Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Асфальтены в нефти это


Асфальтены нефти

Нефть представляет собой чрезвычайно сложную смесь органических соединений переменного состава и разнообразных физических свойств. Удельный вес нефтй колеблется от 0,7 до 1,0. Начало кипения легкой нефти лежит в пределахч 50—100°, тяжелая нефть начинает кипеть при температуре выше 100°. Нефть в основном состоит из парафина и нафте-нов — углеводородов предельного ряда, чем объясняется чрезвычайно малая химическая активность нефти и нефтепродуктов. Кроме углеводородов, в состав нефти входят смолы, асфальтены, сера. Содержание серы в нефти колеблется от 0,3 до 5%- Богаты серой нефти Второго Баку. Высокое содержание серы придает нефти и полученным из нее нефтепродуктам резкий неприятный запах.[ ...]

Нефть (сырая). Битумы (нефтяные). Мазут, смазочные (индустриальные) масла, топливные и смазочно-охлаждающие материалы (Б. Т. Лыхина), Бензины.[ ...]

Нефть и нефтепродукты хорошо растворяются в малополярных органических растворителях. Практически все нефтяные компоненты полностью растворимы в четыреххлористом углероде. Неполярные органические растворители (гексан), растворяют всю углеводородную часть нефти, но не растворяют входящие в ее состав асфальтены и высокомолекулярные смолы. Поэтому двухлучевой анализатор и концентратомер нефтепродуктов позволяют определять общее содержание, как легких, так и тяжелых углеводородов.[ ...]

Нефть и нефтепродукты имеют сложный состав: парафиновые и нафтеновые углеводороды составляют 50—90%, ароматические углеводороды — от 1 до 20%, кислородсодержащие соединения — около 5%, органические соединения серы — 1—5%, смолы и асфальтены — от 3 до 12%. Некоторые виды мазутов содержат до 50% смол. Водоемы загрязняются чаще не сырой нефтью, а нефтепродуктами, состав и физико-химические свойства которых отличаются от нефти. Например, бензины имеют значительно большую растворимость в воде и быстрее испаряются с ее поверхности, а мазуты практически нерастворимы и оседают в значительной мере на дно.[ ...]

Асфальт может быть нефтяной и каменноугольный — это остаток перегонки нефти и угля. Бывает также природный асфальт, который встречается в осадочных породах, пропитывая пески, глины, сланцы; он отличается значительным содержанием сернистых соединений. Асфальт — остаток перегонки нефти — содержит незначительные количества сернистых соединений. Асфальт растворим в органических растворителях. Применяется в качестве покрытия дорог.[ ...]

Асфальтены и смолы - гетероциклические и алифатические углеводороды из 5-8 циклов. В этих соединениях крупные фрагменты молекул связаны между собой мостиками (метиленовыми) и гетероатомами 8, О, И, возможно присутствие функциональных групп (карбонильной, карбоксильной, мер-каптогруппы). Асфальтены и смолы склонны к ассоциации, содержание их в сырых нефтях составляет до 15%.[ ...]

Смолы и асфальтены содержат основную часть микроэлементов нефти, в том числе почти все металлы.[ ...]

Смолы и асфальтены содержат основную часть микроэлементов нефти, в том числе почти все металлы. Общее содержание микроэлементов в нефти -сотые, десятые доли процента.[ ...]

Смолы и асфальтены относятся к высокомолекулярным неуглеводородным компонентам нефти, они играют исключительно важную роль, определяя во многом ее физические свойства и химическую активность. Смолы и асфальтены содержат основную часть микроэлементов нефти, в том числе почти все металлы, с общим содержанием микроэлементов в десятые доли процента (см. гл.[ ...]

Смолы и асфальтены нефти — высокомолекулярные вещества, содержащие помимо углерода и водорода кислород, азот, серу и др. В молекулах смол содержится не менее 30 атомов углерода, в молекулах асфальтенов — не менее 70 атомов углерода. В воде те и другие очень мало растворимы; органическими растворителями извлекаются легко.[ ...]

Дисперсную фазу нефтей составляют сложные надмолекулярные образования, выделяющиеся в самостоятельную микрофазу в виде частиц различных размеров. В структуре частицы дисперсной фазы можно различать ядро, образованное из диспергированной твердой фазы, и сольватную оболочку, окружающую ядро. При температурах, выше температур кристаллизации парафинов, ядро частицы дисперсной фазы состоит из асфальтенов, которые всегда в нефтях частично находятся в твердом состоянии. Твердые асфальтены представляют собой надмолекулярные образования, состоящие из 5-6 слоев полиядерных двухмерных пластин общей толщиной 1,6-2,0 нм. Размеры частиц асфальтенов, образующих ядро дисперсных частиц, зависят от концентрации их в нефтях и растворяющей способности дисперсионной среды, т.е. от состава жидкой части нефти, от концентрации в ней ароматических углеводородов. Чем меньше концентрация асфальтенов и выше ароматичность дисперсионной среды, тем будет выше дисперсность асфальтенов, образующих ядро. Было показано, что размер диспергированных асфальтенов колеблется в интервале от 1,4 до 7,5 нм /4/.[ ...]

Нефтяные смолы и асфальтены - это смесь олигомеров и полимеров, образованных из окисленных компонентов нефти, они имеют твердую или вязкую консистенцию, пластичны, устойчивы к окислению в водоемах. Фракции нефтяных битумов частично откладываются в донных осадках. Биодеградация бензольных смол сопровождается деструкцией соединений ароматического ряда с образованием алкановых цепей и алифатических эфиров. По ходу биологической очистки водоема от нефтяной пленки увеличивается соотношение ХПКУБПК, поскольку остаются только труднорастворимые компоненты (см. с. 42).[ ...]

Осажденные битумы (асфальты) получают в процессе деасфальтизации гудрона. Режим деасфальтизации (температурный градиент в экстракционной колонне, соотношение пропан/сырье) регулируют в зависимости от требуемого качества битума. Обычно для процесса используют нефти парафинового или смешанного основания, непригодные для непосредственного производства битумов. Процесс позволяет расширить сырьевые ресурсы битумного производства.[ ...]

Некоторые компоненты нефти (асфальты, полужидкие смолы, воск) могут продолжительное время оставаться на поверхности моря. Эти соединения легко эмульгируются, образуя устойчивые нефтеводные эмульсии повышенной вязкости с содержанием воды до 80%, известные под названием «шоколадного мусса».[ ...]

Основным компонентом нефти являются углеводороды (УВ).[ ...]

Основным компонентом нефти являются углеводороды (УВ).[ ...]

В результате переработки нефти получают ряд фракций от низкокипящего бензина до тяжелого цилиндрового де-стиллята; остатком является гудрон, используемый в качестве сырья в процессе производства асфальта.[ ...]

Физико-химическая структура нефти определяется взаимной растворимостью ее компонентов. При температурах выше температуры плавления все компоненты нефтей полностью растворяются друг в друге. Ограниченная растворимость наступает лишь после снижения температуры нефти ниже температуры застывания части компонентов. Наиболее высокоплавкими компонентами нефтей являются асфальтены, температура застывания которых превышает 300 °С, поэтому только они при всех наблюдающихся на практике температурах нахождения нефтей являются ограниченно растворимыми компонентами.[ ...]

В данной работе были исследованы асфальтены, выделенные из нефти верейского горизонта Покровского месторождения (Оренбургская оол.). Из нефти по методике, описанной в [8], выделялся с помощью ацетонметанольной смеси гудрон, из которого петролейным эфиром [ ...]

На атмосферных трубчатках из сырой нефти отбираются: бензин, лигроин, керосино-газойлевая фракция, в остатке получается мазут прямой гонки, являющийся сырьем для вакуумной трубчатки. Из мазута прямой гонки при перегонке его под вакуумом получают в зависимости от качества исходной нефти масляные дестиллаты или вакуумный газойль, являющийся сырьем для дестиллатного крекинга. Получающийся в остатке от вакуумной перегонки мазута гудрон может быть переработан в асфальт.[ ...]

К гидрофобным эмульгаторам относятся асфальтены, кальциевые, магниевые, алюминиевые слои нафтеновых и других жирных кислот, сернистый свинец и др. Однако действие таких эмульгаторов в дальнейшем не рассматривается, так как при концентрациях нефти, которые встречаются в сточных водах, существование обратной эмульсии («вода в нефти») практически исключено (при содержании воды более 45% образуется эмульсия «нефть в воде»).[ ...]

Высокомолекулярные соединения, смолы, асфальтены способствуют образованию стойкой эмульсии «нефть в воде». Эта эмульсия содержит 30— 0% стабилизированного планктона, органических остатков и бактериальной слизи («шоколадный мусс»). Эмульсия типа «шоколадный мусс» практически не поддается бактериальному разрушению.[ ...]

Таким образом, результатами разделения асфальтена и исследования сьойств выделенных фракций получено еще одно доказательство основного вывода, сделанного нами ранее, о причине различия в устойчивости эмульсий нефтей разных месторождений, связывая эти различия с тем коллоидным состоянием, в котором асфальтово-смолистые вещества находятся в нефти.[ ...]

