Физико-химические свойства углеводородных систем с числом атомов углерода C5-C10

• Автор: Железняк, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 176 с.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Данные о свойствах предельных углеводородов парафинового ряда и их систем.

1.1.1. Физикохимические свойства предельных углеводородов

1.1.2. Термодинамика углеводородов

1.1.3. Основы термодинамики фазовых переходов углеводородов

и их систем

1.1.4. Особенности кристаллизации индивидуальных углеводородов

1.1.5. Методы компьютерного моделирования индивидуальных углеводородов ИХ ДВОЙНЫХ и тройных систем
1.2. Обзор существующих математических моделей для описания равновесия ЖИДКОСТЬ твердое вещество.

1.2.1. Термодинамические методы прогнозирования фазовых

равновесий.
1.2.2. Необходимые условия двухфазного равновесия.
1.2.3. Способы моделирования жидкой фазы
1.2.4. Групповые методы моделирования.
Глава 2. Описание методики проведения эксперимента и получения
данных
2.1 .Способы исследований и анализа веществ и их систем
2.2. Методика приготовления систем углеводородов.
2.3. Исследование свойств углеводородов и их систем
2.3.1. Условия эксперимента и их влияние на величину ошибки измерений
2.3.2. Калибровка аппаратуры
з
2.3.3. Измерение температуры фазового перехода.
2.3.4. Измерение теплоты фазового перехода.
2.3.5. Измерение тепломкости
Глава 3. Определение теплоемкостей двойных смесей углеводородов в
эвтектических концентрациях.
Глава 4. Исследование диаграмм фазовых переходов твердое жидкое в системах налканов.
4.1. Двойные системы предельных углеводородов
4.1.1. Система пентан гексан.
4.1.2. Система пентан гептан.
4.1.3. Система гексан гептан.
4.1.4. Система гексан октан
4.1.5. Система гексан нонан
4.1.6. Система гептан октан
4.1.7. Система гептаннонан
4.1.8. Система октаннонан.
4.1.9. Система октан декан.
4.2. Тройные системы предельных углеводородов
4.2.1. Система пентан гексан гептан
Глава 5. Выбор математической модели для расчета фазового равновесия в двойных и многокомпонентных системах налканов
5.1. Прогнозирование фазового равновесия по уравнению Гильдебрандта Скэтчарда
5.2. Прогнозирование фазового равновесия по уравнению Флори Хаггинса.
5.3. Прогнозирование фазового равновесия поуравнению МТЬ
5.3.1. Прогнозирование фазового равновесия по модифицированному уравнению ПЯТЬ1
5.3.2. Прогнозирование фазового равновесия по модифицирован
ному уравнению 2
5.4.Прогнозирование фазового равновесия по уравнению I.
5.4.1. Пропюзирование фазового равновесия по уравнению I1. ИЗ
5.4.2. Прогнозирование фазового равновесия по уравнению I2
5.4.3. Прогнозирование фазового равновесия по модифицированному уравнению I3.
5.5. Прогнозирование фазового равновесия по уравнению I
Глава 6. Диаграммы фазового равновесия в тройных системах налканов гексангептаноктан, гексангептаннонан, гептаноктаннонан, октаннонандекан.
6.1. Уточнение расчетных значений температур и концентраций
компонентов методом ДСК
6.1.1. Диаграмма плавкости трехкомпонентной системы гексан гептаноктан.
6.1.2. Диаграмма плавкости трехкомпонентной системы гексан гептаннонан.
6.1.3. Диаграмма плавкости трехкомпонентной системы гептан октаннонан
6.1.4. Диаграмма плавкости трехкомпонентной системы октан нонандекан
Глава 7. Применение ЭВМ и программного обеспечения при расчетах фазовых равновесий в системах предельных углеводородов
при представлении и хранении информации.
Глава 8. Применение полученных результатов проведенных исследований.
Выводы
Литература


Выбор тех или иных веществ для аккумулирования тепла диктуется, прежде всего, требуемым уровнем рабочей температуры и количеством тепловой энергии, которую необходимо аккумулировать. Поэтому технические характеристики теплового аккумулятора определяются следующими свойствами фазопереходных материалов температурой фазового перехода, значением энтальпии фазового перехода, теплоемкости, плотности и т. Температура фазового перехода зависит от рабочей температуры аккумулятора, при которой идет накопление и высвобождение тепловой энергии. С величиной энтальпии фазового перехода связан объем используемого материала, а следовательно компактность и стоимость теплохолодоаккумулятора. Кроме того, фазовый переход жидкость твердая фаза не должен сопровождаться переохлаждением, поскольку это может приводить к разрядке аккумулятора при более низкой, чем требуемая и непостоянйой температуре 8. Существует довольно большое количество индивидуальных веществ, которые по своим теплофизическим свойствам могут быть использованы в качестве фазопереходных материалов в теплохолодоаккумуляторах 6. Аккумулирование тепла с использованием индивидуальных химических соединений не всегда является возможным, так как существуют области температур, в которых отсутствуют необходимые фазопереходные материалы. Кроме того, некоторые соединения могут оказываться непригодными для аккумулирования тепла изза низкой плотности и, следовательно, высокой стоимости аккумулируемой энергии. В этом случае список энергоемких фазопеходных материалов может быть пополнен эвтектическими смесями из двух, трех и более компонентов 7. Эвтектические смеси независимо от числа входящих в них компонентов плавятся и кристаллизуются при постоянной температуре, то есть ведут себя как индивидуальные вещества. Они характеризуются полной обратимостью фазового перехода и стабильностью концентрации при числе рабочих циклов тысяча и более. Поэтому интерес к эвтектическим смесям как к перспективным материалам для аккумулирования тепла в последнее годы значительно возрос. Целью исследования и сравнительного анализа таких систем в нашем случае является изучение фазовых равновесий в системах, содержащих индивидуальные углеводороды и их смеси, обладающих оптимальными температурными параметрами и имеющих наибольшие величины плотности аккумулированного холода на единицу массы или объема. Как указано в работе 9 основным видом взаимодействия, обуславливающим свойства насыщенных углеводородов является гидрофобное. Наиболее перспективными ХАМ ХолодоАккумулирующими Материалами среди органических веществ являются нпарафины. Представленный обзор содержит литературную информацию о физикохимических, термодинамических свойствах индивидуальных углеводородов и их смесей, особенности кристаллизации и кристаллической решетки, и термодинамики фазовых переходов. Описаны предпринятые попытки компьютерного моделирования налканов. Приведен анализ существующих термодинамически обоснованных моделей растворов неэлектролитов, позволяющих описать фазо вое равновесие твердое жидкое в двойных и тройных системах углеводородов. Дается обоснование целесообразности постановки исследований диаграмм фазового равновесия двойных и тройных систем предельных углеводородов и практическом их использовании в качестве криогенных аккумуляторов холода. Основную массу парафинов получают из нефти и нефтяных фракций. Между молекулами парафиновых углеводородов действуют силы слабых межмолекулярных взаимодействий, различные по величине и природе, определяющие процесс формирования и преобразования молекулярнокристаллической структуры парафинов. Для интенсификации технологических процессов, в которых получают и перерабатывают парафиновые углеводороды, необходимо дальнейшее изучение комплекса физикохимических и термодинамических свойств парафинов, влияние природы и строения молекул углеводородов на типы фазовых переходов и тепловые эффекты этих переходов, а также влияние фазового состояния кристаллов парафинов на физикохимические свойства парафинсодержащих веществ .