Главная -> Словарь

Асфальтены характеризуются

Эмульгаторами обычно являются полярные вещества нефти, такие, как смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды, соли нафтеновых кислот, а также различные органические примеси. Установлено, что в образовании стойких эмульсий принимают участие также различные твердые углеводороды,как парафины и церезины нефтей. Тип образующейся эмульсии в значительной степени зависит от свойств эмульгатора: эмульгаторы, обладающие гидрофобными свойствами, образуют эмульсию типа В/Н, то есть гидрофобную, а эмульгаторы гидрофильные — гидрофильную эмульсию типа Н/В. Следовательно, эмульгаторы способствуют образованию эмульсии того же типа, что и тип эмульгатора. В промысловой практике чаще всего образуется гидрофобная эмульсия, так как эмульгаторами в этом случае являются растворимые в нефти смолисто — асфальтеновые вещества, соли органических кислот, а также тонкоизмельченные частицы глины, окислов металлов и др. Эти вещества, адсорбируясь на поверхности раздела нефть—вода, попадают в поверхностный слой со стороны нефти и создают прочную оболочку вокруг частиц воды. Наоборот, хорошо растворимые в воде и хуже в углеводородах гидрофильные эмульгаторы типа щелочных металлов нефтяных кислот адсорбируются в поверхностном слое со стороны водной фазы, обволакивают капельки нефти и таким образом способствуют образованию гидрофильной нефтяной эмульсии. При наличии эмульгаторов обоих типов возможно обращение эмульсий, то есть переход из одного типа в другой. Этим явлением пользуются иногда при разрушении эмульсий.

Вещества, способствующие образованию и стабилизации эмульсий, называются эмульгаторами. Ими являются такие полярные вещества нефти, как смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды, соли нафтеновых кислот, а также различные неорганические примеси. Например, по данным Левченко, в состав

При циркуляционной смазке, когда одна и та же порция масла вновь и вновь прокачивается через нагретые узлы трения и находится там в тонком слое, в масле постепенно накапливаются самые разнообразные продукты окисления, окислительной полимеризации и конденсации. К ним относятся: жирные и нафтеновые кислоты , оксикислоты, непредельные кислоты, фенолы, альдегиды, кетоны, сложные эфиры и смолистые высокомолекулярные вещества . Образование и накопление всех этих веществ вызывает весьма вредные последствия: усиление коррозии, выпадение осадков , нагаро- и лакообразование.

Эмульгаторами обычно являются полярные вещества нефти, такие, как смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды, соли нафтеновых кислот, а также различные органические примеси. Установлено, что в образовании стойких эмульсий принимают участие также различные твердые углеводороды - парафины и церезины нефтей. Тип образующейся эмульсии в значительной степени зависит от свойств эмульгатора: эмульгаторы, обладающие гидрофобными свойствами, образуют эмульсию типа В/Н, то есть гидрофобную, а эмульгаторы гидрофильные - гидрофильную эмульсию типа Н/В. Следовательно, эмульгаторы способствуют образованию эмульсии того же типа, что и тип эмульгатора. В промысловой практике чаще всего образуется гидрофобная эмульсия, так как эмульгаторами в этом случае являются растворимые в нефти смолисто-асфальтено-вые вещества, соли органических кислот, а также тонкоизмельченные частицы глины, окислов металлов и др. Эти вещества, адсорбиру-ясь на поверхности раздела нефть-вода, попадают в поверхностный

Эмульгаторами обычно являются такие полярные вещества нефти, как смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды, соли нафтеновых кислот, а также различные органические примеси.

Гетероатомные нефтяные ВМС традиционно делят на смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты, карбены и карбоиды. Две последние группы ВМС в сырых нефтях обычно отсутствуют и появляются в тяжелых нефтяных остатках вследствие термических и термоокислительных превращений компонентов нефти при перегонке. Так называемые «асфальтогеновые кислоты» представляют собой спиртораст-воримую часть ВМС и вряд ли заслуживают выделения в самостоятельную группу в связи с расплывчатостью характеристического признака и недостаточной обоснованностью его выбора. Исходя из этого, объектами нашего исследования явились смолы и асфальтены — наиболее представительные группы ВМС, постоянно обнаруживаемые в нефтяных объектах.