Битумы — один иэ конечных отходов переработки нефти, каменноугольных и сланцевых смол, торфа. Их используют для получения асфальта, как электроизоляционный материал, при производстве рубероида, пластмасс, лаков. Он же пригоден для отверждения и стабилизации промышленных отходов. Это позволяет уменьшить их пылеобра-зование и водопроницаемость при длительном хранении на городских свалках.[ ...]

Выход полученных фракций приведен в табл. 1, в которой также помещены данные по свето-поглощению (Ксп), эмульгирующей способности и компонентному составу гудрона (по Маркуссону) [4].[ ...]

Показано, что различия в углеводородном составе нефтей могут привести к тому, что эмульсии, стабилизированные смолами, при незначительном содержании ароматических углеводородов могут оказаться более устойчивыми, чем эмульсии, стабилизированные асфальтена ми. но при повышенном содержании ароматнки в углеводородной части нефти. Таблиц 2, иллюстраций 4, библиография — 9 названий.[ ...]

Эффективность переработки нефти в смеси с ОМ снижается из-за присутствия в последних асфальто-смолистых соединений, тяжелых металлов и различных присадок. По мнению специалистов э, нормальная работа ЭЛОУ возможна только при содержании в смеси не более 0.5% неочищенных или 10% очищенных ОМ.[ ...]

Важную роль играют деэмульгаторы в процессе перекачки нефти по магистральным трубопроводам. Применение химических реагентов является простым и надежным способом увеличения производительности трубопроводов. Эффективными в этом отношении оказались водорастворимые полимеры ПАВ, некоторые электролиты. Для увеличения производительности трубопроводов рекомендованы отдельные фракции и остаточные продукты прямой перегонки нефти или крекинг-процесса (гудрон, кокс, асфальтены, смолы).[ ...]

Котельные топлива состоят из фракций прямой перегонки нефти, газойлевых и остаточных фракций, полученных при вторичных процессах нефтепереработки или отходов от переработки масел (экстрактов, асфальтов). Выпускают три сорта котельных топлив — мазуты флотские, мазуты топочные, мазуты для мартеновских печей. Топлива различаются условной вязкостью (от 5°ВУ при 40°С до 16°ВУ при 80°С), а также температурой застывания (от -5°С до 25°С) и температурой вспышки.[ ...]

Так как эмульгирующая способность большинства исследуемых нефтей резко снижается в результате удаления из них асфальтенов, то, очевидно, этот вид коллоидных стабилизаторов в данном случае является основным и определяет наибольший интерес для исследования. Следовательно, не только количественное содержание асфальтена определяет устойчивость нефтяных эмульсий, но и, вероятно, состояние, в котором асфальтены находятся в нефти, играет немаловажную роль в их способности стабилизировать эмульсии типа В/М.[ ...]

Съехались сюда люди, поставили вышки, построили дома... А здешняя нефть задавала своим добытчикам одну загадку за другой. Из пробуренных скважин текли не реки и даже не ручейки. По каплям выжимали из земли «кровь». Добыча нефти едва превышала 3% нормы. О нефтяных фонтанах нечего было и мечтать: пластовое давление слабое. Из этой нефти можно было получать не только бензин, керосин, асфальт, но и высококачественные незамерзающие смазочные масла, ценные лаковые битумы.[ ...]

Загрязненная механическими примесями, парафинами, церезинами и асфальто-смолистыми веществами внутренняя поверхность трубопровода также является источником загрязнения: нефтей и •нефтепродуктов. Согласно ГОСТ 1510—76 нефте- и нефтепродукте-проводы необходимо периодически очищать от внутренних отложений путем пропуска очистных устройств. Для этой цели применяют различные конструкции скребков, наиболее эффективными являются щеточные скребки.[ ...]

Характеристики вяжущих, получаемых компаундированием переокисленных асфальтов деасфальтизации, показывают, что в зависимости от степени переокисления и количества добавляемого отработанного масла могут быть получены разные марки битумов. Оптимальным сырьем для производства битумов являются остатки тяжелых нефтей ароматического основания. С вовлечением в битумное производство менее качественных парафинистых нефтей и различных остатков вторичных процессов переработки нефти большое значение приобретает обогащение перерабатываемого сырья ароматическими углеводородами, использование оптимальных технологических режимов и схем процессов окисления.[ ...]

К нефтепродуктам относятся различные углеводородные фракции, получаемые из нефтей. Понятие “нефтепродукты” трактуется в двух значениях -техническом и аналитическом. В техническом значении это товарные сырые нефти, прошедшие первичную подготовку на промысле, и продукты переработки нефти, использующиеся в различных видах хозяйственной деятельности (авиационные и автомобильные бензины, реактивные, тракторные, осветительные керосины, дизельное и котельное топливо, мазуты, растворители, смазочные масла, гудроны, нефтяные битумы, парафин, нефтяной кокс, присадки, нефтяные кислоты и др.). В аналитическом понимании нефтепродукты-это неполярные и малополярные соединения, растворимые в гексане. Под аналитическое определение подпадают практически все растворители и смазочные масла, топливо, но не подпадают тяжелые смолы и асфальтены нефтей и битумов, ряд других.[ ...]

В предыдущих работах [1] было показано, что среди высокомолекулярных компонентов нефтей асфальтены для большинства месторождений СССР являются основными стабилизаторами нефтяных эмульсий (эмульсий типа Е/М), причем было также показано, что устойчивость эмульсий зависит не столько от количественного содержания в нефтях ас-фальтенов, сколько от их дисперсного (коллоидного) состояния. Последнее в свою очередь определяется рядом факторов, основными из которых являются углеводородный состав неполярной (масляной) часта нефти и содержание других полярных компонентов нефти, например смол, способных стабилизировать асфальтеновые дисперсии [2].[ ...]

Излагаются экспериментальные результаты фракционирования методом дробного осаждения асфальтена сырца нефти Покровского месторождения. Были выделены н исследованы структура и коллоидно-химические свойства 16 фракций, представляющих собой полимер-гомологический ряд асфальтово-смолистых веществ, постепенно переходящих по свойствам (растворимости) в я-эфире от фракций, относящихся к смолам, к фракциям, плохо растворимым в бензоле, т. е. карбеноподобным веществам, с переходом через фракции. соответствующие асфальтенам.[ ...]

При разделении гетероатомных соединений к асфальтенам относят вещества, не растворимые в алканах. Асфальтены представляют собой твердые вещества, переходящие при 200-300 °С в вязкое пластическое состояние; при более высоких температурах они разлагаются. Молекулярная масса их превышает 2000 и зависит от метода определения. Асфальтены являются наиболее высокомолекулярными веществами нефти. Содержание асфапьтенов и их элементный состав для некоторых отечественных нефтей приведен в табл. 1.1.[ ...]

Согласно классификации природных ископаемых с углеводородной основой, предложенной Абрахамом [213], к нефтям относят те, что содержат до 35-40 % масс. САВ, а природные асфальты и битумы содержат до 60-75 % масс. САВ, по другим данным - до 42-81 % [141]. В отличие от более легких компонентов нефти, признаком отнесения которых к своим группам было сходство их химического строения, критерием объединения соединений в класс под названием САВ служит их близость по растворимости в конкретном растворителе.[ ...]

В глобальном масштабе наиболее распространены нефтепродукты - опасные токсичные вещества, вызывающие тяжелые экологические последствия при загрязнении ими водных объектов. Нефть и нефтепродукты (НП) - сложная и непостоянная по составу смесь соединений, основными компонентами которых являются углеводороды (70-90%), смолы (1-30%) и асфальтены (6-8%).[ ...]

В X тысячелетии до в.8. из глины изготовлялись гончарные изделия, как строительный материал использовался камень. Около 2 тыс.лет до н.э. для отбеливания тканей наша применение сера. Нашли применение асфальт ( консервант цри мумификации, для садепдения при строительстве, материал для скульптур) я нефть ( топливо, пропиточный материал).[ ...]

Токсичность органической части смол и асфальтенов изучена недостаточно. Высокая канцерогенность характерна только для высокотемпературных продуктов пиролиза, коксования, крекинга. В продуктах, получаемых в процессах каталитического гидрирования, она резко снижается или исчезает. Смолистые вещества активно присоединяют элементарный кислород. На воздухе быстро происходит загустение смолистой нефти, она теряет подвижность. В случае если нефть просачивается сверху, ее смолисто-асфальтеновые компоненты сорбируются главным образом в верхнем, гумусовом горизонте, иногда прочно цементируя его. В результате уменьшается поровое пространство почв. Смолисто-асфальтеновые компоненты гидрофобны, вследствие чего, обволакивая корни растений, они резко ухудшают поступление к ним влаги. Асфальтены и смолы малодоступны микроорганизмам, процесс их метаболизма идет медленно, иногда десятки лет.[ ...]

