![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
1 2 3 4 5 ... 48 Фиг. 2. остренную синюю иглу, в которой различаются 3 части: внутренняя темная 1 (фиг. 2), восстановительный конус 2, содержащий много СО, и невидим, окислительный конус 5 с большим притоком кислорода. Наиболее горячее место (2 300°)-точка впереди острия восстановительного конуса. Практически для получения исключительно окислительного пламени наконечник П. т. вводят внутрь пламени (фиг. 2) и дуют Важнейшие испытания, примени ![]() зом бунзеновой горелки. В последнем случае в горелку вставляют металлич. трубочку, оканчивающуюся вверху узкой косой щелью; отверстия для притока воздуха в горелке закрывают. Приборы, применяемые при анализе П. т. сухим путем, отличаются простотой и портативностью. Все являющееся безусловно необходимым, включая и набор реактивов, может быть помещено & небольшой ящик весом 2-i кг. Важнейшие испытания, применяемые при качественном анализе минералов с по-мрщью П. т., сгруппированы в таблице. емые при определении минералов. Характер испытания Применяемое пламя П. т. Способ производства испытаний Некоторые примеры Окислительное Корольки I Плавкость ; Окрашива-: ние пламени Азотнокислый кобальт Серн, печень Восстановительное Светящееся Окислительное и восстановительное Окислительное Восстановительное Исследуемый минерал в виде тонкого порошка или осколков помещают в углублении, сделанном на древесном угле, и подвергают действию пламени П. т. Впереди исследуемого минерала на угле образуются возгоны (налеты) различного цвета Порошок исследуемого минерала смешивают с тройным количеством соды и сплавляют в углублении на угле. После нескольких минут дутья в шлаке появляются мельчайшие капельки восстановленного металла, сплавляющиеся затем в королек Степень плавкости определяется следующими шестью номерами плавкости, начиная с наиболее плавкого (скала Ф. Коб-беля, измененная Пенфильдом): 1) сурьмяный блеск Sb,S,; 2) халькопирит CuFeSa; 3) альмандин Fe,Al,(SiO,),; 4) актинолит Ca(Mg,Fe),(Si04),; 5) ортоклаз KAlSi.O,; 6) бронзит (Mg,Fe)(SiO,)4 Исследуемый минерал вносят в пламя П. т. посредством пинцета или на угле, или в ушке платиновой проволоки. Применяется гл. обр. для распознавания металлов щелочной и щелочноземельной групп Порошок исследуемого минерала смешивают с предварительно приготовленным в ушке платиновой проволоки стеклом (перлом) из буры или фосфорной соли и переносят в пламя П. т. Получается различное окрашивание перла As дает легко летучий серовато-белый налет с чесночным запахом; Sb-аналогичный, менее летучий и не пахнущий налет; РЬ-по охлаждении налет желтоватого цвета; Bi-темнооранжево-желтый, по охлаждении ли-монно-желтый; Zn-плотный белый; Ag-красновато-бур. РЬ, Ag дают ковкий королек; Fe, Со, Ni дают корольки, действующие на магнитную стрелку Порошок или тонкий осколок исследуемого минерала сильно накаливают в пламени П. т. на угле; затем по остывании смачивают растворомСо(КО,) и вновь сильно прокаливают, наблюдая цвет, Появляющийся после вторичного прокаливания Порошок исследуемого минерала смешивают с тройным количеством соды и сплавляют на угле в пламени П. т. Прокален шлак кладут на серебряную монету и сма. чивают водой. При наличии S в минерале на монете появляется черно-бурое пятно Na дает желтое пламя, Ва-зеленое, К-фиолетовое Окислы РЬ, Bi, Fe, Tl в окислительном пламени окрашивают перл буры в горячем состоянии в желтый цвет. В восстановит, пламени окислы Fe, Сг, и окрашивают перл буры в зеленый, окислы Си - в красный цвет Глиноземистые минералы, силикаты Zn дают голубой цвет. Окислы Sb и Со-тем-нозеленый, магнезиальные минералы-мясокрасный Минералы, содержащие S сильно. Получающееся синеватое заострен, пламя обладает большим количеством кислорода и способствует окислению соприкасающихся с ним предметов. Для получения же только восстановительного пламени помещают наконечник П. т. у края пламени (не вводя внутрь) и сдувают его не особенно сильно. Получающееся при этом желтоватое пламя при соприкосновении с пред.ме-тами отнимает у последних кислород, почему называется восстановительным. При работах с П. т. пользуются пламенем толстой стеариновой свечи (дает наилучшее пламя), масляной лампы и светильным га- Существует еще ряд других испытаний, к числу к-рых относятся следующие. 1) Испытания образца минерала в закрытой стеклянной трубочке для изучения результатов, нагревания вещества при самом ничтожном доступе воздуха (без окисления), причем наблюдаются следующие явления, по к-рым и делается определение: а) изменение в агрегатном состоянии и внешнем виде взятой пробы (плавление, растрескивание, свечение перемена окраски); б) газообразные выделения (СОа, SOa, HF, NH3), различаемые па цвету и запаху; в) образование возгонов и налетов в верхней части трубки. 2) Йены- тания в открытой стеклянной трубочке для изучения результатов нагревания вепдества при полном доступе воздуха; здесь наблюдают следующие явления: а) запах SO3, запах трехокиси As (чесночный); б) получение налетов на стенке трубочки. 