О применимости универсального волнового уравнения при характеристике нефтесодержащих систем Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 66.665.63

Б. Н. Иванов, А. В. Дацков, Н. А. Лебедев О ПРИМЕНИМОСТИ УНИВЕРСАЛЬНОГО ВОЛНОВОГО УРАВНЕНИЯ ПРИ ХАРАКТЕРИСТИКЕ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СИСТЕМ

Работа продолжает цикл наших исследований [1-14] по объяснению, математической аппроксимации и практическому применению феномена ассоциативности сложных жидкофазных органических систем и взаимодействий, в которых они участвуют.

Ассоциативная природа нефтесодержащих систем представляет в последнее десятилетие предмет множества исследований. Особенностью наших работ является рассмотрение ассоциативности как коренной характеристики всех сложных жидкофазных систем. По крайней мере, органического происхождения.

Ассоциативность жидкофазных систем в первую очередь проявляется в таких глобальных усредненных характеристиках, как теплоемкость, плотность, температуры фазовых переходов, межфазное натяжение и вязкость.

В литературе и технике для оценки строения нефтяных структурных образований и сил взаимодействия между ними зачастую (см., например, [15,16]) используют уравнение Френкеля-Андраде (1), являющееся практически полным аналогом уравнения Аррениуса.

ц = А ■ е АЕа 1 4Т (1)

5

где у - динамическая вязкость; ДЕа - энергия активации вязкого течения; Т - температура, К; 4 - универсальная газовая постоянная; А - фактически эмпирический поправочный коэффициент.

Однако данное уравнение не может априори давать достаточно точные количественные оценки характеристик таких сложнейших систем, как нефтяные. Более того, само применение уравнения Аррениуса, по нашему мнению, не совсем корректно при оценке взаимодействий сложных жидкофазных систем, так как оно использует универсальную газовую постоянную.

Универсальная газовая постоянная 4 по определению равна работе расширения одного моля идеального газа при повышении температуры на один градус при постоянном давлении [17]. А идеальным газом, как известно, называется газ, в котором отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия.

Вследствие этого применение уравнения Аррениуса при характеристике жидкофазных систем не только ведет фактически к определению эмпирических значений так называемой кажущейся энергии активации и эффективной константы скорости, но и несколько искажает их физический смысл.

Поэтому для характеристики жидкофазных нефтесодержащих систем представляется более корректным использование общего универсального волнового уравнения, успешно применяемого нами ранее при расчетах вязкостей, теплоемкостей, плотностей, межфазного натяжения и др. [13,14]:

„ е(Ьх + с)

У = аае (2)

где х - варьируемый кинетический фактор (наиболее простое отражение его влияния - это учет температуры); а - предъэкспоненциальный множитель, учитывающий варьирование амплитуды колебаний относительно среднего значения; с - коэффициент, зависящий от

^(Ьх+с)

химической природы компонентов подвижных веществ; е учитывает пространственный фактор (асимметричность формы и свойств ассоциатов в пространстве,а следовательно, и их свойств). Использование в качестве основания показательной функции, а именно е обусловлено тем фактом, что функция е1 является волновой функцией с периодом 2п1 (где 2 - комплексная переменная).

Для оценки возможности применения данного уравнения нами были произведены сравнительно-поверочные расчеты «констант» скорости и предъэкспоненциального множителя в уравнениях (1) и (2) по данным классических таблиц констант скорости элементарных реакций в газовой, жидкой и твердой фазах [18].

Таблицы констант 1972 г. составлены в соответствии с решением Комиссии по кинетическим константам Научного совета по химической кинетике и строению при АН СССР. Они содержат два раздела: реакции в газовой и конденсированной фазах.

В раздел «Реакции в газовой фазе» вошли реакции атомов, свободных радикалов и возбужденных молекул в газовой фазе, взаимодействие возбужденных молекул с поверхностью, а также ионно-молекулярные реакции в газовой фазе.