Физико-химические методы применяют для очистки нефтесодержащих сточных вод от коллоидных и растворенных загрязнений, количество которых в воде после сооружений механической очистки остается практически неизменным. Нефтяные эмульсии, составляющие некоторую часть (примерно 1—5%) общего загрязнения сточных вод НПЗ нефтепродуктами, образуются вследствие стабилизации капелек нефти в воде поверхностно-активными веществами (нафтеновые и жирные кислоты, смолы, асфальтены и т. д.), а также электролитами. Эти нефтяные загрязнения не улавливаются на сооружениях механической очистки и могут быть выделены из воды только физикохимическими методами и сооружениями, которыми должны быть дополнены существующие схемы [7, 17, 45].[ ...]

Процесс висбрекинга позволяет наряду с котельным топливом получать до 15-20% светлых нефтепродуктов и резко снизить удельные эксплуатационные затраты за счет эффективного использования имеющегося оборудования типовых установок термического крекинга. Возможна также реализация процесса на оборудовании других простаивающих установок. Глубоковакуумная переработка мазута сернистых и высокосернистых нефтей позволяет сразу с АВТ выводить дорожные битумы.[ ...]

ru-ecology.info

Нефтяные асфальтен - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Нефтяные асфальтен

Cтраница 1

Нефтяные асфальтены, как первичные, выделенные из сырых нефтей и природных битумов, так и вторичные, выделенные из остаточных продуктов нефтепереработки, претерпевшие более или менее существенные химические и структурные изменения, были последние 15 - 20 лет объектами многочисленных исследований, с использованием большого комплекса химических и физических экспериментальных методов. Накоплен значительный фактический материал об их свойствах, элементном составе и строении. Однако в силу большого разнообразия в методиках выделения, дифференциации и анализа их, в аппаратуре и методиках, применяемых при анализе и исследовании асфальтенов, в этих данных, а также в их теоретической интерпретации имеются большие расхождения и противоречия, нередко данные бывают ненадежными, недостоверными и субъективными. Поэтому требуется не только критическое осмысливание и унификация аналогичных данных, полученных разными исследователями, но нередко экспериментальная проверка путем проведения систематических исследований большого числа объектов.  [1]

Нефтяные асфальтены по внешнему виду отличаются от смол черным цветом и хрупкостью. В количественном отношении асфальтены не играют существенной роли в составе нефти.  [2]

Нефтяные асфальтены имеют положительный заряд поверхности.  [3]

Озонолиз нефтяных асфальтенов, выделенных из сибирских нефтей, проводился на лабораторной установке в растворе хлороформа при комнатной температуре в течение 6 - 8 час. В результате озонирования асфальтенов было получено два вида продуктов: растворимая ( 30 - 40 %) и нерастворимая в хлороформе части.  [4]

Для нефтяных асфальтенов и смол величины С / С и С / С возрастают с уменьшением СЛ / С; при этом для нефтяной смолы характерно наименьшее отношение СА / С. На основании данных табл. 2 можно было бы сделать вывод о том, что заметное различие в растворимости смолы и асфальтена обусловлено соотношением углерода в этих веществах. Однако это предположение маловероятно, потому что содержание ароматического углерода в гильсонитовом асфаль-тене ниже, чем в нефтяной смоле.  [5]

Исследование структуры нефтяных асфальтенов и продуктов их озонолиза.  [6]

Дальнейшая ароматизация нефтяных асфальтенов может привести в итоге к их преобразованию в графитоидные кристаллиты, плохо, растворимые в углеводородах и способные выделяться из нефтяных систем в виде мелкодисперсных твердых частиц, возможно, даже непосредственно в пласте. Эти асфальтены осаждаются в виде четко выраженных кристаллов уже при разбавлении нефти равным объемом петролейного эфира.  [7]

Химической модификацией нефтяных асфальтенов - введением в их молекулы новых функциональных групп с помощью реакций сульфирования, аминирования, фосфорилирования и др. - могут быть получены ионообменные материалы с разнообразными свойствами. Хлорметилировапные асфальтиты могут служить агентами для бессерной вулканизации каучуков и в качестве от-вердителей некоторых поликонденсационпых смол.  [8]

Исследование структуры нефтяных асфальтенов и продуктов их озонолиза / I Нефтехимия.  [9]

Исследование структуры нефтяных асфальтенов и продуктов их озонолиза / / Нефтехимия.  [10]

Изучение химического строения нефтяных асфальтенов спектральными методамн / Журн.  [11]

Оценка молекулярной массы нефтяных асфальтенов / / Журн.  [12]

Из ряда исследований известно, что нейтральные нефтяные асфальтены не растворяются в этиловом спирте. Поэтому спирт может быть употреблен для коагуляции асфальтенов и во всяком случае для их промывки после осаждения петролейным эфиром. С этой целью полученные из различных растворов дегтя асфальтены промывались этиловым спиртом. Количество веществ, высаженных петролейным эфиром из различных растворов дегтя ( табл. 8), изменяется в зависимости от состава растворителя и от того, чем промывается осадок на фильтре: веществом, каким проводилось высаживание асфальтенов ( петролейным эфиром), или этиловым спиртом.  [13]

С, Кряжев Ю. Г. и др. Исследование структуры нефтяных асфальтенов и продуктов их озонолиза.  [14]

Интересные результаты были получены и при нагреве нефтяных асфальтенов. Подробности этих превращений будут изложены в следующей главе.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Асфальтен

Cтраница 1

Асфальтены представляют собой черные или бурого цвета твердые, хрупкие, неплавкие высокомолекулярные вещества плотностью больше единицы. При температуре выше 300 С асфальтены разлагаются с образованием газов и кокса. Они не растворяются в таких неполярных растворителях, как петролейный эфир, пентан, изо-пентан и гексан.  [1]

Асфальтены представляют собой темно-бурые или черные порошки. Они не плавятся при нагревании, но при температуре выше 300 разлагаются с образованием газа и кокса.  [2]

Асфальтены и смолы связаны переходными формами. Переход от нейтральных смол к асфальтенам происходит при окислении кислородом воздуха [375] и под действием серной кислоты.  [3]

Асфальтены в процессе сернокислотной очистки подвергаются уплотнению и коагуляции и осаждаются вместе с частицами кислого гудрона.  [4]

Асфальтены - твердые компоненты битумов с еще более высокой молекулярной массой, чем смолы. Асфальтены растворяются на холоду в бензоле, четыреххлористом углероде и в сероуглероде, но в отличие от углеводородов ( петроленов и мальтенов), минеральных масел и смол, они не растворяются в бензине и петролейном эфире.  [5]

Асфальтены и смолистые вещества, содержащиеся в сырье, испаряются с трудом. Неиспарившаяся же часть сырья является причиной образования частиц кокса в объеме и на стенках реактора.  [6]

Асфальтены выделялись обработкой горячим бензолом в аппарате Сокслета Г 2 1, Метод ГПХ применялся в двух вариантах - аналитическом и препаративном.  [7]

Асфальтены, выделенные из асфальтита, состоят из высокомолекулярных веществ с ММ 3000 и полностью исключаются из пор геля.  [8]

Асфальтены, растворяясь в дисперсионной среде вяжущего вещества, способствуют увеличению ее расширяющей способности по отношению к асфальтенам КО, что приводит с уменьшением размеров и увеличению общего числа частиц, образующих коагуляционную структуру системы, вследствие чего увеличивается когезия вяжущего вещества. Кроме того, при увеличении концентрации ГАН значительно повышается соединение асфальтенов, способных лучше адсорбировать смолистые соединения, переводя их в пленочное состояние, обладающее повышенной вязкостью и прочностью. С ростом концентрации ГАН, уменьшается доля углеводородов и повышается доля смол, что также приводит к улучшению когезионных взаимодействий вяжущего вещества.  [9]

Асфальтены осаждались легким петролейным эфиром.  [10]

Асфальтены - твердые вещества темно-бурого или черного цвета, образуют в масле коллоидный раствор и придают ему темную окраску. Асфальтены растворяются в нефтяных смолах, бензоле и хлороформе, но нерастворимы в петролейном эфире и легком бензине.  [11]

Асфальтены представляют собой черное твердое вещество. По составу, они сходны со смолами, но характеризуются иными соотношениями элементов. Отличаются они также большим содержанием таких элементов, как железо, ванадий, никель и др. Если смолы растворяются в жидких углеводородах всех групп, то асфальтены нерастворимы в метановых углеводородах, частично растворимы в нафтеновых и лучше растворяются в ароматических. В так называемых белых нефтях содержится очень мало смол, а асфальтены вообще отсутствуют. Подобная нефть была обнаружена, например, недалеко от Баку на Сураханском месторождении. В начале 60 - х годов месторождение белой нефти было открыто в Восточной Сибири близ села Марково в верховьях Лены.  [12]