3) Растворение минералов и получение некоторых осадков. Это испытание преследует двоякую цель: а) установление принадлежности минерала к той или другой химической группе и б) получение раствора для качественных испытаний мокрьм путем в тех случаях, когда все сухие пробы оказываются недоста-точньпли для определения минерала. Кроме перечисленных качественных реакций, для определепия минералов применяют (реже) количественные определения, к-рые возможно делать при помопщ П. т.: довольно точные результаты получаются при определении Ag, Au, менее точные-для Си, РЬ, Sn. Лит.: ФедоровскийН.М., Определитель ми-?ралов при посредстве паяльной трубки и химич. реакций, М., 1921 (указана лит.); 3 и л ь б е р- простых м и н ц в. А., Руководство и таблицы для определения минералов при помощи паяльной трубки, М.-Л., 1923 (указана лит.); Болдырев А. К., Курс охшса-тельной миоералогип, 1926, стр. 34-41, Л., 1926. ПАЯНИЕ, см. Припои и паяние. ПЕГМАТИТ, горная порода сложного генезиса. Будучи по химич. и минералогич. составу близким к соответствующим глубинным изверженным породам (гранит, сиенит и др.), отличается от них: 1) весьма крупнокристаллической структурой; 2) обильным присутствием минералов, содержащих летучие составные части (НдО, F, В, С1, S, Р); 3) жильным или гнездовым залеганием как в боковьЕХ породах, так и в той изверженной породе, производной от к-рой (путем отщепления) П. является. Различают П. гранитовые, сиенитовые, нефелин-сиенитовые, диоритовые и т. д. П. является важньш заменителем полевого шпата (называемого вследствие этого в технике П.), содержащего более 5% примеси кварца; от полевого шпата П. отличаются большим содержанием SiOg, зато глинозема и щелочей они содержат меньше. Для тех-нич. целей годны лишь те П., содержание кварца в к-рых не выше 25%. Пегматитовыми жилами называют образования магмы последних моментов ее застьгеания, в обстановке насыщения ее перегретым паром и газа-mh(HjO,HF,HC1 и др.). У поверхности застывания магмы эти газообразные вещества особенно энергично вступают в реакцию с кристаллизирующимися минералами, образуют многочисленные пустоты, где свободно растут кристаллы и образуют ряд типичных минералов с бором и фтором (топаз, турмалин, слюды и др.). Благодаря этой обстановке свободного роста минералы пегматитовых жил отличаются ббльшими размерами и хорошо образованными кристаллами, по сравнению с тождественными с ними минералами изверженных пород (кварц и др.). Темп-ра образования П. (по Wright and Lar-sen) лежит от 575 до 1 000°. Характерной чертой для П. является одновременность образования разных минеральных ассоциаций по закону эвтектики. Наиболее типичной для пегматитовых жил является эвтектич. смесь кварца и ортоклаза, письменный гранит или еврейский камень, т. е. гранит с пегматитовым прорастанием полевого шпата кварцем, при к-ром кристаллы того и другого минерала растут одновременно, тесно проникая друг в друга и тесно переплетаясь, в результате чего образуют изломанные фигурки, напоминающие еврейские письмена. В П. концентрируются гл. обр. Si, К, Li, Be, В, церо-ит-тровая группа, Sn, Th, Zr, Та, Ni, F, W, и и Mo. Различают следующие группы: слюдяные П. (преобладает мусковит), апатитовые П., турмалин-П., топаз-П., П. минералов редких земель, корунд-П. и стоящие особняком пегматитовые жилы Гренландии с криолитом. П. имеет большое применение в керамич. промышленности как самодовлеющее сырье (а не заменитель) в разных странах, например в США, Англии, Франции, Китае, Японии и др. П. распространен везде в СССР- в Карелии, на Украине, на Урале, в Сибири, но Добыче его мало уделялось внимания. Только Украина (Волынь) пользуется в своей керамич. промышленности П. Подробнее см. Полевые шпаты. Лит.: Ферсман А. Е., Драгоценные и цветные камни СССР, т. 2, Л., 1925; Л е в и н с о н-Л е с-с и н Г Ф. Ю., Петрография, ч. 1, Л., 1925; Болдырев А. К., Курс описат. минералогии, вып. 2, Л., 1928; см. лит. ст. Полевые шпаты. ПЕКИ, полутвердые и твердые тела темного цвета, от коричневого до темнобурого и даже черного, плавкие и горючие, получающиеся как остаток при упаривании или разгонке дегтя (т. е. жидкого продукта сухой перегонки разных органич. веществ)- в более узком и точном понимании термина П., а при более широком понимании под этим термином понимаются и продукты, которые получаются из тех же органических веществ или их дегтей, а также нефтей, раз-личньпии процессами. Пеки в расширенном смысле называются также асфальта ми или искусственными асфальта ми и г у д р о н а м и. До настоящего времени объем понятия П. не установился, тем более что в промьппленности возникают новые продукты, к-рые с известным основанием м. б. отнесены к П. (В настоящей статье расширенное понимание П. не исключается, но изложение гл. обр. имеет в виду П. дегтевые.) Как видно из определения П., и по исходному веществу и по условиям их образования П. м. б. химически весьма различны. Однако значительные трудности, на которые наталкивается химическое изучение П., повели к охарактеризованию этой группы тел преимущественно со стороны их физич. свойств. Эти последние обусловлены преимущественно формально общими признаками П., а именно составом из многочисленных, близких между собою высокомолекулярных составных частей, своею совокупностью образующих коллоидную систему. Физические свойства П. в значительной мере м. б. выведены из указанного формального сходства их между собою. 