1.1. Прогностическая ценность и теоретическая достаточность

существующих оценок каменноугольной смолы

как физико-химической системы

Подавляющее большинство исследователей (А.И. Тулпаров, И.М. Но-салевич, М.С. Литвиненко, Я.А. Брон, В.Е. Привалов, А.Н. Чистяков, Н.Д. Русьянова, Г. Коллин, Н. Франк, Е.В. Фолькман и др.), не вдаваясь в четкие формулировки, просто считали КУС сложной физико-химической системой с определенным набором физико-химических и технологических свойств.

Вполне закономерно, что разные исследователи акцентировали свое внимание на тех свойствах КУС, которые в большей мере отвечали задачам их исследований. Так, В.В. Свентославский [1, 2] ставит во главу угла полиазеотропную систему КУС, образуемую ее компонентами. Исходя из них посылок, было проведено термодинамико-топологическое исследование диаграмм ректификации полиазеотропных смесей, подтверждающие важность учета влияния последних при выборе схем ректификации. Интересно, что даже в этих исследованиях не высказаны четкие представления об истинной причине образования азеотропов.

Оригинальное представление о КУС как системе дают Л.П. Мельдер с соавторами [3], рассматривая КУС как поликомпонентный раствор неэлектролитов. Не оспаривая правомерности такого подхода, мы не видим возможности его использования для решения стоящих перед нами задач.

Первая попытка конкретизировать оценку КУС как физико-химической системы принадлежит Т.Я. Гоголевой и В.И. Шустикову [4]. Хотя их подход и следует признать новой ступенью в теории познания природы КУС (не нативной, а физико-химической), однако его теоретическая достоверность и тем более прогностическая ценность значительно снижаются расчленением и обособлением всех физико-химических свойств системы.

Такое расчленение предполагает самостоятельное проявление отдель-пых свойств системы в реальных условиях переработки КУС и её фракции Однако в реальных условиях КУС проявляет совокупные свойства системы, а не отдельные ее стороны. Пока не разработан термодинамический аппарат оценки проявления такого совокупного взаимодействия отдельных

- 4-

-5-

Е. Т. КОВАЛЕВ. Научные основы и технология переработки высококипящих фракций каменноугольной смолы с получением полициклических углеводородов

состояний системы, другого выхода, по видимому, не существует. Приходится констатировать, что различные коэффициенты, встречающиеся в основных теоремах термодинамики неравновесных систем и отражающие специфические свойства молекул и характер межмолекулярных взаимодействий [5, 6], в случае системы КУС теряют практическое значение, поскольку уровень наших знаний об истинных закономерностях межмолекулярного взаимодействия в сложной многокомпонентной смеси соединений КУС не позволяет ими воспользоваться. Тем не менее, хотелось бы развить новое видение подхода к оценке КУС как системы, поскольку в работах по технологии ее переработки автор стоит именно на этих позициях.

Интерес представляли прежде всего те свойства системы, которые в наибольшей мере определяли особенности переработки высококипящих фракций КУС и условия выделения из них конденсированных индивидуальных соединений различного строения и симметрии. Поскольку сложность выделения индивидуальных веществ из КУС и ее фракций обусловлена не только близостью температур кипения, но и образованием азеотропных и полиазеотропных смесей (причем последние во многих случаях играют главную роль [7-10]), автор считает, что наиболее важными характеристиками КУС являются:

• химический состав, определяющий характер межмолекулярных взаимодействий компонентов и прямо влияющий на образование азеотропов и полиэвтектик, а также

• коллоидные свойства КУС, определяющие ее реологические характеристики, подчиняющиеся принципам физико-химической механики – науки, развившейся благодаря работам академика П.А. Ребиндера и успешно применяемой для решения задач нефтепереработки благодаря работам З.И. Сюняева и его школы.

Отклонение свойств КУС от свойств идеальных систем вызвано многообразием межмолекулярных взаимодействий большого количества химических соединений (в КУС их идентифицировано около 500 [11]), в основном, ароматического ряда. Характер межмолекулярных взаимодействий и образующихся молекулярных комплексов зависят от свойств соединений КУС и их реакционной способности. Развивая эти очевидные и общепризнанные положения, Т.Я. Гоголева и В.И. Шустиков рассматривают [4] реакционную способность большого числа соединений КУС и некоторые физико-химические характеристики компонентов КУС, связанные с их способностью образовывать межмолекулярные связи, с позиций классической органической химии. Но даже такая, достаточно полная оценка реакционной способности представителей разных классов органических соединений КУС не дает однозначной оценки вклада их свойств в общее состоянии системы КУС. Автор считает, что поставленную таким образом задачу решить очень сложно, поскольку практически невозможно оценить