Исследование термической стабильности алифатических спиртов в их водных растворах
Вычисление и анализ изотермических изменений термодинамических функций водных растворов спиртов в процессе их термической деструкции. Определение и оценка значений кинетических параметров растворов вода–спирт (константы скорости, энергии активации).
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.11.2017 |
Размер файла | 347,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Исследование термической стабильности алифатических спиртов в их водных растворах
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Общая характеристика работы
Актуальность работы. Водные растворы алифатических спиртов (метанол, этанол и др.) в различных агрегатных состояниях являются перспективными теплоносителями (рабочими веществами) в теплоэнергетических установках и экологически чистыми растворителями (экстрагентами) в экстракционных технологиях. Одно из требований, предъявляемых к рабочим веществам и экстрагентам, содержащих термонестабильные компоненты, в частности спирты, это их термическая стабильность - постоянство химического состава и эксплуатационных свойств в диапазоне рабочих температур. Вода является термически стабильным веществом, а алифатические спирты относятся к термонестабильным. При использовании растворов этих жидкостей в качестве рабочих веществ в промышленных установках для инженерных расчетов важно знать область термической стабильности их, т.е. максимальное значение температуры начала термического разложения (деструкции) спиртов. Необходимо также знать в нестабильной области изотермическую скорость разложения молекул спиртов и зависимость ее от температуры, длительности нагревания, концентрации и структуры спиртов. Несмотря на большое количество работ, посвященных исследованию деструкции термонестабильных веществ, стабильность алифатических спиртов изучена недостаточно, в частности, имеется противоречивая информация о температуре начала процесса их разложения.
Таким образом, знание достоверных данных о границе термической стабильности и закономерности протекания процесса деструкции растворенных в воде алифатических спиртов являются актуальным для решения практических задач и развития теории растворов полярных компонентов.
Вышесказанным инициированы исследования автора.
Цель и задачи исследования:
Экспериментальное исследование термической стабильности чистых и растворенных в воде алифатических спиртов (метанола, этанола, 1-пропанола и 1-бутанола) при субкритических и сверхкритических температурах.
В связи с этим определились основные задачи исследования:
· создание пьезометрической экспериментальной установки и разработка методики измерений для определения области термической стабильности и исследования деструкции алифатических спиртов в их водных растворах методом определения изотермического роста давления;
· определение значений температуры начала термического разложения индивидуальных и растворенных в воде спиртов Тн по величине начала изотермического роста давления (ДР)Т в зависимости от концентрации х и структуры спирта;
· оценка величины скорости термического разложения алифатических спиртов в их водных растворах по величине роста давления в единицу времени (ДР/Дф)Т в зависимости от температуры Т, концентрации спирта х и числа атомов углерода С (структуры спирта);
· построение диаграмм зависимости Тн и (ДР/Дф)Т от х и С;
· анализ полученных экспериментальных данных о зависимости Тн и (ДР/Дф)Т от Т, х и С;
· расчет изотермических изменений термодинамических функций водных растворов спиртов в процессе их термической деструкции;
· оценка значений кинетических параметров растворов вода-спирт (константы скорости, энергии активации и т.д.).
Научная новизна результатов исследования.
· Впервые получены экспериментальные значения температуры начала термического разложения Тн молекул индивидуальных (х=1) и растворенных в воде спиртов (х<1) (метанола, этанола, 1-пропанола и 1-бутанола).
· Установлена зависимость границы термической стабильности растворенных в воде спиртов (значения Тн) от их концентрации х и числа атомов углерода С.
· Установлено, что первые три члена гомологического ряда спиртов стабильны в пределах до их критических температур (Тн?Тк), а 1-бутанол разлагается при Тн?Тк..
· Оценена скорость термического разложения спиртов в их водных растворах в диапазоне температур 583.15 - 663.15 К в зависимости от температуры, концентрации, числа атомов углерода и длительности нагревания.
· Определены величины термических коэффициентов и изотермических изменений термодинамических функций водных растворов спиртов в процессе их деструкции.
· Оценены величины кинетических параметров процесса деструкции чистых и растворенных в воде спиртов.
Практическая значимость. Полученные данные о границе термической стабильности и скорости разложения алифатических спиртов в их водных растворах необходимы для расчета и оптимизации новых высокоэффективных технологических процессов в различных отраслях промышленности (нефтехимия, теплоэнергетика, фармацевтика и т.д.). Например, учет данных о температурах начала термического разложения спиртов в их водных растворах, если использовать последние в качестве рабочих веществ в тепловых схемах энергоустановок, необходим для обеспечения стабильности давления пара на входе в паровую турбину. В то же время, водные растворы алифатических спиртов в околокритическом и сверхкритическом состоянии являются благоприятной средой для протекания многих химических реакций (сверхкритическое водное окисление, сверхкритическая флюидная экстракция), для расчета которых необходимы сведения как о термической стабильности растворов, так и о их кинетических параметрах.