1) Темный цвет, обусловленный наличием многих высокомолекулярных соединений, полосы поглощения которых в совокупности покрывают весь видимый спектр. 2) Отсутствие определенной t° j,. и постепенное обнаружение раз- личных ступеней перехода от т. н. твердого состояния к состоянию жидко-подвигкному,-свойство, обусловленное присутствием многих составных частей с близкими t°J. 3) Текучесть П. при t° значительно более низких, чем t° явного размягчения, опять-таки объясняемая наличием низкоплавких составных частей или эвтек-тич. сплавов. 4) Сочетание хрупкости в отношении быстровозникаюших усилий и податливости в отношении усилий, вызывающих деформапии сравнительно медленные; многие пеки, весьма хрупкие при комнатной температуре, тем не менее текут подобно любой жидкости, но со скоростями иногда в десятки и сотни миллионов раз меньшими. 5) Характерный раковистый излом, указывающий на аморфное строение П. как переохлажденных жидкостей. 6) Малая те- Т а б л. 2.-К л а с с и ф и к а ц и я П. и -асфал отношении окисле наиболее важною следует считать классификацию по f. (табл. 1), т. е. по признаку, Табл. 1 .-к лассификацияП. по г'пл. Пек Мягкий (смолы) .... Среднетвердый ..... Твердый ......... Чрезвычайно твердый -J ок. 60 80 100 выше 100 (напр. 175) размят. ок. 37 60 ок. 80 С которым особенно приходится считаться на практике; далее, классификацию химическую по наличию или отсутствию парафинов (см.), к-рые обусловливают ряд особенностей П., затем ряд классификаций по хемостой-кости в том или другом отношении, напр. по стойкости в отношении окисления (табл. 2) и ьтообразных веществ по стойкости в ни я (по Б. в. Максорову).
плопроводность п., стоящая в связи с их вязкостью и отсутствием упругих свойств. 7) Весьма высокое уд. электрич. сопротивление, порядка 11-10 Q-CM, обусловленное молекулярною сложностью и маловырагкен-ным полярным характером соединений, входящих в состав П., даже когда эти соединения солеобразны. 8) Значительная электрич. крепость П. 9) Негигроскопич- т а б л. ность большинства П., вытекающая из несмачиваемости их водою и тупости краевого угла. lOj Отсутствие определенной °к и. и переход при достаточно длительном нагреве П. в тела все более богатые углеродом и наконец - в углистые тела и кокс. К этим общефизич. признакам следует присоединить еще следующий ряд физико-химических и общехимических. 11) Сравнительно малая химич. активность П., а в некоторых случаях чрезвычайно малая. 12) Растворимость полная или частичная в различных органич. растворителях при нерастворимости (за некоторыми исключениями) в воде. 13) Большая или меньшая кислотостойкость. 14) В некоторых случаях щелочестойкость. 15) Малая изменяемость с течением времени. Классификация пеков м. б. проведена в различных направлениях. Из них наконец классификацию производственную (табл. 3). В основании последней классификации лежит деление П. на четыре основных группы: 1. Нефтяные П. (или нефтяные асфальты), получаемые либо как кубовые остатки при разгонке нефтей либо при кислотной очистке нефтей; 2. Дегтевые П., получающиеся как кубовые остатки дег- 3.-П р о и 8 в о д ст в е н н а я классификация П. (по Э. И. Фишеру).
тей различного происхождения и различных процессов; 3. Непосредственные П., получаемые путем продувания продуктов сухой перегонки различных органич. веществ. 4. Хемопеки или хемоасфальты, называемые также пиксоидами (Pixoi-de), получаемые от воздействия различных органических или неорганич. химич. агентов на продукты дистилляции органич, веществ, с последующею новою дистилляцией (а иногда и без нее). Испытание П. Уверенное распознавание П. не.71егко, а открытие и количественная оценка составных частей в сплавах из различных П. часто весьма затруднительна. Поэтому особенно важное значение при испытании ПСКОВ получили испытания физич. <:войств-консистентности и 1°пл.- Наряду с ними во многих случаях необходимы измерения уд. в., тягучести и др. свойств. Кон-систентность П. определяется при помощи тнетромет'ра (см.) с иглою или консистометра (см.) для полутвердых или умеренно-твердых тел; при пспытании наиболее твер-:\ых П. прибегают к шкале Моса. Возможно также измерение твердости шариком, но при весьма малой нагрузке. Темп-ра плавления (собственно перехода в полужидкое состояние) устанавливается способом Кремер-Сар-нова и каплей ад ением по Уббе.ю-де; применяются также способ кольца и шара и др. В отношении П. признается характеризующим их т. н. коэф. восприимчивости к, показывающий, насколько быстро идет процесс размягчения П. Он выражается соотношением: КОПСИСТ. при 0°-JiOHCHCT. при 46° 1размягч. ПО Кремер-Сарнову ?