2014-02-05
2710
Физико-химические свойства ингибиторов
Хлористый кальций - применяется 30 – 35 -ной % концентрации. Химическая формула хлористого кальция CаСL2. Молекулярная масса равна 111. Безводный хлористый кальций представляет собой кристаллы кубической формы белого цвета, сильно гигроскопические. Плотность хлористого кальция составляет 2,15 г/см3, температура плавления равна 772 0С. Основные характеристики хлористого кальция приведены в таблице 6.
Таблица 6. Свойства растворов хлористого кальция
| Концентрация, % | Плотность, г/см3 | Температура, 0С | Концентрация, % | Плотность, г/см3 | Температура, 0С | ||
| замерзания | кипения | замерзания | кипения | ||||
| 0,1 | 1,0 | 0,0 | - | 27,5 | 1,26 | минус 36,8 | 108,8 |
| 5,9 | 1,05 | минус 3,0 | - | 28,4 | 1,27 | минус 43,6 | 109,4 |
| 11,5 | 1,10 | минус 7,1 | 102,3 | 29,4 | 1,28 | минус 50,1 | 110,0 |
| 16,8 | 1,15 | минус 12,7 | 103,8 | 30,0 | 1,286 | минус 55,0 | 110,3 |
| 21,9 | 1,20 | минус 21,2 | 105,8 | 35,0 | 1,336 | минус 20,0 | 114,4 |
| 26,6 | 1,25 | минус 34,6 | 108,3 | 40,0 | 1,386 | 119,1 |
Метанол или метиловый спирт. Химическая формула СН3ОН, молекулярная масса32,04. Метанол - это низший одноатомный спирт, представляющий собой бесцветную жидкость со специфическим запахом, смешивающийся с водой в любых пропорциях. Общая характеристика метанола при нормальных условиях приведена в таблице 7.
Тройная точка метанола характеризуется следующими показателями: температура 97,56 0С, давление 0,00137 мм рт. ст. Показатель преломления при температуре 20 0С составляет n20 = 1,3286. В таблице 8 приведены сведения об изменении плотности и вязкости метанола при отрицательных температурах.
Таблица 7. Основные физические параметры метанола
| Показатели | Единицы измерения | Значение |
| Плотность | г/см3 | 0,8100 |
| Вязкость | мПа·с | 0,8170 |
| Температура: - вспышки - самовоспламенения | 0С | |
| Диэлектрическая проницаемость | 32,63 | |
| Пределы взрываемости паров с воздухом: - нижний - верхний | Объёмный процент | 6,0 34,8 |
| Температура: - кипения - плавления | 0С | 64,5 минус 97,5 |
| Критические параметры: - давление - температура - плотность | МПа 0С г/см3 | 7,87 240,0 0,272 |
Таблица 8. Плотность и вязкость метанола при отрицательных температурах
| Температура, 0С | Плотность, г/см3 | Вязкость жидкости, мПа·с | |
| жидкости | пара | ||
| 0,8100 | 5,620·10-5 | 0,82 | |
| минус 10 | 0,8190 | 4,151·10-5 | 0,97 |
| минус 20 | 0,8290 | 2,535·10-5 | 1,16 |
| минус 30 | 0,8390 | 1,535·10-5 | 1,39 |
| минус 40 | 0,8470 | 9,517·10-6 | 1,75 |
| минус 50 | 0,8580 | 6,235·10-6 | 2,26 |
| минус 60 | 0,8670 | 3,819·10-6 | 2,98 |
| минус 70 | 0,8760 | 2,430·10-6 | 4,02 |
| минус 80 | 0,8860 | 1,501·10-6 | 5,70 |
С ростом температуры поверхностное натяжение метанола уменьшается (таблица 9).
Таблица 9. Изменение поверхностного натяжения метанола от температуры
| Температура, 0С | |||||||
| Поверхностное натяжение, σ 10 -3 Дж/м2 | 24,5 | 23,5 | 22,6 | 21,8 | 20,9 | 20,1 | 19,3 |
Зависимость температуры замерзания растворов метанола от его концентрации представлена в таблице 10.
Таблица 10. Температура замерзания раствора метанола при изменении его концентрации
| Показатели | Концентрация метанола, массовый процент | |||||||||||
| 97,5 | ||||||||||||
| Температура замерзания, 0С (минус): начало конец | 7,5 8,0 | 18,5 20,3 | 31,5 35,0 | 40,7 54,0 | 72,5 96,0 | 87,0 116,0 | 102,5 122,0 | 115,0 137,0 | 128,0 137,0 | 121,8 132,0 | 109,0 113,0 | 97,8 97,8 |
Коэффициент объёмного расширения метанола при температуре 20 0С составляет β = 1,199·10 -3 К – 1, и его изменение в интервале температур от 0 до 60 0С определяют по уравнению следующего вида:
β= 1,1342·10 –3 + 1,13635·10 –5 t + 0,8741·10 –8 t2, (41)
где t – температура метанола, 0С.
Изменение молярной теплоёмкости жидкого метанола в интервале температур от 0 до 50 0С определяют по уравнению
Cp = 18,224 + 0,04486 t, (42)
где Cp – молярная теплоёмкость метанола.
Метанол-сырец и метанольная фракция – технические сорта метанола, получаемые в качестве побочных продуктов при производстве метанола (1-й сорт) и на гидролизных заводах при очистке этилового спирта-сырца (2-й сорт или метанол-сырец). Основные свойства метанола-сырца приведены в таблице 11.
