Петролейная фракция (ПФ). В ПФ входят легкие пентаны и гексаны (жидкие углеводороды) и её можно получить из нефтяных газов и газоконденсата. Легкий петролейный эфир кипит при температуре от 40 до 70 °С, а тяжелый от 70 до 100 °С. Эта фракция выкипает быстрее всех, следовательно, мы получаем первую эту прозрачную фракцию. Плотность данной фракции колеблется в пределах 0,650-0,695 г/см3, она растворяет жиры, масла, смолы и различные углеводородные соединения, кроме того используется в растворении нефти и битумоидов. Из петролейного эфира получаются отличные виды топлива для различных горелок и зажигалок.

Бензиновая фракция (БФ). Это сложная смесь углеводородов (до С11), характеризующихся различным строением, где около 1/3 части углеводородных соединений выкипают до 125°С, а в интервале 125-150°С — выкипают оставшиеся 2/3. Фракция содержит в большом количестве ароматические и нафтеновые углеводороды, такие как толуол, метаксилол и  метилциклогексан, циклогексан, метилциклопента. Из бензиновой фракции получаются различные виды топлива для двигателей внутреннего сгорания. Одной из характеристик данной фракции является октановое число, чем оно больше от 0 до 100, тем лучше топливо. Далеко не всякий бензин является хорошим топливом. Как правило из сырой нефти можно получить БФ с октановым числом не более 60, т. е. топливо среднего качества.

Лигроиновая фракция (ЛФ) (тяжелая нафта) – высокооктановая нефтяная фракция. Это тоже смесь углеводородов, только более тяжелых, в сравнении с первыми двумя фракциями (состав С8 — С14). Количество ароматических углеводородов превышает в несколько раз бензиновую фракцию, а содержание нафтенов почти в З раза превышают количество парафинов. Плотность данной фракции колеблется в пределах 0,78—0,79 г/см3. Из ЛФ получаются различные виды реактивного, дизельного и моторного топлива, органических растворителей.

Керосиновая фракция (КФ). Плотность при комнатной температуре примерно 0,854 г/см3. Начинает кристаллизоваться при минус 60°С. В состав также входят сложные углеводороды, парафины, нафтены, кроме  того имеются бициклические — нафтеновые, ароматические и нафтеноароматические углеводороды. Данный вид топлива представляется высококачественным с температурной стабильностью и низкотемпературными свойствами из-за большого содержания изопарафинов и малого количества бициклических ароматических углеводородов. КФ используется в качестве реактивного топлива, если температура кипения от 120 до 130, осветительного керосина, если температура кипения от 150 до 315, и растворителя красок при температуре кипения от 140 до 200 градусов Цельсия.

Дизельная фракция (ДФ). Здесь концентрация ароматических углеводородов мала (до 25 %), также, как и парафинов, чего не сказать про нафтены. В этой фракции кроме того были найдены кислород - и азотсодержащие соединения. ДФ является производной для циклопентана и циклогексана. Температура застывания этой фракции довольно высокая минус 10-11°С из-за большого содержания алканов с нормальным строением. Для того, чтобы понизить температуру застывания до минус 60 градусов необходимо депарафинизировать ДФ с использованием карбамида.

Мазут. Эта фракция представляет собой смесь, в которую входят углеводороды (с молекулярной массой от 400 до 1000), нефтяные смолы (с молекулярной массой 500—3000 и более), асфальтены, карбены, карбоиды и органические соединений, содержащие различные микроэлементы (V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca, Ti, Hg, Zn и другие). Свойства мазута:

- вязкость 8—80 ммІ/с (при 100 °C),

- плотность 0.89—1 г/смі (при 20 °C),

- температура застывания 10—40°С,

- содержание серы 0.5—3.5 %, золы до 0.3 %.

Температура кипения мазута достаточно велика, чтобы, достигнув этой температуры, произошло разрушение молекул. Поэтому перегонка при атмосферном давлении невозможна. В ситуации с вакуумом перегонка осуществляется при более низких температурах без разрушения молекул, в результате получают моторные топлива, масло, парафин и тяжелую фракцию гудрон.

