Отчет о поиске | Индивидуальное задание
ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
Растворимость хлористого натрия в диэтилнгликоле и его водных растворах
ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
Растворимость хлористого натрия в диэтилнгликоле и его водных растворах
При использовании на газовых промыслах диэтиленгликоля (ДЭГ) в качестве поглотителя влаги из газа и ингибитора гидратообразования в него попадают содержащиеся в капельной влаге соли, которые резко ухудшают работу установок регенерации ДЭГ. Основным компонентом солевой смеси является хлористый натрии (по литературным данным [1] около 90% от общего содержания солей).
Для обеспечения нормальной работы установок регенерации нужно иметь надежные данные по растворимости солей, в первую очередь хлористого натрия, в ДЭГ и его водных растворах. Это тем более необходимо, что литературные данные малочисленны и противоречивы. Так, например, согласно литературным данным [3], растворимость хлорида натрия в 80%-м водном растворе ДЭГ сильно растет с повышением температуры, а другие данные говорят об уменьшении растворимости NaCl в безводном ДЭГ и его 85%-м водном растворе с ростом температуры.Нами была изучена растворимость хлорида натрия в ДЭГ при температурном интервале 20—180° и его концентрированных водных растворах (выше ВО вес, % ДЭГ) при температурах 35—120°. Растворимость исследовалась в стеклянных или латунных герметически закрывающихся сосудах цилиндрической формы. Сосуд с ДЭГ или его водным раствором и солыо помещался в термостат. Перемешивание содержимого сосуда осуществлялось с помощью магнитной мешалки. Заметной коррозии латуни при проведении эксперимента не наблюдалось.
Предварительными опытами было установлено, что при комнатной температуре в условиях интенсивного перемешивания равновесие в системе устанавливается приблизительно через час и что растворимость хлористого натрия в безводном ДЭГ и его концентрированных водных растворах (выше 80% ДЭГ) уменьшается с увеличением температуры.После установления равновесия перемешивание прекращалось и производилось отстаивание в термостате для оседания избытка соли. Затем сосуд извлекался из термостата, быстро охлаждался (если опыт шел при повышенной температуре), из него отбиралась проба, в которой определялось содержание хлористого натрия. Анализ проводился путем титрования 0.05 н раствором азотнокислого серебра по методу Мора.
Такая методика отбора проб оправдана тем, что при отсутствии перемешивания скорость растворения хлористого натрия очень мала и донасыщение при охлаждении и отборе пробы практически не происходит. Это доказано специальными опытами, при которых отбор из цилиндрического сосуда осуществлялся непосредственно после охлаждения и через сутки выдержки раствора с осадком соли при комнатной температуре. Расхождение в величине растворимости лежало в пределах ошибки опыта. Хотя растворимость хлористого натрия в водных растворах ДЭГ с концентрацией менее 80% ДЭГ слабо растет с повышением температуры и при охлаждении возможно образование суспензии соли, описанная методика отбора проб приемлема и для таких растворов. Об этом говорят результаты определения растворимости хлористого натрия в воде при повышенных температурах, найденные по описанной методике. Так, например, измеренная растворимость хлорида натрия в воде при 90° составляет 27.7 вес.%. Наиболее вероятное литературное значение — 27.9%|. Расхождение между нашим результатом и литературными данными I4] имеет ту же величину, что и расхождение между различными литературными данными. Следует отметить, что в водных растворах ДЭГ (с концентрацией ниже 77% ДЭГ) растворимость NaС1 увеличивается с повышением температуры гораздо медленнее, чем в воде, поэтому ошибка, вносимая описанной методикой отбора проб, будет гораздо меньше, чем в случае водногликолевых растворов хлорида натрия.
| Концентрация ДЭГ в смеси ДЭГ - вода (вес.%) | a | b*103 | c*104 | Среднеквадратичное отклонение от уравнения |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 4.59 | -16.4 | 0 | 0.03 |
| 90 | 5.88 | -9.20 | 0 | 0.04 |
| 80 | 7.32 | -1.44 | 0 | 0.03 |
| 70 | 9.32 | 3.66 | 0 | 0.04 |
| 60 | 12.22 | -13.4 | 1.30 | 0.03 |
где S — концентрация хлорида в насыщенном растворе (вес.%), t — температура (°С).
Коэффициенты зтого уравнения для ДЭГ и его полных растворов различной концентрации приведены в таблице.
Как видно из данных таблицы, зависимость растворимости NаС1 в первых четырех растворах выражается прямой лппией.
На рисунке представлены изотермы растворимости хлорида натрия в водных растворах ДЭГ.
Экспериментальные точки удовлетворительно ложатся на кривые. Все изотермы пересекаются в одной точке, соответствующей 77% ДЭГ в смеси ДЭГ—вода. Для этого раствора растворимость хлорида натрия не зависит от температуры. Данные настоящего исследования согласуются с литературными.
А—содержание NаС1 (всс.%),
В — содержание воды в ДЭГ (вес.%).
Очень интересно экспериментально обнаруженное явление инверсии температурного коэффициента растворимости. Из знака температурного коэффициента следует, что при растворении хлорида натрия в 77%-м водном растворе ДЭГ тепловой эффект растворении равен нулю, при больших концентрациях ДЭГ теплота выделяется, при меньших, так же как и в случаях воды, поглощается. При этом теплоты поглощается тем больше, чем больше содержание воды в смеси вода—ДЭГ, Явление это можно связать с образованием ценных дпоииикон в растворе вода—ДЭГ, доля которых относительно растворенной соли падает с ростом содержания воды.
[1 ] А. Д. Бондарь. В. И. Г р и б к о в а, П. Ф. Моисеева, Газовое дело. 2, 43 (1970). — [2] В. И. М о г и л ьн ы и, А. П. К л и м е н к о, Г. И. Ч а-л ю к, Хим. технол., 1 (61), 42 (1972). — [3| Справичн-ик химика. Изд. «Химия», М.—Л., т. 3 (1964). — [4]А.В. Здаиовский и др. Справочник по растворимости солевых систем. Госхимиздат, М., т, 1 (1953).
Рисунок 1 – Растворимость NaCl в двухкомпонентном растворителе ТЭГ – ацетон при 250С