Главная -> Словарь

Надмолекулярной организации

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 .

Второй вариант — поверхностное натяжение дисперсионной среды значительно больше, чем у сольватного слоя ССЕ. Такое соотношение Аб приводит к вытеснению из сольватного слоя ССЕ углеводородов, обладающих малыми значениями поверхностного натяжения. При высоких значениях Аб может не только уменьшаться толщина сольватного слоя и изменяться углеводородный состав в нем, по и разрушаться надмолекулярная структура, вплоть до полного ее исчезновения.

По мнению автора и Глаголевой, изменение РС среды приводит к более сложным явлениям, вызывающим изменение толщин сольватной оболочки и надмолекулярной структуры сложной структурной единицы. В зависимости от природы связей в ССЕ могут быть два случая взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой. Первый, когда под действием РС дисперсионной среды могут разрушаться сольватная оболочка и надмолекулярная структура в случае ассоциата. Во втором случае дисперсионная среда НДС способна разрушать только сольватную оболочку, не затрагивая надмолекулярной структуры — в случае кристаллита.

концентрация 15, 17 надмолекулярная структура 59 образование 33, 34, 157, 173, 174,

Благодаря современным методам анализа установлены способы построения структурной единицы смолисто-асфальтеновых веществ различных нефтей . Согласно данным рентгеноструктур-ного анализа надмолекулярная структура асфальтенов состоит из 5—6 слоев полйядерных двухмерных пластин общей толщиной 1,6—2,0 нм. Размеры надмолекулярных структур, определенные рентгенографически, имеют заниженные значения по сравнению с таковыми, найденными электрономикроскопически, что, вероятно, связано с включением при определении размеров по электронным микрофотографиям алифатической части молекул, в то время как рентгеновские лучи рассеиваются только упорядоченной частью или ядром молекулы.

Структура фрагментов, содержащих гетеро-атомы и микроэлементы. Наибольшее количество гете-роатомных компонентов нефти сконцентрировано в ее смолисто-асфальтеновой части' , чем в значительной степени определяются многие ее свойства, такие, как ассоциация, надмолекулярная структура, поверхностная активность и связанный с ней процесс извлечения нефти из пласта , связывание деэмульгато-ров, что имеет существенное значение в процессах обезвоживания и обессоливания нефти . Значительную информацию о строении серусодержащих фрагментов дают процессы каталитического гидрогенолиза" . Так, при гидрировании смол, содержащих 6—8 % серы и кислорода, были выделены гидрогенизаты, практически не содержащие гетероатомов. При пиролизе асфаль-тенов выделяется сероводород, остаточные продукты имеют более низкую молекулярную массу.

Неодинаковое поведение вязкостно-температурных кривых, вероятно, объясняется разными типами надмолекулярных структур^ обуслшишваюпнтх реологические свойства опытных и товарных образцов осевых масел. К первому типу можно отнесiи структуры, образованные взаимодействием асфалъто-смолистых компонентов масел Кривые 1. 2 и 3 для опытных образцов MSCCJI ^см. рис.о.,-у, отвечающие указанны™ структурш«, Аиршсгеризуются значительно меньшим температурным градиентом вязкости, чем зависимость 4 для товарного масла, надмолекулярная структура которого образована в основном парафиновыми углеводородами. В последнем случае имеет место резкое снижение вязкости при возрастании температуры, что связывается нами с «плавлением» парафинов и соответствующим уменьшением прочности образуемой ими пространственной структуры.

Надмолекулярная структура и структурная пористость изучались на малоугловой рентгеновской установке KPM-I. Получение кривых малоуглового рассеяния осуществлялось в автоматическом режиме съемки в области сканирования 5^4°,при шаге сканирования I'„Экспозиция в каждой точке сканирования составляла 100с.

Согласно ранним представлениям , ядро структурной единицы асфальте-иосодержащей нефтяной системы считалось образованным высокомолекулярными полициклическими углеводородами и окруженным компонентами с постепенно сменяющейся степенью ароматичности. Описаны способы построения структурной единицы смолисто-асфальтоновых веществ различных нефтей . Согласно данным рентгеноструктурного анализа, надмолекулярная структура асфальтенов состоит из 5-6 слоев полиядерных двухмерных пластин общей толщиной 16-20 А . Установлено, что асфальтены нефти и соответствующего остатка практически идентичны. При крекинге строение асфальтенов изменяется значительно: уменьшается расстояние между нафтено-ароматическими циклами, они становятся компактнее, увеличивается степень конденсированности ядра, возрастает атомное соотношение С:Н .

Таким образом, понятие надмолекулярная структура может быть применено с достаточной степенью достоверности при описании светлых нефтяных фракций при нормальных условиях. Повышение температуры способствует парообразованию в системе и образованию комбинаций паровых пузырьков, которые состоят из множества молекул и отличаются размерами, намного превышающими молекулярные. Тяжелые нефтяные фракции уже при нормальных условиях отличаются содержанием сложных структурных комбинаций составляющих их компонентов. Естественно, с учетом классического определения эти комбинации можно называть надмолекулярными структурами с определенной степенью допущения.

Надмолекулярная структура нефтяной системы представляет собой образования, сформированные из двух или нескольких молекул. Надмолекулярные образования отличаются от молекулярных значительным усложнением состава и степенью асимметрии. Таким образом, в нефтяной системе в общем случае сосуществуют в броуновском движении многочисленные молекулярные и надмолекулярные образования, находящиеся во взаимодействии, приводящем к изменению их энергетических и структурных характеристик. Степень взаимосвязи взаимодействующих частиц и их упорядоченность в определенном объеме нефтяной системы во многом зависят от условий, в которых находится нефтяная система, и внешних воздействий, испытываемых системой.

Авторами разработан комплекс методик рентгеноструктурного анализа и выполнены исследования различных видов нефтяных коксов с оценкой тонкой кристаллической структуры, структуры надмолекулярной организации коксов, взаимосвязи получаемых рентгеноструктурных характеристик с эксплуатационными характеристиками промежуточных и конечных углеродных материалов. При разработке методик исследовано большое количество промышленных коксов разной структурной организации, проведено сопоставление рентгеноструктурных характеристик с данными других методов, исполь-зуемых при оценке качества коксов. В данной обзорной статье, для

Электронно-микроскопический анализ. Этот метод дает представление о строении кристаллических областей в асфальтенах и дает наглядную картину об их надмолекулярной организации. Исследования выполняются в просвечивающих и сканирующих - электронных микроскопах . Просвечивающие электронные микроскопы позволяют одновременно получать как электронно-микроскопический снимок, так и электронограмму в области больших и малых углов. Разрешающая способность их составляет 15—2 нм, а для сканирующих микроскопов 3—5 нм. Пучок электронов вызывает значительный разогрев и даже плавление образцов, поэтому просвечивающая электронная микроскопия применяется для объектов, имеющих незначительную толщину,— несколько десятков нанометров. Для этого образцы специальным образом готовят: получают либо тонкие пленки, либо с помощью ультрамикротомов готовят срезы толщиной 10—20 нм. Из косвенных методов для исследования структуры асфальтенов получил распространение метод реплик. Для исследования используют мелкодисперсные порошки асфальтенов или растворы в бензоле . В первом случае асфальтены помещают на угольную подложку на медной сетке. С целью определения ч