Гудрон на выходе составляет от 10 до 45 % нефти, высоковязкая жидкость или выступает в твердом асфальтоподобном продукте черного цвета с блестящим изломом. Состоит из парафиновых, нафтеновых, ароматических углеводородов (45-95 %), асфальтенов (3-17 %), нефтяных смол (2-38 %), металлов. Плотность гудрона 0.95 – 1.03 г/смі, коксуемость 8-26 % по массе, температура плавления 12—55 °C. [4]

Ширина и форма линии ЭПР

Идеальный случай представляется так, что спиновая система не насыщенна и релаксационные процессы не наблюдаются. Все спины подвергаются одинаковым условиям магнитного поля и спектр ЭПР линейчатый. В общем понимании это означает, что каждая линия, соответствующая поглощению, бесконечно узкая. В жизни идеальных случаев не наблюдается и всегда есть некие отклонения, что приводит к конечной ширине линии. Уширение линии подвергается анализу с помощью принципа неопределенности Гейзенберга:

∆Е*∆t ≈ h,                                                                                (2)

где:  ∆Е – расхождение энергетических уровней Зеемана Е1 и Е2;

∆t – время жизни спинового состояния.

Получается ∆t определяет ширину линии спектра ЭПР.

∆н ~  + ,                                                                        (3)

Наибольший вклад в уширение спектральной линии вносит механизм, которому соответствует наименьшее характеристическое время T1 или T2, он носит понятие эффективного релаксационного механизма. В растворах органические радикалы обладают соотношением T1 >> T2. Возможна ситуация, когда сигнала ЭПР не видно из-за крайне коротких времен релаксаций, ширина спектральной линии устремляется в бесконечность.

В качестве оценки механизма уширения линии используют значения полуширины ∆Н1/2, которое измеряется на половине высоты интенсивности линии поглощения, и ∆Нрр, которое измеряется между максимум и минимум первой производной линии поглощения. В теории релаксации описано два крайних случая, когда форма линии выражается через уравнение Гаусса или Лоренца. Форму линии, уширенной спин-спиновым взаимодействием, вычислить нелегко. Часто делают предположения о том, что линия имеет гауссову форму

f(H) = ,                                                (4)

где:  f(H) – интенсивность линии при напряженности поля Н;

Н0 – напряженность поля в центре резонансной линии;

- средний «второй момент» линии.

Это предположение не всегда реализуется. Ширина линии может иметь сильную зависимость от ориентации самого кристалла, что приводит к ее изменению. Такая ситуация наблюдается в случае малости числа ближайших соседних ионов. К примеру, два соседних иона находятся на одной общей прямой с ионом, и они эквидистантны. Если линия неоднородно уширена, то есть является перекрывающейся линией узких «спиновых пакетов», которые смещены от центра из-за взаимодействия, возможно появление разрешенной структуры. В случае, когда расстояние между соседними ионами в парамагнитных соединениях меньше 0.5 нм, появляется помимо дипольного изотропное обменное взаимодействие. Рассмотрим, как оно влияет на изменение формы линии. Допустим наблюдается тождественность спинов, тогда второй момент  остается неизменным, а форма линии претерпевает сужение в центре и расширение на крыльях. «Обменное сужение» - явление, которому присуще уменьшение ширины линии на половине максимума интенсивности. В данном случае аппроксимируем линию лоренцевой формой

f(H) = ,                                                                (5)

где ∆Н величина, определяемая как половина от полуширины линии поглощения.

Андерсон и Вейсс детально рассмотрели влияние обменного взаимодействия на форму линии. Они пользовались математической моделью, в которой предполагается, что дипольное взаимодействие создает гауссово распределение внутренних полей и, кроме того, эти поля беспорядочным образом меняются во времени. Эта теория предсказывает такую форму линии, что крылья ее спадают экспоненциально, как у гауссовой кривой, а центральная часть имеет лоренцеву форму. [5]

Для формы линии, выражающейся через уравнение Гаусса, свойственны резкий спад на краях и в центре большая ширина. Для лоренцевой формы характерна более узкая форма в центре и плавный спад на краях. Есть определенная взаимосвязь между ∆Нрр и ∆Н1/2 для гауссовой и лоренцевой формы линии:

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4