книги из ГПНТБ / Растворы флотационных реагентов. Физико-химические свойства и методы исследования [монография]

Рис. 84. Физико-химические характеристики углеводородов ароматического ряда и результаты флотации хлорида калия уксуснокислым ОДА в сочетании с ука­

туры кипения ікип возрастают с увеличением числа углеродных атомов в молекуле ароматического углеводорода. Для величин выхода флотации наблюдается иная зависимость. У алкильных замещенных бензола с увеличением молекулярного веса (от бензола до мезитилена) 'повышается выход флотации. Кривые показателей •преломления n2ß и мольной рефракции R по характеру более

близки к кривой флотации, чем кривые вышеперечисленных ве­ личин.

А л к и л и р о в а н н ы е а р о м а т и ч е с к и е у г л е в о д о р о д ы с к о н д е н с и р о в а н н ы м и б е н з о л ь н ы м и я д р а м и

'Продукты алкилирования нафталина, антрацена, пирена, флуо­ рантена и их характеристики были получены в лаборатории сырья

Рис. 85. Результаты флотации хлорида калия уксуснокислым ОДА в сочетании с алкилированными ароматическими углеводородами и некоторые физико-химиче­

и полупродуктов для производства пластмасс Украинского науч­ но-исследовательского углехимического института (г. Харьков) и любезно предоставлёны нам для изучения их гидрофобизирующего действия в сочетании с солями аминов при флотации круп­ нозернистого хлорида калия. Полученные данные показаны на

рис. 85.

Проведенные исследования дают возможность сделать некото­ рые обобщения о гидрофовизирующем действии сочетаний инди­

видуальных углеводородов различного 'состава и строения с али­ фатическими аминами по отношению к твердой фазе пульпы круп­ нозернистой сильвинитовой руды.

Для испытанных парафиновых углеводородов наблюдается бо­ лее высокое шдрофобизирующее действие соединений с нормаль­ ной углеводородной цепью, чем изомеров с тем же числом угле­ родных атомов (см. рис. 82).

Углеводороды нафтенового ряда характеризуются большей фло­ тационной активностью метальных и этильных замещенных цикло­ гексана по сравнению с незамещенным циклогексаном (см. рис. 83). Декалин — конденсированная система из двух циклогексано­ вых колец — проявил пониженную флотационную активность, а фенилциклогексан (ароматизированный бензольным ядром)— еще более низкую, чем циклогексан и его алкильные замещенные.

Замещенные бензола с одной, двумя и тремя метальными груп­ пами в ядре показали большую флотационную активность по сравнению с незамещенным бензолом, причем выход флотации уве­ личивается в ряду бензол< толуол <ксилолы (о-, м-, п-)< мезитилен, т. е. с увеличением числа метальных групп (см. рис. 84). Фло­ тационная активность повышается с увеличением длины алкиль­

они находятся в состоянии сопряжения.

Соединения, включающие в себя два бензольных ядра, разде­ ленных метиленовой группой, проявили более высокое флотацион­ ное действие, чем 1-метилнафталин (конденсированная системе из •двух бензольных ядер), причем флотационная активность выше у дикумилметана, содержащего две изопропильные группы в « и п'- положѳннях, вместо метальных групп в тех же положениях у дитолилметана. Для алкильных замещенных нафталина, как и для по­ добных замещенных бензола, наблюдается повышение флотацион­ ной активности по сравнению с незамещенным нафталином. Среди 1- и 2-диза метенных нафталина большей флотационной активно­ стью обладают соединения с заместителями в I положении, кото­ рое характеризуется наибольшей реакционной способностью и со­ стоянием сопряжения (1- и 2-метнлизоіп:роігшлі.нафталины, 1-метил- изобутилнафталин я смесь 1- и 2-метилнз'обутилнафтал.ииов). Гид­

система из трех бензольных ядер — проявляет нулевую флотацион­ ную активность, а при введении алкильных заместителей флотаци­ онная активность резко .повышается (пропилизопропйлантрацен). Подобная зависимость при введении алкильных заместителей на­ блюдается также для флуорантена (этилфлуорантеи) и пирена (изопропиллирен, смесь изобутилпирена и изобутилфлуорантена).