Асфальтены оказывают сильное влияние на процесс плавления нафталина, повышая его растворимость в трикозане. Пик плавления нафталина в смеси только с три-козаном исчезает при 70 % мае. Таким образом, асфальтены взаимодействуют как с ароматическими, так и с парафиновыми углеводородами, изменяя их собственное межмолекулярное взаимодействие. Такое распределение сил межмолекулярного взаимодействия определяет процессы структурообразования и изменение физико-химических свойств парафинонаполненных нефтяных систем. В состав асфальтенов входят гетероатом-ные соединения и комплексы металлов порфиринового и непорфиринового типов, которые придают асфальтенам полярность и поверхностно-активные свойства.  [14]

Асфальтены придают битуму твердость, а смолы и масла - пластичность, поэтому твердые и хрупкие асфальтиты состоят преимущественно из асфальтенов.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Нефтяные асфальтен - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Нефтяные асфальтен

Cтраница 2

Рентгеноструктурный анализ показал, что в твердом состоянии нефтяные асфальтены обладают весьма несовершенной кристал-лоподобной ( прототурбостратной [12]) макроструктурой.  [17]

Выше обсуждались вопросы, связанные с выяснением молекулярной структуры нефтяных асфальтенов вне зависимости от молекулярной структуры нефтяных смол. Между тем, в предыдущих главах мы неоднократно подчеркивали генетическую связь этих неуглеводородных высокомолекулярных соединений нефти. Рассмотрим теперь наличие общности и различия в строении молекул смол и асфальтенов, так же как мы сделали это в случае их элементного состава. Эрдман в одной из своих работ [14] рассмотрению структурно-молекулярных вопросов смолисто-асфальтеновых веществ нефти предпослал характеристику их химического состава. Смолы и асфальтены, по мнению Эрдмана, представляют собою смеси высокомолекулярных неуглеводородных соединений нефти, в которых содержатся такие гетероэлементы, как кислород, азот и сера, а также небольшие количества ванадия и никеля. Используя большой комплекс физических методов для изучения углеродного скелета и соотношения в нем атомов углерода различной природы ( ароматический, нафтеновый, парафиновый) в молекулах смол и асфальтенов, выделенных из сырых нефтей, природных асфальтенов и продуктов высокотемпературной переработки нефти, многие исследователи при решении принципиальных вопросов пришли к аналогичным выводам. В работах Эрдмана сделаны некоторые обобщения этих экспериментальных результатов. Важное научное значение имеет положение о том, что молекулы смол и асфальтенов состоят из нескольких плоских двухмерных пластин конденсированных ароматических и сферических нафтеновых структур, близких по своему строению.  [18]

Часть - материалов сборника посвящена высокомолекулярным соединениям нефти, изучению структуры нефтяных асфальтенов спектральными методами, а также их химиче-ским превращениям.  [19]

Фотоколориметрические исследования нефти в инфракрасных лучах позволяют качественно контролировать пептизирующее действие ПАВ на нефтяные асфальтены и быстро подбирать наиболее эффективные вещества или их композиции.  [20]

Нельзя сказать, чтобы это определение отличалось ясностью, хотя эти исследователи давно занимаются изучением строения и свойств первичных нефтяных асфальтенов с использованием большого комплекса современных физических методов исследования.  [21]

В связи с этим направлением исследований возникает перспектива моделирования молекул асфальтенов и разработка качественно новых эффективных методов разделения и исследования природных нефтяных асфальтенов.  [22]

Наши исследования полностью подтвердили существующее мнение о том, что ГПХ, примененная к характеристике высокомолекулярных гетероатомных соединений и, в частности, нефтяных асфальтенов, представляет собой эффективный аналитический метод. В нем целиком используется образец, предварительно растворенный при комнатной температуре в подходящем растворителе. Критерием разделения являются размеры молекул, которым не грозит ни разложение, ни какие-либо другие изменения; разделение происходит практически без потерь в течение 20 - 25 мин.  [23]

В работе [35] на основе метода Ван-Кревелена проведен сравнительный анализ структур ас-фалътенов каменноугольного и нефтяного происхождения и показано, что в конденсированной части нефтяных асфальтенов углерод находится в нафтеновых структурах, в то время как у асфальтенов каменноугольного пека - в ароматических кольцах: Степень конденсированности у них близка. Приведенные данные носят качественный характер, поскольку использованные этими авторами аналитические показатели не позволяют точно оценить число и тип конденсации ароматических и нафтеновых фрагментов. Более точное содержание углерода в нафтеновых циклах было получено Эрдманом [21] и Спайтом [5] ( табл. 24) по данным ПМР-спект-poMefpHH. Однако Спайт указывает, что приведенные значения нафтенового углерода могут быть заниженными примерно вдвое.  [24]

Значительным этапом в изучении строения асфальтенов явилось широкое применение в последние годы инструментальных физико-химических методов исследования, что позволило значительно углубить и расширить представления о строении нефтяных асфальтенов. Однако несмотря на довольно обширную информацию по структурно-групповому составу асфальтенов, следует, по-видимому.  [26]

На основе фундаментальных исследований характеристик и свойств высокомолекулярных составляющих нефтяных остатков Институт химии нефти СО АН СССР совместно с БашНИИНП предложил использовать в качестве стабилизатора полимеров концентрат нефтяных асфальтенов и смол в определенном их соотношении характеризующийся температурой размягчения по КиШ 120 - 130 С. Метод разделения тяжелых нефтяных остатков на асфальтено-смолистые и масляные компоненты экстракционной обработкой парафиновыми углеводородами основан на их различной растворимости в растворителе.  [27]

ЯМР Н асфальтенов при снижении их концентрации следо вало бы ожидать увеличения уширения сигналов протонов, т е эф фекта, противоположного наблюдаемому экспериментально ( CN табл 3 35) Однако существование нефтяных асфальтенов в раствс pax в двух формах - молекулярной и надмолекулярной, приводит наличию в них двух типов протонов, существенно различающихс временем спин-спиновой релаксации Следовательно, путем разд ления суммарного сигнала протонов на быстро - и медленнорела.  [28]

Сравнивая очень плохую растворимость пицена и более высококонденсированных ароматических углеводородов с легкой растворимость о асфальтенов в тех же органических растворителях ( бензол, сероуглерод и др.), Хиллмен и Барнетт делают вполне обоснованный вывод, что молекулы нефтяных асфальтенов, в том числе полученные в результате крекинга, должны содержать ароматические структуры значительно меньшей степени конденсации, чем пицен.  [29]

Резкие различия в химической природе жидких продуктов переработки твердого топлива и нефтяных продуктов не позволяют проводить аналогию между веществами, выделенными по одному и тому же методу из этих противоположных видов сырья. Нефтяные асфальтены нейтральны, не растворимы в спирте, высокомолекулярны.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Характеристика асфальтенов некоторых нефтей - Справочник химика 21

    Выше обсуждались вопросы, связанные с выяснением молекулярной структуры нефтяных асфальтенов вне зависимости от молекулярной структуры нефтяных смол. Между тем, в предыдущих главах мы неоднократно подчеркивали генетическую связь этих не-углеводородных высокомолекулярных соединений нефти. Рассмотрим теперь наличие общности и различия в строении молекул смол и асфальтенов, так же как мы сделали это в случае их элементного состава. Д. Эрдман в одной из своих работ [14] рассмотрению структурно-молекулярных вопросов смолисто-асфальтеновых веществ нефти предпослал характеристику их химического состава. Смолы и асфальтены, но мнению Эрдмана, представляют собою смеси высокомолекулярных неуглеводородных соединений нефти, в которых содержатся такие гетероэлементы, как кислород, азот и сера, а также небольшие количества ванадия и никеля. Используя большой комплекс физических методов для изучения углеродного скелета и соотношения в нем атомов углерода различной природы (ароматический, нафтеновый, парафиновый) в молекулах смол и асфальтенов, выделенных из сырых нефтей, природных асфальтенов и продуктов высокотемпературной переработки нефти, многие исследователи при решении принципиальных вопросов пришли к аналогичным выводам. В работах Эрдмана сделаны некоторые обобщения этих экспериментальных результатов. Важное научное значение имеет положение о том, что молекулы смол и асфальтенов состоят из нескольких плоских двухмерных пластин конденсированных ароматических и сферических нафтеновых структур, б.тиз-ких но своему строению. Принципиальное различие между смолами и асфальтенами, проявляющееся в различной их растворимости [c.98]     Химической модификацией нефтяных асфальтенов — введением в пх молекулы новых функциональных групп с помощью реакций сульфирования, аминирования, фосфорилирования и др.— могут быть получены ионообменные материалы с разнообразными свойствами. Хлорметилированные асфальтиты могут служить агентами для бессерной вулканизации каучуков и в качестве от-вердителей некоторых поликонденсационных смол. Обстоятельный обзор процессов химической модификации ВМС нефти, характеристик получаемых продуктов и направлений их практического применения дан в работе [1073]. [c.204]

