ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние содержания металлопорфириновых комплексов в асфальтенах на величину адсорбции из "Физико-химическая механика нефтяного пласта" Причем содержание металлопорфириновых комплексов (МПК) возрастает почти в два раза. [c.63] Для выяснения влияния МПК на поверхностную активность нефти на границе с твердой поверхностью были проведены опыты по определению адсорбции асфальтенов из нефти пористой среды. Адсорбентом служил кварцевый песок фракции 0,12—0,15 мм. Для проведения адсорбции в одинаковых условиях (кроме содержания порфиринов) были использованы естественная проба нефти СКВ. 2546 и деасфальтированная проба этой же нефти с введенными в нее асфальтенами, предварительно лишенными порфиринов (правомочность такой операции показана выше). Исходная нефть содержит 53,7 мг/100 г нефти порфиринов, вторая проба нефти (условно названная нефть без порфиринов ) содержит 37,8 мг/100 г порфиринов. [c.63] Коэффициент светопоглощения асфальтенов, адсорбированных из исходной нефти, составляет 3170, а из нефти без порфиринов — 6740, тогда как для асфальтенов и нефти в объеме он составляет 8800. Причем, величина адсорбции асфальтенов из нефти (2,7 мг/м ) больше величины адсорбции асфальтенов, лишенных в какой-то степени порфиринов (1,9 мг/м ) (рис. 30). Спектры поглощения показывают, что в адсорбционном слое присутствуют порфирины. [c.63] Поскольку оптическое поглощение порфиринового экстракта составляет только 5% поглощения, присущего всем асфальтенам нефти, то извлечение фракций асфальтенов при экстракции ацетоном не происходит. Поэтому наблюдаемое уменьшение адсорбции одновременно с ростом /(сп в адсорбционном слое может быть интерпретировано как инактивность легких фракций асфальтенов вследствие потери ими порфиринов. [c.63] Граничный слой — это слой жидкости, непосредственно прилегающий к поверхности твердой фазы, свойства которого резко отличаются от свойств жидкости в объеме [54]. Граничные слои были обнаружены рентгено-структурными методами [78], измерением диэлектрической проницаемости [181]. Эти методы подтверждают существование граничных слоев, но результаты измерения их толщины и других параметров часто не совпадают. [c.65] Действительно, граничные слои жидкостей могут иметь различное происхождение. Граничные слои, сформированные водными растворами электролитов (двойным слоем адсорбированных ионов), чувствительны к изменению концентрации раствора, его состава и температуры. Граничные слои, возникщие под действием поверхностных сил твердого тела, по-видимому, не достигают значительной толщины (до 5,0—15,0 нм) и мало зависят от состава жидкости. Граничные слои растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) в углеводородных жидкостях могут иметь толщину порядка нескольких сот и более нанометров. Это связано с мицеллообразованием в объеме раствора. Толщина и механические свойства таких граничных слоев зависят от состава и концентрации ПАВ и природы растворителя, а их изучение обусловливает решение ряда технических задач [63, 189]. [c.65] Поверхностные явления в системе жидкость — твердая фаза обусловлены структурой и свойствами монослоев, структурно-механическими свойствами граничных слоев жидкостей, находящихся в контакте с твердыми телами, адгезией жидкостей к твердым поверхностям и другими показателями. Адсорбция молекул жидкости на поверхности твердого тела определяет особенности структуры граничного слоя, характер упаковки макромолекул в граничных слоях, отсюда — молекулярную подвижность, релаксационные и другие явления. [c.65] Адсорбционные явления, начиная с физико-механической адсорбции на поверхности раздела фаз и кончая капиллярной конденсацией, представляют сложную совокупность физических, химических и физико-химических процессов. В настоящее время нет единой теории, объединяющей все частные случаи сорбции на общей основе. Теория сорбции подразделяется на молекулярную, сорбцию Ленгмюра, основанную на валентной природе адсорбционных сил электрическую теорию адсорбции полярных молекул (теорию зеркальных сил, квантовомеханический учет дисперсионной составляющей адсорбционных сил) капиллярную конденсацию полимолекулярную адсорбцию Брунауера — Эммета — Теллера, теорию Юра — Гаркинса [25, 44, 69]. [c.66] Адсорбированная молекула в значительной степени теряет присущую ей в объеме подвижность. Ограничение подвижности происходит при переходе молекулы в граничное состояние двух измерений. [c.66] Лишь для симметричных молекул не возникает вопроса об их пространственном расположении при адсорбции на твердой поверхности. Симметричные молекулярные структуры относительно редки, а кроме того, в поле адсорбата, будучи способными к поляризации, и эти молекулы нередко приобретают асимметрию в распределении зарядов. [c.66] Характер адсорбции и ориентации зависит от взаимодействия адсорбционных центров поверхности с активными центрами молекул. Наиболее полно изучена экспериментально адсорбционная ориентация полярно-цепных молекул с одним активным центром расположенным в конце цепи молекулы. К их числу относятся насыщенные нормальные основные карбоновые кислоты, одноатомные спирты и другие аналогичные или однозамещенные углеводо роды. Молекулы этих веществ имеют вертикальную ориентацию при адсорбции. Бездипольные молекулы углеводородов ориентируются горизонтально относительно твердой поверхности. Такая ориентация характеризуется наиболее слабым взаимодействием молекул или его отсутствием. [c.66] К горизонтальной ориентации способны и полярно-цепные молекулы, имеющие на обоих концах полярные группы. Таковы, например, двухосновные жирные кислоты. [c.66] В случае расположения активного центра в середине цепн молекулы наблюдаются особые формы адсорбционного адаптирования молекул. Обе ветви цепи могут быть расположены под разными углами относительно нормали к поверхности, проходящей через активный центр молекулы. В конденсированных молекулярных рядах ветви углеродной цепи, очевидно, должны размещаться параллельно друг к другу, занимая вертикальное или наклонное положение. [c.66] Перечисленные виды ориентаций характерны для индивидуальных веществ, состоящих из простых по строению молекул. [c.66] В работе [92] при исследовании адсорбционных слоев полимеров, сформированных из разбавленных растворов, уЬтановлено изменение конформации адсорбированных молекул по мере возрастания степени покрытия поверхности, т. е. по мере роста величины адсорбции, а именно если при небольших степенях покрытий молекулы адсорбируются многими сегментами, то с увеличением адсорбции доля связанных сегментов уменьшается и молекулы простираются в раствор в виде петель. [c.67] После заполнения всех активных центров на поверхности, т. е. после образования мономолекулярного слоя, при достаточной концентрации в жидкости полярных молекул формируются последующие ряды граничного слоя (7]. [c.67] Граничный слой формируется в результате 1) индукционного влияния поля твердой фазы через адсорбционный слой 2) влияния собственного молекулярного поля адсорбционного слоя. [c.67] Существенно, что основные данные о граничном слое на контакте с твердой фазой получены рентгеноэлектронографическими методами и, следовательно, являются вполне объективными и точными. [c.67] Было установлено, что, например, капля жирной кислоты, отвердевшая при охлаждении, не имеет структуры, но на поверхности несет слой правильно ориентированных молекул толщиной до Ю нм. Трия удалось доказать наличие процессов ориентации молекул жирных кислот и в случае неполярного масла, содержащего растворенные в нем жирные кислоты и нанесенного на поверхность металла. Им также установлено, что толщина ориентированных граничных слоев высокомолекулярных жирных кислот на поверхности металла может достигать 10 мкм. [c.67] Вернуться к основной статье