Азеотропные растворы

АЗЕОТРОПНЫЕ СМЕСИ (азеотропные растворы, хилотропные смеси, неразделенно кипящие смеси) — растворы, состоящие из двух или более компонентов, кипящие при данном внешнем давлении и при постоянной температуре без изменения состава. А. с. не могут быть разделены на составляющие компоненты путем обычной дистилляции.

От чистых жидкостей А. с. отличаются тем, что при изменении внешнего давления у них изменяется не только температура кипения, но и состав. Так, напр., А. с. — вода + хлористый водород при давлении 760 мм рт. ст. содержит 20,24% НСl, а при давлении 50 мм рт. ст. — 23,2%.

А. с. бывают двух типов: смеси с минимальной температурой кипения и смеси с максимальной температурой кипения. В первом случае А. с. кипят при температуре ниже температуры кипения низкокипящего компонента [напр., смесь 95,57% этилового спирта (t °_кип 78,5°) и 4,43% воды (t °_кип 100°) кипит при t ° 78,15°]. А. с. второго типа кипят при температуре выше температуры кипения высококипящего компонента [напр., смесь 68% азотной к-ты (t °_кип 86°) и 32% воды (t °_кип 100%) кипит при t ° 120,5°]. А. с. часто встречаются в практике. Образование А. с. (напр., воды со спиртом или воды с азотной кислотой и т. д.) является причиной того, что получение абсолютного спирта или 100% азотной к-ты путем перегонки их водных растворов невозможно. Знание особенностей свойств А. с. необходимо в лабораторной практике.

23. Почему на нефтеперерабатывающих заводах проводят доочистку нефти?

Обычно из скважин добывают не нефть, а ее смесь с водой в виде слабой неустойчивой эмульсии. Однако в даль­нейшем, особенно при перекачке, она превращается в устойчивую и трудно разделяемую эмульсию. Потребителю нужна нефть с минимальным содержанием солей и воды, поэтому уже на месте добычи или на ближайших нефтесборных пунктах ее необходимо подвергать соответствующей очистке.

На­личие воды в нефти приводит к резкому снижению производитель­ности установок, повышенному расходу энергии для ее испарения и конденсации. При этом ухудшается четкость ректификации. Наличие солей и механических примесей вызывает эрозию и засорение труб печей и теплообменников, понижает коэффициент теплопередачи и повышает зольность мазутов и гудронов. Кроме того, наличие в нефти растворенных солей вызывает коррозию аппаратуры и оборудования из-за образования соляной кислоты, которая выделяется при гидролизе некоторых хлори­стых солей, особенно хлорида магния:

MgCl2 + H2O → MgOHCl + НСl.

Коррозия бензиновых конденсаторов и холодильников уси­ливается при переработке сернистых нефтей, особенно в присут­ствии водяных паров. Вначале в присутствии влаги образуется сульфид железа (II) в виде защитной пленки:

Fe + H₂S → FeS + H₂,

в при­сутствии соляной кислоты он превращается в хлорид железа (II):

FeS +₂HCl → FeCl₂ + H₂S,

который растворяется в воде, оголяя поверхность железа, вступает в реакцию с сероводородом, и т. д.

 

24. Объясните причину усиления коррозии металлов в присутствии соединений серы.

Сера заметно снижает коррозионную стойкость железоуглеродистых сплавов в кислотах и атмосфере: участки защитной пленки

около сернистых включений FeS и MnS защищают сплав хуже, чем

нормальная оксидная пленка. Кроме того, сульфиды, разрушаясь в электролите, образуют H2S, который заметно повышает скорость коррозии (т.е. является катализатором коррозии).

Сероводород реагирует почти со всеми металлами, образуя сульфиды, которые по отношению к железу играют роль катода и образуют с ним гальваническую пару. Разность потенциалов этой пары достигает 0,2–0,48 В. Способность сульфидов к образованию микрогальванических пар со сталью приводит к быстрому разрушению технологического оборудования и трубопроводов.

 

25. Почему кислотность и щелочность нефтей должна постоянно контролироваться?

Кислотность нефтепродуктов почти всегда обус­ловлена присутствием серной кислоты или ее производных (сульфокислоты, кислые эфиры серной кислоты). Щелочность в основном обусловливается присутствием NaOH и Nа₂СО₃.

Свободные кислоты и щелочи могут образоваться и при приме­нении нефтепродуктов. Если в нефтепродукте содержатся соли сульфокислот, кислых эфиров, нафтеновых кислот и подобных соединений, то при действии высоких температур или влаги (гидролиз) могут обра­зоваться кислые и щелочные вещества минерального характера. Кис­лоты, щелочи и минеральные соли в нефтепродуктах являются неже­лательными примесями, так как они вызывают коррозию аппаратуры. Поэтому нефтепродукты должны периодически контролироваться на содержание кислот, щелочей и солей.

Количественное содержание в нефтепродуктах кислот характери­зуется кислотным числом, а щелочей — щелочным числом.

 

26. Как нормируется кислотность для автомобильных и авиационных бензинов?

В соответствии с ГОСТ 1012-72: Бензины авиационные. Технические условия кислотность в мг/КОН на 100 см³ бензина, не более 0,3.

В соответствии с ГОСТ 2084-77: Бензины автомобильные. Технические условия кислотность в мг/КОН на 100 см³ бензина, не более:

для АИ-72-3,0;

для АИ-76 – 3,0;

для АИ-91 -3,0;

для АИ-93 -0,8;

для АИ-95 – 2,0.