Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Получение эмульсий типа вода/мазут и закономерности изменения их свойств с изменением состава Абдо Халед Мохамед Ахмед

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

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Абдо Халед Мохамед Ахмед. Получение эмульсий типа вода/мазут и закономерности изменения их свойств с изменением состава : дис. ... канд. техн. наук : 05.17.07 Москва, 2007 136 с. РГБ ОД, 61:07-5/2198

Содержание к диссертации

Введение 2

Глава 1. Литературный обзор 6

1.1. Типы эмульсий, их состояние и свойства 6

1.2. Условия образования эмульсий типа в/м и м/в 9

1.3. Физико-химические свойства водо-топливных эмульсий 12

1.3.1. Устойчивость водо-топливных эмульсий 12

1.3.1.1. Кинетическая устойчивость эмульсии в/м 12

1.3.1.2. Агрегативная устойчивость эмульсии в/м 13

1.3.1.3. Уравнения для описания кинетической устойчивости эмульсий в/м 14

1.3.1.4. Структурная вязкость 16

1.3.1.5. Зависимость структурной вязкости от концентрации воды в эмульсии, типа и температуры 18

1.3.1.6. Плотность эмульсии в/м 21

1.3.1.7. Поверхностное натяжение эмульсии обратного типа (в/м) . 21

1.4. Теплота сгорания эмульсии в/м 23

1.5. Механизм образования эмульсии в/м 23

1.6. Природные эмульгаторы 24

1.7. Кинетика изменения размеров частиц д.ф. эмульсии в/м 27

1.8. Закономерности инверсии эмульсии 29

1.9. Методы получения эмульсий 31

1.10. Получение природных эмульгаторов 34

І ] і Промышленное применение эмульсий, условия и механизмы их сжигания 37

1.11.1. Промышленное применение обратных эмульсий 37

1.11.2. Механизм сжигания водо-мазутных и водо-топливных эмульсий 39

1.12. Цели и задачи диссертации 42

Глава 2. Экспериментальная часть 44

2.1. Основные методы получения эмульсий и их анализа 44

2.1.1. Анализ содержания воды в эмульсии 44

2.2. Физико-химические свойства мазута 44

2.3. Получение эмульсии в диспергаторе Хотунцева - Пушкина.. 49

24. Аэрогидрокавитационная лабораторная технология получения эмульсий 51

2.5. Определение вязкости эмульсий типа в/м 54

2.6. Определение плотности эмульсии 57

2.7. Метод Дина - Старка для определения воды в мазуте 58

2.8. Метод ИМИДЖ-анализа 59

2.9. Расчёт ошибки опыта по отгонке воды из эмульсии в/м 60

2.10. Расчёт ошибки при определении вязкости в приборе Оствальда 62

2.11. Методики проведения экспериментов по приготовлению эмульсии в/м 63

Глава 3. Плотность эмульсии и её стабильность 66

3.1. Стабильность эмульсии 66

3.2. Кинетическая модель коалесценции эмульсий в/м 69

3.3. Влияние концентрации дисперсной фазы на плотность эмульсии 71

3.4. Математическая модель для зависимости плотности от стабильности эмульсии, концентрации и температуры 74

Глава 4. Вязкость эмульсии в/м 76

Влияние кратности перемешивания

4.1. на динамическую вязкость обратной эмульсии при постоянной концентрации воды 76

Влияние температуры на динамическую вязкость эмульсии,

4-2- приготовленной при / = 60°С, с изменением кратности диспергирования 79

4.3. Влияние концентрации воды на вязкость эмульсии 85

4.4. Математическая модель зависимости вязкости от температуры 89

Глава 5. Влияние температуры, концентрации воды и кратности перемешивания на распределение частиц по размерам 95

5.1. Метод определения линейных размеров частиц дисперсной фазы 95

5.2. Влияние концентрации воды и кратности перемешивания 96

5.3. Распределение частиц дисперсной фазы по количественному содержанию и размерам в эмульсиях, приготовленных при / =60°С

5.4. Влияние количества водной фазы на распределение частиц д.ф. по размерам 101

5.5. Влияние температуры на распределение частиц по размерам 103

5.6. Приготовление эмульсии диспергатором и аэрогидрокавитатором при / = 50°С.

Сравнительные данные 104

5.7. Приготовление эмульсии диспергатором и кавитатором при / = 60°С 107

5.8. Влияние температуры приготовления эмульсии в/м на степень дисперсности 110

5.9. Опыт сжигания эмульсии в/м, приготовленной кавитацией... 111

5.10. Закономерности приготовления эмульсии вода/мазут.

Общее обсуждение 113

Общие выводы 116

Литература 118

Приложения 132

Оглавление 134 

Введение к работе

В мировой промышленности добывают 2,24-2,4 млрд. тонн нефти в год. При первичной переработке нефти из нее выделяют 50-55% светлых, т.е.фра-кцию нк-350°С. Остаток в объеме 40-30% представляет собой мазуты, которые используют по различным направлениям.