на масла, смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды. Часто пользуются делением битума на асфальтены и мальтены, представляющие собой сумму масел и смол?

Асфальтены ; .... Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды 4

Масла, выделенные из гудрона, характеризуются низким соотношением углерода и водорода , пониженным содержанием серы, а также азота и кислорода . Силикагелевые смолы и, особенно, асфальтены характеризуются высоким соотношением С: Н, повышенным содержанием серы, а также азота с кислородом. При 440 °С кокс еще богат летучими

Р. Винифорд детально анализирует вопрос о больших расхождениях в значениях молекулярных весов асфальтенов. Хотя к тому времени уже было ясно, что очень высокие значения молекулярных весов асфальтенов относились к коллоидным частицам асфальтенов — к мицеллам или глобулам, а не к единичным молекулам, однако надежные количественные экспериментальные данные, подтверждающие это положение, отсутствовали. Винифорд считал невозможным понять и правильно оценить свойства и поведение асфальтенов как основного компонента коллоидной системы при таком состоянии вопроса, когда одни методы дают значение молекулярного веса асфальтенов, равное 300 тыс., а другие — 1000. Используя многочисленные экспериментальные методы , Винифорд детально изучил склонность асфальтенов к ассоциации первичных асфальтенов в бензольных растворах в широких пределах концентрации — от 10,5 до 0,5%. Он показал, что даже в разбавленных растворах асфальтенов идет процесс ассоциации молекул асфальтенов, в результате которого образуются крупные рыхлые хлопья. При интенсивном растирании или перемешивании эти хлопья частично или полностью разрушаются. Было показано, что при определении молекулярных весов методами, в случае применения которых идет интенсивное разрушение хлопьевидных ассоциатов, получаются истинные молекулярные веса, порядка нескольких тысяч, тогда как определение в неподвижных системах дает значения «молекулярных весов» асфальтенов, близкие к 100 000. Из полученных данных Винифорд сделал вывод, что асфальтены характеризуются сравнительно низкими молекулярными весами , но молекулы их в спокойном состоянии проявляют сильную тенденцию к ассоциации. Эта тенденция и обусловливает высокие «молекулярные веса», полученные некоторыми исследователями, пользовавшимися методами, когда ассоциаты не разрушались. Методы, в случае применения которых идет разрушение ассоциатов, дают низкие значения молекулярных весов асфальтенов.

асфальтенов по молекулярным весам и по степени полярности с помощью ряда растворителей различной полярности и низших парафинов различного молекулярного веса . Для фракционирования асфальтенов был применен и метод гель-проникающей хроматографии . Исследование методом ИК-спектроскопии характера зависимости химического строения и свойств асфальтенов от молекулярного веса показало ряд постоянных закономерностей. Выше уже отмечалось, что асфальтены характеризуются более высокой ароматичностью и конденсированностью полициклических структур, чем смолы. Эта тенденция наблюдается и при переходе от более низкомолекулярных фракций асфальтенов к более высокомолекулярным, хотя в данном случае зависимость, в количественном отношении, менее резкая. С повышением молекулярного веса асфальтенов число алифатических цепочек в молекуле, содержащих более трех атомов углерода, почти не меняется. Содержание полярных кислородных групп в асфальтенах снижается с повышением их молекулярного веса. Наиболее заметно рассмотренные выше закономерности в изменении химического состава и строения асфальтенов проявляются при высокотемпературной обработке как первичных асфальтенов, так и вторичных асфальтенов, содержащихся в продуктах переработки нефти. В ряду первичные асфальтены-••вторичные асфальтены -• карбены -»- карбоиды -»• кокс идет четко выраженный процесс карбонизации: повышается содержание углерода, а содержание водорода, серы, кислорода и азота снижается. Процесс этот сопровождается уменьшением массы и объема молекул, уплотнением и упорядочением трехмерной структуры в направлении образования столбчатой графитоподобной упаковки поли-конденсированных гексагональных карбоциклических пластин, с превращением в результате в кристаллический углерод.