Результаты исследований, выносимые на защиту:
1. Пьезометрическая экспериментальная установка и методика проведения исследований термической стабильности и процесса деструкции термонестабильных жидких систем в диапазоне температур до 773.15 К и давлений до 100 МПа.
2. Значения температуры начала термического разложения Тн растворенных в воде алифатических спиртов (метанол, этанол, 1-пропанол и 1-бутанол) в зависимости от их концентрации х и числа атомов углерода С.
3. Значения скорости термического разложения индивидуальных и растворенных в воде спиртов (ДР/Дф)Т в диапазоне температур 563.15 - 663.15 К и зависимость ее от температуры Т, концентрации спирта х и числа атомов углерода С.
4. Диаграммы и таблицы значений изотермических изменений основных термодинамических функций водных растворов спиртов в процессе их термической деструкции.
5. Кинетические параметры термического разложения исследованных индивидуальных и растворенных в воде спиртов в диапазоне температур 583.15 - 663.15 К.
Достоверность и обоснованность результатов подтверждаются использованием в эксперименте сертифицированных измерительных средств, современных компьютерных программ для обработки экспериментальных данных, и соответствием полученных результатов физическим представлениям о процессах термического разложения нестабильных веществ.
Личный вклад автора состоит в:
- участии в разработке и создании экспериментальной установки и методики измерений;
- выполнении всего объема экспериментальных исследований термической стабильности и деструкции алифатических спиртов (метанол, этанол, 1-пропанол и 1-бутанол);
- обработке полученных экспериментальных данных о температуре начала термического разложения спиртов, скорости их деструкции, расчете термических коэффициентов, изменений термодинамических функций и кинетических параметров спиртов в процессе их термической деструкции.
Планирование исследований, обобщение и обсуждение полученных результатов, подготовка и написание научных публикаций осуществлялись совместно с научным руководителем Базаевым А.Р.
Апробация результатов исследования и публикации. Основные результаты, приведенные в диссертации, докладывались на следующих конференциях и научных школах:
Российская научная конференция «Современные аспекты химической науки», посвященная памяти доцента И.И. Ниналалова, Махачкала 2006.
Конференция, посвященная 70 - летию со дня рождения Магомедова К.М. «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов», Махачкала, 2006.
Международная конференция, посвященная 100-летию член-корр. АН СССР, Акад. АН Азербайджана Х.И. Амирханова (Баку, 2007 г.);
II Школа молодых ученых «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов», Махачкала, 2008.
Всероссийская научно-практическая конференция «Современные проблемы химии и нефтехимии: наука, образование, производство, экология». Махачкала, ДГТУ, 2008.
XVII Международная конференция по химической термодинамике в России. Казань, 2009.
Международная конференция «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах». Махачкала, 2009.
XVIII Международная конференция по химической термодинамике в России. Самара 2011.
Всероссийская конференция «Менделеев - 2012». Санкт-Петербург, 2012.
III Школа молодых ученых «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов», Махачкала, 2010.
VII Всероссийская научная молодежная школа с международным участием. Москва, 2010.
XIII Российская конференция по теплофизическим свойствам веществ (с международным участием). Новосибирск, 2011.
IV Школа молодых ученых «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов», Махачкала, 2011.
VII Международный симпозиум по фундаментальным и прикладным проблемам науки. Миасс, 2012.
V Школа молодых ученых «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов», Махачкала, 2012.
I Международная конференция по химии и химической технологии г. Баку, Азербайджан. 2013
XIX Международная конференция по химической термодинамике в России. Москва 2013.
VI Школа молодых ученых «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов», Махачкала, 2013.
Материалы Научной сессии Института проблем геотермии, посвященной Дню российской науки «Возобновляемая энергетика: проблемы и перспективы», Махачкала, 2014.
Основные результаты исследования опубликованы в 26 работах, из которых 5 статей в научных рецензируемых журналах из перечня ВАК РФ.
Структура и объем работы.
Диссертация изложена на 172 страницах и включает введение, главы 1-4, заключение, список использованных источников из 159 наименований, 56 иллюстрации, 17 таблиц и приложения.
Основное содержание работы
изотермический термодинамический спирт кинетический
Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулирована цель и основные задачи исследования, отмечены научная новизна, практическое значение работы, перечень решенных в диссертации задач и выносимых на защиту результатов.
