Главная -> Словарь

Надмолекулярными структурами

При помощи описанной выше модели нами были проведены расчеты критических концентраций парамагнитных соединений, соответствующих точкам структурных фазовых переходов, а также определены геометрические и прочие характеристики частиц дисперсной фазы для каждого иерархического уровня. Результаты модельных расчетов показали, что во фрактальных надмолекулярных структурах НДС наблюдаются высокие значения энергии межфаз-

Таким образом, в зависимости от степени ассоциации молекул асфальтенов в надмолекулярных структурах колеблется как молекулярная масса ассоциатов, так и их размеры. Следовательно, не может быть единой структурной модели молекулы асфальтенов, как это пытаются доказать некоторые исследователи .

га в НДС в зависимости от температуры нефтяной системы. Участки АВ и ГЕ отличаются между собой различным типом связи молекул в надмолекулярных структурах. Участок АВ, в пределах которого действуют силы межмолекулярного взаимодействия , состоит из двух зон, характеризующихся различным физическим состоянием системы: зона АБ — гель и зона БВ — золь.

Нефтяной углерод образуется из нефтяного сырья путем:перевода в надмолекулярных структурах сил межмолекулярного взаимодействия в химические. По приведенной схеме соответствующим подбором сырья можно регулировать кинетику процесса и физико-химические свойства нефтяного углерода, что весьма важно для практики. Карбоиды аморфной структуры формируются из аа

При помощи описанной выше модели нами были проведены расчеты критических концентраций парамагнитных соединений, соответствующих точкам структурных фазовых переходов, а также определены геометрические и прочие характеристики частиц дисперсной фазы для каждого иерархического уровня. Результаты модельных расчетов показали, что во фрактальных надмолекулярных структурах НДС наблюдаются высокие значения энергии межфаз-

Таким образом, состав, свойства и структура нефтяных остатков в граничных слоях, значительно отличаются от их свойств, состава и структуры в объеме . Это следствие избирательной полимолекулярной адсорбции компонентов нефтяных остатков на твердой поверхности, гетерокоагуляции с образованием коагуляционных структур с повышенной вязкостью дисперсионной среды, более высокой упорядоченности молекул в надмолекулярных структурах и сольватных оболочках, достаточно большой прочности коагуляционных структур. Структурно-механическая прочность граничного слоя непостоянна по толщине и уменьшается в направлении объемной фазы. Состав, структура и свойства граничного слоя зависят от природа нефтяного остатка и твердой поверхности, условий их контактирования и других факторов.

Таким образом, в зависимости от степени ассоциации молекул асфальтенов в надмолекулярных структурах колеблется как молекулярная масса ассоциатов, так и их размеры. Следовательно, не может быть единой структурной модели молекулы асфальтенов, как это пытаются доказать некоторые исследователи .

га в НДС в зависимости от температуры нефтяной системы. Участки АВ и ГЕ отличаются между собой различным типом связи молекул в надмолекулярных структурах. Участок АВ, в пределах которого действуют силы межмолекулярного взаимодействия , состоит из двух зон, характеризующихся различным физическим состоянием системы: зона АБ — гель и зона БВ — золь.

Нефтяной углерод образуется из нефтяного сырья путем перевода в надмолекулярных структурах сил межмолекулярного взаимодействия в химические. По приведенной схеме соответствующим подбором сырья можно регулировать кинетику процесса и физико-химические свойства нефтяного углерода, что весьма важно для практики. Карбоиды аморфной структуры формируются из асфаль-

Таким образом, в зависимости от степени ассоциации молекул асфальтенов в надмолекулярных структурах колеблется как молекулярная масса ассоциатов, так и их размеры. Следовательно, не может быть единой структурной модели молекулы асфальтенов, как это пытаются доказать некоторые исследователи .

га в НДС в зависимости от температуры нефтяной системы. Участки АВ и ГЕ отличаются между собой различным типом связи молекул в надмолекулярных структурах. Участок АВ, в пределах которого действуют силы межмолекулярного взаимодействия , состоит из двух зон, характеризующихся различным физическим состоянием системы: зона АБ — гель и зона БВ — золь.

зованием модельных соединений, входящих в состав нефтяного сырья. В качестве катализатора используются металлы, активные в реакциях гидрирования и гидрогенолиза, или типичные катализаторы, применяемые в реальных процессах. Обычно этим исследованиям предшествуют кропотливые длительные работы по изучению компонентного состава с выделением отдельных субстратов или концентратов однотипных гете-роатомных соединений или групп углеводородов. Такой детализованный подход к изучению процесса на молекулярном уровне имеет логический смысл лишь для легких видов дистиллятного сырья. Выявленный механизм превращений отдельных классов соединений или отдельных соединений, характерных для исследуемого типа сырья, может быть использован при формировании основных представлений о механизме превращений при переработке сырья в целом с соответствующими стехиометрическими коэффициентами и константами скоростей реакции. Для нефтяных остатков, где основная масса гетероатомных соединений входит в состав сложных структурных единиц и все каталитические реакции осложнены стерическими эффектами и надмолекулярными структурами высокомолекулярных компонентов, такой подход практически нереализуем.

