Главная -> Словарь

Химической структуре

1,5%). Несмотря на сравнительно малое количество неуглеводородных примесей, они, как мы убедимся в этом дальше, оказывают большое влияние на эксплуатационные характеристики авиационных топлив. Главными же носителями энергетических и некоторых эксплуатационных характеристик топлив являются углеводороды. Постоянное стремление к повышению весовой и объемной теплоты сгорания, улучшению характеристик сгорания, низкотемпературных и высокотемпературных свойств топлив привело к необходимости глубокого изучения химической структуры углеводородов и к разработке таких технологических методов производства топлив, когда в их состав включаются нужные углеводороды. Углеводороды, входящие в состав топлив, разделяют на следующие группы.

Свойства диэфиров зависят от их химической структуры. С увеличением длины углеводородной цепи повышаются вязкость и температура застывания и уменьшается угол наклона вязкостно-температурной кривой. Циклические группы вызывают значительное повышение вязкости, но ухудшают вязкостно-температурные характеристики диэфиров. Введение в молекулу боковых цепей понижает температуру застывания и ухудшает вязкостно-температурную характеристику диэфиров. Наибольшее распространение в качестве смазочных масел получают диэфиры изомерного строения.

В процессе пиролиза в зависимости от температуры, типа катализатора и продолжительности крекинга могут происходить разнообразные изменения химической структуры молекул :

Установлено, что при экстракции неполярными экстрагентами при гемпературах вблизи критического состояния растворителей также проявляется избирательная растворимость высокомолекулярных углеводородов масляных фракций. Обусловливается это тем, что с приближением температуры экстракции к критической происходит резкое снижение плотности растворителя и соответственное ослабление прочности связей между молекулами растворителя и растворенных в нем углеводородов. В то же время силы дисперсионного взаимодействия между молекулами самих углеводородов при этом практически не изменяются. В результате, при определен — ных гемпературах внутримолекулярные силы углеводородов могут превысить межмолекулярные силы взаимодействия между растворителем и углеводородами и последние выделяются в виде дисперсной фазы. При этом, поскольку энергия дисперсионного взаимодействия является функцией от молекулярной массы молекулы, в первую очередь из раствора выделяются наиболее высокомолекулярные смолисто-асфальтеновые соединения, затем по мере повышения температуры — углеводороды с меньшей молекулярной массой. При температурах, превышающих критическую,из раствора выделяются все растворенные в нем соединения независимо от моле кулярной массы и химической структуры углеводородов .

Влияние химической структуры молекул полярных растворителей на их растворяющую способность

следующие основные закономерности по влиянию химической структуры молекул полярных растворителей на их растворяющую способность :

По степени влияния химической структуры основной цепи молекул на избирательную способность растворителей с одинаковой функциональной группой установлена следующая последовательность: тиофеновое кольцо бензольное кольцо фурановое кольцо алифатическая цепь.

Биоразложение пролитого масла. 6 зависимости от химической структуры , содержания гетероорганических соединений и присадок, молекулярной массы и т. д., на минеральные масла по-разному воздействуют кислород и микроорганизмы . В аэробных условиях скорость разложения зависит от содержания минеральных солей и микроэлементов, температуры и величины рН. В случае углеводородов, растворенных в воде, скорость их разложения определяется химической структурой и содержанием кислорода в воде. Олефины и ароматические соединения окисляются до кислородосодержащих соединений в сравнительно короткий срок. На биологическое разложение углеводородов расходуется кислород с образованием аммиака, сероводорода и соли двухвалентного железа и марганца в сложившихся восстановительных условиях.

углеводороды. Это обусловливает большую сложность и разнообразие химической структуры и свойств составляющих остаточные продукты как жидких, так и твердых компонентов. Вследствие высокого молекулярного веса входящие в состав остаточных продуктов твердые углеводороды обладают весьма мелкой кристаллической структурой.

Поскольку вязкостно-температурные кривые вещества с различной химической структурой могут пересекаться, то возможны случаи, часто встречающиеся в практике, когда масло относительно невысокой определяющей вязкости, но обладающее крутой вязкостно-температурной кривой будет характеризоваться более высокой температурой вязкостного застывания, чем другое вещество более высокой определяющей вязкости, но с пологой вязкостно-температурной кривой. Следовательно, температура вязкостного застывания некристадошзующихся компонентов нефтяных масел зависит от тех же факторов, химической структуры,

Относительно зависимости крутизны наклона вязкостно-температурной кривой углеводородов, характеризуемой, в частности, их индексом вязкости , от химической структуры их молекул также имеется многочисленная литература, что позволяет нам ограничиться кратким рассмотрением основных итоговых положений. В частности, данный вопрос подробно разбирается в работах, упоминавшихся выше при рассмотрении зависимости вязкости углеводородов от их химической природы, а также в работе Г. И. Фукса (((121.

Существует значительное сходство в химической структуре азотистых концентратов, выделенных из одноименных фракций смол разных топлив. Это относится прежде всего к топливам ДА и Т-1, что, очевидно, объясняется единством происхождения этих топлив. С другой стороны, наблюдается определенное различие в общей структуре между азотистыми концентратами, выделенными из бензольных и спирто-ацетоновых фракций. Это различие

Целесообразно кратко охарактеризовать наиболее важные сорта синтетических каучуков, чтобы иметь необходимые общие сведения о них, которые потребуются для сопоставления их. Синтетические каучуки по своим свойствам вполне сравнимы с натуральными каучуками, а некоторые из них характеризуются весьма желательными и технически ценными свойствами, отсутствующими у природных каучуков. По химической структуре природный каучук можно рассматривать как полимер изопрена, т. е. 2-метилбутадиена-1,3. Этот углеводород никогда не был обнаружен в каучуконосах, но он обычно используется в сравнительно незначительных количествах при производстве синтетического каучука из изобутилена . Небольшое количество изопрена придает бутил-каучуку способность к вулканизации серой. Бутилкаучука производится 65 000 т в год и ввиду своей высокой герметичности к воздуху он используется почти исключительно для производства камер.