В первой главе проанализированы имеющиеся литературные данные по термической стабильности индивидуальных и растворенных в воде алифатических спиртов к началу оформления диссертации. Отмечено, что в этих работах процесс термического разложения спиртов обнаружен при исследовании их термодинамических свойств различными методами (теоретический расчет, метод пьезометра постоянного объема, метод проточного калориметра и т.д.). В известных работах приводятся различные оценки температуры начала термического разложения молекул некоторых спиртов, порой противоречащие между собой. Так, например, по теоретическим оценкам (Никитин Д.Е.) разложение 1-пентанола (пятого члена гомологического ряда алифатических спиртов) начинается при температуре ниже ее критической температуры. В эксперименте автора диссертации это подтверждено для 1-бутанола (четвертого члена гомологического ряда алифатических спиртов) при температуре 558.15 К (Тк= 563.15 К). В p, v, T - измерениях метанола методом пьезометра постоянного объема (Straty G.C., Palavra A.M. and Bruno T.J.) установлен изотермический рост давления (разложение молекул) при температуре 513.15 К (Тк=512.62 К). При определении энтальпии и теплоемкости метанола и этанола методом проточного калориметра (Yerlett T.K. and Wormald C.J., M.D. Vine and C.J. Wormald., С.Л. Ривкин и Б.Н. Егоров., С.Л. Ривкин и М.Р. Шингарев), обнаружено термическое разложение молекул спиртов при температуре 573,15 К, т.е. выше критических температур этих спиртов. Наоборот, по экспериментальным данным о p, v, T - зависимости 96%-го этанола (Калафати Д.Д. с соавторами), не обнаружено заметного разложения спирта при температурах до 573,15 К (Тк=516.25 К). В p, v, T - измерениях метанола, этанола и 1-пропанола по изохорам методом пьезометра постоянного объема (Hing Y. Lo and Leonard I.S., Базаев А.Р. с соавторами) по изотермическому росту давления установлено наличие термического разложения молекул спиртов при температурах до 673.15 К.
Анализ литературных источников показывает, что область термической стабильности и значения температуры начала термического разложения как чистых, так и растворенных в воде алифатических спиртов исследованы недостаточно. Недостаточно исследована также зависимость скорости термического разложения спиртов от температуры, их концентрации и структуры.
Сделан вывод о необходимости проведения экспериментальных исследований с целью определения области термической стабильности индивидуальных и растворенных в воде алифатических спиртов и прежде всего значений их температуры начала термического разложения, а также оценки скорости процесса деструкции.
Во второй главе описаны пьезометрическая установка и методика проведения эксперимента по определению границы термической стабильности и скорости процесса термического разложения чистых и растворенных в воде алифатических спиртов.
Рис. 1. Блок - схема установки: 1 - рабочая ячейка (пьезометр); 2 - 5 - запорные вентили; 6 - регулятор температуры типа МИНИТЕРМ 300; 7 - усилитель мощности У13Н; 8 - цифровой вольтметр В7-78; 9-12 - термопары (ХК); 13 - автоматический регулятор температуры датчика давления; 14 - тензопреобразователь типа Д100-1; 15 - АЦП - аналого-цифровой преобразователь давления; 16, 17 - теплоизоляция; 18-электронагреватель; 19 - сосуд Дьюара; ВН - вакуумный насос.
Установка (рис. 1) состоит из рабочей ячейки - пьезометра постоянного объема I, системы заполнения пьезометра исследуемым веществом II, системы отбора проб III, системы измерения и регулирования температуры IV, системы измерения давления V.
Пьезометр изготовлен из нержавеющей стали марки 12Х17Н10Т формы цилиндра с внутренним диаметром 19 мм и наружным - 55 мм. Рабочий объем пьезометра при нормальных условиях - 25.5 см3. На одном торце пьезометра установлен запорный (регулировочный) вентиль с возвратно - поступательным движением иглы 2; к другому торцу соединен датчик давления - интегральный тензопреобразователь 14 типа Д100-1 капиллярной трубкой (L= 12 см, Фв=0.3 мм, Фн=1.5 мм). В корпусе просверлены глухие отверстия (карманы) для размещения спаев термопар 9-12. В канавках на наружной поверхности пьезометра уложен электронагреватель 18. Корпус пьезометра окутан со всех сторон слоем стеклоткани и помещен в цилиндр из тонкой жести 17. Установка подвешена в воздухе на крючке для перемешивания исследуемого вещества путем ее раскачивания.
В таблице 1 приведены данные о погрешности измеряемых и определяемых параметров экспериментальной установки.