-\ля. П. ЭТОТ коэф. колеблется в пределах от 15 до значений превышающих 100, Во многих случаях необходимо измерение вязкости в расплавленном состоянии, обычно при 150°, Вязкость определяется по способу Брукмана видоизмененным в и с к о з и Л1 е-тром Энглера,с соплом, внутренний поперечник к-рого у нилшего конца 5,00 лш, л у верхнего 5,10 мм. По времени т (в ск.) истечения 200 см исследуемого П. мол^ет быть найдено значение вязкости Е в обыкновенных градусах Энглера; согласно эмпи-рнч. <}wro .Чагерквиста (1926): А'-0,214(т-5). V и. с т в о р и м о с т ь п. и д р у г и о ф п-3 и ч е с к и е свойства. При распозпава-тш П. может принести пользу испытание на растворимость. Особенно рекомендуется устанавливать степень растворимости в сероуглероде и в бензине 88° Вё илп петролей-ном эфире (уд. в. 0,78-0,800), 85% к-рого доляан.1 отгоняться меладу 10 и 35° (для нс-1слючеиия ненасыщенных или циклических углеводородов). В некоторых случаях, а особенно в виду многочисленных применений в электронромышлешюсти, П. должны подвергаться также исныта1П1ям и, в отношении их электрич. свойств-электропроводности, диэлектрич. коэф-та, электрич. крепости л диэ.1ектрич. потерь. Результаты подобных испытаний сопоставлены в табл. 4, куда для сравнения введены таюке данные об асфаль-тах и составах из П. и асфальтов. Впрочем необходимо отметить, что электрич. свойства П. настолько зависят от общих физико-химических свойств этих веществ, что могут иногда считаться установленными самою принадлежностью соответственного пека к известной группе; так, в нормах Союза гер-5ШНСКИХ электротехников на заливочные со- Т.Э.тп. XVI. ставы для кабельных муфт, изготовляемые гл. обр. из П., электрич. испытания вовсе исключаются. Химические испытания. Элементарный состав (C,H,SjO,N) устанавливается, когда это признано нужным, обычными способами. Химические испытания направлены гл, образом на определение отдельных наиболее важных составных частей-битумена. серы, парафина, спирторастворимых тел н минеральных веществ. Битумен определяется экстрагированием несодержащим спирта хлороформом. Для просушки употребляется специальный тигель. Вальчак и Райе предложили отделять битумен (удельный вес около 1,2) от минеральной части (уд, в. ок. 2,7) при помощи раствора соды (у^д. в. 1,97-1,28), в к-ром при нагревании битуминозное вещество всплывает; испытуемый образец помещается в особый аппарат. Сера определяется по Эшке или по Л. Торри: около 0,5 г вещества осторожно нагревается в никелевом тигле со смесью из 5 г перекиси натрия и 3 г углекислого калия, после чего сера определяется титрованием с барием. Согласно предложению Лидова, 1 й битумена растворяют в эфире и в этом растворе растирают смесь 17 ч. калийной селитры и 13 ч. соды; по испарении эфира смесь помещают в накаленную платиновую чашку емкостью 250-300 см и после сплавления смеси определяется сера обычным способом. Парафин определяется по способу Марека: для этого к раствору пробы в хлороформе добавляется бензин и через час после смешения фильтруют смесь через костяной уголь; парафин определяется в фильтрате обычным способом. Для испытания П. и тому подобных веществ разработан ряд приемов, позволяющих отличать П. от натуральных асфальтов и асфальтитов, проводить различие пе-ков между собою и в некоторых случаях- разделение битуминозных веществ. Однако необходимо иметь в виду недостаточность существующих приемов для вполне точного и уверенного ронгеция могущих встретиться в этой области вопросов, тем более что многие из этих приемов лишь в руках опытного апа.11итика дают вполне надеж-imie резу.тьтаты. Гальфен и Шписс наметили приемы идентификации по виду пленки, какую оставляет испытуемое вещество на поверхности при испарении сероуглеродного раствора. Так например, природные асфальты дают черную пленку с блестяпт;е11 и гладкой поверхностью, однако часто содержащую трещинки, ясно видимые на просвет; нефтяные асфальты дают пленку упругую, гибкую, мало однородную. Грефе предложил различать естественные асфальты от искусственных пятиминутным нагреванием образца до 200-250° (на масляной бане) в пробирке, куда вместе с пробкой опущена свинцовая реактивная бумага: естественные асфальты дают явное почернение свинцовой бумаги, искусственные масляные П. вовсе не дают почернения (или слабое), а асфальтиты-никакого почернения. Предложены способы различения П. на основании разной их растворимости. По Гю-тену (Hutin) (1916 г.) в жидком бакелите J.- при кратковременном нагревании на водяной НаОл. 4.-Свойства различных П., асфальтов и составов из hhx.*i Род асфальта Каменноугольный . . . . . . . . . . . . . . . Древесный пек . . . . . ..... > ..... Нефтяной асфальт . . . . . . . . . . . . Мексиканский битумен Бермудский асфальт. > . Кабельная { п масса IE