Раздел «Реакции в конденсированной фазе» содержит реакции в жидкой фазе, реакции полимеризации, реакции в твердой фазе, гетерогенные каталитические газовые реакции и реакции позитрония. Форма таблиц в нем меняется в зависимости от исследуемой системы и природы химической реакции. Константа скорости реакции в них представлена в виде

к = Аехр(- А). (3)

В таблицах приняты следующие размерности: константы скорости реакций первого -1 3-1-1 6 -

порядка выражены в с , второго порядка - в см -моль -с , третьего порядка - в см -моль 2-сек-1. Энергия активации выражена в ккал/моль. Представители реакций в газовой и жидкой фазах были выбраны произвольно(табл. 1).

Таблица 1 - Энергетические характеристики реакций (справочные данные)

№ п/п Р е а к ц и я Сос- тав среды Т,°К ІВК і§Л Е, Дж/ моль Метод

1 2 3 4 5 6 7 8

1 МэН+Лг ^ ЫН(1А)+Ы2(1Т)+Аг 1200- 1600 - 11,25 167420,0 Уд. волна

ПРИМЕЧАНИЕ: Вероятность перехода М3Н из основного синглетного состояния на отталкивательный триплетный терм с последующей диссоциацией на МН (3Х) и N ('X) составляет 10-4-10-5

2 ОИэОЫО ^ СНэО + N0 при р=0,35^1,6атм 780- 1000 - 12,90 142307,0 Уд. волна

3 С№02)4 ^ С^02)э + N02 при р=0,2^1,1атм 625- 770 - 16,90 165327,3 Уд. волна

4 СРСІ2 ^ НСІ + СРС! 823- 943 - 13,20 218901,7 Тер- мич. струя

1 2 3 4 5 6 7 8

5 С6Н5СОООСОСН2СН(СНэ)СОООС ос6н5^ ^СбН5СОООСОСН2СН(СНэ)СО2 + СбН5С02 ОбН5С! 358- 368 - 8,95 82035,8 Метод ак- цепт. ради- калов Ш

6 СбН5С000С0СН2СН(СНэ)С000С ОСбН^ ^СбН5С02 +02ССН2СН(СНз)С00 0С0СбН5 СбН5С! 358- 368 - 12,46 113427, 1 Метод ак- цепт. ради- калов (Ш2)

7.1 Мета- нол 293- 329 - 11,19 89988,3

Концен трация воды в метаноле, % мол.

7.2 5 303- 323 - 10,92 87895,5

7.3 10 298 -4,35 - -

7.4 20 303- 323 - 11,07 87058,4

7.5 30 303- 323 - 10,69 83710,0

7.6 35 303- 323 - 10,69 83291,5

8 Нит- роме- тан 323- 353 - 10,77 93755,2

9 Нитро- бензол 333- 353 - 10,39 94592,3

10 Цикло- гекса- пон 333- 363 - 9,53 92081,0

11 ГЗООН+СоЦ^ООН- СоЦ^ Р^0+СйІ20Н Р!ООН^С6Н5(СНэ)2СООН ОСНЭ СоІ_2 ^ О-Соіі/2 СН=М^ Бензол 318 - - Кине- ти- ческий

11.1 Бис- (о-ванилаланилин) кобальта Р^=СбН5 -1,35 12,644 84547,1

1 2 3 4 5 6 7 8

11.2 Бис- (о-ванилал-п-толуидин) кобальта R=C6H5СН3 1,46 14,24 5 77850,3

11.3 Бис- (о-ванилал-п-анизидин) кобальта R=C6H5ОСН3 1,30 14,50 77431,8

11.4 Бис- (о-ванилал-о-анизадин) кобальта R=C6H5ОСН3 0,60 7,699 52318,8

11.5 Бис- (о-ванилалциклогексилимин) кобальта R=C6Н11 1,39 13,61 3 92081,0

11.6 Со1.2 = бис- (салицилалциклогекси-лимин) кобальта 1,00 9,504 64875,3

ПРИМЕЧАНИЕ: реакции 1-4 - газофазные, 5^11.6 - жидкофазные.