Таблица 1
Параметры |
Область измерений |
Относительная погрешность, % |
|
Температура (Т), К: - измеряемая термостатирования |
373.15 - 673.15 373.15 - 673.15 |
0.020 0.055 |
|
Давление (р), МПа |
0.1 - 6.0 6.0 - 50 |
0.050 0.080 |
|
Масса (m), г |
3.6 - 13.3 |
0.003 |
|
Объем пьезометра при р и Т, см3 |
25,5 |
0.1 |
|
Состав, мол. доли |
0 - 1 |
0.003 |
|
Плотность (с), кг/м3 |
140 - 520 |
0.150 |
В третьей главе приведены экспериментальные значения температуры начала термического разложения Тн чистых и растворенных в воде алифатических спиртов (табл. 2), полученные по величине начала изотермического роста давления Рн для околокритических изохор (с?ск). Значения критических температуры Тк и давления Рк чистых спиртов взяты из литературных источников.
Как видно из рис. 2, величина Тн уменьшается с ростом концентрации спирта х и увеличивается с ростом числа его атома углерода С. Эта зависимость обобщена полиномом:
(1)
Рис. 2. Зависимость Тн от х и С. 1 - вода-метанол,
2 - вода-этанол,
3 - вода-1-пропанол,
4 - вода-1-бутанол.
Точки - эксперимент.
Кривые - расчет по уравнению (1)
Табл.2
Конц-ция спирта х, мол. доли |
Тн, К |
Рост давления ДР, МПа |
Время, час |
PH, МПа |
Тк, К |
Pк, МПа |
|
Вода-метанол |
|||||||
1 |
518.15±1 |
0.055 |
48 |
9.16±0.02 |
512.6±0.3 |
8.10±0.02 |
|
0.8 |
523.15±1 |
0.074 |
48 |
8.57±0.02 |
|||
0.5 |
533.15±1 |
0.072 |
48 |
8.85±0.02 |
|||
0.2 |
548.15±1 |
0.070 |
48 |
8.13±0.02 |
|||
Вода-этанол |
|||||||
1 |
528.15±1 |
0.058 |
48 |
7.42±0.02 |
513.9±0.3 |
6.14±0.02 |
|
0.8 |
533.15±1 |
0.072 |
48 |
8.19±0.02 |
|||
0.5 |
543.15±1 |
0.074 |
48 |
9.61±0.02 |
|||
0.2 |
558.15±1 |
0.072 |
48 |
10.05±0.02 |
|||
Вода-1-пропанол |
|||||||
1 |
543.15±1 |
0.056 |
48 |
5.86±0.02 |
536.8±0.3 |
4.99±0.02 |
|
0.8 |
548.15±1 |
0.074 |
48 |
7.11±0.02 |
|||
0.5 |
558.15±1 |
0.072 |
48 |
8.73±0.02 |
|||
0.2 |
573.15±1 |
0.075 |
48 |
9.68±0.02 |
|||
Вода-1-бутанол |
|||||||
1 |
558.15±1 |
0.052 |
48 |
5.09±0.02 |
563.1±0.3 |
4.42±0.02 |
|
0.8 |
563.15±1 |
0.062 |
48 |
6.12±0.02 |
|||
0.5 |
573.15±1 |
0.070 |
48 |
6.89±0.02 |
|||
0.2 |
588.15±1 |
0.068 |
48 |
7.32±0.02 |
Скорость термического разложения молекул спиртов оценивалась по величине изотермического роста давления ДР за промежуток времени Дф при значениях температуры Т>Тн, т.е. как (ДР/Дф)Т.
Рис. 4. Зависимость ДР/Дф от Т и х. 1 - вода-метанол; 2 - вода-1-пропанол
Зависимость ДР/Дф от Т и х (рис. 4) описана уравнением
, (2)
где аij - коэффициенты, определяемые последовательной аппроксимацией экспериментальных значений ДР/Дф. Зависимости величины ДР/Дф от Т и числа атомов углерода С, а также от Т и плотности с растворов обобщены аналогичными полиномиальными уравнениями.
Таким образом, скорость термического разложения молекул спиртов растет с ростом температуры (Т>Тк) и концентрации х и уменьшается в их гомологическом ряду.
Термические коэффициенты. Величины коэффициентов изотермической сжимаемости , объемного термического расширения и давления растворов вода-спирт рассчитаны с использованием уравнения Редлиха-Квонга:
(3)
Характер зависимости кт и в от температуры для раствора вода-этанол состава 0.5 мол. доли в процессе разложения молекул спирта приведен на рис. 4 и 5.
