворение в этом топливе кислорода исключалось.

Тот факт, что растворимость кислорода в углеводородных сме­сях больше, чем азота, весьма отрицательно сказывается при экс­плуатации топлив. При обмене с воздухом топливо обогащается кислородом, в связи с чем концентрация его в жидкой фазе воз­растает. С увеличением концентрации кислорода интенсивность окисления компонентов топлива усиливается.

При нормальных условиях в топливе растворимость кислорода на 60—70% выше, чем азота. Объемное соотношение азота и кис­лорода в растворенной газовой смеси равно 2,07:1, в то время как в воздухе оно составляет 3,76: 1. Поэтому на высоте 8000 м при пониженном давлении выделяющийся из авиационного топлива воздух содержит 26—30% кислорода. При такой его концентра­ции теоретически возможно воспламенение паров топлива. Следовательно, взрывоопасность авиационных топлив на высоте значительно возрастает.

Следует заметить, что деаэрация топлива, или скорость выде­ления пузырьков газа, в сильной степени зависит от чистоты жид­кости. В присутствии следов загрязнений и примесей поверхностно- активных веществ (в том числе смол) скорость выделения пу­зырьков газов резко снижается. Это происходит из-за задержки движения жидкости на нижней (кормовой) части пузырька. При введении на 1 моль воды 3 • 10-6 молей октилового спирта коли­чество выделяющегося из воды воздуха значительно снижается. По-видимому, такая концентрация октилового спирта в воде соот­ветствует пределу адсорбции этого вещества на нижней (кормо­вой) поверхности пузырька воздуха.

Растворимость кислорода и азота в топливе с повышением температуры увеличивается, однако это происходит не столь ин­тенсивно, как для водяного пара.

При 18—20 °С углеводороды и их смеси растворяют кислорода (в м3/м3):

В сравнимых условиях растворимость кислорода уменьшается с повышением температуры кипения топлив. Растворимость его возрастает с увеличением парциального давления кислорода в воздухе (табл. 75).

Растворимость кислорода в углеводородах значительно выше, чем в воде. При парциальном давлении 160 мм рт. ст. в воде рас­творяется 6 см3/л кислорода, т. е. в пять раз меньше, чем в газойле и в 20 раз меньше, чем в пентане в аналогичных усло­виях. Эти данные также показывают, насколько сильно может изменяться концентрация кислорода в топливах. В авиационных бензинах содержание растворенного кислорода при 20 °С колеб­лется в пределах от 3,5 до 43,7 см3/л или от 7 до 87 мг/кг.

В. Г. Березкин и В. Р. Алишоев определили на газохроматогра­фе содержание растворенного кислорода в товарных дистиллятных топливах, имеющих различные пределы кипения. Точность опре­деления ±4%. Для равновесного состояния при температуре 20 °С и нормальном давлении, при котором концентрация кис­лорода в топливе не изменялась даже с продувкой воздуха, были

установлены следующие значения растворимости кислорода (в см3/100 мл топлива):

С увеличением плотности, молекулярного веса составляющих топливо углеводородов и температуры выкипания в сопоставимых условиях растворимость кислорода падает. Максимальное коли­чество кислорода в топливе обнаруживается после его фильтра­ции. При фильтрации многократно увеличивается поверхность жидкости, вступающей в контакт с воздухом. Происходит не толь­ко растворение газов, но и аэрирование топлива. При пересыще­нии топлив воздухом и его частичном выделении могут образовы­ваться нестойкие пены. Из вязких продуктов, например кероси­нов, наиболее полно воздух может быть удален при помощи меха­нического перемешивания в условиях, предотвращающих проник­новение в жидкую фазу новых порций воздуха (при небольшом вакууме).

В патентной литературе приводятся методы выделения кисло­рода из топлива. Предлагается обрабатывать нефтепродукты твердыми щелочными и щелочно-земельными металлами, сульфи­тами аммония, натрия (твердыми солями, но не их растворами) в атмосфере инертного газа — азота.

Считают, что в углеводородных смесях (от бензина до смазоч­ных масел.) при нормальном давлении и температуре может рас­твориться воздух от 7 до 25% объема, занимаемого нефтепро­дуктом.

Ниже приведены значения растворимостей воздуха при 15,5°С для керосинов различных сортов:

Растворимость воздуха в керосинах мало зависит от их соста­ва, содержания растворенной воды и свойств. Различие в раство­римости воздуха (газов) связано с поверхностным натяжением топлив. Чем ниже поверхностное натяжение, тем выше раствори­мость.

Сильное внезапное выделение растворенного в топливе возду­ха или других газов, часто обусловленное интенсивным переме­шиванием топлив, вызывает их вспенивание. Вспенивание может происходить в баках самолета в связи с быстрым набором высоты (понижение давления окружающей атмосферы, см. рис. 57), а также в связи с интенсивным перемещением при этом топлива в баках.

