Главная -> Словарь

Асфальтенов содержание

нием техники сверхвысокого разрешения . Очевидно, что наибольшими габаритами обладают частицы асфальтенов, содержащихся в нефтях из самых молодых, слабо погруженных залежей.

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.

Несомненный интерес представляет исследование М. А. Капе-люшникова , показавшего, что нефть при определенном критическом давлении можно перевести в газовое состояние даже при комнатной температуре. Особенно благоприятные условия для перевода нефти в «надкритическое» состояние создаются в системах нефть—этилен, нефть—смесь низких гомологов метана . Не переходят в критическое газовое состояние лишь наиболее высокомолекулярные компоненты — асфальтены и частично высокомолекулярные смолы. Снижение критического давления в системе нефть—газы или введение в эту систему некоторого количества метана сопровождается выпадением наиболее высокомолекулярной части нефти. В этих условиях фракционирование нефти идет в обратном, по сравнению с обычной перегонкой, направлении: сначала выпадает наиболее тяжелая часть — асфальтены, затем смолы, высокомолекулярные углеводороды п т. д. Так как легкая часть нефти вызывает резкое повышение значений критического давления, то лучше подвергать «холодной» перегонке — ретроградной конденсации — нефть, освобожденную от легколетучих компонентов. Эффективность метода ретроградной конденсации иллюстрируется данными, приведенными в табл. 78 . При разделении отбензиненной ромашкинской нефти, содержащей 14,4% смол и 4,1% асфальтенов, при 100° было получено 75% дистиллята, совсем не содержащего асфальтенов, и лишь 3,5% смол. 75% всех асфальтенов, содержащихся в отбензиненной нефти, было сконцентрировано в первых двух фракциях, составляющих 15% от исходного сырья. В настоящее

.личной растворимости в бензоле и в циклогексане асфальтенов, содержащихся в остатках прямой перегонки нефти и в крекинг-остатках, был предложен метод идентификации асфальтенов различного происхождения . Выяснилось, что асфальтены, содержащиеся в крекинг-остатках, отличаются более высокой конден-сированностью полпциклической системы молекулы, чем асфальтены нефтяных остатков, получаемых при прямой перегонке нефти; поэтому они характеризуются значительно меньшей растворимостью, чем эти последние, — они не растворяются не только в легко летучих предельных углеводородах , но и в циклогексане. Присутствие в нефтепродукте не растворимых в циклогексане веществ служит поэтому пряным указанием на то, что этот продукт получен путем крекинга или, по крайней мере, содержит примесь крекинг-продуктов. Разница между количеством асфальтеиов, не растворимых и растворимых в циклогексане, служит мерилом количества примесей крекинг-продуктов в топливе и асфальте.

элементов, в том числе металлов. Кислород и сера присутствуют в значительных количествах в смолах почти всех нефтей, то_гда как азот является менее постоянной 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, со-держаш1е~"которых в наиболее тяжелых высокосмолистых нефтях достигает 30—50°о. По содержанию углерода нефтяные смолы мало отличаются от асфальтенов, содержащихся в сырых нефтях, но_они богаче водородом .

Последние десятилетия в литературе крайне редко встречаются публикации по исследованию химической природы неизмененных смол, содержащихся в нефтях, тогда как работы, посвященные разработке методов выделения и количественной оценки содержания асфальтенов и смол в природных асфальтах, в тяжелых остатках нефтеперерабатывающих заводов и в технических битумах, публикуются довольно часто.