    Структура и содержание второго издания книги претерпели существенные изменения. Главы II (Методы разделения высокомолекулярных соединений нефти) и X (Физические свойства смол и асфальтенов) совсем исключены, так как за последние годы появились специальные издания, в которых подробно описаны методы разделения, выделения и характеристики соединений, близких по свойствам к высокомолекулярной части нефти. Значительно дополнены новым материалом главы, посвященные углеводородам и асфальтенам. Радикально переработана глава о сераорганических соединениях, в которую вошло большое количество новых данных по избирательному каталитическому гидрированию сераорганических соединений нефти. Остальные главы книги мало изменились по сравнению с первым изданием, хотя и в них внесены некоторые дополнения и редакционные изменения. Заново написаны введение и [c.3]

    ХАРАКТЕРИСТИКА АСФАЛЬТЕНОВ НЕКОТОРЫХ НЕФТЕЙ [c.46]

    Установлено неблагоприятное влияние наличия металлов в нефтях на процессы нефтепереработки и эксплуатационные свойства нефтепродуктов. Извлечение некоторых элементов, в частности ванадия, из нефти стало даже промышленно важным, поскольку содержание ванадия в образцах битумов из природных высоковязких нефтей достигает 50 г/т. В нефтях разного происхождения может присутствовать до 60 элементов, из которых около половины относится к металлам. Среди отдельных металлов, содержание которых в нефтях превышает доли процентов, доминируют V - 10 -10 % № - 10 - -10 % Ре - 10- -10- % 2п - 10Hg - около 10- % Ка, К, Са, Mg - 10 -10 %. Суммарное содержание в нефтях металлов в среднем колеблется от 0,01 до 0,04% (масс.). Основная масса металлсодержащих соединений сосредоточена в смолах и ас-фал ьтенах, а углеводородные фракции содержат их в следах. Поскольку смол в нефтях и остаточных фракциях значительно больше, чем асфальтенов, то основная масса металлов все же сосредоточена в смолах. При термолитическом воздействии на нефть, например, в процессе перегонки, происходят изменения структурных характеристик смол, а также их элементного со- [c.13]

    Состав и свойства нефтяных смол в сильной степени зависят от химической природы нефти, из которой они выделены, характера ее обработки и методов выделения их из нефти и нефтепродуктов. Так как разные исследователи имели дело с различными нефтями и нефтепродуктами и применяли для выделения из них смол весьма разнообразные методы, то вполне понятно и то различие в характеристике состава и свойств нефтяных смол, с которым мы встречаемся в работах,, опубликованных разными авторами. Смолы относятся к классу гетероорганических высокомолекулярных соединений, в состав которых входят, кроме углерода и водорода, кислород, сера, азот и большое число других элементов, в том числе металлов (Ре, №, V, Сг, Mg, Со и многие другие). Кислород и сера присутствуют в значительных количествах (от 1—2 до 7—10%) в смолах почти всех нефтей, тогда как азот является непостоянной составной частью нефтяных смол, хотя содержание его в смолах некоторых нефтей достигает 2% и больше. Смолы составляют от 70 до 90% всех гетероорганических соединений нефти, содержание которых в наиболее тяжелых высокосмолистых нефтях достигает 30—50%- По содержанию углерода (79—87 7о) нефтяные смолы почти не отличаются от асфальтенов, но они богаче водородом (на 1—2%), чем эти последние. В смолах сконцентрирована основная масса всех сернистых, кислородных, а в большинстве случаев и азотистых соединений нефти. В этом кроется причина высокой полярности и поверхностной активности нефтяных смол [191—195]. [c.362]

    Допустимая глубина конверсии, выход и качество продуктов существенно зависят от содержания в исходном сырье серы и асфальтенов. Зависимость допустимой глубины конверсии с получением остатков с одинаковыми осадкообразующими характеристиками от указанных показателей для остаточного сырья нз нефтей некоторых месторождений приведена в табл. 1.2. [c.11]

    Неоднократно предпринимались попытки использования данных но интенсивностям некоторых полос поглощения в ИК-спектрах для количественной структурной характеристики нефтяных ВМС для установления средней степени ароматичности молекул (доли ароматических атомов С) / , соотношений групп СН, СН.2 и СНд в насыщенных фрагментах молекул и иных параметров [1, 44—46 и др.]. Критический анализ [47, 48] вскрыл неприемлемость таких подходов. Так, для определения фактора ароматичности предлагалось [44, 45] использовать выявленную для масляных фракций нефти эмпирическую связь этой величины с интегральной интенсивностью полосы поглощения при 1600 см [49] или с интенсивностью в максимуме той же полосы [50]. Мы измерили интегральную интенсивность этих полос в ИК-спектрах большого числа образцов ВМС, различающихся по молекулярным массам и гетероатомному составу [51], и нашли, что вычисления по [49] часто дают резко завышенные значения Д, для асфальтенов иногда даже превышающие 100%. На малую точность второй корреляции (относительная ошибка до 30%) указывают сами авторы оригинальной работы [50]. В то же время найденные по спектральным кривым коэффициенты погашения А ср в области 1545—1640 м (рис. 6.3) удовлетворительно коррелируют с величинами /а, рассчитанными на основе данных спектрометрии ПМР по методу, описанному далее в разд. [c.189]

    Очевидно, что абсолютные концентрации и количественные соотношения соединений, молекулы которых построены по типам (2а), (За) и (36) в каждой конкретной нефти или нефтяной фракции, должны отвечать некоторому состоянию равновесия и зависеть от микроэлементного и функционального состава вещества, характеристик растворителя и температуры. Смещения такого равновесия при растворении ВМС нефти или при контакте последних с адсорбентами — главная причина и движущая сила отмечавшихся обменных явлений при фракционировании смол и асфальтенов. Эти же смещения обусловливают трудности выделения из нефти металлосодержащих соединений рассматриваемых типов в неискаженной, нативной форме с целью их молекулярного анализа. [c.228]

    Многие свойства асфальтов, тяжелых нефтей и нефтяных остатков объясняются склонностью асфальтенов образовывать коллоидные растворы в смолах и некоторых углеводородах. Отдельные из этих положений, так же как и взгляды Маркуссона [15] на химическую природу асфальтенов и смол, не потеряли своего значения и в настоящее время, хотя эти положения дают лишь чисто внешнюю, качественную характеристику свойств. За последние 30 лет мы не очень далеко продвинулись в познании химического строения и свойств смолисто-асфальтеновых веществ нефтей. [c.439]

    Как вещества нелетучие или перегоняющиеся лишь с большим трудом, асфальтены и смолы при отгоне светлых продуктов концентрируются в остатках, т. е. в мазуте и гудроне. Как уже было указано, одновременно щрн этом происходят также новообразование смол за счет конденсации масел и дальнейшее превращение смол в асфальтены. Понятно поэтому, что содержание смол и асфальтенов, возрастая но мере углубления отбора, достигает наибольших величин для данной нефти в масляном гудроне. При дальнейшей концентрации процесс обогащения остатка смолами и асфальтенами идет все дальше, так что в результате получаются гуд-роны, твердые нри обыкновенной температуре, т. е. нефтяные остаточные асфальты. Некоторые аналитические данные для характеристики этих асфальтов будут приведены ниже. [c.267]

    Масла в СССР получают из нефтей разных характеристик, начиная с уникальных (подобных анастасьевской) и кончая нефтями с большим содержанием нежелательных компонентов (смол, асфальтенов, полициклических углеводородов, сернистых и других соединений) и относительно низким содержанием высокоиндексных компонентов. Характеристика некоторых нефтей СССР как сырья для производства масел представлена в табл. 1 и 2. Потенциальное содержаниегмасел, в нефтях колеблется в очень широких. пределах, например в танатарской 44,6%. в ромашкинской 17,6%. В западно-сургутской нефти масел с индексом вязкости 85 почти в 1,9 раза больше, чем в ромашкинской (ом. табл. 1). По содержанию высокоиндексных масел (ИВ = 105), в частности [c.46]

    Калориметрические исследования 1ЮказаЛи, что энергия сорбции асфальтенов при резко пониженной концентрации их в растворах заметно возрастает, тогда как энергия сорбции смол возрастает с увеличением их концентрации в растворе. Таким образом подтверждается правильность высказанных нами предположений о причинах аномального изменения содержания асфальтенов в нефтях по пути перемещения их в сорбирующей среде. Выше отмечалось, что асфальтены обладают явно выраженными свойствами коллоидов и растворы их являются не истинными растворами, а коллоидными, хотя и очень тонкодисперсными. Часть свободного энергетического потенциала молекул такого вещества блокируется их агрегатированием в растворе. В сорбционном процессе в этом случае участвует не каждая молекула данного вещества, а только те его частицы (мицеллы), у которых сохранилось некоторое остаточное после агрегатирования количество свободной энергии. Оно, вероятно, значительно меньше суммарного сорбционного потенциала молекул в случае существования их в истинном растворе, чем и определяется пониженная фактическая сорбируемость асфальтенов по сравнению с предполагаемой. Количественный эффект сорбции зависит не только от характера, состояния и условий нахождения сорбируемого вещества, но в равной мере и от характеристики сорбента, функции которого в интересующем нас процессе несут осадочные породы [c.26]