Их используют при соответствующей дообработке в качестве флотских мазутов в судовых двигателях. Получают мазуты марок М20ч-М80. 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 9000-Ї-9700 ккал/кг. Поэтому расход мазута на обогрев нагревательных печей почти в два раза ниже, чем каменного угля.

На некоторых обогревательных печах применяют для сжигания с меси природного или промышленного углеводородного газа с мазутом, а также воды.

К отрицательным сторонам применения мазута в обогревательных печах или двигателях можно отнести следующие:

- недостаточная полнота сгорания капелек мазута в топках печей из-за недостаточно быстрого их испарения в нагретой зоне;

- достаточно высокое сажеобразование вследствие процессов термопиролиза ядер капелек мазута, выбрасываемых форсунками, в зонах высо-кого нагрева; высокое содержание СО и N0 в дымовых газах или отходящих газах из дизельных двигателей,

- возможная забивка выходных отверстий форсунок твердыми пленками и частицами, образующимися в результате коксования асфальтенов и смол.

В промышленности для снижения отрицательных явлений при сжигании мазута в топках и двигателях начали применять не чистые мазуты, а во-до-мазутные эмульсии.Такие эмульсии называют обратными и обозначают их символом в/м (вода/масло в общем случае).

Водо-мазутные эмульсии получают с концентрацией воды (дисперсной фазы) в мазуте (дисперсионная среда) в пределах от 5 до 50 масс. % в расчете на эмульсию.

Было установлено, что содержание воды в эмульсии в/м в количестве до 7 масс.% практически не снижает теплотворную способность смеси по сравнению с исходным мазутом. Только при более высоком содержании воды в эмульсии -до 50 масс. %, теплотворная способность снижается на 25%.

При сжигании водо-мазутных эмульсий можно выделить следующие положительные стороны такого процесса в обогревательных устройствах и двигателях.

При сжигании водо-мазутных эмульсий повышается степень сгорания мазута вследствие изменения механизма горения. В дымовых газах снижается содержание СО и ЪЮХ. Это определяется более высокой полнотой сгорания мазута в топке при распылении эмульсии типа в/м форсунками.

В этих условиях горения эмульсии в/м происходит минимальное сажеобразование в камере сгорания.Температура в печах при сжигании водо-мазутных эмульсий может снижаться в радиантной части на Дґ=70-г200°С, понижается температура отходящих дымовых газов, что также благоприятно действует на состав дымовых газов.

Улучшается также работа форсунок, подающих эмульсию в камеру сгорания.

Необходимо отметить, что качество обратной эмульсии в/м зависит от многих факторов:

- температуры приготовления эмульсии;

- наличия в эмульсии поверхностно-активных (гидрофильных) соединений, которые снижают устойчивость эмульсии в/м к расслоению;

- наличия в эмульсии поверхностно-неактивных (олеофильных или гидрофобных) соединений, которые повышают устойчивость эмульсии к расслоению (коалесценции);

- вязкости мазута, зависящей от состава мазутов, т.е. содержания в них парафинов, нафтенопарафиновых и других углеводородов;

- концентрации в мазуте смол и асфальтенов;

- поверхностного натяжения на границе в/м;

- степени дисперсности д.ф.эмульсии, определяемой распределением микрочастиц воды в мазуте по радиусам;

- возможности образования тройных эмульсий типа в/м/в;

- времени хранения эмульсии.

Наиболее важное влияние на качество эмульсии (р, v, г, трассмЛг)) отзывает распределение частиц дисперсной фазы (воды) по радиусам или диаметрам.

С повышением степени дисперсности и наличием в мазуте природных олеофильных (поверхностно-инактивных) соединений - смол, асфальтенов, металлорганических, серу - и азотсодержащих органических соединений повышается защита эмульсий в/м от коалесценции, повышается устойчивость обратной эмульсии и ее качество при хранении и применении в качестве топлива для нагревательных устройств.

В настоящей работе будет уделено основное внимание изучению распределения частиц дисперсной фазы (воды) в эмульсии в/м по диаметрам.

Будут предприняты попытки теоретического обоснования связи распределения частиц воды в мазуте по размерам с качеством эмульсии. Рассматриваются проблемы по хранению и сжиганию обратных эмульсий.

В заключение этого раздела, пользуясь предоставленной возможностью, выражаю благодарность заведующему кафедрой физической и коллоидной химии, профессору, доктору химических наук, академику РАЕН Винокурову В.А., заведующему лабораторией « Промышленная кинетика и катализ », к.х.н. Колесникову СИ. и сотрудникам лаборатории - с.н.с, к.х.н.Киль-янову М.Ю., с.н.с, к.х.н. Яблонскому А.В.

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