Широкое использование в нефтеперерабатывающей промышленности технологических высокотемпературных процессов и появление товарных продуктов, получаемых путем смешения нефтепродуктов из процессов прямой перегонки и крекинга нефти, потребовали разработки специальных методов анализа, дающих возможность по качествам продукта оцени вать его происхождение. Па основании различной растворимости в бензоле и в циклогексане асфальтенов, содержащихся в остатках прямой перегонки нефти и в крекинг-остатках, был предложен метод идентификации асфальтенов различного происхождения . Выяснилось, что асфальтены, содержащиеся в крекинг-остатках, отличаются более высокой конденсированностью полициклической системы молекулы, чем асфальтены нефтяных остатков, получаемых при прямой перегонке нефти, поэтому они характеризуются значительно меньшей растворимостью, чем эти последние, — они не растворяются не только в легко летучих предельных углеводородах , но и в циклогексане. Присутствие в нефтепродукте не растворимых в циклогоксане веществ служит, по их данным, прямым указанием на то, что этот продукт получен путем крекинга или по крайней мере содержит примесь крекинг-продуктов. Разница между количеством асфальтенов, не растворимых и растворимых в циклогексане, служит мерилом количества примесей крекинг-продуктов в топливе и асфальте.

в том числе металлов . Кислород и сера присутствуют и значительных количествах и смолах почти всех нефтей, тогда как азот является не постоянной составной частью нефтяных смол, хотя содержание его в смолах некоторых нефтей достигает 2% и больше. Смолы составляют от 70 до 90% всех ге-тероорганических соединений нефти, содержание которых в наиболее тяжелых высокосмолистых нофтнх достигает 30—50%. По содержанию углерода нефтяные смолы мало отличаются от асфальтенов, содержащихся в сырых нофтях, но они богаче водородом чем эти последние. Большую часть нефтяных смол составляют химически нейтральные вещества, меньшую — вещества кислого характера. В смолах сконцентрирована основная масса сернистых, кислородных, а в большинстве случаев и азотистых соединений нефти. Этим и объясняются высокая полярность и поверхностная активность нефтяных смол . Г. Л. Стадников подчеркивает, что наличие в нефтяных смолах кислых компонентов, растворимых в водных и спиртовых растворах щелочей, указывает па некоторое сходство их со смолами растительного происхождения и со смолами дегтсй, полученных из бурого и каменного углей. Это свидетельствует в пользу их растительного происхождения. Химический путь образования нефтяных смол из растительного вещества Стадников видит в реакциях конденсации спиртов, альдегидов и кетопов в результате взаимодействия как самих этих соединений между собой, так и вследствие реакций последних к сернистыми и азотистыми соединениями, а также с непредельными и ароматическими углеводородами 131))).

Для суждения о физической и молекулярной структуре ОМУ многое дает изучение структуры асфальтенов — высокомолекулярных продуктов деструкции угля, нерастворимых в алифатических растворителях, но растворимых в ароматических — бензоле и толуоле. В отличие от легких, маслообразных продуктов деструкции, асфальтены в гораздо большей степени сохраняют первоначальную структуру ОМУ. Именно поэтому изучение асфальтенов, содержащихся в продуктах ожижения или термического разложения угля, привлекает внимание исследователей.

личной растворимости в бензоле и в циклогексане асфальтенов, содержащихся в остатках прямой перегонки нефти и в крекинг-остатках, был предложен метод идентификации асфальтенов различного происхождения (((17, 18J. Выяснилось, что асфальтены, содержащиеся в крекинг-остатках, отличаются более высокой конден-сированностью полициклической системы молекулы, чем асфальтены нефтяных остатков, получаемых при прямой перегонке нефти; поэтому они характеризуются значительно меньшей растворимостью, чем эти последние, — они не растворяются не только в легко летучих предельных углеводородах , но и в циклогексане. Присутствие в нефтепродукте не растворимых в циклогексане веществ служит поэтому прямым указанием на то, что этот продукт получен путем крекинга или, по крайней мере, •содержит примесь крекинг-продуктов. Разница между количеством асфальтенов, не растворимых и растворимых в циклогексане, служит мерилом количества примесей крекинг-продуктов в топливе и асфальте.

элементов, в том числе металлов . Кислород и сера присутствуют в значительных количествах в смолах почти всех нефтей, тогда как азот является менее постоянной составной частью нефтяных смол, хотя содержание era 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 нефтяные смолы мало отличаются от асфальтенов, содержащихся в сырых нефтях, но они богаче водородом . ^

держание бензольных смол колеблется от 6,1 до 19,2 %, а спиртобензоль-ных от 8 до 20,2 %. В озокеритах отмечается очень высокое содержание масел , еще более высокое, чем в нефти, причем парафино-нафтеновые УВ составляют 58—68%, доля асфальтенов не превышает 10%. Степень циклизации парафино-нафтеновой фракции нефти и битумов Шор-Су низкая.