Рис. 5. Зависимость величины в от Т раствора вода-этанол состава х=0.5 за время ф:
1-в начале отчета;
2-6 - через 1, 2, 3, 4, 5 часов соответственно
Рис. 4. Зависимость величины
кТ от Т раствора вода-этанол состава х=0,5 за время ф:
1-в начале отчета;
2-6 - через 1, 2, 3, 4, 5 часов соответственно
Уменьшение величины кт с ростом температуры Т и длительности ее поддержания ф (рис. 4) можно объяснить увеличением плотности числа частиц в процессе деструкции молекул этанола. Как видно из рис. 5, величина в практически не зависит от Т, но заметно растет в процессе разложения молекул спирта.
Изменение термодинамических функций. Расчет изменений функций по термодинамическим соотношениям выполнен относительно стандартного состояния (р=0.1 МПа, Т-температура опыта). Характер изотермического изменения изохорной теплоемкости и энергии Гиббса раствора вода-этанол состава 0.5 мол. доли в процессе разложения молекул спирта иллюстрируют рис. 6 и 7.
Как видно, величина Сv-Сvо уменьшается с ростом температуры Т и увеличивается в процессе разложения молекул спирта. А величина G-G0, наоборот, растет с ростом Т и уменьшается со временем.
Рис. 6. Зависимость величины Сv-Сvо от Т раствора вода-этанол состава х=0.5 в течение промежутков времени ф,: 1-в начале отчета; 2-6 - через 1, 2, 3, 4, 5 часов соответственно
Рис. 7. Зависимость величины G-G0 от Т раствора вода-этанол состава х=0.5 в течение промежутков времени ф: 1-в начале отчета; 2-6 - через 1, 2, 3, 4, 5 часов соответственно
В четвертой главе рассмотрена кинетика термического разложения чистых и растворенных в воде спиртов в диапазоне температур 583.15 - 673.15 К, в пределах которого экспериментально исследована деструкция молекул спиртов.
Реакции термического разложения алифатических спиртов относятся к реакциям первого порядка, когда молекула сложного исходного вещества необратимо распадается на молекулы более простых веществ, т.е.
, , (4)
где k - константа скорости, Р - давление в системе при температуре Т, dp/dф - изменение давления в единицу времени (скорость реакции).
Значения константы скорости разложения молекул растворенного в воде метанола (х=0.5) в диапазоне температур 583.15 - 663.15 К, рассчитанные по уравнению (4), приведены в табл. 3. Там же приведены значения энергии активации (наименьшего количества энергии, которое требуется сообщить системе, чтобы произошла реакция), найденные графическим методом из соотношения Аррениуса (рис. 8).
Табл. 3
Т, К |
Р?106, Па |
dP/dф, Па/сек |
k, с-1 |
1/T•10-3, 1/K |
lnk, с-1 |
E, кДж/моль |
A, ?105 с-1 |
|
Вода-метанол, х=0,5 |
||||||||
583.15 603.15 623.15 643.15 663.15 |
16.765 20.456 24.611 28.617 32.43 |
15.22 33.33 80 203.61 505.21 |
8.95•10-7 1.63•10-6 3.25•10-6 7.12•10-6 1.55•10-5 |
1.715 1.658 1.605 1.555 1.508 |
-13.927 -13.327 -12.637 -11.852 -11.071 |
115.2 |
0.167 |
Изменения энтропии ДS? и внутренней энергии ДU? активации, определенные графически (рис. 9) по уравнению Эйринга
, (7)
где kb =1.38065?10-23 Дж/К - постоянная Больцмана, h=6,626?10-34 Дж?с - постоянная Планка, R=8.314 Дж/К?моль - универсальная газовая постоянная, приведены в табл. 4.
Табл.4
Т, К |
1/T?10-3, 1/K |
ln (k/T) |
ДS? |
ДU?, КДж/моль |
|
Вода-метанол, х=0.5 |
|||||
583.15 603.15 623.15 643.15 663.15 |
1.715 1.658 1.605 1.555 1.508 |
-20.295 -19.729 -19.071 -18.318 -17.568 |
-211.602 -213.156 -213.542 -212.772 -211.691 |
110 |
Рис. 8. Зависимость значений lnk чистого (1) и растворенного в воде (2) метанола (x=0.5) от значений 1/Т: - эксперимент; сплошная кривая - расчетные значения
Рис. 9. Зависимость значений (lnk/T) чистого (1) и растворенного в воде (2) метанола (x=0.5) от значений 1/Т: - эксперимент; сплошная кривая - расчетные значения
Основные результаты и выводы
1. Для исследования термической стабильности алифатических спиртов и их деструкции создана пьезометрическая экспериментальная установка постоянного объема (25.5 см3), рассчитанная на диапазон температур 323.15 - 673.15 К и давлений до 100 МПа, и реализована методика проведения измерений, основанная на методе определения изотермического роста давления в системе без фазовых переходов.
