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表面張力估算法測(cè)定29種常見低芳淺色礦物油的溶解度參數(shù)——結(jié)果與討論、結(jié)論
來源:石油化工 瀏覽 827 次 發(fā)布時(shí)間:2024-09-24
2結(jié)果與討論
2.1常用溶劑溶解度參數(shù)的估算值與文獻(xiàn)值對(duì)比驗(yàn)證
將文獻(xiàn)值與式(5)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果見表3。
表3計(jì)算值與文獻(xiàn)值的對(duì)比結(jié)果
由表3可見,擬合公式的計(jì)算值與文獻(xiàn)值的最大相對(duì)誤差為2.4%。式(5)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在20℃下測(cè)得,主要擬合數(shù)據(jù)來源于參考礦物油組分的弱極性物質(zhì)正構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。擬合公式建立在實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過液滴大小與表面張力的關(guān)系,推算出表面張力與溶解度參數(shù)的關(guān)系(見圖1)。所以該公式也適用于弱氫鍵溶劑混合物的溶解度參數(shù)計(jì)算。
2.2淺色礦物油溶解度參數(shù)估算值的驗(yàn)證
選取市場(chǎng)上常見的礦物油(理化性質(zhì)見表1),對(duì)礦物油溶解度參數(shù)擬合公式的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。通過標(biāo)準(zhǔn)方法得到溶解度參數(shù)擬合公式的必要數(shù)據(jù),油品溶解度參數(shù)的計(jì)算結(jié)果見表4。由表4可見,29種常見的低芳淺色礦物油的溶解度參數(shù)計(jì)算值為14.40~16.07(J/cm3)1/2。礦物油型橡膠油是復(fù)雜的混合物,計(jì)算和測(cè)試溶解度參數(shù)較為困難。大部分石蠟基油和環(huán)烷基油的溶解度參數(shù)為13.3~15.8(J/cm3)1/2。實(shí)驗(yàn)選取的29種低芳淺色礦物油均為石蠟基油和環(huán)烷基油,溶解度參數(shù)計(jì)算結(jié)果基本在該范圍內(nèi),驗(yàn)證了溶解度參數(shù)擬合公式的可靠性。
直鏈烷烴溶解度參數(shù)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系見圖2。由圖2可見,隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加,溶解度參數(shù)出現(xiàn)明顯的拐點(diǎn);當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量大于200后,隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加,溶解度參數(shù)遞減。表1中給出的市場(chǎng)上常見的29種低芳淺色礦物油中,直鏈烷烴含量大于70%(w)的油品(2,10,14,15,20,21)的溶解度參數(shù)與相對(duì)分子質(zhì)量間呈現(xiàn)相同的變化規(guī)律。
以油品2為例進(jìn)行驗(yàn)證。圖2中,相對(duì)分子質(zhì)量接近312的純直鏈烷烴的溶解度參數(shù)為14.93(J/cm3)1/2。由表4可得,油品2的溶解度參數(shù)計(jì)算值為15.22(J/cm3)1/2。油品2含有一定比例的環(huán)烷烴,由于相同碳數(shù)的環(huán)烷烴的溶解度參數(shù)大于正構(gòu)烷烴,所以油品2的溶解度參數(shù)應(yīng)略大于相同相對(duì)分子質(zhì)量的正構(gòu)烷烴。由此可見,油品2的溶解度參數(shù)計(jì)算結(jié)果與圖2顯示的實(shí)驗(yàn)結(jié)論相符。
表4油品溶解度參數(shù)的計(jì)算結(jié)果
圖2直鏈烷烴溶解度參數(shù)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系
3結(jié)論
1)通過表面張力估算法測(cè)定低芳淺色礦物油的溶解度參數(shù)。根據(jù)石油石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn),測(cè)定11種含弱極性鍵的有機(jī)溶劑及29種常見的低芳淺色礦物油的關(guān)鍵數(shù)據(jù),得出由表面張力估算溶解度參數(shù)的表達(dá)式中的各個(gè)系數(shù),進(jìn)而得出由表面張力來表示的溶解度參數(shù)表達(dá)式。
2)由擬合公式計(jì)算的11種有機(jī)溶劑的溶解度參數(shù)與文獻(xiàn)值的最大相對(duì)誤差為2.4%。29種常見的低芳淺色礦物油的溶解度參數(shù)計(jì)算值為14.40~16.07(J/cm3)1/2,與大部分石蠟基油和環(huán)烷基油的溶解度參數(shù)值相符,證明基于表面張力的溶解度參數(shù)擬合公式具有較好的準(zhǔn)確性。