Род асфальта Каменноугольный Древесный пек Нефтяной асфальт Мексиканский битумен Бермудский асфальт. . Кабельная масса Зола (%) 0,34 0,47 0,38 0,30 0,68 0,29 0,45 0,25 0,25 0,35 0,40 0,30 0,29 0,26 0,20 0,82 0,17 0,25 0,19 0,34 0,18 0,82 Своб. С (%) Число омыл. 22,4 24,5 27,0 28,2 43,2 6,6 15,3 19,5 0,03 0,04 0,16 0,03 0,05 0,05 0,06 0,01 0,42 О 02 0,03 0,33 0,06 0,26 0,22 29,2 12,8 15,6 12,4 17,0 16,2 19,1 12,3 6,5 21,6 13,5 5,7 4,8 7,0 Цвет при диазореакции *з Электроизолирующая способность ** 0,4 1,4 0,3 0,4 0,2 0,7 0,3 0,6 0.1 0,4 0,6 0,1 0,4 0,3 0,0 Красная
Диэлектрич. коэф. Проб. креп, для слоя 2 мм при 20° в kV мгновен- знач. при кое знач. выдержке 50 75 80 65 90 90 45 50 55 55 55 52 56 80 80 50 90 56 10 40 45 35 25 45 20 25 25 25 35 35 35 20 35 10 45 35 1 По К. Лагерквисту и Г. Спанне. * При 200° (в ск.). * По Грефе. ** В (Ма-сд)х10 . бане естественные асфальты нерастворимы, а искусственные-растворяются во всех отношениях. По Дюбоску (1919 г.) возможно разделение естественных асфальтов и П., если кипятить образец в смеси из 50 ч. фенола и 30 ч. 40%-ного формальдегида с обратным холодильником в течение 8 ч. Ричардсон для различения асфальтов от П. применяет формолитовую реакцию Настюкова. В различных других способах распознавания получила большое значение диазореакция по Грефе, указывающая на присутствие фенолов. Для нее изготовляются два раствора: 10%-ный раствор азотистокислого калия и раствор солянокислого анилина (1 см анилина и 3 ем соляной кислоты, уд. в. 1,19 в 10 см воды). При п£)оизводстве испытания диазовый реактив (дйазобензолхлорид) получается смешиванием на холоду указанных растворов в отношении 1:2. Для испытания ок. 2 г испытуемого вещества кипятят в течение 5 мин. с 20 см едкого натра, по бхлаждении в ледяной воде с несколькими каплями диазового реактива. При наличии фенола раствор краснеет, в противном случае остается светложелтым. Браттер предложил различать естествецные асфальты и П., пользуясь различной их растворимостью в ацетоне и различным отношением к реакции Грефе. Для испытания 1 г б1Гтумена, по сплавлении на водяной бане и охлаждении, измельчается и встряхивается на холоду с 15 cjw* ацетона; по прошествии 5 мин. стояния наблюдают флуоресценцию раствора. Затем ацетон выпаривают и к остатку добавляют 5 см Va натровой щелочи, фильтруют в случае надобности и в раствор вливают несколько капель свежего диазового раствора. Различающие признаки сопоставлены в табл. 5. Маркуссоном разработана схема ка- Табп. 5.-П р и 3 я а к и, различающие битуминозные вещества (по Браттеру).
чественного и количественного анализа некоторых битуминозных смесей, и специальная схема жировых и древесных П. В табл. 6 Табл. 6.--Сравните пьные'дайные~°о важнейших пеках. Род пека Лигнитовый . . Каменноугольн. Древесный . . Жиропотовый . Стеариновый . Нефтяной . . . 91-92 195 3,2 43 126 Нерастворимость а бензоле Содержание серы (%) о 46 42 О О 4 ![]() сопоставлены нек-рые признаки для распознавания наиболее важных П., а в табл. 7 (см. ст. 39-40)-данные растворимости П., полезные как для распознавания П. и анализа, так и в произгюдственных процессах. Описание отдельных П. 1. Нефтяные П. Различают 3 важнейших вида нефтяных П., чаще называемых ас ф альтами или г у др о н а м и, а именно: остаточный, продувочный (или окисленный) и регенерированшгй, или кислотный. Остаточный нефтяной асфальт по однородности, пластичности и цементирующим свойствам технически наиболее ценен. Получается он в остатке от отгонки (перегретым паром или в вакууме) из нефти, бензина, керосина и масел. По консистенции полутверд или тверд. В первом случае блестящ и черен, а во втором не отличается блеском, но глубоко черен. Отгонка вакуумная дает продукт наилучший. Отличается беззольностью, отсутствием карбонов, карбоидов и грубодисперсного углерода и почти полной нейтральностью. Наибольший выход асфальта (до 40%) дают асфальтовые нефти, напр. калифорнская и пенсильванская, тогда как парафинистые нефти дают лишь 25-30% асфальта и притом со значительным содержанием парафина. Содержание в асфальте парафина обычно признается понижающим его технич. свойства. Химич, состав остаточных асфальтов м. б. охарактеризован сравнительными данными о содержании твердых парафинов и серы в остаточных асфальтах (табл. 8). Химическая Табл. 8.-с р а в н и т е л ь н ы в данные о свойствах и составах различных остаточных нефтяных асфальтов (в %).
природа остаточного асфальта до настоящего времени выяснена весьма недостаточно. Однако положение этого пека как продукта промежуточного между нефтяной смолой и нефтяным коксом, в ряду остатков при перегонке нефти с крекингом, позволяет до известной степени охарактеризовать этот П. данными, относящимися к более крайним продуктам. Нефтяной кокс представляет смесь или какое-то иное сочетание очень высокомолекулярных и тугоплавких углеводородов и кислородных соединений, бедных водородом. Так, сероуглеродный экстракт из пенсильванского кокса (содержащего около 97% С)-вещество кроваво-красного цвета, содержит 93-95% С (Прюнье и Варен, Табл. 7.-Р астворимость пеков в различных растворителях (по данным Э. И. Фишера, 1928 г.).