    Влияние природы адсорбентов на результаты анализов (содержание асфальтенов, смол и парафина) нефтей кавказских месторождений изучали Л. Г. Гурвич и Н. И. Черножуков [151] и многие другие исследователи [152—154]. Основываясь на многочисленных анализах природных асфальтов, а также нефтей кавказских месторождений, А. Н. Сахапов дал одну из первых обобщающих работ по нефтяным смолам и асфальтенам [155]. В этой сводке приведена классификация смолисто-асфальтеновых веществ асфальтов, нефтей и продуктов переработки нефтей, количественное содержание их в различных продуктах и некоторые их свойства (растворим ость, плавкость, окраска и др.). Отмечалась сложная природа нефтяных смол. и асфальтенов, образовавшихся путем конденсации углеводородов самих по себе или же с участием в этом процессе кислорода и серы. Генетическая связь асфальтенов и смол с углеводородами выражалась схемой углеводороды -> смолы асфальтены. Многие свойства асфальтенов тяжелых нефтей и нефтяных остатков объясняются склонностью асфальтенов образовывать коллоидные растворы в смолах и некоторых углеводородах. Многие из этих положений, так же как и взгляды Маркуссона [156] на химическую природу асфальтенов и смол, не потеряли своего значения и в настоящее время, однако в них содержится их чисто внешняя, качественная характеристика. За последние 30 лет мы очень мало продвинулись в познании химического строения и свойств смолисто-асфальтеновых веществ нефтей и находимся в настоящее вре- [c.339]

    Характеристика некоторых нефтей дана в табл. 1-1 [6]. По содержанию серы нефти делятся на три класса малосернистые (О—0,5% 5) сернистые (0,5—1,9% 5) и высокосернистые (более 1,9% 8). Для сернистых нефтей характерно значительное содержание твердых парафинов (до 6% в нефтях и до 10—15% в масляных фракциях), большое содержание (более 4%) асфальтенов (ас-фальтены относятся к кислородсодержащим веществам), [c.12]

    Общий тип структурной единицы смол и асфальтенев. Сложность и разнообразие химического строения САВ, а также отсутствие единой методологии не только анализа, но и интерпретации экспериментальных данных, усложнили возникновение единых взглядов на многие структурные характеристики. Современный уровень знаний о САВ, применение интегрального структурного анализа дает возможность определить структурно-групповые параметры, дающие некоторое представление о структурной организации САВ, иногда имеющих отдаленное отношение к реально существующей картине. Можно с определенной долей вероятности установить количество структурных единиц, найти число всех атомов, их относительное расположение в молекуле, содержащейся в усредненном продукте, выделенном из нефти определенного месторождения. Все применяемые для анализа структуры методы основываются на предположениях, базирующихся на данных, полученных при исследовании более летучих фракций нефти и они вряд ли применимы для САВ. Однако наглядность в представлении экспериментальных данных и необходимость упорядочения логических выводов приводила многих исследователей к мысли о построении гипотетических моделей молекул смол, а особенно асфальтенов [233, 242], которые по существу являются научной абстракцией. [c.275]

    Смолы общие (нефракционированные). Как и нефтяные смолы, эта фракция имеет желто-коричневый цвет и сильно поглощает в ИКобласти. Коэффициент К1 битумных смол близок по интервалу изменения к соответствующей величине в нефтяных хлороформенных смолах. Этот факт в сочетании с довольно высокими значениями по сравнению с битумными асфальтенами свидетельствует о сравнительно высоком содержании жирных кислот в этой фракции. Кроме кислот, в битумных смолах содержится довольно значительная часть сложных алифатических эфиров (1730 см ), в некоторых случаях имеются хиноны (1650 см ). Относительное содержание парафинов в битумных смолах существенно выше, а ароматических соединений — ниже по сравнению с битумными асфальтенами. Перечисленные свойства битумных смол аналогичны спеко-ральным характеристикам хлороформенных смол из нефтей. [c.141]

chem21.info

Состав тяжелых нефтей и структурные характеристики компонентов как факторы, влияющие на устойчивость нефтей к осаждению асфальтенов // Нефтехимия // Наука и технологии

По проблеме устойчивости нефтей к осаждению асфальтенов имеется большое количество публикаций, в одной из которых приведен целый ряд публикаций, посвященных влиянию на устойчивость изменения физических параметров состояния нефтяной системы и ее состава.

Большое внимание уделяется методам тестирования устойчивости нефтей и стабильности асфальтенов.

Асфальтены могут находиться в стабильном состоянии в нефти как в молекулярной форме, так и в виде нескольких объединенных молекул, наноагрегатов (от восьми до десяти молекул) и кластеров.

Даже при образовании вязкоэластичной сетки из кластеров асфальтенов нефти могут сохранять устойчивость. Ранее нами начаты исследования по оценке устойчивости нефтей разновозрастных отложений к осаждению асфальтенов.

Целью данной работы является определение состава двух тяжелых нефтей и структурная характеристика компонентов для сопоставления их потенциальной склонности к осаждению асфальтенов.

Характеристика образцов нефтей

Использованы нефти Ашальчинского (Аш) и Мордово-Кармальского (М-К) месторождений Татарстана.

В таблице 1 приведены физико-химические свойства образцов этих нефтей и содержание в них компонентов. По плотности их можно отнести к тяжелым нефтям с высокой вязкостью.

Содержание компонентов в тяжелых нефтях Аш и М-К оценено с использованием SARA-анализа . определено содержание насыщенных углеводородов, ароматических углеводородов, смол и асфальтенов. Тяжелые нефти отличаются по содержанию углеводородов. В нефти М-К содержится меньше насыщенных углеводородов, но больше ароматических углеводородов, чем в нефти Аш. Содержание смол в этих нефтях близкое, а асфальтенов практически одинаковое.

Таблица 1 - Свойства и состав тяжелых нефтей Татарстана

Данные SARA-анализа используются для расчета фазовой устойчивости нефтей к осаждению асфальтенов по формуле:ароматические углеводороды + смолы / насыщенные углеводороды + асфальтены

Фазовая устойчивость нефти М-К выше по сравнению с нефтью Аш - 1,30 и 0,83, соответственно.

В ряде публикаций отмечается, что тенденция к осаждению асфальтенов зависит от соотношения содержания в нефтях смол и асфальтенов. По этому соотношению устойчивость тяжелой нефти М-К также выше (табл. 1).

Строение компонентов.

Для оценки содержания структурных групп в средней молекуле компонентов рассчитаны отношения значений оптической плотности в максимуме характеристических полос поглощения и реперной полосы поглощения 1600 см-1, характерной для колебаний ароматических С=С-связей.

В средней молекуле насыщенных углеводородов нефти М-К выше доля парафиновых структур (таблица 2).

Доля парафиновых структур выше также в ароматических углеводородах нефти М-К, являющихся растворителем асфальтенов, и в ароматическом ядре молекул смол нефти М -К, пептизирующих асфальтены. Разветвленность алифатических цепей этих компонентов М-К ниже, чем у соответствующих компонентов Аш.

Таблица 2 - Содержание структурных групп в компонентах нефтей

В соответствии с данными таблицы 2, содержание алифатических цепей выше у асфальтенов М-К по сравнению с асфальтенами Аш.

В публикациях установлено, что боковые алифатические цепи в ароматических кольцах повышают стабильность агрегатов асфальтенов, так как после удаления алифатических боковых цепей агрегативная структура асфальтенов легче разлагается при нагревании.

Авторами сделано заключение, что размер, ароматичность и, соответственно, молекулярная масса асфальтеновых молекул являются важнейшими факторами, определяющими стабильность асфальтенов. Выделенная из асфальтенов фракция с самой высокой ароматичностью показала наиболее высокую склонность к флокуляции.

Для оценки ароматичности асфальтенов нами использовано отношение оптических плотностей п.п. 1600 см-1 ароматических С=С-связей и п.п. 1460 см-1 алифатических С-Н-связей по данным ИК спектроскопии. Особенностью строения асфальтенов М-К является низкая ароматичность полициклического ароматического ядра по сравнению с асфальтенами Аш 0,39 и 0,52, соответственно.

Заключение

Тестирование устойчивости двух тяжелых нефтей Аш и М-К к осаждению асфальтенов проведено на основе изучения компонентного состава нефтей и строения компонентов.

Полученные результаты свидетельствуют о более высокой устойчивости тяжелой нефти М-К к образованию отложений асфальтенов.

Устойчивость тяжелой нефти М-К, рассчитанная по данным SARA-анализа, выше, чем устойчивость тяжелой нефти Аш.

Повышенная устойчивость тяжелой нефти М-К обусловлена высоким содержанием ароматических углеводородов и низким - насыщенных углеводородов.