2. Определены значения температуры начала термического разложения Тн индивидуальных и растворенных в воде алифатических спиртов по величине начала изотермического роста давления на линии насыщения, околокритической и сверхкритической области чистых спиртов и их водных растворов в течение длительного времени ф (до 48 часов наблюдений) и повышением температуры опыта на 1 градус.
3. Результаты исследований показали, что первые три члена гомологического ряда алифатических спиртов (метанол, этанол, 1-пропанол) стабильны при температурах до их критических температур, а молекулы 1-бутанола начинают разлагаться при докритической температуре.
4. Установлена зависимость температуры начала термического разложения Тн спиртов от их концентрации х и числа атомов углерода С. Показано, что с ростом х Тн уменьшается, а с ростом С, наоборот, повышается. Видимо, это связано с изменением характера межмолекулярного взаимодействия полярных компонентов раствора, т.е. структурными изменениями в системе.
5. Оценены значения скорости термического разложения спиртов в диапазоне температур 563.15 - 663.15 К по скорости изотермического роста давления (ДР/Дф)Т в системе. Величина скорости деструкции зависит от ф. В начале разложения (линейная зависимость ДР от Дф) скорость деструкции максимальна, после чего убывает.
6. Получена зависимость скорости разложения спиртов (ДР/Дф)Т от температуры Т, их концентрации х и числа атомов углерода С. С ростом Т и х величина скорости увеличивается, а с ростом С, наоборот, уменьшается.
7. Определены значения термических коэффициентов (кТ, б и в) и рассчитаны изменения термодинамических свойств (Cv, Cp, S, Н, U, F и G) растворов вода-спирт в процессе термической деструкции спиртов в диапазоне температур 583.15-663.15 К.
8. Оценены кинетические и активационные параметры термического разложения исследованных индивидуальных и растворенных в воде спиртов в диапазоне температур 583.15-663.15 К.
Выполненные исследования имеют непосредственное отношение к решению практических задач. Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации технологических процессов химической (крекинг, сверхкритическое водное окисление и т.д.), фармацевтической (извлечение полезных компонентов из растительного сырья, сверхкритическая флюидная экстракция и т.д.) и теплоэнергетической (высокоэффективные смесевые рабочие вещества для закрытых термодинамических циклов) отраслей промышленности. Вместе с тем новые результаты о термической стабильности индивидуальных и растворенных в воде алифатических спиртов способствуют пониманию сложного характера межмолекулярных взаимодействий молекул полярных компонентов, что важно для развития теории растворов и разработки модельных потенциалов взаимодействия.
Основное содержание диссертации опубликовано в работах
1. Джаппаров Т.А. Исследование термической стойкости этилового спирта в сверхкритической области // Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов. Материалы конференции, посвященной 70 - летию со дня рождения Магомедова К.М. Махачкала, 2006. С. 264-268.
2. Джаппаров Т.А., Базаев А.Р. Исследование термической этилового спирта в сверхкритической области. // Физика. - Баку, 2007. - Т.13. №1-2. С. 61-63.
3. Джаппаров Т.А., Рабаданов Г.А. Исследование термической стабильности пропилового спирта // Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов. Материалы II Школы молодых ученых. 18 - 22 сентября 2008 г. Махачкала, 2008. С. 299-304.
4. Джаппаров Т.А., Рабаданов Г.А. Исследование термической стабильности алифатических спиртов // Современные проблемы химии и нефтехимии: наука, образование, производство, экология. Материалы всероссийской научно-практической конференции 18-20 декабря 2008 г. Махачкала, ДГТУ, 2008. С. 54-57.
5. Djapparov T.A., Bazaev A.R. Research of thermal stability of liquid systems // XVII International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia. Kazan, Russian Federation, June 29 - July 3, 2009. P. 454.
6. Джаппаров Т.А., Базаев А.Р. Исследование термической стабильности жидких систем // Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах. Сборник трудов международной конференции 7-10 сентября 2009 г. Махачкала, 2009. С. 228-231.
7. Джаппаров Т.А., Базаев А.Р. Исследование скорости термического разложения алифатических спиртов // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. №16, 2010. С. 34-39. (из списка ВАК).
8. Джаппаров Т.А., Базаев А.Р. Исследование термической стабильности водных растворов алифатических спиртов // Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов Материалы III Школы молодых ученых. Махачкала, 2010. С. 100-103.
9. Джаппаров Т.А., Базаев А.Р. Экспериментальное исследование термической стабильности смесевых рабочих веществ вода-спирт для энергопреобразователей. // Системы обеспечения тепловых режимов преобразователей энергии и системы транспортировки теплоты. Труды II Всероссийской научно-технической конференции 8-10 декабря 2010 г. Махачкала, 2010. С. 78-81.
