Фазовые переходы в карбонизированных ЖК сопровождаются интенсивными химическими превращениями, поэтому кинетику мезофазных превращений часто изучают по изменению таких физических свойств, как плотность, или по количеству нерастворимой в хинолине фракции. Однако, наиболее полную информацию дают поляризационно-оптические исследования процесса карбонизации. Поэтому рассмотрим эксперименты по изучению закономерностей зарождения и роста частиц углеродистой мезофазы в тяжелых нефтяных остатках с применением высокотемпературной микрокиносъемки.

Как уже указывалось, при некоторой температуре обработки исходного углеродного материала в изотропной массе расплава возникает большое число оптически анизотропных сферических зародышей НЖК с минимально регистрируемым размером 0,1 мкм. С увеличением температуры или временем термообработки, они увеличивают свои размеры, соприкасаются друг с другом и коалесцируют, образуя анизотропные области с текстурой, напоминающей шлирен-текстуру НЖК. При этом два зародыша столкнувшись сливаются подобно каплям изотропной жидкости, но чаще срастание частиц происходит с образованием границы с различной ориентацией молекул - дисклинации. При дальнейшем нагревании ЖК образуется твердая фаза (кокс), который фактически является текстурой с симметрией ЖК.

Рассмотрим результат обработки серии кинофильмов, из которых были получены кинетические зависимости доли площади , занятой мезофазой, поверхностной плотности частиц мезофазы n(t), среднего размера частиц r(t) и распределения зародышей ЖК по размерам. Характерной чертой зависимости числа центров от времени является резкое, почти мгновенное образование всех центров ЖК фазы в начале превращения и уменьшение их плотности n(t) со временем. Последнее связано с процессом коалесценции, который вступает в действие уже на ранних стадиях зарождения. Для зарождения асфальтеновых фракций средний размер частиц ЖК практически линейно возрастает со временем r(t)~t. При этом изменение числа зародышей ЖК фазы со временем имеет экспоненциальный характер. Для крекинг-остатков нефтей временная зависимость плотности частиц n(t) и среднего размера r(t) носят несколько иной характер, а именно: n(t) монотонно возрастает, а зависимость размера частицы мезофазы подчиняется закону . Изменение наклона кривой n(t) также соответствует процессам коалесценции.

Интернет-магазин