ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ТОПЛИВА И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Лекция 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОДГОТОВКИ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ К ПЕРЕРАБОТКЕ

Классификация нефтяных дисперсных систем Агрегатное состояние Условное обозна чение ТипПримеры дисперсной фазыдисперсионной среды Твердая 1Твердая 2т1/т2Твердые структуры Нефтяной углерод различной степени анизотропности ЖидкаяТвердаяж/тТвердые эмульсии Петролатум, гач, церезин ГазообразнаяТвердаяг/тТвердые пены Нефтяной углерод ТвердаяЖидкаят/жСуспензии, золи, гели Крекинг-остатки, смолы пиролиза, мазуты гудроны, пеки Жидкая 1Жидкая 2ж1/ж2Жидкостные эмульсии Системы «масло – растворитель» вблизи критической температуры растворения, водонефтяная эмульсия ГазообразнаяЖидкаяг/жГазовые эмульсии, пены Нефтяное сырье в процессе перегонки, ректификации ТвердаяГазообразнаят/гАэрозолиИзмельченный технический углерод ЖидкаяГазообразнаяж/гАэрозолиТуман, образованный каплями углеводородных жидкостей в воздухе, газах Газообразная –*Природные, попутные, заводские газы

Классификация НДС по дисперсности высокодисперсные (нефтяные системы, содержащие частицы с размерами от нескольких нанометров до долей микрона, удельная межфазная поверхность составляет десятки, сотни, а иногда и тысячи квадратных метров на один грамм дисперсной фазы ) высокодисперсные (нефтяные системы, содержащие частицы с размерами от нескольких нанометров до долей микрона, удельная межфазная поверхность составляет десятки, сотни, а иногда и тысячи квадратных метров на один грамм дисперсной фазы ) грубодисперсные (частицы грубодисперсных НДС имеют размеры от микрона и более, удельная поверхность таких НДС менее 1 м 2 /г ) грубодисперсные (частицы грубодисперсных НДС имеют размеры от микрона и более, удельная поверхность таких НДС менее 1 м 2 /г )

Классификация НДС по дисперсности ультрамикрогетерогенные НДС (1–100 нм) ультрамикрогетерогенные НДС (1–100 нм) микрогетерогенные НДС (100–10000 нм) микрогетерогенные НДС (100–10000 нм) грубодисперсные НДС (размеры частиц превышают нм) грубодисперсные НДС (размеры частиц превышают нм)

Классификация НДС по форме образующих их частиц частицы волокнистой формы частицы волокнистой формы частицы сферической формы и др. частицы сферической формы и др.

Классификация П. А. Ребиндера г де r – средний размер частиц, участвующих в броуновском движении; – безразмерный множитель; R – универсальная газовая постоянная; N A – число Авогадро; Т – температура, К. При комнатной температуре (T 300 K) для частиц радиусом м Дж/м 2.

Классификация П. А. Ребиндера > m лиофобные НДС > m лиофобные НДС < m лиофильные НДС < m лиофильные НДС

Нефтяные эмульсии Эмульсии – это дисперсные системы, состоящие по меньшей мере из двух взаимно мало- или нерастворимых жидкостей, одна из которых диспергирована в виде мельчайших капель (глобул) и называется дисперсной фазой, а другая – дисперсионной средой (жидкость, в которой глобулы распределены) Эмульсии – это дисперсные системы, состоящие по меньшей мере из двух взаимно мало- или нерастворимых жидкостей, одна из которых диспергирована в виде мельчайших капель (глобул) и называется дисперсной фазой, а другая – дисперсионной средой (жидкость, в которой глобулы распределены)

Нефтяные эмульсии нефть в воде (Н/В) – гидрофильная нефть в воде (Н/В) – гидрофильная вода в нефти (В/Н) – гидрофобная вода в нефти (В/Н) – гидрофобная

Термодинамика и кинетика фазовых переходов в НДС Дисперсное состояние в нефтяной системе может формироваться двумя путями: 1) диспергированием макроскопических фаз (без изменения агрегатного состояния веществ дисперсной фазы); 1) диспергированием макроскопических фаз (без изменения агрегатного состояния веществ дисперсной фазы); 2) конденсацией из молекулярных растворов (с изменением как агрегатного, так и химического состава дисперсной фазы). 2) конденсацией из молекулярных растворов (с изменением как агрегатного, так и химического состава дисперсной фазы).

Термодинамика и кинетика фазовых переходов в НДС – объемная составляющая потенциала Гиббса – поверхностная составляющая потенциала Гиббса r – радиус частицы – поверхностное натяжение на границе дисперсная частица– дисперсионная среда

Термодинамические условия возможности образования нефтяных дисперсных систем Возможность образования НДС >00Исключается 0

Термодинамика фазовых равновесий многокомпонентных смесей Условие равновесия между фазами в гетерогенной системе Условие равновесия между фазами в гетерогенной системе – число молей i-го компонента В равновесных условиях

Основные термодинамические принципы

Изменение энтальпии при переходе системы из состояния А в С