10. Базаев Э.А., Базаев А.Р., Джаппаров Т.А. Исследование фазовых переходов и критических свойств бинарных систем этанол - н-алканы. // Вестник КГТУ. 2010. №2. С. 242-249. (из списка ВАК).
11. Джаппаров Т.А. Исследование термической стабильности смесевых рабочих веществ вода-спирт для энергопреобразователей // Возобновляемые источники энергии. Материалы VII Всероссийской научной молодежной школы с международным участием 24-26 ноября 2010 г. Москва, 2010. С. 136-139.
12. Джаппаров Т.А., Базаев А.Р., Карабекова Б.К. Оценка величины скорости термического разложения водных растворов алифатических спиртов. // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. №21, 2011. С. 37-43. (из списка ВАК).
13. Джаппаров Т.А. Оценка скорости термического разложения алифатических спиртов по данным эксперимента // Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов. Материалы IV Школы молодых ученых. Махачкала, 2011. С. 173-178.
14. Джаппаров Т.А., Базаев А.Р. Исследование термической стабильности водных растворов алифатических спиртов // Тезисы докладов XIII Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ (с международным участием) 28 июня - 1 июля 2011 г. Новосибирск, 2011. С. 102-103.
15. Djapparov T.A., Bazaev A.R., Karabekova B.K. Research of thermal stability of water mixtures of aliphatic alcohols // XVIII International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia. Samara, Russian Federation, October 3 - 7, 2011. P. 75-76.
16. Karabekova B.K., Bazaev A.R., Djapparov T.A. Research of thermal stability of water mixtures of aliphatic alcohols // XVIII International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia. Samara, Russian Federation, October 3 - 7, 2011. P. 75-76.
17. Джаппаров Т.А. Кинетика термического разложения алифатических спиртов // Менделеев 2012. Тезисы VI Всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием. Санкт-Петербург 3-6 апреля 2012 г. Санкт-Петербург, 2012.
18. Джаппаров Т.А. Температуры термического разложения алифатических спиртов в их водных растворах // Естественные и технические науки, №3, 2012. С. 49-50. (из списка ВАК).
19. Джаппаров Т.А., Базаев А.Р. Исследование термической стабильности водных растворов алифатических спиртов. // Теплофизика и аэромеханика. - 2012. Т.19. №6. - С. 793-798. (из списка ВАК).
20. Джаппаров Т.А., Базаев А.Р. Исследование термического разложения алифатических спиртов. // Материалы VII Международного симпозиума по фундаментальным и прикладным проблемам науки. Миасс, 2012.
21. Dzhapparov T.A., Bazaev A.R. Research of Thermal Stability of Water Mixtures of Aliphatic Alcohols. // Journal of Materials Science and Engineering. 2012. V.12. №12. P. 786-790.
22. Dzhapparov T.A., Bazaev A.R. Process of thermal decomposition of aliphatic alcohols. // 1st Int. Chemistry and Chemical Engineering Conference. Abstracts and Proceedings. 17-21 April 2013, Baku Azerbaijan.
23. Dzhapparov T.A., Bazaev A.R. Kinetic parameters of thermal decomposition of pure aliphatic alcohols and their aqueous solutions // XIX International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia. Moscow. 24-28 June. 2013.
24. Джаппаров Т.А. Базаев А.Р. Оценка термической стабильности растворенных в воде алифатических спиртов по данным р, Т-измерений. // Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов. Материалы VI Школы молодых ученых. Махачкала, 2013.
25. Джаппаров Т.А. Базаев А.Р. Исследование термической деструкции чистых и растворенных в воде алифатических спиртов. // Вестник МИТХТ. Т.8. №6. 2013. С. 42-46. (из списка ВАК).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Термодинамические свойства растворов. Химический потенциал чистого компонента. Построение диаграмм плавкости квазирегулярных растворов. Параметры взаимодействия жидких и твердых растворов. Нахождение температурной зависимость энергии Гиббса реакции.
контрольная работа [212,6 K], добавлен 03.01.2016Изучение электропроводности твердых растворов ферритов. Анализ результатов опыта, которые позволяют утверждать, что в исследованных твердых растворах системы CoXMn1-XS реализуются переходы типа металл-диэлектрик как по температуре, так и по концентрации.
реферат [1,8 M], добавлен 21.06.2010Исследование механических параметров на валах привода, выбора материала и термической обработки, напряжения изгиба, частоты вращения двигателя с учётом скольжения ротора. Определение предварительных значений межосевого расстояния и угла обхвата ремня.
курсовая работа [677,4 K], добавлен 20.11.2011Решение экспериментальных задач по определению плотности твердых веществ и растворов, с различной массовой долей растворенного вещества. Измерение плотности веществ, оценка границ погрешностей. Установление зависимости плотности растворов от концентрации.