При одинаковых температуре и давлении растворимость воды в углеводородах падает с увеличением их молекулярного веса и, следовательно, с повышением температуры кипения. С повыше­нием температуры углеводородной смеси растворимость воды рез­ко возрастает. Так, в керосине растворимость воды при 200 °С увеличивается в 13 раз, а в смазочном масле (молекулярный вес 434) в 6 раз по сравнению с растворимостью в этих же продук­тах при 100°С. Из углеводородов наиболее влагоемок бензол. С увеличением длины и числа боковых цепей в молекуле гомо­логи бензола становятся менее гигроскопичными и, наконец, по этому показателю приближаются к углеводородам иного строе­ния. Так, по растворимости воды пропилбензол и мезитилен будут мало отличаться от гептана (табл. 76). При низких, в том числе отрицательных температурах (от —2 до 20°С) растворимость во­ды в углеводородах невелика (0,001—0,005 вес. %). Скорость из­менения содержания воды в топливе будет определяться ско­ростью диффузии паров воды из топлива в воздух и обратно, растворенных паров воды в толще углеводородной смеси, конвек­ционных токов в этой смеси, а также отношением поверхности соприкосновения топлива с воздухом к объему топлива, залитого в емкость.

Интересную закономерность можно заметить для углеводоро­дов различных молекулярных весов и строения, если представить растворимость в них воды на логарифмической сетке (рис. 58). Различие в растворимости возрастает с понижением темпе­ратуры системы из-за конденсации и вымерзания воды. При тем­пературе ниже 15 °С прежде всего освобождаются от воды низко­молекулярные углеводороды, относящиеся к классу алканов. Алкены, алкадиены и моноциклические ароматические углеводороды в равных температурных условиях задерживают в 3—4 раза боль­ше воды, чем низкомолекулярные алканы. С увеличением темпе­ратуры и, следовательно, давления насыщенных паров углеводо­родов различия, связанные с их строением, исчезают; раствори­мость резко возрастает. При 230—250 °С для всех углеводородов, в том числе для их смесей, линия растворимости проходит через одну как бы фокусную точку. В этой точке растворимость воды достигает приблизительно 20 мол. %, в то время как при 15,6 °С для углеводородов различного химического строения она состав­ляет 0,015—0,5 мол. %, т. е. в 1600—40 раз меньше. Логарифм молярной растворимости воды в углеводородах соответствует прямой линии, являющейся функцией от температуры. На этом основании составлена номограмма, по которой достаточно точно можно определять изменение растворимости воды в углеводородах в интервале от 10 до 204 °С (рис. 59)

Для определения влагосодержания в индивидуальных углево­дородах или нефтепродуктах, указанных в номограмме, значение заданной температуры на левой шкале соединяют прямой с соот­ветствующей точкой и продолжают прямую до пересечения с пра­вой шкалой. В точке пересечения прямой с правой шкалой будет искомое значение. Например, для бензола при 80 °С раствори­мость воды составит 1,24 мол. %.

В табл. 77 приведены данные о растворимости воды при раз­личных температурах в некоторых индивидуальных углеводоро­дах.

Из этих данных видно, что не только температура, но и строе­ние углеводородов оказывает значительное влияние на количест­во растворимой воды. Колебания содержания воды, растворенной в нефтепродуктах, обусловленные изменениями температуры, вызывают особые затруднения при их хранении и эксплуатации. Растворимость воды изменяется со сменой времени суток (день—ночь), времени года (зима—лето), климатического пояса, степенью насыщения возду­ха влагой (приморские районы, пустыни), а для авиационных топлив, кроме того, с высотой полета.

С понижением температуры окружающей среды и охлажде­нием топлива избыток воды конденсируется и выделяется в виде эмульсионной фазы. Так, при охлаждении в баке поднимающегося самолета 9000 л авиационного топлива с 15 до 0 °С выделилось 0,4 л воды.

Скорость насыщения водой предварительно осушенного топли­ва до равновесного состояния с влажностью окружающего воз­духа велика. Так, при 17 °С и 100%-ной влажности воздуха топ­ливо Т-1 насыщалось влагой до содержания 0,005 вес. % в течение 1,5 ч; до 0,0055% в течение 4 ч; при 0 °С максимум до­стигался через 2 ч. Из данных, приведенных ниже, видно, насколько значительно влияние температуры на содержание в топливе растворенной воды:

Система топливо — вода — кислород — азот находится в непре­рывно изменяющемся динамическом равновесии, не подчиняю­щемся регулированию до тех пор, пока топливо не будет изолиро­вано от окружающего воздуха. Между тем в условиях производ­ства, транспортирования и применения огромных количеств нефтяных топлив их полная изоляция от окружающей среды едва ли осуществима.

vdvizhke.ru