Таблица 14.11.Свойства метанола – сырца
| Показатели | 1 сорт | 2 сорт |
| Внешний вид | Бесцветная жидкость | Бесцветная или слабожелтая жидкость |
| Плотность при 15 0С, г/см3 | 0,793 | 0,830 |
| Содержание метанола, объёмные проценты (не менее) | 84,0 | 84,0 |
| Содержание воды, объёмные проценты (не менее) | 1,5 | 12,0 |
Гликоли – в качестве ингибиторов гидратообразования в газовой промышленности применяют: этиленгликоль (ЭГ), диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгликоль (ТЭГ). Данные абсорбенты используются в основном в качестве сорбентов влаги при осушке природного газа.
Этиленгликоль – химическая формула С2Н4(ОН)2, молекулярная масса 62,07; бесцветная, вязкая жидкость без запаха, трудно загорается, горит спокойным голубым пламенем, хорошо растворяется в воде, низших спиртах, ацетоне. Упругость паров этиленгликоля рассчитывается по уравнению следующего вида:
(43)
где Т – абсолютная температура,
К; А и В – константы, значения которых в зависимости от температуры приведены в таблице 12.
Таблица 12. Изменение коэффициентов А и В от температуры
| Интервал изменения температуры, К | Коэффициент А | Коэффициент В |
| 363 - 403 | 9,7423 | 3193,6 |
| 403 - 470 | 9,2477 | 2994,2 |
Диэтиленгликоль. Химическая формула (СН2ОНСН2)2·О, молекулярная масса 106,12, бесцветная вязкая жидкость, легко смешивающаяся с водой, низшими спиртами и этиленгликолем.
Зависимость вязкости ДЭГ от давления определяется по уравнению вида:
μр= μо·(1 + α·Р), (44)
где μр и μо – вязкость при избыточном и атмосферном давлении соответственно;
α·- коэффициент, являющийся функцией давления, температуры и концентрации,
Р – давление.
В интервале температур от минус 17 до 50 0С и давлений от 0 до 13 МПа значения коэффициента α приведены в таблице13.
Таблица 13. Изменения коэффициента α в зависимости от концентрации ДЭГ
| Показатель | Концентрация ДЭГ, объёмные проценты | ||
| α ·103 | 0,98 | 0,95 | 0,92 |
Вязкость растворов ДЭГ с понижением температуры значительно увеличивается.
Триэтиленгликоль. Химическая формула (СН2ОСН2 СН2ОН)2, молекулярная масса 150,17; прозрачная бледно-желтая жидкость со слабым запахом. ТЭГ менее летуч, чем ДЭГ. Основные свойства гликолей приведены в таблице 14.
Таблица 14. Основные физико-химические свойства ЭГ, ДЭГ и ТЭГ
| Показатели | ЭГ | ДЭГ | ТЭГ |
| Молекулярная масса | 62,07 | 106,20 | 150,17 |
| Температура кипения, 0С при давлении: - 0,1000 МПа - 0,0650 МПа - 0,0013 МПа | |||
| Температура замерзания 0С | минус 12,6 | минус 9,0 | минус 7,6 |
| Плотность при 20 0С, г/см3 | 1,110 | 1,116 | 1,126 |
| Температурные пределы кипения при давлении 0,1МПа, 0С: - начало кипения - конец кипения | |||
| Вязкость при температуре 20 0С, мПа×с | 20,9 | 35,7 | 47,8 |
| Коэффициент рефракции при 20 0С | 1,4316 | 1,4472 | 1,4559 |
| Удельная теплоёмкость при 20 0С, кДж/кг | 2,34 | 2,10 | 2,20 |
| Поверхностное натяжение при 20 0С, ´10-3 Дж/м2 | 46,49 | 48,50 | 45,20 |
| Скрытая теплота парообразования при 0,1 МПа, кДж/кг | |||
| Температура воспламенения, 0С: - в открытом тигле - в закрытом тигле - на воздухе | 115,0 111,1 — | 143,0 123,9 350,5 | 165,5 155,1 173,9 |
С увеличением молекулярной массы гликолей их вязкость возрастает.
Этилкарбитол (ЭК) - побочный продукт производства гликолей, представляющий собой прозрачную, бесцветную или слегка темноватую жидкость с температурой замерзания минус 60 0С. Осредненный состав и основные физические свойства этилкарбитола приведены в таблице 15.
Таблица 15. Основные характеристики этилкарбитола
| Показатели | Размерность | Значение |
| Состав этилкарбитола: - моноэтиловый эфир ДЭГ - этиленгликоль - диэтиленгликоль - этилцеллозоль - пропиленгликоль | массовый процент | 51,40 46,15 1,13 0,18 0,94 |
| Плотность при температуре 20 0С | г/см3 | 0,9898 |
| Температура кипения при давлении: - 0,1000 МПа - 0,0650 МПа - 0,0013 МПа | 0С | 201,9 121,0 87,0 |
| Вязкость при температуре 20 0С | мПа·c | 4,5 |
| Коэффициент рефракции при температуре 20 0С | б/з | 1,4273 |
| Удельная теплоёмкость при температуре 20 0С | кДж/(кг·0С) | 2,3 |
| Температура вспышки в открытом тигле | 0С |
Эфироальдегидная фракция (ЭАФ) – побочный продукт производства синтетического этанола из этилена, нетоксичен. Состав ЭАФ включает в себя следующие компоненты, массовый процент: этиловый спирт - 63,0; диэтиловый спирт - 33,0; ацетальдегид - 0,7; вода – 3,3.
Снижение равновесной температуры гидратообразования при использовании ЭАФ (в пределах 5 – 20 %) можно определить по уравнению вида
Δt = 0,47·C1,06, (45)
где C – массовая концентрация водного раствора ЭАФ, %.
Гликоли являются веществами с относительно низкой токсичностью. Из-за малой летучести гликолей при комнатной температуре опасности острого отравления при вдыхании их паров не существует. Попадая в организм через органы дыхания, гликоли представляют большую опасность, поскольку воздействуют на центральную нервную систему.