курсовая работа [922,0 K], добавлен 17.01.2014Основы статистики линейных полимерных цепей. Особенности полиэлектролитов. Гидродинамика растворов полимеров, взаимодействия в цепи. Диффузия макромолекул в растворах. Оценка равновесной жесткости цепей полистирол сульфонатов при различных ионных силах.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.08.2011Кристаллическая структура и полупроводниковые свойства карбида кремния и нитрида алюминия. Люминесцентные свойства SiC и твердых растворов (SiC)1-x(AlN)x. Технологическая установка для выращивания растворов. Электронный микроскоп-микроанализатор ЭММА-2.
дипломная работа [175,9 K], добавлен 09.09.2012Использование термогравиметрического анализа для исследования термического разложения биомассы в инертной атмосфере или на воздухе. Морфологический анализ структуры образцов и их твердых остатков. Применение изоконверсионных методов и модели Фридмана.
контрольная работа [356,8 K], добавлен 03.12.2015Преимущества и недостатки ИК-спектроскопии и флуоресценции при анализе биологических объектов. Изучение зависимости отклика водных растворов ДНК на действие электромагнитного поля с различными заданными параметрами облучения (частота, амплитуда).
дипломная работа [2,6 M], добавлен 03.11.2015Деление твердых тел на диэлектрики, проводники и полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводниковых материалов. Исследование изменений сопротивления кристаллов германия и кремния при нагревании, определение энергии их активации.
лабораторная работа [120,4 K], добавлен 10.05.2016Расчет термодинамических параметров быстроходного автомобильного дизельного двигателя со смешанным теплоподводом в узловых точках. Выбор КПД цикла Карно в рабочем интервале температур. Вычисление значений термического коэффициента полезного действия.
курсовая работа [433,2 K], добавлен 13.07.2011Определение параметров плоской электромагнитной волны: диэлектрической проницаемости, длины, фазовой скорости и сопротивления. Определение комплексных и мгновенных значений векторов. Построение графиков зависимостей мгновенных значений и АЧХ волны.
контрольная работа [103,0 K], добавлен 07.02.2011Определение параметров газовой смеси для термодинамических процессов. Политропный процесс с различными показателями политропы. Конструктивный тепловой расчет теплообменного аппарата. Рекуперативный теплообменник с трубчатой поверхностью теплообмена.
курсовая работа [415,7 K], добавлен 19.12.2014Расчет пределов существования твердых растворов со структурой перовскита в системе. Установление закономерностей температурно-частотных зависимостей характеристик диэлектрического отклика. Характер частотной зависимости составляющих электропроводности.
реферат [1,1 M], добавлен 26.06.2010Проектирование функциональной схемы АЭП и расчет элементов силовой цепи. Вычисление параметров регуляторов тока и скорости, проектирование их принципиальных схем. Имитационное моделирование и исследование установившихся режимов системы электропривода.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 27.02.2012Определение параметров характерных точек цикла. Расчет давления, температуры и удельного объёма. Полезная работа за цикл. Вычисление параметров дополнительных точек для цикла, осуществляемого при заданных постоянных. Построение графика по точкам.
контрольная работа [244,4 K], добавлен 30.03.2015Расчет колпаковой печи: теплообмена под муфелем при нагреве, температурного поля в рулоне, определение числа печей в отделении, составление теплового баланса. Подбор и расчет оборудования для термической обработки продукции стана холодной прокатки.
курсовая работа [68,2 K], добавлен 06.12.2012Выбор силовых трансформаторов подстанций, отходящих линий на стороне высокого напряжения. Определение параметров схемы замещения. Определение термической стойкости кабеля. Технико-экономический расчет структурной схемы. Выбор линейных реакторов.
курсовая работа [382,0 K], добавлен 23.09.2013Основные закономерности сенсибилизированной фосфоресценции в твёрдых растворах органических соединений. Растворители и соединения. Зависимость константы скорости излучательного перехода триплетных молекул акцептора от концентрации смеси.
курсовая работа [275,6 K], добавлен 07.04.2007Использование энергии естественного движения: течения, водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. Отрасль энергетики, использующая ядерную энергию в целях электрификации и теплофикации. Производство энергии с помощью солнечных электростанций.
презентация [2,7 M], добавлен 20.04.2016Строительство и реконструкция малых ГЭС. Использование энергии водных ресурсов и гидравлических систем с помощью гидроэнергетических установок малой мощности. Малая гидроэнергетика как один из конкурентоспособных возобновляемых источников энергии.
реферат [69,0 K], добавлен 11.10.2014