Исходя из того, что исследуемые дистилляты являются алкано-содержащими, а тяжелые остатки - асфальтеновыми дисперсиями, можно полагать, что коллоидные свойства смесей будут определяться соответствующими конкурирующими надмолекулярными структурами, элементами которых являются молекулы парафинов и ас-фальтенов, их ассоциаты.

Структурные единицы имеют сложное строение, обусловленное природой и геометрической формой макромолекул ВМС, поверхностными силами между ними, взаимодействием дисперсной фазы с дисперсионной средой и другими факторами. Нефтяные фракции, состоящие из смеси полярных и неполярных соединений, взаимодействуют с надмолекулярными структурами, в результате чего вокруг надмолекулярной структуры формируются сольватные оболочки различной толщины. Такая дисперсная частица сложного строения способна к самостоятельному существованию и получила название сложной структурной единицы .

С повышением глубины термодеструкции нефтяных остатков отношение Н:С становится ниже 1,0 и система наполняется надмолекулярными структурами. Такие полужидкие системы с атомным отношением Н:С=1,0—0,7 относятся к пластическим массам специального назначения .

Условно принимая, что! в процессе термоконденсации размер надмолекулярных структур изменяется с 5 до 20 А, а также допуская, что расстояние, в пределах которого сохраняется баланс сил притяжения и отталкивания между надмолекулярными структурами, равно 3 А, можно рассчитать изменение доли пустот между надмолекулярными структурами в жидкой фазе, которая в этих условиях сокращается в несколько раз.

В результате повышения плотности надмолекулярных структур и снижения доли пустот между надмолекулярными структурами возрастает плотность нефтяной системы, а также на более поздних стадиях термоконденсации и твердой фазы.

Классификация структурных единиц в нефтяных дисперсных системах приведена в табл. 7. Внутренняя область сложных структурных единиц представлена соответственно кристаллитом ассо-циатом или пузырьком газовой фазы . В отличие от двух последних кристаллиты карбенов, карбоидов являются необратимыми надмолекулярными структурами, не способными к разрушению до молекулярного состояния под действием внешних факторов

Структурно-механическая прочность и - агрегативная устойчивость нефтяных дисперсных систем. Одной из основных проблем коллоидной химии нефтей и их фракций является исследование, пространственных структур различного рода в нефтяных дисперсных системах и регулирование разнообразными приемами их механических свойств: деформационных и прочностных. Необходимость решения данной проблемы способствовала становлению самостоятельной области коллоидной химии — физико-химической механики нефтяных дисперсных систем. Обобщение значительного эмпирического материала позволило в работе предложить с точки зрения макрореологии. Участок ВГ, имеющий различную ширину в зависимости от строения исследуемой нефтяной системы и вырождающийся в точку для битумов, характеризует ньютоновское поведение в полностью разрушенной структуре, вязкость которой не зависит от скорости сдвига. Точка В отвечает пределу текучести системы. С понижением температуры нефтяная система становится тгересыщенной по отношению к твердым углеводородам, выделение которых из однородного с реологической точки зрения расплава приводит к структурированию системы. На участке БВ взаимодействие формирующихся структурных элементов обуславливает вязкопластическое течение обратимо разрушаемой структуры и наличие предельного напряжения сдвига в точке Б. По мере снижения температуры на этом участке скорость формирования коагуляционных контактов между надмолекулярными структурами превышает скорость их разрушения под действием механической нагрузки. В точке Б нефтяная система те-

Экстремальные изменения радиуса надмолекулярной структуры и толщины сольватного слоя непосредственно влияют на,характер зависимости структурно-механической прочности и агрега-тивной устойчивости нефтяной системы. Кривые изменения этих свойств типичны для многих нефтепродуктов. В точке Ж устойчивость нефтяных дисперсных систем к расслоению на фазы максимальна: толщина сольватной оболочки в точке А имеет максимальное значение Я^кс, благодаря чему уменьшается движущая сила процесса расслоения. Толстая прослойка дисперсионной среды между надмолекулярными структурами снижает структурно-механическую прочность нефтяных дисперсных систем, первый минимум которой достигается в точке К. Утоньшение сольватного слоя на поверхности надмолекулярных структур повышает движущую силу расслоения системы на фазы. После удаления основной части сольватного слоя дисперсионная среда начинает взаимодействовать непосредственно со слоем надмолекулярной структуры, обуславливая его полное разрушение в точке Б. В этой точке сложные 'структурные единицы переходят в состояние молекулярного раствора с бесконечной устойчивостью к расслоению на фазы. Предлагаемое объяснение экстремальных "изменений структурно-механических свойств и агрегативной устойчивости нефтяных систем справедливо, если считать, что межфазная энергия на границе структурная единица — дисперсионная среда меняется незначительно.

Исходя из того, что исследуемые дистилляты являются алкано-содержащими, а тяжелые остатки - асфальтеновыми дисперсиями, можно полагать, что коллоидные свойства смесей будут определяться соответствующими конкурирующими надмолекулярными структурами, элементами которых являются молекулы парафинов и ас-фальтенов, их ассоциаты.

Подобные комбинации являются надмолекулярными структурами. Однако в данном случае с учетом вышеизложенного материала следует еще раз подчеркнуть различие понятия надмолекулярных структур в истинном растворе и в нефтяной системе.