ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ТОПЛИВА И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Лекция № 4 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОДГОТОВКИ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ К ПЕРЕРАБОТКЕ Лектор доцент Ивашкина Е.Н. Феноменологическое описание фазовых переходов в нефтяных системах ЛИТЕРАТУРА Фаза и межфазный слой Фаза - однородная часть системы с тождественным химическим составом , одинаковыми физическими и термодинамическими свойствами, отделенная от других частей межфазной поверхностью, при переходе через которую свойства изменяются скачкообразно Межфазный слой состоит из элементов структуры дисперсной фазы и характеризуется высотой Н Стадии фазообразования Образование дозародышей, имеющих докритические размеры. Формирование зародышей критических размеров, находящихся в неустойчивом равновесии с исходной фазой, по гомогенному и гетерогенному механизму. Самопроизвольный рост критических зародышей, который приводит к развитию фазообразованию во всем объеме нефтяной системы Стадии фазового перехода в нефтяной системе Схема изменения высот слоев в процессе фазового перехода Формирование и строение ССЕ ССЕ – элемент дисперсной структуры нефтяных систем преимущественно сферической формы, способной к самостоятельному существованию при данных неизменных условиях и построенный из компонентов нефтяной системы в соответствии с из значением потенциала межмолекулярного взаимодействия. З.И. Сюняев Нефтяные дисперсные системы.- М.: Химия, 1990.- 226 с. Сложные структурные единицы (ССЕ) Определение размеров ССЕ в НДС Оптический метод Седиментацио́нный ана́лиз торсионные весы Рентгенографический метод Электронномикроскопический метод 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); 2) конденсацией из молекулярных растворов (с изменением как агрегатного, так и химического состава дисперсной фазы). Термодинамика и кинетика фазовых переходов в НДС G Gv Gs Gv – объемная составляющая потенциала Гиббса Gs – поверхностная составляющая потенциала Гиббса μ μ x μv 0 μ kT ln C C 0 μ kT ln P P 0 Gs 4πr 2σ r – радиус частицы σ – поверхностное натяжение на границе дисперсная частица– дисперсионная среда Термодинамические условия возможности образования нефтяных дисперсных систем Возможность образования НДС H S G >0 <0 >0 Исключается <0 >0 <0 Существует при температурах <0 <0 <0 Существует, но при определенной температуре >0 >0 >0 <0 Исключается Существует при температурах любых высоких Термодинамика фазовых равновесий многокомпонентных смесей Условие равновесия между фазами в гетерогенной системе μi dz α μi α α dni μi β ... μi α dz β ξ μi β dni β α β α α β β dz dz dz μ i dni μ i dni ; β α dz μ i μi dni , ni – число молей i-го компонента В равновесных условиях dz 0 β μ μ α i i Основные термодинамические принципы H f P, T ; H H dH dP dT ; P T T P P2 H H 2 H1 P1 P T2 H dP T T1 T1 dT . P 2 Основные термодинамические принципы Изменение энтальпии при переходе системы из состояния А в С