Особенностями строения асфальтенов М-К, полученного на основе ИК-спектроскопии, является низкая ароматичность полициклического ароматического ядра и его высокая замещенность алифатическими цепями.

Источник: Научный журнал "Вестник Казанского технологического университета"

neftegaz.ru

Смолисто-асфальтеновые вещества

 

Смолисто-асфальтеновые вещества (САВ) – высокомолекулярные гетероциклические соединения. Их содержание в нефти может доходить до 25-50% вес.

Смолы – вещества, растворимые в низкокипящих алканах, в нафтеновых и ароматических углеводородах.

Асфальтены – вещества, растворимые в сероуглероде CS2 и в тетрахлоруглероде СС14, в ароматических углеводородах, но не растворимые в низкокипящих алканах.

Например, арланская нефть содержит асфальтенов 6%, их протность r420=1.140, молекулярная масса 1700. Элементный состав, %: С=82.8; Н=8.22; N=2.27; S=5.42; О=1.29.

Таким образом, это две группы коллоидно-дисперсных веществ нефтей, различающихся по составу, строению, размерам частиц и свойствам.

Методом ЭПР установлено, что в молекулах САВ имеются неспаренные электроны. В конденсированных ароматических структурах неспаренный электрон может быть делокализован по всем связям молекулы САВ, что снижает их химическую активность.

Установлена экспоненциальная зависимость между содержанием свободных радикалов в САВ и степенью их ароматичности. По мере увеличения степени ароматичности в ряду масла ® смолы ® асфальтены ® карбоиды число свободных радикалов возрастает на 1 порядок и составляет от 1*1017 до 1.5*1020 на 1г вещества.

Асфальтены в нефтях могут находиться в молекулярном состоянии и в виде надмолекулярных структур, в состав которых входит до 5 и более молекул. На степень их ассоциации сильно влияет состав среды.

При низких концентрациях асфальтенов (2% - в бензоле и 16% - в нафталине) они находятся в молекулярном состоянии и можно точно поределить их молекулярную массу. Полученное значение молекулярной массы порядка 2000.

При повышении концентрации асфальтенов формируются надмолекулярные структуры. В результате этого молекулярная масса асфальтенов возрастает до 4000 или 6000 в зависимости от числа молекул в ассоциате.

Молекулярная масса смол 460-1600 а.е.

Методами РСА, электронной микроскопии и др. найдены размеры надмолекулярных структурных образований асфальтенов, представляющих пачку из 5-6 молекул асфальтенов:

Диаметр ассоциата 8-15 А°,

Толщина 16-20 А°, (А°=10-10м).

Базисные плоскости асфальтенов, образованные конденсированными ароматическими ядрами, расположены беспорядочно на расстоянии 3.5 - 3.7А° друг от друга. Базисные плоскости связаны между собой силами Ван-дер-Ваальса.

Таким образом, в зависимости от степени ассоциации молекул асфальтенов в надмолекулярных структурах колеблется как молекулярная масса ассоциатов, так и их размеры.

Соотношение молекул асфальтенов и их надмолекулярных структур зависит от состава дисперсионной среды

Нефть представляет собой по отношению к асфальтенам смесь растворителей, лиофобных (метановые углеводороды и, возможно, нафтены) и лиофильных (ароматические углеводороды и, особенно, смолы).

Если дисперсионная среда (нефть) содержит растворители (углеводороды) хорошо растворяющие асфальтены, то они, как правило, не образуют ассоциатов. Если же дисперсионная среда лиофобна по отношению к асфальтенам, то в таких нефтях асфальтены образуют ассоциаты, которые коагулируют и выпадают в твердую фазу, если степень ассоциации асфальтенов высока. Часто это происходит еще в условиях залегания нефти в пласте (табл.3.). Или они могут находиться в системе во взвешенном состоянии, если вязкость системы высока, а степень ассоциации асфальтенов низкая.

Таблица 3

Состав нефти, добытой из залежи пласта А4 Ильменевского месторождения и оставшейся в пласте после завершения разработки

 

Нефть Содержание, %
Асфальтены Смолы Парафины Сера
Добытая 1.70 10.30 5.70 1.40
Остаточная 26.36 14.23 6.24 1.66

 

По этой причине легкие нефти, бедные ароматическими углеводородами, содержат в растворенном состоянии лишь ничтожное количество асфальтенов, небольшое количество их находится иногда еще во взвешенном грубодисперсном состоянии. Напротив, тяжелые, богатые смолами нефти могут содержать значительное количество асфальтенов в виде устойчивого коллоидного раствора.

Таким образом, число молекул в ассоциате, равновесное состояние ассоциатов в дисперсионной среде обусловлено соотношением в ней различных групп углеводородов.

С повышением температуры асфальтеновые ассоциаты склонны к физическому и даже к химическому агрегированию.

Одни и те же соединения, из которых состоит нефть как дисперсионная среда, по разному влияют на поведение ассоциатов различной природы в нефтяной системе. Парафины, в отличие от асфальтенов, хорошо растворяются в парафиновых углеводородах, которые являются неполярными растворителями. Твердые парафины (С17-С36)­­ лучше растворяются в высокомолекулярной части неполярных растворителей, чем в легких углеводородах, особенно при низких температурах.

Таким образом, степень полярности дисперсионной среды (растворителя) по разному влияет на размерразличных по природе ассоциатов в нефтяной дисперсной системе, обусловливая различную концентрацию надмолекулярных структур в нефтях.

Область условий, при которых нефтяная система является молекулярной, зависит от ее химического состава. С ростом содержания смолисто-асфальтеновых соединений область молекулярного состояния постепенно вырождается и нефтяная система становится дисперсной при любых значениях давления и температуры. Так, сырым нефтям присуща исходная дисперсность, обусловленная наличием в них смолисто-асфальтеновых веществ.

Принципиально может быть три способа получения или возникновения нефтяных систем, содержащих ССЕ:

1. Удаление из системы углеводородов, являющихся растворителями надмолекулярных структур. Например, испарение легких фракций нефти при хранении. Тогда в остатке накапливаются высокомолекулярные компоненты (асфальтены, смолы, ароматические, парафиновые углеводороды), склонные к образованию сложных структур;

2. Введение в нефтяную систему специальных добавок, например, ПАВ и полициклических ароматических углеводородов. Аналогичная ситуация наблюдается при смешении нефти, содержащей значительные количества асфальтенов с нефтью парафинового основания. Парафины являются лиофобным растворителем по отношению к асфальтенам и это приведет к коагуляции последних и выпадению их из раствора.

В пластовых условиях в нефти в растворенном виде содержится значительное количество газообразных углеводородов от метана до пентана. Растворенные газы оказывают десольватирующее действие на ассоциаты асфальтенов, т.е. разрушают сольватную оболочку. Поэтому асфальтеновые ассоциаты теряют устойчивость и коагулируют, т.е. дисперсные частицы асфальтенов слипаются между собой, укрупняются. Это приводит к потере ценных составляющих нефти и снижению нефтеотдачи пласта (табл.3.).

Разгазирование нефти приводит к относительному возрастанию в нефти содержания ароматических углеводородов и, следовательно, к растворению в них дисперсных частиц, образованных асфальтенами. При этом вязкость нефти увеличивается.

3. Понижение или повышение температуры: при этом появляются надмолекулярные структуры, в результате чего система переходит из стабильного состояния в нестабильное. Наиболее чувствительны к температуре парафиновые ССЕ.

Приведенные примеры наглядно показывают, что степень дисперсности нефтяной системы, размеры ССЕ зависят от внешних условий, от степени воздействия внешних факторов. Под их влиянием происходит антибатное изменение размеров ядра и толщины сольватного слоя ССЕ (рис.7). В зависимости от процессов целесообразно одни осуществлять при минимальных значениях размеров ядра ССЕ, а другие – при максимальных.

Можно проследить зависимость изменения параметров ССЕ, например, от растворяющей способности(т.е. состава) дисперсионной среды: нерастворитель ® плохой растворитель ® хороший растворитель, т.е. через растворяющую способность (РС) среды воздействовать (регулировать) на структурно-механическую прочность и устойчивость НДС, поскольку именно эти свойства существенно влияют на многие процессы переработки нефти, а также добычи и транспорта.

Изменение РС среды (переход от нерастворителя к хорошему растворителю) сопровождается следующими явлениями в нефтяной системе (рис.7).

Кривые изменения радиуса ядра (R) ССЕ (1) и толщины сольватного слоя (d) (2) носят антибатный характер. Между радиусом ядра ССЕ (1) и структурно-механической прочностью (4) и между толщиной сольватного слоя (2)и устойчивостью ССЕ (3)наблюдается четкая связь. Все кривые связаны друг с другом.

