Главная -> Словарь

Асфальтеновых ассоциатов

Из анализа вышеприведенных требований к качеству экстра — )))ентов можно констатировать, что практически невозможно рекомендовать универсальный растворитель для всех видов сырья и для нсех экстракционных процессов. В этой связи приходится довольствоваться узким ассортиментом растворителей для отдельных экстракционных процессов. Так, в процессах деасфальтизации гудро — нов широко применялись и применяются низкомолекулярные ал — каны, такие, как этан, пропан, бутан, пентан и легкий бензин, являющиеся слабыми растворителями, плохо растворяющими смолисто—асфальтеновые соединения нефтяных остатков. В процессах селективной очистки масляных дистиллятов и деасфальтизатов применялись сернистый ангидрид, анилин, нитробензол, хлорекс, фенол, фурфурол, крезол и N — метилпирролидон. В процессах депарафинизации кристаллизацией наибольшее применение нашли гщетон, бензол, толуол, метилэтилкетон, метилизобутилкетон, дихлорэтан, метиленхлорид.

Установлено, что при экстракции неполярными экстрагентами при гемпературах вблизи критического состояния растворителей также проявляется избирательная растворимость высокомолекулярных углеводородов масляных фракций. Обусловливается это тем, что с приближением температуры экстракции к критической происходит резкое снижение плотности растворителя и соответственное ослабление прочности связей между молекулами растворителя и растворенных в нем углеводородов. В то же время силы дисперсионного взаимодействия между молекулами самих углеводородов при этом практически не изменяются. В результате, при определен — ных гемпературах внутримолекулярные силы углеводородов могут превысить межмолекулярные силы взаимодействия между растворителем и углеводородами и последние выделяются в виде дисперсной фазы. При этом, поскольку энергия дисперсионного взаимодействия является функцией от молекулярной массы молекулы, в первую очередь из раствора выделяются наиболее высокомолекулярные смолисто-асфальтеновые соединения, затем по мере повышения температуры — углеводороды с меньшей молекулярной массой. При температурах, превышающих критическую,из раствора выделяются все растворенные в нем соединения независимо от моле кулярной массы и химической структуры углеводородов .

• смолистые и асфальтеновые соединения , которые образуют лаковые отложения и нагар на горячих поверхностях деталей, ухудшают низкотемпературные свойства, подавляют эффективность антиокислительных и антикоррозионных присадок;

Высокомолекулярные соединения , изначально содержащиеся в топливах, при их коагуляции образуют нерастворимую фазу. Для предотвращения этого нежелательного процесса используют диспергирующие присадки . Методом электронной микроскопии было показано, что ионол проявляет свойства диспергирующей присадки, при концентрации 0.1% масс, уменьшаются размеры частиц от 0.8 мкм до 3-15 нм и увеличивается число частиц от 104 до 1010 в 1 мм3 . Введение ионола в дизельную

Повышение температуры верха колонны или РДК позволяет получить более светлый деасфальтизгт с меньшей коксуемостью. Однако выход деасфальтизата уменьшается, так как с приближением температуры к критической начинается переход в асфальт не только смол и асфальтенов, но и высокомолекулярных аренов полициклического строения. При достижении критической температуры растворителя все углеводороды выделяются из раствора. Уменьшение температуры повышаег растворяющую способность пропана, в растворе удерживаются не только алкано-циклоалка-ны и высокоиндексные арены, но и смолисто-асфальтеновые соединения.

Смолйсто-асфальтеновые соединения нефти относятся к сложным и трудно анализируемым веществам. Их анализ затруднен по

Основными компонентами нефтей и нефтяных фракций, наиболее склонными к межмолекулярным и коагуляционным контактам при различных внешних условиях, являются, наряду с высокомолекулярными парафинами, полициклоароматические углеводороды, смолисто-асфальтеновые соединения. Взаимодействие этих компонентов приводит к образованию сложных пространственных структур и экстремальному изменению физико-химических свойств нефтяных систем, поэтому выявление и изучение особенностей механизма этих взаимодействий представляют большой практический интерес. В настоящем разделе рассматриваются результаты экспериментов по изучению межмолекулярных взаимодействий в модельных двух- и трехкомпонен-тных смесях углеводородов различных классов.