Для этих реакций по формуле (3) были рассчитаны значения lgK. Результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2 - Рассчитанные значения \%К для реакций, представленных в табл. 1

№ реакции Температурный интервал Т ,0К \§ к ^ А Е, Дж/моль Е, кал/моль

1 2 3 4 5 6 7

1 1200-1600 1600 5,7841 11,25 167420,0 40000

2 780-1000 1000 5,4664 12,90 142307,0 34000

3 625-770 633 3,2568 16,90 165327,3 39500

4 823-943 823 -0,6939 13,20 218901,7 52300

5 358-368 358 -3,0200 8,95 82035,8 19600

6 358-368 358 -4,0904 12,46 113427,1 27100

7.1 293-329 293 -4,8533 11,19 89988,3 21500

7.2 303-323 303 -4,2330 10,92 87895,5 21000

7.3 298 298 -4,3500

7.4 303-323 303 -3,9387 11,07 87058,4 20800

7.5 303-323 303 -3,7414 10,69 83710,0 20000

7.6 303-323 303 -3,6693 10,69 83291,5 19900

8 323-353 323 -4,3924 10,77 93755,2 22400

9 333-353 333 -4,4484 10,39 94592,3 22600

10 333-363 333 -4,9144 9,53 92081,0 22000

11.1 318 -1,2442 12,644 84547,1 20200

11.2 318 1,4569 14,245 77850,3 18600

11.3 318 1,7806 14,50 77431,8 18500

11.4 318 -0,8952 7,699 52318,8 12500

11.5 318 -1,5128 13,613 92081,0 22000

11.6 318 -1,1528 9,504 64875,3 15500

Как следует из данных табл. 1 и 2, для газовой фазы применение уравнения Аррениуса не ведет ни к каким неувязкам. Для жидкофазных же реакций наблюдаются следующие несоответствия (они расположены по возрастанию значимости):

1) Рассчитанные значения \%К, определенные по величинам энергии активации, универсальной газовой постоянной и \%А, в ряде случаев значительно отличаются от значений ^К, представленных в табл. 1.

2) Более того, для некоторых вариантов одних и тех же реакций значения \%К меняют знак! (Сравнение реакции 11.2 и 11.3 в табл. 1 и 2)

Полученные результаты подтверждают наше исходное положение, что при использовании универсальной газовой постоянной для оценки жидкофазных реакций, осуществляется эмпирический подход к определению константы скорости (корректнее - коэффициента скорости), предъэкспоненциального множителя (который становится поправочным коэффициентом, что противоречит его физическому смыслу) и энергии активации. По крайней мере, в их комплексной взаимосвязи.

При расчете коэффициентов скорости жидкофазных и газофазных реакций использовали следующий вид универсального волнового уравнения (2): е(Ам+В!)

Е = е , (4)

где Т - температура; А, В - коэффициенты; / - индекс для жидкофазных (ж) и газофазных (г) реакций.

Общий алгоритм расчета:

1) по известным (табличным) значениям ^Л, Е, Т подсчитываем ^Красч;

2) находим само расчетное значение коэффициента скорости реакции (Красч);

3) берем двойной натуральный логарифм 1п[1п(Красч)];

4) по 1п[1п(Красч)]строим график;

5) по графику определяем коэффициенты А и В в формуле К=ехр[ехр(АТ+В)] и затем осуществляем корреляция формулы ^2);

6) по коэффициентам А и В рассчитываем значения Кграф по отношению

К=ехр[ехр(А Т+В)];

7) определяем повязку (\Кграф - Красч\)/Кграф100%.

Поверочное опробирование алгоритма произведено на примере реакций 1 (газофазная) и 10 (жидкофазная) табл. 1 во всем температурном диапазоне. Результаты опробирования представлены в таблицах 3-6 и на рис. 1-4.

При оценке степени адекватности применения уравнения для жидкофазных систем в связи с отрицательными значениями первых логарифмов от К использовались следующие приемы:

- оценка по первому логарифму (табл. 4, рис. 2);

- введение слагаемого ее^15 (табл. 5, рис. 3);

- возвращение абсолютного значения (с помощью модуля) первого логарифма

(табл. 6, рис. 4).

Рис. 1 - График зависимости 1п[1п(Красч)] Рис. 2 - График зависимости 1п(Красч) от Т

от Т для реакции 1 в газовой фазе

для реакции 10 в жидкой фазе

Рис. 3 - График зависимости 1п[1п(Красч) + Рис. 4 - График зависимости 1п[|1п(Красч)|] 15] от Т для реакции 1 в газовой фазе от Т для реакции 10 в жидкой фазе.

