Значение адсорбционно-сольватных слоев ССЕ в УДС для нефтяной промышленности

Общие закономерности, присущие адсорбционно-сольватным слоям ССЕ в УДС, изложены ниже.

Теперь некоторая информация об адсорбционно-сольватном слое.

Обобщая случаи адсорбции и абсорбции (твердое тело — газ, раствор — газ, твердое тело — раствор) следует сказать, что во всех случаях формируются адсорбционно-сольватные слои различной толщины (от моно- до полислоя). В одних случаях адсорбционно-сольватные слои образуются с внешней стороны (пузырек, ассоциат, кристаллит), в других — с внутренней (поры, трещины).

1. Толщина адсорбционно-сольватного слоя h зависит от природы ядра, кривизны его поверхности и качества дисперсионной среды. В одной и той же дисперсионной среде при равных значениях размера ядра (r = const) h растет в ряду газ → жидкость → твердое тело. В такой же последовательности растет значение силового поля вокруг ядра ССЕ.

2. При изменении внешними воздействиями баланса сил в УДС представляется возможным в широких пределах (от h монослоя до h полислоя) регулировать геометрические размеры адсорбционно-сольватных слоев.

3. Изменение геометрических размеров адсорбционно-сольватного слоя влияет на его физико-химические свойства и в целом на свойства ССЕ и УДС. В связи с этим одни и те же соединения, находящиеся в адсорбционно-сольватном слое и дисперсионной среде, принципиально отличаются по своим физико-химическим свойствам.

4. Избирательный переход в результате внешних воздействий соединений из дисперсионной среды в адсорбционно-сольватный слой и, наоборот, приводит к перераспределению углеводородов между фазами, что имеет важное значение для практики.

5. Наличие и значение толщины адсорбционно-сольватных слоев вокруг ядер ССЕ влияет на температуру фазовых переходов в УДС (температуры кипения, застывания, кристаллизации и др.). Толщина адсорбционно-сольватных слоев измеряется различными методами.

Толщина адсорбционно-сольватных слоев влияет на устойчивость УДС против расслоения, что важно при добыче, транспорте и переработке нефти. В зависимости от структуры и физико-химических свойств слоя продолжительность жизни ССЕ может колебаться от тысячных долей секунды до бесконечности. Несомненно, продолжительность жизни ССЕ оказывает важное влияние на действие смазочных масел, пластичных смазок, профилактических средств, котельных топлив и др. Коэффициент охвата пласта реагентами также во многом зависит от размеров ССЕ и влияет на конечные результаты процесса. Между адсорбционно-сольватным слоем и дисперсионной средой идет непрерывный обмен соединениями. В период пребывания соединений в слое на них действует силовое (адсорбционное) поле ядра. Если силы адсорбционного слоя поля превышают прочность нефтяных соединений, то в слое протекают процессы, связанные с деструкцией молекул—химические превращения (межфазный катализ). После разрыва молекулы ее активные осколки не могут оставаться в слое и покидают его, уступая место новым молекулам, и процесс повторяется.

Другими словами, при значительных искривлениях поверхности ССЕ, независимо от агрегатного состояния ядра, в слое протекают процессы, аналогичные происходящим на поверхности твердых катализаторов. Но каталитический эффект ослабляется по мере перехода от твердых поверхностей к жидким и далее к газам. Этот эффект на поверхности пузырьков близок нулю. Наличие значительных адсорбционно-сольватных слоев может создавать эффект «парашютности» и ограничить движение ССЕ особенно в вязкой среде, по объему дисперсионной среды, что может иметь как положительное (создание, например, в процессе транспорта устойчивых против расслоения систем), так и отрицательное (при необходимости создания условий для расслоения при деасфальтизации, депарафинизации) значение.

В процессе сгорания топлив (в двигателях, котельных установках) важное значение имеет скорость горения. Поскольку перед сгоранием топлива переходят обычно из жидкого в парообразное состояние (через стадию дисперсного состояния), большое значение имеет продолжительность жизни возникающих из жидкой фазы ССЕ. Если она больше, чем период сгорания, то регулирование процесса горения возможно при условии управления размерами (поверхностью горения) дисперсных частиц, в том числе и толщиной адсорбционно-сольватного слоя.

Несомненное значение имеют размеры ССЕ и толщина адсорбционного слоя при разделении нефтей на фракции (перегонка, ректификация, кристаллизация, стеклование и т. д.).

Дата добавления: 2014-01-20