Научная литература по геопорфиринам довольно обширна и разнообразна. Много исследований посвящено методическим вопросам и геохимическим аспектам изучения нефтяных порфиринов. Работы этих направлений обобщены ранее в ряде обзоров . Сведения же о молекулярном составе нефтяных порфиринов и их химической структуре рассредоточены по многим весьма разноплановым работам. Сопоставление и анализ этих публикаций для извлечения информации о структуре порфиринов нефти представляют определенную сложность. Поэтому систематическому изложению материала мы предпошлем небольшой раздел, в котором в самой сжатой форме изложены современные представления о составе и структурных особенностях порфиринов нефтей. Ответы на вопрос о путях получения и степени надежности этих сведений читатель найдет в последующих разделах этой главы.

По химической структуре соединения, используемые для создания деэмульгаторов, можно разделить на следующие группы: а) алкилсуль-фаты и сульфонаты; б) полиоксиалкиленгликолевыеэфиры; в) оксиал-килированная алкилфенолформальдегидная смола; г) полиэфиры поли-оксиалкиленгликолей; д) эпоксипроизводные формальдегидных смол и полиалкиленгликолей; е) смачиватели,

определяются боковыми группами, которые отличаются как по химическому строению, так и по размерам. Эти различия в химической структуре являются причиной отличий в свойствах присадок, таких как загущающая способность, вязкостно-температурная зависимость, противоокислительная стабильность и характеристики, связанные с экономией топлива.

В наиболее общем виде современные представления о химической структуре твердых топлив можно изложить в виде трех основных гипотез — низкомолекулярной, высокомолекулярной и коллоидной. Эти гипотезы до сих пор строго не доказаны, а только более или менее вероятны. Ни одна гипотеза на современном этапе развития не дает законченных представлений о структуре углей и не предсказывает новых, неизвестных ранее свойств, особенностей или новых путей их рациональной переработки. Это доказывает, что они все еще не стали теориями, так как важнейшим критерием для теории является ее способность предсказывать, руководить практикой. Необходимо, следовательно, дальнейшее обоснование и развитие этих гипотез.

Вопрос об истинных значениях массы молекул асфальтенов, или об их молекулярном весе, имеет принципиальное научное значение для понимания важнейших физических свойств самых сложных по химическому составу и наиболее высокомолекулярных по размерам молекул неуглеводородных составляющих нефти. Не менее важное значение имеет и знание истинных величин их молекулярных весов для решения вопроса о химической структуре и физическом строении этих твердых аморфных компонентов нефти. Неудивительно поэтому, что разработкой методов определения молекулярных весов асфальтенов и установлением связи между размерами их молекул и рядом фундаментальных физических их свойств, прежде всего реологическими свойствами и растворимостью, с образованием как истинных, так и коллоидных растворов, занимались многие исследователи на протяжении более 50 лет. Накоплен большой экспериментальный материал по изучению молекулярных весов смол и асфальтенов, выделенных из сырых нефтей, из тяжелых остатков продуктов переработки, из природных асфальтов. Если для нефтяных смол нет существенного расхождения в значениях молекулярных весов, полученных разными исследователями , то для асфальтенов уже можно наблюдать большие расхождения. Данные, полученные различными методами, лежат в весьма широких пределах: от 2000—3000 до 240000—300000. Совершенно ясно, что самые низкие значения должны быть отнесены к собственно молекулам асфальтенов, т. е. истинным молекулярным их величинам. Значения же молекулярных весов в пределах от 10000 до 300 000 соответствуют надмолекулярным частицам асфальтенов, т. е. ассоциатам молекул асфальтенов различной степени сложности. Значения молекулярных весов этих ассоциатов, или мицелл, зависят от многих факторов, но прежде всего от растворяющей способности и избирательности применяемых растворителей и концентрации асфальтенов в растворах. Весьма существенно на значениях найденных молекулярных весов частиц сказываются чистота и степень разделения по размерам молекул

Подобный эффект может быть обеспечен при условии, если разделяемые компоненты отличаются по своей химической структуре, чем и обусловливаются неодинаковая их растворимость и степень отклонения от законов идеальных растворов.

Адсорбция является одним из эффективных методов разделения газообразных или жидких смесей компонентов, различающихся по химической структуре. Этот процесс широко распространен в лабораторной и промышленной практике, так как обеспечивает высокую четкость разделения.

в Ю4 раз), при охлаждении восстанавливается его первоначальное значение. Незначительная разница в расположении кривых при нагревании и охлаждении свидетельствует об отсутствии в этих условиях существенных химических превращений в структуре кокса. При нагревании до 600°С в коксе протекают необратимые химические процессы и после охлаждения первоначальные электрические свойства не восстанавливаются. После нагревания до 950 °С УЭС кокса еще более снижается. В отличие от предыдущих опытов, достигнутое в данном случае значение удельного электросопротивления при последующем охлаждении кокса изменяется незначительно. Из рис. 36 следует, что при 500—700 °С происходит наибольшее изменение электрических свойств коксов. Этой области соответствует максимальное выделение газов при прокаливании, что также свидетельствует о существенных изменениях в химической структуре кокса.

Некоторые предположения о химической структуре асфальтенов были высказаны Хиллменом и Барнетом, исходившим из, несомненно, полициклической структуры основных элементов молекулы асфальтенов. Сравнительно высокое содержание водорода заставило этих авторов предположить в асфальтенах наличие