Главная | Обратная связь

Теоретические основы процесса.

Адсорбция - это концентрирование вещества из объема фаз по поверхности раздела между ними.Способность активированных углей, естественных , синтетических алюмосиликатов, алюмогеля, цеолитов адсорбировать на своей поверхности различные вещества широко используется при разделении сложных смесей, в том числа и нефтяных фракций, на составляющие их компоненты.

Концентрирование вещества может быть из газа или жидкости, на твердом или жидком адсорбенте. Процесс обусловлен взаимодействием концентрируемого вещества и адсорбента. (Силы этого взаимодействия - силы Ван-дер-Ваальса).

Химическая

Адсорбция

 

	Физическая

Физическая адсорбция - обратимый процесс, он приводит к равновесному распределению вещества между фазами, не изменяя хим состав всей системы.

Химическая адсорбция - процесс необратимый, при ней протекают хим реакции на границе раздела фаз. Образуютсяновые ковалентные и ионные связи, изменяется состав системы.

Для достижения сорбционного равновесия необходима высокоразвитая поверхность раздела фаз, т.е. системы должна быть высокодисперсионной.

Все адсорбенты обладают пористой структурой; размеры пор у них разные и они делятся на три группы:

1. Микродисперсные (d пор меньше 15*10^-10м.)
2. Переходнопористые (d пор 15 ÷ 1000*10^-10м.)
3. Макропористые (d пор 1000 ÷ 2000*10^-10м.)

Наиболее применима 2 группа: алюмогели, силикагели, алюмосиликатные катализаторы.

Адсорбенты подразделяются на полярные и неполярные

а) Адсорбция на полярных адсорбентах.

При адсорбции на полярных адсорбентах основную роль играют полярные силы: ориентационное и индукционное взаимодействие.

Молекулы полярных адсорбентов состоят из окислов кремния, алюминия и содержат кристализационную воду. Структурные решетки адсорбентов образованы ионами кремния Si⁺⁴, алюминия Al⁺³, кислорода О^-2, гидроксид-ионами OH^-; или комплексами (AlO₄)^-5, (SiO₄)^-4.

Ионы, лежащие на поверхности абсорбента обладаю электростатическими зарядами, силовые поля которых не скомпенсированы внутри лежащими ионами. Поэтому поверзность адсорбента имеет электростатический заряд. Такие адсорбенты полярные.

В основу процесса адсорбции на полярных адсорбентах положена различная адсорбируемость компонентов масла. Адсорбируемость тем выше, чем больше величина дипольная момента µ молекулы.

Адсорбция неполярных компонентов (у/в часть масла) происходит за счет образования индуцированных диполей µ_и. на поверхности адсорбента в результате притяжения молекул образуется слой адсорбированного вещества. Силы притяжения компонентов из смеси к поверхности адсорбента зависят от структурных особенностей молекулы, т.е. адсорбция избирательна. Сила притяжения характеризуется количеством тепла, которое выделяется при соприкосновении с поверхностью адсорбента. Наибольшее количество тепла выделяется при адсорбции компонентов, имеющих наибольший дипольный момент молекулы, т.е. наибольшую поляризуемость. Наибольшее количество тепла выделяется при адсорбции ? насыщенных молекул, которые содержат двойные связи (гетероатомы: S, O, N; полициклы).

Все компоненты масляных фракций по адсорбируемости на полярных адсорбентах можно расположить в след ряд:

1. Смолисто асфальтовые вещества (высокая поляризуемости из-за несимметричности строения, из-за наличия конденсированных ароматических колец и гетероатомов S, O, N).
2. Ароматические у/в (Наличие конденсированных систем. С увеличением числа циклов, больше µ, выше адсорбируемость. Чем меньше длинных боковых цепей, тем больше адсорбируемость).
3. Серосодержащие соединения
4. Парафино-нофтеновые у/в.

С поверхности адсорбента можно десорбировать отдельные группы компонентов масляных фракций с помощью растворителя. В качстве растворителя применяют низкомолекулярные у/в метанового ряда, обладающие меньшей адсорбируемостью, чем масляные компоненты. В практике, в качестве растворителей адсорбционной очистки используют низкокипящую фракцию нефти-лигроин.

б) Адсорбция на неполярных адсорбентах

Одним из неполярных адсорбентов явл. активированный уголь.. Активированных адсорбентов явл. активированный уголь. Активированный уголь получают из древесного угля обработкой водяным паром при высокой температуре. Поверхность неполярного адсорбента образована электронейтральными атомами и не несет электростатического заряда. Основными силами взаимодействия поверхности адсорбентов и компонентов масла являются неполярные силы: дисперсионные силы взаимодействия. Исходя отсюда все компоненты по адсорбируемости на неполярных адсорбентах можно расположить в следующий ряд:

1. Н-парафиновые у/в (обладают неибольшей адсорбируемостью)
2. Изо-парафиновые у/в
3. Нофтеновые у/в
4. Ароматические у/в с боковыми цепями нормального строения
5. Ароматические у/в с боковыми цепями изо-строения.
6. Полициклическая ароматика
7. Серосодержащие соединения и смолисто-асфальтовые вещества.

 

1) Адсорбенты используются в технологии производства масел для очистки дистиллятных фракций вместо очистки избирательными растворителями (селективная очистка). Используются: силикагели, алюмогели, алюмосиликатные катализаторы.

2) Доочистка после деппрпфинизации масляных дистиллятов, с целью повышения стабильности, улучшения цвета, удаления следов растворителей. Исользуются активные глины.