При превращении нефтей в зоне гипергенеза, в результате чего образовались в исследуемом районе мальты, асфальты, асфальтиты и озоке-риты, изменились как соотношение углеводородной и смолисто-асфальте-новой частей, так и углеводородный состав. Как показали проведенные исследования, в битумах площадей Шор-Су и Северный Риштан по сравнению с нефтью уменьшилось содержание парафино-нафтеновых и ароматических УВ, резко возросло количество асфальтенов. Содержание как бензольных, так и спиртобензольных смол практически не изменилось, но их спектральная характеристика свидетельствует об отличии от нефтей, что объясняется их новообразованием.

содержанием серы, кислорода и азота, содержат больше асфальтенов и менее стабильны к окислению. Кроме того, в нефтепроизводящих свитах более глубокие пласты содержат и более парафинистые нефти, так как их геологический возраст растет с глубиной, конечно, если вышележащие пласты не разрушены эрозией или нет резкого нарушения структуры. Весьма вероятным является предположение, что с возрастом должно увеличиваться содержание парафинов в нефти, однако убедительных доказательств этого предположения нет.

Для мид-континентских нефтей характерны некоторые региональные различия. Нефти Оклахомы-Канзаса, часто рассматриваемые как классические мид-континентские нефти, содержат значительные количества бензиновых фракций и немного серы и асфальтенов , поэтому из них может быть получено очень вязкое смазочное масло. Канзасские нефти содержат больше серы и менее парафинисты; нефти из Северного, Центрального а Восточного Тексаса более парафинисты и содержат меньше серы. С другой стороны, нефти из Западного Тексаса и Панхендл-Тексаса типичны по содержанию серы и могут быть отнесены к промежуточному типу.

Содержание асфальтенов в концентрате, % Содержание пропана в асфальтовом растворе при температуре, °С

Содержание асфальтенов в концентрате, % Содержание пропана в асфальтовом растворе при температуре, °С

^ Содержание асфальтенов, %......

Содержание асфальтенов, % . . Содержание карбоидов, % . . 6,06 0,35 5,8 0,55 • 4,13 0,97 3,51 2,96 0,48 0,57 3,10 0,24 2,90 2,70 0,28

Для узеньской нефти стабилизация эмульсий идет не за счет асфальтенов, содержание которых в нефти не превышает 0,2%, а высокомолекулярных смол. Деасфальтизация узеньской нефти, как это было показано , незначительно снижает ее эмульгирующую способность, в то время как увеличение содержания ароматических углеводородов в растворителе резко снижает устойчивость эмульсий. Такое изменение эмульгирующей способности узеньской нефти, вероятно, связано с изменением дисперсного состояния высокомолекулярных смол под влиянием увеличения содержания парафиновых углеводородов в растворителе. Однако эти смолы менее лиофобны в отношении парафиновых углеводородов, чем асфальтены, и не выпадают в осадок даже, если раствори-

В настоящее время данных для полной характеристики высокомолекулярной части нефтей, особенно неуглеводородных ее компонентов, пока еще очень мало. Между тем знание состава и свойств этой части нефти имеет решающее значение для выбора технологии и режима химической безостаточной ее переработки. Поэтому весьма важным направлением исследования высокомолекулярной части нефти является «химическая инвентаризация» по таким показателям, как суммарное содержание смолйсто-асфальтеновых веществ и соотношение в них основных компонентов , содержание металлов, в первую очередь ванадия, в смолисто-ас-фальтеновой части.

Большой научный интерес и практическую актуальность, представляет изучение характера влияния химической природы сырых нефтей на элементный и компонентный составы смол и асфальтенов, на величину отношения в них С/Н и С-атомов разной химической природы , на суммарное содержание и количественное соотношение гетероатомов и атомов металлов , как на величину молекулярного веса, так и на другие физические характеристики.