Таблица 3 - Рассчитанные энергетические характеристики реакции (газовая фаза)

Т Е ^К Красч 1п(1п(К)) Кграф %

1 2 3 4 5 6 7 8

1200 11,25 167420 3,9621 9,1650Е+03 2,21082 1,2469Е+04 26,49

1210 11,25 167420 4,0224 1,0528Е+04 2,22590 1,3611Е+04 22,65

1220 11,25 167420 4,0816 1,2067Е+04 2,24052 1,4870Е+04 18,85

1230 11,25 167420 4,1399 1,3800Е+04 2,25470 1,6259Е+04 15,12

1240 11,25 167420 4,1972 1,5748Е+04 2,26846 1,7792Е+04 11,49

1250 11,25 167420 4,2536 1,7933Е+04 2,28181 1,9487Е+04 7,97

1260 11,25 167420 4,3092 2,0379Е+04 2,29478 2,1361Е+04 4,60

1270 11,25 167420 4,3638 2,3111Е+04 2,30738 2,343 5Е+04 1,38

1280 11,25 167420 4,4176 2,6159Е+04 2,31963 2,5732Е+04 1,66

1290 11,25 167420 4,4706 2,9552Е+04 2,33155 2,8279Е+04 4,50

1 2 3 4 5 6 7 8

1300 11,25 167420 4,5227 3,3323Е+04 2,34315 3,1106Е+04 7,12

1310 11,25 167420 4,5741 3,7505Е+04 2,35444 3,4246Е+04 9,52

1320 11,25 167420 4,6247 4,2137Е+04 2,36544 3,7736Е+04 11,66

1330 11,25 167420 4,6745 4,7259Е+04 2,37615 4,1620Е+04 13,55

1340 11,25 167420 4,7236 5,2912Е+04 2,38659 4,5945Е+04 15,16

1350 11,25 167420 4,7719 5,9142Е+04 2,39678 5,0766Е+04 16,50

1360 11,25 167420 4,8195 6,5998Е+04 2,40671 5,6145Е+04 17,55

1370 11,25 167420 4,8665 7,3531Е+04 2,41640 6,2152Е+04 18,31

1380 11,25 167420 4,9127 8,1795Е+04 2,42586 6,8867Е+04 18,77

1390 11,25 167420 4,9583 9,0848Е+04 2,43510 7,6380Е+04 18,94

1400 11,25 167420 5,0033 1,0075Е+05 2,44412 8,4795Е+04 18,82

1410 11,25 167420 5,0476 1,1157Е+05 2,45294 9,4228Е+04 18,41

1420 11,25 167420 5,0912 1,2338Е+05 2,46155 1,0481Е+05 17,71

1430 11,25 167420 5,1343 1,3624Е+05 2,46998 1,1670Е+05 16,74

1440 11,25 167420 5,1768 1,5024Е+05 2,47822 1,3007Е+05 15,50

1450 11,25 167420 5,2187 1,6545Е+05 2,48627 1,4512Е+05 14,01

1460 11,25 167420 5,2600 1,8196Е+05 2,49416 1,6207Е+05 12,27

1470 11,25 167420 5,3007 1,9986Е+05 2,50188 1,8118Е+05 10,31

1480 11,25 167420 5,3409 2,1924Е+05 2,50943 2,0276Е+05 8,13

1490 11,25 167420 5,3806 2,4020Е+05 2,51683 2,2715Е+05 5,74

1500 11,25 167420 5,4197 2,6285Е+05 2,52407 2,5475Е+05 3,18

1510 11,25 167420 5,4583 2,8729Е+05 2,53117 2,8599Е+05 0,45

1520 11,25 167420 5,4964 3,1363Е+05 2,53813 3,2142Е+05 2,42

1530 11,25 167420 5,5340 3,4200Е+05 2,54495 3,6163Е+05 5,43

1540 11,25 167420 5,5711 3,7251Е+05 2,55163 4,0731Е+05 8,54

1550 11,25 167420 5,6078 4,0530Е+05 2,55819 4,5928Е+05 11,75

1560 11,25 167420 5,6439 4,4050Е+05 2,56462 5,1844Е+05 15,03