Таким образом, смола в процессе окисления является как бы промежуточной стадией превращения углеводородов в асфалътены. На всех стадиях окисления асфальтены характеризуются удивительным постоянством состава: величина отношения, С/Н в случае крекинг-сырья составляет ~13, а содержание серы и кислорода приблизительно равно 4—4,5%, а в случае гудрона — соответственно 10 — 10,5 и 5 — 6%. Близки по своему составу и смолы на разных стадиях окисления. Приведенные выше цифры несколько меняются в зависимости от исходного сырья, но закономерность сохраняется.

денсации насыщенных и нафтено-ароматических углеводородов через промежуточные ароматические компоненты. Это предположение подтвердили более детальные исследования химического состава продуктов реакции. Образующиеся асфальтены характеризуются по сравнению с природными асфальтенами битума меньшим молекулярным весом, большим содержанием серы и большей ароматичностью . Другими словами, образуются более ароматизированные и осерненные битумы.

К высокомолекулярным соединениям нефти мы относим вещества молекулярного веса выше 400, независимо от того, имеют ли они чисто углеводородную природу или в состав их входят гетероатомы . Вещества эти содержатся в тяжелой части нефти, имеющей температуру кипения выше 350° С . Самые большие молекулы веществ, входящих в состав нефтей, имеют молекулярный Becf в пределах от 3000 до 5000. Возможность наличия в нефтях более высокомолекулярных соединений маловероятна. Наиболее высокомолекулярными соединениями нефти являются, по-видимому, асфальтеньь В литературе встречаются данные о тТ7м7что асфальтены характеризуются молекулярными весами от 20 000 до 200 000 . Однако эти высокие значения молекулярныйвесив асфальтенов, приводимые в работах отдельных исследователей, объясняются тем, что они не учитывают явления ассоциации молекул асфальтенов, которое наблюдается даже в раз-оявленных растворах при температурах ниже_60—70° С.

То обстоятельство, что асфальтены характеризуются более высокими молекулярными весами и, по-видимому, большей конденсиро-

Из приведенных в табл. 121 данных видно, что все асфальтены характеризуются содержанием углерода в пределах 80—86%, содержанием водорода 7,3—9,4% и довольно постоянным отношением С : Н, а именно 9—11-процентное, или 0,85—0,90-атомное. Содержание Б них гетероатомов п золь-

Прямое гидрообессеривание нефтяных остатков можно проводить в псевдоожиженном или стационарном слое катализатора как с предварительной подготовкой сырья, так и без нее. Выбор схемы переработки зависит в основном от способности катализатора длительное время сохранять активность и селективность. Содержащиеся в нефтяных остатках асфальтены характеризуются высоким содержанием металлов, что в значительной степени усиливает дезактивацию катализатора, используемого в процессах гидрообессе-

Общепризнан факт генетического родства смол и асфальтенов. Сходство молекулярной структуры, химического строения смол и асфальтенов подтверждается результатами их исследования физико-химическими методами — масс-, ЯМР-, ИК.-, ЭПР- и УФ-спектросконии. Смолы и асфальтены характеризуются близостью их углеродного скелета и образованы непрерывным рядом различных труднораздслимых высокомолекулярных соединений гибридного строения.

К высокомолекулярным соединениям нефти мы относим вещества молекулярного веса выше 400, независимо от того, имеют ли они чисто углеводородную природу или в состав их входят также гетероатомы . Вещества эти входят в состав тяжелой части нефти с температурой кипения выше 350° . Самые большие молекулы веществ, входящих в состав нефтей, имеют молекулярный вес в продолах 3000—5000. Возможность наличия в нефтях более высокомолекулярных соединений мало вероятна. Наиболее высокомолекулярными соединениями нефти являются, по-видимому, асфальтены. В литературе встречаются отдельные указания, что асфальтены характеризуются значительно более высокими молекулярными весами . Однако, как будет показано ниже, эти слишком высокие показатели молекулярных весов асфальтенов являются следствием неучета явления ассоциации молекул асфальтепов даже в разбавленных растворах при температурах ниже 60—70°. Химический состав, строение и свойства высокомолекулярных соединений нефти характеризуются рядом общих особенностей, отличающих их от других групп природных и синтетических высокомолекулярных веществ. Приводим главные особенности высокомолекулярных соединений нефти.