О - растворим,- А -частично растворим; □ - очень мало растворим; (-) -у Э. PI. Фишера данных не имеется. 1884 г.); разложением его удается получить различные фракции и в том числе желтое ьязкое вещество с 25% О. Остаток кокса после указанной экстракции содержал около 98% С и отвечал формуле (CjHa) ; а один из коксов содержал 4,98% Н (Марковников). Исследовалась также красная мазеобразная масса, оседающая в конце перегонного крекинга нефти в шлеме куба и отходных трубок, к-рая кристаллизацией делится на фракц1П1: в и р и д и н, к а р б о ц е н, к а р-и о п е т р о ц е п и т. д. (Твидль). При по-,л10щи различных растворителей из петроце-на выделяются (Прюнье и Давид) очень высоко молекулярные парафины (Г„л. до 85°) и ряд ароматических углеводородов (антрацен, фенантреп, хризен и другие), высшие члены которых обладают 1°пл. 300° и содер-ягат 96% С. Из галицийской нефти выделены полициклические ароматич. углеводороды (Клауди и Финк): кракен (С22И14) с Ь^пл. 350° и пице н (CgiHis) с Г пл. 308°; из продуктов японской нефти выделены (Девере и Никамура) высокоплавкие тела общей ф-лы (CiHa)-. Вещества петроценовой группы м. б. разложены каиедое на два тела (Мор-тон), из к-рых одно бесцветно и обыкновенно (збладает флуоресценцией, другое же, напротив, окрашено; так, виридпн Делится на оес-иветный петролесцеп и зеле1шй теллен. Содержание окрашенного компонента в подобных парах относительно мало. Продувочный нефтяной ас-4) альт получается при продувке нефтяных гудронов воздухом при i° 240-300°, причем экзотермичность реакции позволяет пользоваться горячим гудроном с не ниже 180°. К воздуху полезно добавлять* го-1ЖЧИЙ пар, что ускоряет процесс, дает более глубокий отгон летучих веществ, более твердый и более однородный продукт. Выход продувочного асфальта-90-95% в отношении гудрона. Химич. состав характеризуется данными табл. 9. Дальнейшие сведения о Табл. 9 .-С равп II тельные данные в % о составе продувочных асфальтов СССР (по А. Н. Саханову). пая к-та удаляется либо посредством отмывки простой водою или после предварительной нейтрализации щелочными или щелочноземельными основаниями (СаО, MgO) либо посредством растворения органич. части в сольвентнафте. Продукт затем продувается воздухом или паром-в первом случае после отмывки, а во втором-после отгонки сольвентнафты. До 1914 г. применялся на з-де Шифрина в Баку первый способ (нейтрализацие!! известью). Регенерированные асфальты по своим свойствам менее однообразны, чем остаточные или продувочные, и технически менее ценны. Свойства регенерированного асфальта из бакинской нефти характеризуются следующими даи-ньвш: 1)15=1,11, i°размят. ИО Крсмер-Сарно-ву t3°, прошщаемостьпри 0°, 15°, 25° и 40° = 25, 52, 77 и 113 соответственно, растяжимость 2,6: содерншнно карбидов 14,4%, ас-фальтенов 3!>,1% и .золы 2,7%. Регенерированный асфальт отличается от остаточных и продувочных более крупной дисперсностью и потому меньшей однородностью строения, большим содержанием свободного углерода и карбоидов, большим содержанием золы (сульфаты Na, Са, Mg) и Присутствием органических сульфатов в виде сульфокислот или оксониевых соединений серной кислотьг. Цвет его черный. Нефтяные П. относятся к группе П. наиболее трудно окисляемых. Реакция окисления состоит в отнятии водорода, с выделением продуютов в виде воды и летучих веществ, и в обогащении П. углеродом, согласно схеме: RiH + ReH + 02 R1R2 +Н2О, где Ri и Ra радикалы нафтенового или жирного рядов. При процессе окисления, если t° не слишком высока (напр. не превьппает 150°), нефтяные П. (наряду с древесным П. и естественным асфальтом) обнаруживают при продувке воздуха своеобразную ycToii-чивость и неизменность своих физических и химических свойств. Род продувочного асфальта Асфаль-тогеновые кислоты Грозненский парафинистыи........ 0,96 ........ 0,99 Гровненскпй не парафниистьиг....... 1,02 Балаханский................ 0,97 ................ 0,97
продувочных асфальтах см. Бэйерлит. Продувочные асфальты отличаются от остаточных меньшим уд. весом, растяжимостью и твердостью (при той же 1°разл,ягч.), худшими цементирующими свойствами, ббльшим содержанием масел и потому более крупной дисперсностью коллоидной системы, но зато большей пологостью темп-рных кривых проницаемости, растяжимости и вязкости и потому большею устойчивостью при изменениях температуры. Регенерированный нефтяной а с ф а .1 ь т, называемый также о с ад о ч н ы м, или кислотным, получается из кислотных отбросов от очистки смазочных масел серною к-тою. Свободная сер- 2. Дегтевые П. Каменн оугол ь н ы й П. представляет остаток после разгонки каменноугольного дегтя, причем выход П, (40- 66% от дегтя) и физические и химические свойства зависят,от природы разгоняемого дегтя и от выхода удаленных из дегтя пого-нов. Растворимость этих П. в бензине, этиловом и метиловом спиртах весьма мала (напр. в бензине 10-30%), а в бензоле, хлороформе и сероуглероде, напротив, весьма велика; наиболее легкое и совершенное растворение-в анилино-пиридиновой смеси. Растворы обладают темным цветом, от коричневого до черного, и голубовато-зеленой флуоресценцией. При растворении всегда остается углистый осадок, бстьшим количеством кото- Род пеков Первичнодегтевый мягкий П..... Первичнодегтевый твердый П..... HopviajibHHU мягкий П....... рого каменноугольный П. отличается от всех прочих. Если пиролиз каменного угля проводится при t° ок. 800°, то соответственные дегти отличаются малым уд. в., значительным содержанием парафинистых тел и сравнительно малым выходом П., тогда как при более высокой t° дегти получаются более тяжелые и содержащие ароматич. соединения, а выход П. больший; в таком П. содержится больше т. н. с в о б.