1570 11,25 167420 5,6797 4,7825Е+05 2,57092 5,8590Е+05 18,37

1580 11,25 167420 5,7149 5,1869Е+05 2,57711 6,6288Е+05 21,75

1590 11,25 167420 5,7497 5,6198Е+05 2,58318 7,5083Е+05 25,15

1600 11,25 167420 5,7841 6,0828Е+05 2,58915 8,5145Е+05 28,56

Т ^Л Е ^К Красч 1п(К) Кграф %

333 9,53 92081,0 -4,9144 1,2178Е-05 -11,3159 1,2662Е-05 3,82

334 9,53 92081,0 -4,8712 1,3453Е-05 -11,2163 1,3876Е-05 3,05

335 9,53 92081,0 -4,8282 1,4853Е-05 -11,1173 1,5206Е-05 2,32

336 9,53 92081,0 -4,7855 1,6389Е-05 -11,0189 1,6664Е-05 1,65

337 9,53 92081,0 -4,7430 1,8073Е-05 -10,9211 1,8262Е-05 1,04

338 9,53 92081,0 -4,7007 1,9918Е-05 -10,8239 2,0013Е-05 0,47

339 9,53 92081,0 -4,6588 2,1940Е-05 -10,7272 2,1932Е-05 0,03

340 9,53 92081,0 -4,6170 2,4153Е-05 -10,6311 2,403 5Е-05 0,49

341 9,53 92081,0 -4,5755 2,6574Е-05 -10,5356 2,6340Е-05 0,89

342 9,53 92081,0 -4,5343 2,9221Е-05 -10,4406 2,8866Е-05 1,23

343 9,53 92081,0 -4,4933 3,2114Е-05 -10,3462 3,1633Е-05 1,52

344 9,53 92081,0 -4,4525 3,5275Е-05 -10,2523 3,4666Е-05 1,76

345 9,53 92081,0 -4,4120 3,8725Е-05 -10,1590 3,7990Е-05 1,93

346 9,53 92081,0 -4,3717 4,2490Е-05 -10,0662 4,1633Е-05 2,06

347 9,53 92081,0 -4,3316 4,6596Е-05 -9,9740 4,5625Е-05 2,13

348 9,53 92081,0 -4,2918 5,1072Е-05 -9,8823 5,0000Е-05 2,14

349 9,53 92081,0 -4,2522 5,5949Е-05 -9,7911 5,4794Е-05 2,11

350 9,53 92081,0 -4,2128 6,1259Е-05 -9,7004 6,0048Е-05 2,02

351 9,53 92081,0 -4,1737 6,703 8Е-05 -9,6103 6,5806Е-05 1,87

352 9,53 92081,0 -4,1347 7,3325Е-05 -9,5206 7,2115Е-05 1,68

353 9,53 92081,0 -4,0960 8,0161Е-05 -9,4315 7,9030Е-05 1,43

354 9,53 92081,0 -4,0575 8,7590Е-05 -9,3428 8,6608Е-05 1,13

355 9,53 92081,0 -4,0193 9,5659Е-05 -9,2547 9,4912Е-05 0,79

356 9,53 92081,0 -3,9812 1,0442Е-04 -9,1671 1,0401Е-04 0,39

357 9,53 92081,0 -3,9434 1,1393Е-04 -9,0799 1,1399Е-04 0,05

358 9,53 92081,0 -3,9057 1,2424Е-04 -8,9933 1,2492Е-04 0,54

359 9,53 92081,0 -3,8683 1,3542Е-04 -8,9071 1,3689Е-04 1,07

360 9,53 92081,0 -3,8311 1,4754Е-04 -8,8214 1,5002Е-04 1,65

361 9,53 92081,0 -3,7941 1,6067Е-04 -8,7362 1,6440Е-04 2,27

362 9,53 92081,0 -3,7573 1,7488Е-04 -8,6514 1,8017Е-04 2,94

363 9,53 92081,0 -3,7207 1,9025Е-04 -8,5671 1,9744Е-04 3,64

Т ^Л Е ІіК Красч 1п[1п(К)+15] Кграф %

333 9,53 92081,0 -4,9144 1,2178Е-05 1,3040 1,3970Е-05 12,82

334 9,53 92081,0 -4,8712 1,3453Е-05 1,3307 1,4992Е-05 10,26

335 9,53 92081,0 -4,8282 1,4853Е-05 1,3565 1,6111Е-05 7,81