Вероятным теоретическим подтверждением обнаруженных фактов может явиться следующее. В процессе перегонки при увеличении температуры системы существенным воздействиям подвергаются в числе прочих высокомолекулярные парафиновые углеводороды и смолисто-асфальтеновые соединения. По мере удаления легких углеводородов происходит накопление в остатке более высокомолекулярных соединений, которые при достижении некоторых пороговых концентраций начинают интенсивно взаимодействовать с образованием агрегативных комбинаций, трансформирующихся непрерывно с изменением температуры и состава перегоняемого остатка. Некоторые агрегативные комбинации могут, однако, проявлять значительную термическую устойчивость. Агрегативные комбинации могут содержать в окклюдированном виде часть относительно легких углеводородов в условиях повышенных температур. Подобные превращения в нефтяной системе оказывают существенное влияние на процесс ее кипения, проявляющееся, например, в тормозящем действии на выход той или иной фракции, необходимости большего количе-

Предложено в качестве поверхностно-активных веществ для улучшения эксплуатационных свойств смазок применять естественные нативные вещества нефтяного происхождения. Нефтяные системы содержат разнообразные типы ПАВ, к числу которых следует отнести нафтеновые кислоты, металлопорфириновые комплексы, смо-листо-асфальтеновые соединения. Последние представляют наибольший интерес, так

лярные и асфальтеновые соединения ведут себя как поверхно-

Смолисто-асфальтеновые соединения

Главным фактором, оказывающим ингибирующее влияние на скорость обессеривания, как впрочем и на другие реакции, является присутствие асфальтенов. Так, при гидрообессеривании деасфальтизата гудрона кувейтской нефти константа скорости увеличивается в 4 раза по сравнению с исходным гудроном . При гидрообессеривании остатка хаф-джиской нефти с содержанием 1,5% асфальтенов константа скорости в 2 раза выше, чем для остатка с 4,3% асфальтенов . Аналогичные данные получены при гидрооблагораживании деасфалыизатов и гудрона арланской нефти . Это явление может быть результатом блокирования активных центров катализатора, расположенных на наружной поверхности гранул, за счет адсорбции частиц или ассоциатов асфальтенов и высокомолекулярных смол и накопления их поликонденсированных ядер во входных „окнах" пор, что ведет к резкому ухудшению диффузии серусодержащих молекул во внутреннюю зону гранул. Площади в области максимальной адсорбции частиц асфальтенов средних размеров имеют значения 0,7—4,6 нм2, толщина адсорбционного слоя находится в пределах 0,4-2,6 нм. Для частиц смол площади адсорбции составляют от 0,13 до 0,72-0,81 нм2 . Учитывая их большую склонность к ассоциации, приведенные размеры могут быть гораздо выше и, в основном, зависят от степени термодиссоциации или термодеструктивного разложения в зоне предварительного нагрева. Для извлечения серы из асфальтеновых ассоциатов или отдельных частиц асфальтенов необходимо разрушить их трехмерную структуру. На основе представлений о надмолекулярном строении асфальтенов модель структурных изменений, происходящих в* них до и после их гидрогенизационной обработки, может быть представлена в виде рис. 2.1 . В целом, глубина удаления серы из нефтяных остатков при различной жесткости режимных параметров процесса в значительной степени определяется содержанием в сырье асфальтенов, смол и полиаренов, так как именно в этих компо-

Проведенные нами исследования действительно обнаружили существование в широком спектре средне- и высокоплавких нефтяных пиролизных пеков наличие четырех иерархических уровней структуры. Рентгеноструктур-ный анализ показал наличие в НДС асфальтеновых ассоциатов средних размеров -10"9 м. Электронная трансмиссионная и оптическая микроскопии позволили обнаружить сфероидные образования -10"7 м и зернистую структуру с характерным размером зерна • 10~5 м. Кроме того, в нефтяных пеках была обнаружена высокоупорядоченная макроструктура, состоящая из кристаллитов с размерами • 10"3 м.

ния приведены формы кластеров, сгенерированных нами по каждой из моделей агрегации. На р'ис. 7 приводятся микрофотографии раствора асфальтеновых ассоциатов в органических растворителях при различных увеличениях. Видно, что при большем увеличении форма асфальтеновых кластеров наиболее приближена к гибридной ОЬА