Флотационная активность ароматических соединений, состоящих из одного, двух и трех конденсированных бензольных ядер, пони­ жается в ряду бензол>нафталин>антрацен, т. е. с увеличением числа ядер. Флуорен, в котором два ароматических ядра разделе­ ны іпяти'членныім кольцом, вследствие чего снижена ароматичность соединения, проявляет более высокое гидрофобизирующее дей­ ствие, чем нафталин, состоящий из двух-конденсированных ядер. Подобная зависимость наблюдается для флуорантена и антрацена.

Таким образом, при сопоставлении флотационных характерис­ тик индивидуальных углеводородов парафинового, нафтенового и ароматического рядов видно, что наиболее флотациоінно активны­ ми по отношению к крупнозернистому хлориду калия являются парафиновые углеводороды, за ними следуют незамещенные наф­ теновые и наименее флотационню активные незамещенные арома­ тические углеводороды, причем активность понижается с увеличе­ нием числа конденсированных бензольных ядер. Введение алкиль­ ных радикалов как в нафтеновые, так и в ароматические углево­ дороды приводит к повышению их флотационной активности, наи­ более значительному в случае конденсированных ароматических соединений. Введение фенильных радикалов, т. е. повышение аро­ матичности соединений, вызывает понижение их флотационной ак­ тивности. Диалкилзамещенные более активны, чем монозамещенные, и наиболее активны соединения, у которых заместители на­ ходятся ,в «-положении (для замещенных бензола) и 1-положенин (для замещенных нафталина).

Из приведенных данных следует, что алкилированием аромати­ ческих соединений, особенно мношкольчатых, можно значительно повысить их флотационную активность по 'отношению к крупно­ зернистому хлориду калия.

Из сопоставления флотационных характеристик изученных ин­ дивидуальных углеводородов с их физико-химическими свойства­ ми следует, что гидрофобизирующее действие парафиновых, наф­ теновых и ароматических углеводородов в большей мере коррелируется с величинами показателей преломления и мольной рефрак­ ции изученных соединений, чем с каким-либо из других парамет­ ров (молекулярного веса, плотности, вязкости, температур кипе­ ния и плаівлеиия). Это дает возможность предположить, что гид-

.рофобіизирующее действие углеводородов зависит в большей сте­ пени от электронного состояния и поляризуемости их молекул.

Для изученных индивидуальных углеводородов не наблюдает­ ся прямой зависимости флотационной активности от вязкости при значениях ее .приблизительно до 1,5 спз. При увеличении вязкости флотационная активность понижается (см. рис. 82 и 84). Для наф­ теновых углеводородов найдена обратная зависимость между фло­ тационной активностью и вязкостью (ом. рис. 83).

Система: ОДА • НАс —. смеси углеводородов различного строения с известным групповым составом

■природного газа 12 месторождений Украины. Образцы конденсатов и данные об их физико-химических свойствах и групповом соста­ ве были любезно предоставлены нам лабораторией газоконденсат­ ных исследований УкрНИИГаза (зав. лабораторией С. Е. Бараненко, г. Харьков). Полученные результаты сопоставлены с физи­ ко-химическими характеристиками конденсатов: плотностью, вяз­ костью, молекулярным весом, показателем преломления, мольной рефракцией, температурой кипения, а также с данными об их фракционном и групповом составах (рис. 86). Из них следует, что с увеличением молекулярного веса конденсатов природного газа возрастают величины их плотности и вязкости. Кривая выхода флотации т не следует этой зависимости, по конфигурации она более близка к кривым показателей преломления,мольной рефрак­ ции и температуры кипения. Наиболее эффективными гидрофобизаторами из изученных являются конденсаты природного газа Машевокого, Ефремовского и Солоховского месторождений. Провер­ ка данных о гидрофобизирующем действии конденсатов, получен­ ных при флотации крупнозернистого хлорида калия в трубке Халлимоида, была произведена в Белорусском филиале ВНИИГа (г. Солигорск) в лабораторной флотационной машине объемом 1,5 л с кипящим слоем конструкции ГИГХСа с «плавающим» им­ пеллером. Флотация осуществлялась на обеошламланной сильвииитовой руде крупностью —3,0 + 0,5 мм. Время кондиционирова­ ния с солянокислым октадециламином (ОДА-HCl) 1 мин, с кон­ денсатами — 2 мин, соотношение Ж : Т три кондиционировании равно 0,35. Расход ОДА-НО 130 г/т, соснового масла 15 г/т, кон­ денсатов 800—900 г/т. Результаты этих исследований приведены на рис. 86 (кривые извлечения е и эффективности флотации Е). Из них видно, что данные, полученные в лабораторной флотацион­ ной машине, подтвердили выводы, сделанные на основании флота­ ционных опытов в трубке Халлимонда о том, что наиболее флота-

,ционно активными являются конденсаты Машевского, Солоховско­ го, Ефремовского месторождений.