336 9,53 92081,0 -4,7855 1,6389Е-05 1,3816 1,7335Е-05 5,46

337 9,53 92081,0 -4,7430 1,8073Е-05 1,4058 1,8679Е-05 3,24

338 9,53 92081,0 -4,7007 1,9918Е-05 1,4294 2,0154Е-05 1,17

339 9,53 92081,0 -4,6588 2,1940Е-05 1,4523 2,1776Е-05 0,75

340 9,53 92081,0 -4,6170 2,4153Е-05 1,4745 2,3562Е-05 2,50

341 9,53 92081,0 -4,5755 2,6574Е-05 1,4961 2,5533Е-05 4,08

342 9,53 92081,0 -4,5343 2,9221Е-05 1,5172 2,7709Е-05 5,46

343 9,53 92081,0 -4,4933 3,2114Е-05 1,5377 3,0116Е-05 6,64

344 9,53 92081,0 -4,4525 3,5275Е-05 1,5577 3,2782Е-05 7,60

345 9,53 92081,0 -4,4120 3,8725Е-05 1,5771 3,5741Е-05 8,35

346 9,53 92081,0 -4,3717 4,2490Е-05 1,5961 3,9029Е-05 8,87

347 9,53 92081,0 -4,3316 4,6596Е-05 1,6146 4,2689Е-05 9,15

348 9,53 92081,0 -4,2918 5,1072Е-05 1,6327 4,6770Е-05 9,20

349 9,53 92081,0 -4,2522 5,5949Е-05 1,6504 5,1327Е-05 9,00

350 9,53 92081,0 -4,2128 6,1259Е-05 1,6676 5,6425Е-05 8,57

351 9,53 92081,0 -4,1737 6,7038Е-05 1,6845 6,2138Е-05 7,89

352 9,53 92081,0 -4,1347 7,3325Е-05 1,7010 6,8552Е-05 6,96

353 9,53 92081,0 -4,0960 8,0161Е-05 1,7171 7,5765Е-05 5,80

354 9,53 92081,0 -4,0575 8,7590Е-05 1,7329 8,3892Е-05 4,41

355 9,53 92081,0 -4,0193 9,5659Е-05 1,7484 9,3066Е-05 2,79

356 9,53 92081,0 -3,9812 1,0442Е-04 1,7635 1,0344Е-04 0,95

357 9,53 92081,0 -3,9434 1,1393Е-04 1,7783 1,1520Е-04 1,10

358 9,53 92081,0 -3,9057 1,2424Е-04 1,7929 1,2855Е-04 3,35

359 9,53 92081,0 -3,8683 1,3542Е-04 1,8071 1,4373Е-04 5,78

360 9,53 92081,0 -3,8311 1,4754Е-04 1,8211 1,6105Е-04 8,39

361 9,53 92081,0 -3,7941 1,6067Е-04 1,8348 1,8083Е-04 11,15

362 9,53 92081,0 -3,7573 1,7488Е-04 1,8482 2,0347Е-04 14,05

363 9,53 92081,0 -3,7207 1,9025Е-04 1,8614 2,2945Е-04 17,08

Т ^Л Е ^К Красч 1п[|1п(К)|] Кграф %

333 9,53 92081,0 -4,9144 1,2178Е-05 2,42621 1, 1874Е-05 2,56

334 9,53 92081,0 -4,8712 1,3453Е-05 2,41737 1,3181Е-05 2,07

335 9,53 92081,0 -4,8282 1,4853Е-05 2,40850 1,4617Е-05 1,61

336 9,53 92081,0 -4,7855 1,6389Е-05 2,39961 1,6195Е-05 1,20

337 9,53 92081,0 -4,7430 1,8073Е-05 2,39070 1,7926Е-05 0,82

338 9,53 92081,0 -4,7007 1,9918Е-05 2,38175 1,9823Е-05 0,48

339 9,53 92081,0 -4,6588 2,1940Е-05 2,37278 2,1901Е-05 0,18

340 9,53 92081,0 -4,6170 2,4153Е-05 2,36378 2,4174Е-05 0,09

341 9,53 92081,0 -4,5755 2,6574Е-05 2,35476 2,6659Е-05 0,32

342 9,53 92081,0 -4,5343 2,9221Е-05 2,34570 2,9373Е-05 0,52

343 9,53 92081,0 -4,4933 3,2114Е-05 2,33662 3,2335Е-05 0,68

344 9,53 92081,0 -4,4525 3,5275Е-05 2,32751 3,5564Е-05 0,81

