Термическая диффузия

Принцип разделения углеводородов методом термической диффу­зии состоит в следующем: если смесь двух веществ поместить между двумя стенками, одна из которых холодная, другая — горячая, то моле­кулы одного вещества перемещаются к холодной стенке и в силу кон­векции опускаются вниз, молекулы другого вещества направляются к горячей стенке и поднимаются вверх. Таким образом, происходит разделение: один компонент собирается наверху колонки, другой ­внизу. Термической диффузии препятствует обычная диффузия, про­исходящая за счет разности концентраций. Установлены следующие закономерности термической диффузии.

1. Из членов гомологического ряда тенденцию двигаться по направлению к хол стенке имеет компонент с наибольшим числом атомов углерода и наибольшей температурой кипения.

2. В случае смесей с одинаковой температурой кипения по направ-лению к холодной стенке будет перемещаться компонент с наимень­шим молекулярным объемом.

3. В смесях веществ с одинаковыми молекулярными объемами и ^; температурами кипения будет двигаться к холодной стенке компонент, молекулы которого имеют наименьшую поверхность.

4. В смесях молекул, имеющих одинаковую молекулярную массу, молекулярный объем и одинаковую площадь поверхности, компонент с более высокой температурой кипения будет двигаться к холодной стенке.

В процессе термодиффузионного разделения происходит образова­ние концентратов углеводородов. Одна группа углеводородов концентрируется в верхней части колонки, другая — в нижней. Однако провес­ти полное количественное разделение углеводородов невозможно: в средней части колонки всегда остается значительное количество неразделенной смеси. В этом состоит основной недостаток метода термической диффузии. Другой недостаток заключается в малой скорости термодиффузионного разделения: равновесие в колонке устанавливается в течение нескольких суток. С помощью терм диффузии можно:

- отделить моноциклические нафтены (перемещаются к горячей стенке и концентрируются в верхней части колонки) от полициклических (перемещаются к холодной стенке и концентрируются в нижней части колонки);- выделить из смеси алканов и нафтенов концентрат н-алканов, ко­торые собираются в верхней части колонки; в средней части колонки находится смесь изопарафинов и нафтенов, а в нижней концентриру­ются нафтены;

- получить концентрат изопреноидных углеводородов (до 50%) из средних фракций нефтей нафтенового основания, в которых содержание изопреноидных углеводородов измеряется несколькими процентами.