о д н о г о углерода. Этот П. характеризуется поэтому матовым изломом и малой связующей силой; для лаковых пленок он непригоден. Признаки каменноугольного П.: черная черта, присутствие свободного углерода, видимого под микроскопом, сравнительно высокий уд. в. (1,2-1,3), большой коэф-т восприимчивости, отчетливый переход от жидкого состояния к твердому и соответственно с этим ломкость зимою и размягченность летом; значительное содержание веществ, нерастворимых в сероуглероде; при нагревании - запах сырого антраценового масла; при окислении хромовой смесью - образование ан-трахинона; положительная реакция Грефе; щелочная реакция. Бензолрастворимые части каменноугольного пека относятся к ароматическому ряду и при нагревании на водяной бане П. с концентрированной серной кислотой дают водорастворимые сульфокислоты, в отличие от естественных асфальтов, к-рые в тех же условиях образуют водонерастворимые продукты присоединения. По химическому составу представляет сложную дисперсную систему из свободного углерода, нерастворимых углистых веществ, высокомолекулярных углеводородов, фенолов и смол, обладающих способностью высыхать, а также соединений азота и серы.ПоГ. Малатеста в каменноугольном П. ок. 60% веществ формулы СапНп и ок. 40% веществ ф-лы СзпНп. Карнелли нашел в П. два битумена: один-кипящий между 427 и 439°, легко растворимый в сероуглероде и бензоле, и другой-кипящий при t° выше 439°, размягчающийся при 190°, начинающий плавиться при 220° и вполне расплавляющийся при 320°, едва растворимый в бензоле и более растворимый в сероуглероде. Ле-муан отметил в каменноугольном пгке наличие двух ненасыщенных углеводородов: к а р б ю р а (плавящегося между 40 и 50°) и к а р б е н а (плавящегося ок. 200°). По С. Берню карбюры представляют массы консистенции масла, вполне жидкие при 40-50°, обладающие бурым, зеленым или черньв! цветом; это именно они сообщают П. его цементирующие свойства. Различают три сорта каменноугольного П.; Мягкий П., вязкий при комнатной t° и сохраняющийся в виде кусков только при более низкой темп-ре. Он обладает сильным блеском на поверхности излома, а на солнце расплывается в бесформенную массу с зеркальным блеском поверхности. Уд. вес его 1.250- 1,265, а 1°пл. по Кремер-Сарнову 40-60°. По Констану и Ружо элементарный состав мягкого П. характеризуется след. данными: 91,60% С, 4,89% Н, 3,20% O-hN-HS, 0,31% золы. Среднетвердый П., или брикетный П., при обыкновенной t° тверд и легко колется на куски с не очень острыми краями; на солнце быстро расплывается; уд. в. его 1,265-1,285, t° размягчения 60-75°. Твердый П. хрупок, легко рассыпается в порошок и разбивается при ударе на остроугольные звенящие куски с матовым блеском; удельный вес его 1,285-1,330; температура разлшгчепия выше 75°. Сравнительные данные о химическом составе различных каменноугольных пеков по И. Маркус-сону и М. Пикару сопоставлены в табл. 10. Табл. 10.-с р а вн и т е л ь н ы е данные о химическом составе каменноугольных П. (по И. Маркуссону и М. Пикару, 1922 г.). Нейтральные дегтевые смолы, растворимые в о а> 14,6 38 32 41,6 45 11,5 К 29 14 4,6 1,5 0,5 7,4 0,5 0,5 Кислая смола и кумароновая смола. Эти пекообразные остатки, имеющие нек-рое отношение к каменноугольному П., получаются как продукты конденсации и полимеризации при промывке сырого бензола серной кислотою. Кумароновая смола остается в бензоловом растворе. Свойства кислой смолы весьма изменчивы в зависимости от качества сырого бензола; нек-рые из этих смол перерабатываются в продукты, заменяющие емолы и П., другие же-идут только на топливо. Буроугольнодегтевый, или бу-роугольный П., также лигнито-в ы й. При разгонке буроугольного дегтя получаются П., называемые буроугольными остатками, а при разгонке кислых смол, выпадающих при химич. очистке буроугольных масел, получается т. наз. кислый смоляной или кислый дегтярный П. Остатки характеризуются темнокоричневой окраской, текуче-твердой или твердой консистенцией (в зависшиости от степени отгонки масел), раковистым изломом и сравнительно ббльшим содержанием высокомолекулярных фенолов (положительная реакция Грефе). В отличие от каменноугольного П. буроугольные П. не содержат свободного углерода и потому вполне растворимы в бензоле и сероуглероде; продукты сульфирования их большей частью водонерастворимые. В отличие от древесного П. они содержат присоединенную серу и твердые парафины. Будучи хорошо растворимы в бензине, буроугольные П. идут на защитные краски, а в сочетании с каучуком и другими веществами дают изо-ляционьшге материалы. Кислый смоляной П. обладает более высокой /° . б. или м. сильным блеском, раковистым изломом; в горячем бензоле растворяется вполне или с не- большим остатком, от буроу голь кого дегтевого П. отличается большим содержанием серы (ок. 2,2%). Ценится он ниже, чем дегте-вый пек. Сравнительные данные о химическом составе буроугольных пеков сопоставлены в табл. 11. Та с о б л. 11.-с р а в н и т е л ь н ы е данные ставе буроугольных ненов (по М. Пикару, 1922 г.). химическом Маркуссону и Род пеков ail- К <D О 5 Нормальный мягкий пек......... Кислотный пек (из бур оуго льнодегте-вых смол)..... Первичнодегтевый мягкий пек..... S S R E и R
