Получение эмульсий типа вода/мазут и закономерности изменения их свойств с изменением состава

• Автор: Абдо Халед Мохамед Ахмед
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

В мировой промышленности добывают 2,,4 млрд. При первичной переработке нефти из нее выделяют светлых, т. С. Остаток в объеме представляет собой мазуты, которые используют по различным направлениям. Их используют при соответствующей дообработке в качестве флотских мазутов в судовых двигателях. Получают мазуты марок ММ. Мазуты применяют в металлургической промышленности в доменных и мартеновских производствах. Эмульсии применяют для печей на нефтеперерабатывающих, нефтехимических предприятиях, на заводах сахарной промышленности, в цементной промышленности, на электростанциях и в других промышленных производствах. Мазуты также используют для производства минеральных масел различного применения, гудронов и битумов на их основе. Широкое использование мазутов в качестве топлива отражает как положительные стороны их применения, так и отрицательные. По сравнению с каменным углем и торфом мазут обладает почти в два раза более высокой теплотворностью. Теплотворная способность мазута в зависимости от его углеводородного состава высоко или низкопарафинистый, высоко или низкосмолистый лежит в пределах ккалкг.


Разбавленные эмульсии, согласно исследованиям Ловиса, подчиняются в своем поведении правилу ШульцеГарди коалесцирующая способность ионов тем выше, чем больше валентность иона. Это правило значности. Коалесцирующая сила ионов возрастает быстрее увеличения валентности иона. Концентрированные эмульсии содержат до дисперсной фазы. Эта предельная концентрация д. В этих эмульсиях сферические частицы д. В действительности эмульсии являются полидисперсными системами. Между большими частицами д. Частицы в концентрированных эмульсиях могут иметь размеры в пределах 0,,0 лиси. Такие эмульсии легко разделяются при коалесценции капелек д. Если плотность частиц д. Такие эмульсии получают при добыче нефти, их обезвоживают и обессоливают на нефтеперерабатывающих заводах по соответствующей технологии в электродегидраторах. Высококонцентрированные или желатинированные эмульсии содержат более дисперсной фазы. В высококонцентрированных эмульсиях частицы дисперсной фазы при их взаимодействии деформированы. Они приобретают форму многогранников, разделенных тонкими прослойками дисперсионной среды. Высококонцентрированные эмульсии не способны к седиментации и обладают повышенными механическими свойствами. По данным Л. Я. Кремнева , толщина пленок в этих эмульсиях достигает нм и даже меньше. Пленки меньшей толщины неустойчивы и эмульсии разрушаются . Высококонцетрированные эмульсии называют желатинированными эмульсиями . Высококонцетрированные и концентрированные эмульсии легко получают из мазутов и воды без применения эмульгаторов. Такие эмульсии вм будут изучены в данной работе. При перемешивании двух несмешивающихся жидкостей образуются одновременно эмульсии двух типов мв и вм, на что указывал в своих работах П. А.Ребиндер 6,8, . Без эмульгатора оба типа эмульсий неустойчивы кинетически и агрегативно и распадаются на две фазы полярную и неполярную жидкости. Примером таких эмульсий могут служить эмульсии, полученные при перемешивании индивидуальных жидких углеводородов гептана, октана, бензола, толуола и воды. При наличии в смеси эмульгатора выживает тот тип эмульсии, который соответствует природе эмульгатора. Так, устойчивая эмульсия типа мв получается в присутствии ПАВ, понижающих поверхностное натяжение воды, а устойчивая эмульсия вм может быть получена в присутствии ПИНАВ стеарата Са, смол, порфиринов и других соединений, содержащихся в мазутах и нефтях. Способность ПАВ стабилизировать эмульсию типа мв определяется сильно развитой гидрофильной функциональной группой, такой как в олеате натрия, и слабо или умеренно развитой гидрофобной частью дифильной молекулы натриевые мыла, гидрофильные порошки. В первом случае молекула ПАВ углеводородной частью размещается в капле масла, а гидрофильной в воде и защищает эти капли от коалесценции при их столкновении с последующим укрупнением и всплыванием. Молекулы ПАВ повышаютагрегативнуюустойчивость эмульсии типамв. Обратные процессы протекают с олеофильными ПИНАВповерхностно инактивными веществами. Поведение молекул ПАВ или ПИНАВ с жидкостями следует правилу Банкрофта при эмульгировании двух нерастворимых друг в друге жидкостей дисперсионной средой становится та жидкость, в которой молекулы ПАВ или ПИНАВ лучше растворимы. Для определения типа эмульгатора и его защитных свойств для эмульсий типа мв и вм предложено ввести полуэмпирический параметр гидрофильнолипофильный баланс ГЛБ. В качестве ГЛБ используют такие параметры как групповые числа функциональных групп см. Таблица 1. СООК. Численные значения ГЛБ для некоторых эмульгаторов приведены в табл. Таблица 1. По данным табл. ГЛБ характерны для лиофильных эмульгаторов или ПАВ, а невысокие значения ГЛБ характерны для поверхностноинактивных, олеофильных эмульгаторов. Число ГЛБ определяет разность гидрофобности углеводородного радикала и гидрофильности полярной группы молекулы эмульгатора. Стабилизирующие свойства эмульгатора по отношению к эмульсии мв проявляются, если гидрофильные свойства его полярной группы преобладают над гидрофобными свойствами углеводородного радикала.