Следует отметить сходимость результатов, полученных ме­ тодами бешенной и пенной флотации, учитывая, что при флотации в лабораторной флотационной машине действие реагѳнтов-гидро- фобизаторов нивелируется благодаря сложным аэродинамическим условиям и применению реагента-вспешвателя, в то время как при. бешенной флотации проявляются индивидуальные свойства ре­ агентов в более чистом виде. Сопоставление гидрофобизирующих

свойств омесей углеводородов, сложных по составу, ■какими явля­ ются конденсаты .природного газа, с их физическими и физико-хи­

показателем, определяющим флотационную активность конденса­ тов природных газов. В данном случае величины выхода флотации в большей мере коррелируются г. показателем преломления и моль­ ной рефракцией, являющимися функцией поляризуемости и, сле-

КонденсатЬі природного газа.

Рис. 86 . Физико-химические характеристики конденсатов природных газов не­ которых месторождений Украины и результаты флотации хлорида калия

бовский; 2 — перещепинский; 3 — гнединцевский; 4 — боровской; 5 — глинско-

розбышевский; 6 — кегичевский; 7 --- ефремовский; 8 — машевский; 9 — соло-

■доівательно, состава и строения молекул реагента. Наблюдаемая зависимость менее отчетливая, чем для индивидуальных углеводо­ родов. В результате произведенной .нами обработки данных о тем­ пературах выкипания _конденсатов природного газа ряда место­ рождений Украины получены диаграммы фракционного состава

этих конденсатов (рис. 87). При сопоставлении группового угле­ водородного состава некоторых конденсатов природных газов (табл. III.21) с диаграммами их фракционного состава видно, что в наиболее эффективном из конденсатов — машевском— наивыс­ шее содержание парафиновых углеводородов (62,8%) и наимень-

Конденсат Солоховского месторождения в основном состоит из нафтеновых углеводородов (86,4%)- Содержание парафиновых уг­ леводородов в нем самое низкое (13,6%) и отсутствуют аромати­ ческие углеводороды (0,0%). Этот конденсат выкипает в узком интервале яри высоких температурах (190—250° С). Наименее эф­ фективный конденсат Глебовского месторождения состоит из тех же классов углеводородов, что и Машевского месторождения, в нем содержится парафиновых 59,9%, нафтеновых 32,1%'. Одна­ ко диаграмма фракционного состава этого конденсата отличается от диаграмм остальных конденсатов тем, что конденсат Глебовско­ го месторождения выкипает в более узком интервале при самых низких температурах (30—190° С).

Причина различия в эффективности гидрофобизирующего дей­ ствия исследованных конденсатов при близком содержании в них упомянутых углеводородов заключается, очевидно, в болееузком составе самих парафиновых, нафтеновых и ароматических углево-

Метановые, %~Ш

Рис. 88. Зависимость выхода КС1 при флотации в трубке Халлимон-

состава конденсатов, из которых видны различия в' составе таких близких но общему количеству парафиновых и нафтеновых угле­

щихся тем, что в глебовском конденсате в основном содержатся низкокииящие (низкомолекулярные), а в машевском— высококипящие (более высокомолекулярные) парафиновые углеводороды.

По-видимому, часть углеводородов в каждом конденсате не яв­ ляется гидрофобизатором, а скорее балластом. В связи с этим для изыскания оптимальных реагентов-гидрофобизаторов необходимо исследовать влияние углеводородного состава на гидрофобизирующее действие узких температурных фракций конденсатов.

На рис. 88 показана зависимость показателей флотации от группового состава конденсатов. Зависимость имеет сложный ха­ рактер, однако прослеживается тенденция к увеличению выхода при повышенных и пониженных концентрациях каждой из групп углеводородов в конденсатах. Зависимость, таким образом, имеет оптимальный характер. Для выдвижения каких-либо гипотез необ­ ходимы дальнейшие исследования. Существенным является то, что данные, полученные при флотации в трубке Халлимонда, в общем