ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кризисные состояния нефтяных дисперсных систем из "Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем" Экстремальным считается такое состояние рассматриваемого объекта, при котором достигается максимальное или минимальное значение некоторого критерия, характеризующего качество объекта. Как показывают эксперименты, нефтяные дисперсные системы характеризуются полимодальным изменением свойств в зависимости от состава сырья и, таким образом, наличием большого числа значений максимума и минимума. Экстремальное состояние характеризуется наибольшими или наименьшими значениями величин, откладываемых по функциональной оси по сравнению с их значениями в достаточно близких точках. [c.170] Как было показано в разделе 3.4, в процессе фазообразования в нефтяных системах можно выделить три основных этапа. Исходной нефтяной системой является молекулярный раствор, который при определенных условиях превращается в нефтяную дисперсную систему. Определена также последовательность формирования надмолекулярных структур дисперсной фазы и обозначена иерархия возникающих элементов структуры дисперсной фазы нефтяных дисперсных систем с их характерными отличительными особенностями. Несмотря на некоторую упрощенность излагаемой модели, подобное представление позволяет четко проследить переходные состояния нефтяной системы, в которых воздействия на систему будут наиболее эффективными, то есть система будет наиболее восприимчива к этим воздействиям. Такие переходные состояния нефтяных систем предлагается называть кризисными. Кризисные состояния связаны с перестройкой и изменением качества молекулярной и коллоидно-химической структуры системы и более точно характеризуют совокупности элементов дисперсной фазы и дисперсионной среды нефтяной системы, участвующих в данном технологическом процессе. Для любых нефтяных систем характерен интервал определенных внутренних параметров, взаимосвязанных с внешними условиями, в котором система находится в кризисном состоянии. [c.170] Кризисным состоянием называется стадия коллоидно-химических превращений в нефтяной системе, предшествующая изменению ее инфраструктуры за счет перегруппировки и перераспределения составляющих структурных элементов системы, приводящих к проявлению системой новых качеств при сохранении общих физикохимических характеристик. [c.171] Активное и экстремальное состояния являются в основном технологическими параметрами нефтяного сырья. Кризисное состояние в большей степени отражает коллоидно-химическую характеристику нефтяных дисперсных систем. [c.171] Коллоидно-химические свойства нефтяной системы изменяются при приложении к ней внешних воздействий не непрерывно, а дискретно, проходя каждый раз через стадии кризисных состояний. Достигнув определенной пороговой величины, количественные изменения объекта приводят к перестройке его структуры, в результате чего образуется качественно новая система со своими закономерностями развития и структурой. Количественные и качественные изменения обусловливают друг друга. Вероятна и обратная зависимость качественные изменения приводят к количественным. Рассматриваемый вопрос находится в соответствии с одним из основных законов диа. ектики, согласно которому изменение качества объекта происходит тогда, когда накопление количественных изменений достигает определенного предела. Можно предположить, что в нефтяной дисперсной системе в каждый момент времени часть ее компонентов находится не около положений устойчивого равновесия, а около положений неустойчивого равновесия, через которые лежит путь от одного положения устойчивого равновесия к другому. [c.171] Явления, происходящие вблизи кризисного состояния, возможно назвать пред-переходными. Например, явление предплавления, в котором при температу рах, близких к температуре плавления, тепловое движение в жидкостях сводится в основном к гармоническим колебаниям частиц около некоторых средних положений рапноврсия. Рост кристаллических зародышей связан с предварительным осаждением на их поверхности компонентов из окружающей жидкой фазы. [c.171] Основными параметрами, определяющими кризисное состояние нефтяных систем, являются температура и давление окружающей среды, наличие в системе растворителей, поверхностно-активных веществ, других внешних и внутренних возбудителей. Условия кризисных состояний наиболее благоприятны для осуществления воздействия на систему. [c.171] Проведенные теоретические рассуждения, экспериментальные исследования, обобщение известной литературной информации позволили предложить схему структурной организации нефтяных систем в различных условиях их существования, а также выделить точки и области, соответствующие кризисным состояниям и наиболее благоприятные для осуществления различных воздействий на систему. [c.172] Одним из частных случаев прикладного значения предложенных модельных представлений является выбор температуры ввода депрессорной присадки в нефтяное сырье. Кризисному состоянию системы при этом соответствует некоторое значение температуры, при которой восприимчивость сырья к воздействию присадки наиболее эффективна, Аналогично, введение в нефтяную систему различных модифицирующих добавок также необходимо проводить при определенных температурах. [c.172] Проявление кризисных состояний с образованием структурных модификаций в системе можно проследить также на примере процесса перегонки нефтяного сырья. В общем случае при перегонке нефтяного сырья, по мере испарения части легких компонентов происходит сближение, коалесценция и взаимная фиксация смолисто-ас-фальтеновых частиц. При этом в межчастичном пространстве иммобилизуются компоненты среды, которые находятся также в виде прослоек между частицами. В результате в системе формируются флокулы, находящиеся в броуновском движении. В этих условиях в системе сосуществуют структурные образования в виде мицелл и сложных структурных единиц. Дальнейшее испарение системы приводит к вытеснению части иммобилизованных компонентов, практическому исчезновению прослоек между частицами и их непосредственному контакту. При этом образуются достаточно прочные агрегативные комбинации, окклюдирующие тем не менее некоторое количество компонентов, находившихся ранее в иммобилизованном состоянии. Остаточное количество последних зависит прежде всего от начальных размеров смо-листо-асфальтеновых частиц и физико-химических параметров испаряемой системы. Воздействуя на систему в кризисных состояниях можно регулировать конфигурацию и плотность упаковки структурных образований, изменять количество иммобилизованной фазы, переводить ее в раствор с последующим удалением из системы при перегонке. [c.172] Вернуться к основной статье