345 9,53 92081,0 -4,4120 3,8725Е-05 2,31836 3,9081Е-05 0,91

346 9,53 92081,0 -4,3717 4,2490Е-05 2,30919 4,2908Е-05 0,97

347 9,53 92081,0 -4,3316 4,6596Е-05 2,29998 4,7070Е-05 1,01

348 9,53 92081,0 -4,2918 5,1072Е-05 2,29074 5,1592Е-05 1,01

349 9,53 92081,0 -4,2522 5,5949Е-05 2,28147 5,6500Е-05 0,98

350 9,53 92081,0 -4,2128 6,1259Е-05 2,27217 6,1823Е-05 0,91

351 9,53 92081,0 -4,1737 6,7038Е-05 2,26283 6,7592Е-05 0,82

352 9,53 92081,0 -4,1347 7,3325Е-05 2,25346 7,3838Е-05 0,70

353 9,53 92081,0 -4,0960 8,0161Е-05 2,24405 8,0596Е-05 0,54

354 9,53 92081,0 -4,0575 8,7590Е-05 2,23461 8,7902Е-05 0,36

355 9,53 92081,0 -4,0193 9,5659Е-05 2,22513 9,5793Е-05 0,14

356 9,53 92081,0 -3,9812 1,0442Е-04 2,21562 1,0431Е-04 0,11

357 9,53 92081,0 -3,9434 1,1393Е-04 2,20607 1,1350Е-04 0,38

358 9,53 92081,0 -3,9057 1,2424Е-04 2,19648 1,2339Е-04 0,69

359 9,53 92081,0 -3,8683 1,3542Е-04 2,18685 1,3405Е-04 1,02

360 9,53 92081,0 -3,8311 1,4754Е-04 2,17718 1,4552Е-04 1,39

361 9,53 92081,0 -3,7941 1,6067Е-04 2,16747 1,5785Е-04 1,78

362 9,53 92081,0 -3,7573 1,7488Е-04 2,15772 1,7110Е-04 2,21

363 9,53 92081,0 -3,7207 1,9025Е-04 2,14794 1,8532Е-04 2,66

Каждый из приемов дает высокую сходимость и достоверность аппроксимации. Используемое уравнение в дальнейшем было успешно применено нами при характеристике исходных и подготовленных к переработке нефтей.

Выводы

1. При оценке энергетики жидкофазных химико-технологических процессов вместо уравнения Аррениуса предлагается использовать волновое универсальное уравнение, что точнее и корректнее по физическому смыслу. Универсальное волновое уравнение можно успешно применять для оценки важнейших усредненных физико-химических и функциональных характеристик сложных жидкофазных систем (естественно для каждого конкретного параметра уравнение будет иметь свои численные коэффициенты).

2. Изложенное позволяет считать данное волновое уравнение характеристическим волновым уравнением жидкофазных систем и их взаимодействий - ХВУ.

Литература

1. Иванов, Б.Н. К вопросу об энерго-аналитической оценке процессов нефтепереработки / Б.Н. Иванов // Интенсификация химических процессов переработки нефтяных компонентов: Межвуз. сб. науч. тр. - Казань, 1991. - С. 74-79.

2. Иванов, Б.Н. Ассоциативность модифицированных моторных топлив /Б.Н. Иванов, А.П. Суханов, В.С. Минкин // Материалы V Междунар. конф. по химии нефти и газа. Томск: Изд-во СО РАН. 2003. С. 476-478.