Повышение РС среды (нерастворитель – плохой растворитель) приводит к уменьшению радиуса ядра ССЕ и одновременному увеличению толщины сольватного слоя до максимального значения. В точке максимума, когда скорость формирования сольватных оболочек равна скорости их разрушения, НДС имеет максимальную устойчивость против расслоения системы на фазы. Это объясняется тем, что в этой точке ассоциаты имеют максимальную толщину сольватной оболочки, следовательно, минимальную плотность, что уменьшает движущую силу процесса расслоения: разность плотностей частицы и среды (закон Стокса). Наличие толстой прослойки между частицами ассоциатов приводит к снижению взаимодействия между ними и, следовательно, структурно-механической прочности системы, первый минимум на кривой 4.

При дальнейшем повышении РС среды (от плохого растворителя к хорошему) она начинает оказывать интенсивное действие на сольватный слой. Результатом этого является оттягивание части растворяющей силы сольватного слоя для компенсации увеличивающейся РС среды и возрастание радиуса ядра ССЕ.

При утонении сольватного слоя на поверхности ассоциатов повышается нескомпенсированность поверхностной энергии, система становится неустойчивой. После полного удаления сольватного слоя дисперсионная среда начинает взаимодействовать непосредственно с ядром надмолекулярной структуры, обусловливая ее полное разрушение при некотором значении РС, когда ССЕ полностью переходит в состояние молекулярного раствора с бесконечной устойчивостью против расслоения (система термодинамически устойчива).

Примером проявления свойств нефти как дисперсной системы служит следующая ситуация. Дебит скважины могут ограничивать факторы, связанные с физико-химическими свойствами потока, движущегося в условиях изменяющегося давления и температуры. К ним относятся: песчаные пробки, образующиеся в результате скрепления частиц вяжущими компонентами нефти, АСПО, кристаллогидраты природных газов и др.

Все эти явления связаны с фазообразованием, изменением размеров дисперсной фазы, расслоением дисперсной системы. Чтобы их предотвратить, следует повысить устойчивость нефти против расслоения путем регулирования межмолекулярных взаимодействий внешними воздействиями, например, введением различных добавок.

Так, для предотвращения нежелательного выпадения парафинов и асфальтенов на поверхность скважины можно применить подачу на забой активатора – концентрата ароматических углеводородов. В результате изменения баланса сил ядроССЕ диспергируется, тем самым повышается устойчивость дисперсной системы против расслоения и происходит вынос асфальтенов и парафинов вместе с потоком флюидов на поверхность.

Другой пример. Добыча нефти на Чкаловском месторождении осуществляется из двух горизонтов: юрского и М-горизонта (палеозойского). Юрская нефть типична для Томской области, а нефть палеозойского – уникальна по своим реологическим свойствам, обусловленным высоким содержанием парафина: 20-38% в зависимости от скважины. Смол и асфальтенов, соответственно, 0,56% и 0,43% (1992 г.), т.е. очень мало, а в 1994 г. их не обнаружили совсем. Температура застывания нефти М-горизонта +12 - +18 оС, динамическая вязкость – 7,98мПа*с. Температура застывания юрской нефти: -25 оС, динамическая вязкость – 1,65 мПа*с.

Вязкость палеозойской нефти очень высокая, а при +12 - +18 оС свойство текучести утрачивается полностью из-за образования структуры парафиновых ассоциатов. Как перекачивать такую нефть? Выход был найден в смешении палеозойской и юрской нефтей с соотношении 1:9, т.е. изменили соотношение структурирующихся и неструктурирующихся компонентов. Вязкость системы составила 1,885 м2/с. Но при температуре ниже 20 оС неньютоновские свойства остаются.

Между дисперсностью и макроскопическими свойствами нефтяной дисперсной системы существует связь, выражаемая полиэкстремальными зависимостями (рис.8,9). Такие зависимости позволяют подбирать оптимальные сочетания внешних воздействий для целенаправленного изменения коллоидно-химических и реологических свойств нефтей.

Рис.8. Зависимость кинематической вязкости (а) и температуры застывания (б) смеси песцовой и западно-сибирской нефти от содержания песцовой нефти в смеси

 

Оптимизация процессов транспорта нефтяных систем связана с проблемой уменьшения гидравлического сопротивления. Принципиально новые решения возможны путем целенаправленного воздействия на нефтяные системы перед и в процессе транспорта.

На рис.8 представлена полиэкстремальная зависимость вязкости и температуры застывания нефтяной смеси от соотношения исходных нефтей. При транспорте в условиях переменных термобарических параметров нефть претерпевает многократные изменения структуры, результатом является изменение степени дисперсности и свойств поверхностных слоев, разделяющих объемную фазу и поверхность трубопроводов.

Известно, что при переходе к развитому турбулентному течению происходит резкое изменение скорости потока при переходе от пристеночной области к объемной. Физико-химический механизм действия добавок связан ламинаризацией турбулентного потока, изменением его структуры, уменьшением интенсивности поперечных турбулентных пульсаций и поперечного переноса импульса при одновременном увеличении толщины пристенного слоя.

Более «массивные» дисперсные частицы отстают от потока, мигрируют в поперечном направлении и скапливаются вблизи поверхности раздела. В нефтяной системе такими «массивными» частицами являются высокомолекулярные смолисто-асфальтеновые соединения. Этот эффект ведет к концентрационному перераспределению компонентов по радиусу трубы и, соответственно, к дополнительному уменьшению устойчивости системы.

Регулирование гидродинамических параметров путем управления физико-химическими характеристиками транспортируемой нефтяной системы позволило бы значительно увеличить пропускную способность нефтепроводов.

При изучении процессов извлечения нефти из пласта исходят из того, что нефть рассматривают как некое физическое тело с усредненными параметрами, взаимодействующее с породой. И именно характеристики породы определяют коэффициент нефтеотдачи пласта. На первый взгляд это вполне очевидно: порода имеет постоянные характеристики: проницаемость, пористость, неоднородность капилляров, удельная поверхность, смачиваемость и т.д., в то время как характеристики нефти переменчивы и в большой степени зависят от внешних условий. Вместе с тем, на природу и эффективность контакта нефти с породой, безусловно, влияют особенности свойств нефти, обусловленные ее дисперсным состоянием в породе, и игнорирование этого влияния может привести к серьезному методическому просчету и, как следствие, к снижению результативности методов повышения нефтеотдачи.

В силу развитой поверхности пор важным коллоидно-химическим фактором, влияющим на эффективность добычи нефти, является строение и толщина слоев нефти на границе с коллекторными породами. Граничный слой толщиной порядка нескольких микрометров представляет собой дисперсную систему, по строению и свойствам отличную от объемной фазы нефти, которая характеризуется собственной дисперсностью. Неоднородность дисперсного строения породы и дисперсность нативной нефти осложняют решение, казалось бы, очевидной задачи — регулирование толщин граничных слоев в соответствии с размерами капилляров породы. Исходя из того, что большая доля нефти не может быть извлечена на дневную поверхность и находится в гранично-связанном состоянии, проблему повышения коэффициента нефтеотдачи можно решить, связав ее именно с регулированием толщины граничных слоев нефти.

Толщины граничных слоев меняются экстремально в зависимости от природы, концентрации и степени дисперсности вытесняющих реагентов. Так, под влиянием ПАВ происходит почти двухкратное изменение толщин граничных слов нефти (рис.4). Растворы ПАВ, полимеров, легкие углеводороды и другие реагенты, применяемые для увеличения коэффициента нефтеотдачи, фактически оказывают воздействие на толщину граничных слоев, что ведет к регулированию вязкости, угла смачивания и поверхностного натяжения на макроскопическом уровне.

Таким образом, достижение высоких показателей процессов добычи, транспорта и переработки нефти возможно путем установления оптимальных соотношений между параметрами внешнего воздействия на нефтяную дисперсную систему в области экстремумов нелинейных эффектов.

 

Итак, в общем случае в результате слабых взаимодействий ВМС и НМС происходит физическое агрегирование молекул ВМС с образованием надмолекулярных структур и ССЕ. В нефтяной системе при данных условиях углеводородные и не углеводородные соединения образуют: сильноструктурированную (надмолекулярную), слабоструктурированную (сольватные оболочки) и неструктурированную (дисперсионная среда) части. Между ними устанавливается обратимое динамическое равновесие. Для изменения равновесия необходимо изменить энергиюнефтяной системы.

На стадии слабых взаимодействий надмолекулярные структуры формируются за счет сил Ван-дер-Ваальса. В зависимости от природы ВМС нефти и величины сил взаимодействия молекул для каждого вида ВМС образуется свой тип надмолекулярных структур, обладающих определенными физико-химическими свойствами (асфальтеновый, парафиновый и др. ассоциаты).

В зависимости от температуры возможно существование трех состояний нефтяных дисперсных систем: молекулярные растворы, обратимо структурированные жидкости и необратимо структурированные жидкости.

Процессами физического агрегирования можно управлять изменением сделующих факторов:

· Отношение структурирующихся компонентов к неструктурирующимся;

· Температура;

· Давление;

· Растворяющая сила среды;

· Степень диспергирования ассоциатов, применяя механические способы, электрические и магнитные поля и др.

 

Похожие статьи:

poznayka.org


Смотрите также