Продукты, получаемые при разгонке загрязненного буроугольного дегтя или генераторного, содержат значительное количество золы, иногда частично пережжены до кокса и потому для ответственных применений не пригодны. СланцевыйП. получается из продуктов пиролиза различи, битуминозных сланцев и в частности из кукерсита. Как и буроугольный П., он м. б. остаточным (или кубным) и кислотным. Остаточный сланцевый П. получается с выходом 20-25% от дегтя, причем этот выход м. б. повьппен продуванием воздуха чрез деготь при разгонке. Из дегтей, полученных перегонкою волжских (Кашперских, Ундорских) и Веймарнских сланцев на вертикальной печи системы Сперанского при нагреве до 1° 600-700° и перегретом паре, получаются П., отличающиеся исключительно высокими технич. качествами. Они нацело растворяются в бензоле, сероуглероде и хлороформе, весьма устойчивы в отношении к-т и щелочей, обладают незначительной вязкостью и усадкою (7,5-7,9%), не содержат парафинов, карбоидов, свободного углерода, к-т, фенолов и омыляемых веществ; кислотное число их 0,01, число омыления 0,47. Выгодное качество сланцевых П. - их хорошая смешиваемость с различными естественными и искусственными битуменами, вследствие чего сланцевые П. хорошо гомогенизируют различные битуминозные составы. Однако необходимо иметь в виду, что данные Мар-куссона и других исследователей о сланцевых пеках заграничного происхождения не соответствуют свойствам этих П. союзного производства и представляют заграничные П. технически менее ценными, в частности сближая их с буроугольными; возможно, что это объясняется различием производственного процесса. Сланцевый кислотный П., получающийся при сернокислотной очистке сланцевых масел, и ихтиоловый П., получающийся как отброс ихтиолового производства при промывке спиртом аммиачных солей сульфокислот, по техническим свойствам значительно ниже кубного; даже после тщательной очистки- отмывки горячею водою, экстракции бензолом или скипидаром и т. д.-они содержат в значительном количестве минеральные соли, сульфокисдоты, свободный углерод и летучие (главным образом сернистые) соединения; при плавлении пузырятся, вьщеляя неприятно пахнущие газы и воду. Торфяной П. Различают пек, полученный из дегтя моховых торфов с выходом 12- 20% от дегтя, и генераторный торфяной П., получаемый с выходом 15-22% при пиролизе по способу Монда. Кроме того можно было бы упомянуть П. из первичного торфяного дегтя, П. из торфяного дегтярного масла и кислотный торфяной П., но в промышленность эти П. еще не вошли. По свохш свойствам торфяной П. стоит между буроугольными пеками и древеснолиственными, приближаясь к последнему по мере молодости исходного торфа. Этот пек отличается хрупкостью, большою вязкостью в расплавленном состоянии, незначительною силою схватывания,характерным неприятным запахом. Содержит асфальтены, смолы, углеводороды, воскообразные вещества, парафин, непредельные твердые углеводороды, карбеныикарбоиды. В бензоле растворим почти полностью (95- 100%); изменяется в пределах120-125°, а удельный вес 1,05-1,15. ДревесныйП. Различают много видов древесного П. Наиболее важны лист-веннодревесный дегтевый, или лиственный, П. (называемый также варом или сапожным варом) и хвойнодревесный дегтевый, или хвойный,П.В соответствии с местностью, производящей его, и некоторыми подробностями производственного процесса, он носит название стокгольмского, шведского, архангельского, вологодского, марийского if пр. Каждый из этих видов, в зависимости от производственного процесса, м. б, нормальным, продувным, древесно-дегтевым масляным, древеснодегтевым крео-зотовьпи и древесногазогенераторным. Лиственный П. добьшается из дегтей лиственных древесных пород, гл. обр. бука и березы, тогда как П. осиновый до сих пор не нашел себе технич. применения. Хвойный П, получается (с выходом 70% от дегтя) преимущественно из сосны (Pinus silvestris), причем различают пек, пол5П1аемый из корней, и пек, получаемый из стволов. Древесные П. обладают различной консистенцией, причем твердые П, очень мало растворимы в че-тыреххлористом углероде. При нагревании древесные П. дают характерный креозотный запах. В химич, отношении они характеризуются значите^п>ным содержанием оксикис-лот (до 77% в лиственнодревесном П, и до 32% в хвойнодревесном) и смоляных кислот (ок. 35% в хвойнодревесном П.). Кроме того в них содержатся ароматич. и гидроароматич. углеводороды, жирные к-ты, нейтральные смолы и асфальтов сдобные тела, В табл. 12 сопоставлены сравнительные данные о хи- 1 2 3 4 5 ... 48 |
© 2007 SALROS.RU
ПромСтройМат |