3. Иванов, Б.Н. Ассоциативная природа сложных жидкофазных химико-технологических процессов. Сообщение 1. Характерные особенности процессов и их качественная энерго-аналитическая оценка /Б.Н. Иванов, Д.В.Прощекальников, В.С. Иванов // Интенсификация химических процессов переработки нефтяных компонентов: Поволжский рег. сб. науч. тр. - Нижнекамск, 2004. №6. С. 3-11.

4. Иванов, Б.Н. Структурообразующая основа сложных жидкофазных ассоциативных систем и процессов /Б.Н. Иванов, А.Р. Садыков // В Пов.рег.сб. Интенсификация химических процессов переработки нефтяных компонентов. Нижнекамск, 2004. №7. С. 78-82.

5. Иванов, Б.Н. Ассоциативность нефтесодержащих систем / Б.Н. Иванов и др. // Химия и технология топлив и масел. 2004. №4. С. 28-31.

6. Иванов, Б.Н. Структурополагающие основы ассоциативных процессов нефтепереработки. Сообщение 1 / Б.Н. Иванов и др. // Нефтепереработка и нефтехимия. 2004. №6. С. 23-27.

7. Иванов, Б.Н. Структурополагающие основы ассоциативных процессов нефтепереработки. Сообщение 2. / Б.Н. Иванов и др. // Нефтепереработка и нефтехимия. 2004. №9, С. 17-19.

8. Иванов, Б.Н. Ассоциативность - как глобальная характеристика сложных жидкофазных органических процессов химической технологии. Теоретическое обоснование / Б.Н. Иванов, А.Р. Садыков, Р.Н. Костромин// Вестник Казан. технол. ун-та. 2005. № 1. С. 14-24.

9. Пат. 2246526 С10 Ы/18. 2006. (Россия // Иванов Б.Н., Садыков А.Р., Суханов А.П., Васильев Н.А., Харлампиди Х.Э. Способ получения высокооктанового автомобильного топлива. №5. 2006)

10. Иванов, Б.Н. Ассоциативность как причина и характеристика возможности получения композиционных топлив из возобновляемых и нефтяных ресурсов / Б.Н. Иванов// Ресурсоэффектив-ность и энергосбережение: труды международ. симпозиума Казань: Изд-во КГУ. 2006. С. 525529.

11. Иванов, Б.Н. Ассоциативно-волновая природа различных процессов в органических жидкостях / Б.Н. Иванов и др. // Материалы национальной конф. по теплоэнергетике НТКЭ-2006. Казань: Изд. центр Каз.НЦ РАН. 2006. Т.1. С.132-135.

12. Иванов, Б. Н. Исследование ассоциативной природы сложных жидкофазных органических систем тепловизионными методами / Б.Н. Иванов, А.В. Дацков, Р.Н. Костромин, А.К. Мезиков С.Ю., Горбунов // Вестник Казан. технол. ун-та. 2007. №3-4. С.135-142.

13. Иванов, Б.Н. К вопросу о характеристиках сложных жидкофазных органических систем и их математическом отображении. Часть1 / Б.Н. Иванов и др. // Вестник Казан. технол. ун-та. 2006. №1. С. 217-222.

14. Иванов, Б.Н. К вопросу о характеристиках ассоциативности сложных жидкофазных органических систем и их математическом отображении. Часть II / Б.Н. Иванов и др. // Вестник Казан. технол. ун-та. 2007. № 3-4. С. 161-171.

15. Гиматудинов, Ш.К. Физика нефтяного и газового пласта /Ш.К. Гиматудинов, А.И. Ширхив-ский. - М.: Недра, 1982. 311 с.

16. Барская, Е.Е. Влияние длительного заводнения на состав и свойства нефтей девонских отложений: дис. ... канд. хим. наук /Е.Е. Барская/ Казань, 2006. 158 с.

17. Киреев, В.А. Краткий курс физической химии /В.А. Киреев/ - М.: Химия, 1978. 621 с.

18. Таблицы констант скоростей элементарных реакций в газовой, жидкой и твердой фазах. Черноголовка: Наука, 1972. 36 с.

© Б. Н. Иванов - д-р техн. наук, проф. каф. общей химической технологии КГТУ; А. В. Дацков -магистр той же кафедры; Н. А. Лебедев - канд. техн. наук, ген. дир. ОАО «НИИНефтепромхим».