ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СМОЛ И АСФАЛЬТЕНОВ

Выше обсуждались вопросы, связанные с выяснением молекулярной структуры нефтяных асфальтенов вне зависимости от молекулярной структуры нефтяных смол. Между тем, в предыдущих главах мы неоднократно подчеркивали генетическую связь этих не-углеводородных высокомолекулярных соединений нефти. Рассмотрим теперь наличие общности и различия в строении молекул смол и асфальтенов, так же как мы сделали это в случае их элементного состава. Д. Эрдман в одной из своих работ [14] рассмотрению структурно-молекулярных вопросов смолисто-асфальтеновых веществ нефти предпослал характеристику их химического состава. Смолы и асфальтены, но мнению Эрдмана, представляют собою смеси высокомолекулярных неуглеводородных соединений нефти, в которых содержатся такие гетероэлементы, как кислород, азот и сера, а также небольшие количества ванадия и никеля. Используя большой комплекс физических методов для изучения углеродного скелета и соотношения в нем атомов углерода различной природы (ароматический, нафтеновый, парафиновый) в молекулах смол и асфальтенов, выделенных из сырых нефтей, природных асфальтенов и продуктов высокотемпературной переработки нефти, многие исследователи при решении принципиальных вопросов пришли к аналогичным выводам. В работах Эрдмана сделаны некоторые обобщения этих экспериментальных результатов. Важное научное значение имеет положение о том, что молекулы смол и асфальтенов состоят из нескольких плоских двухмерных пластин конденсированных ароматических и сферических нафтеновых структур, б.тиз-ких но своему строению. Принципиальное различие между смолами и асфальтенами, проявляющееся в различной их растворимости [c.98]

Основные положения доклада сформулированы автором следующим образом. Асфальтены и нефтяные смолы суть две группы, составляющие коллоидно-дисперсную часть сырой нефти. Эти две группы веществ различаются между собой по составу, строению-размерам частиц и свойствам. При переработке нефти коллоидные частицы концентрируются в остатках от перегонки, не претерпевая существенных изменений в структуре. Асфальтены содержат преобладающее количество содержащихся в нефти неуглеводород -ных компонентов. Нефтяные смолы построены почти исключительно из углеводородов. Рассматривается состав смол и асфальтенов и причины их сильно различающихся реологических свойств, а так же влияние поверхностно-активных свойств веществ, содержащихся в асфальтенах, на смачивающие свойства битумов. Нельзя не согласиться с утверждением Г. Неймана, что многие свойства асфальтенов, прежде всего поверхностно-активные, часто довольно сильно меняются при отсутствии существенных изменений в химическом составе и структуре последних, что изменения этих свойств могут быть обусловлены наличием в асфальтенах примесей свободных нафтеновых кислот и редкоземельных солей нафтеновых кислот. Справедливо и утверждение о гетерогенности асфальтенов и нефтяных смол, а также о их слабой изученности. Однако два основных вывода доклада Г. Неймана о чисто углеводородном составе нефтяных смол и об отсутствии изменений в строении смол и асфальтенов при высокотемпературной переработке нефти, нахо- [c.41]

ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СМОЛ И АСФАЛЬТЕНОВ [c.90]

ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СМОЛ 11 АСФАЛЬТЕНОВ [c.109]

В процессах образования эмульсий большую роль играют содержащиеся в нефти различные смолы, асфальтены и кислоты, являющиеся хорошими эмульгаторами и стабилизаторами. Химическое строение смол и асфальтенов исследовано еще не полностью. Молекулярная масса нефтяных смол изменяется от 500 до 1000. Все они содержат углерод, водород, кислород и почти все — азот и серу. Содержание нефтяных смол — от одного до нескольких десятков массовых процентов. [c.11]

Дать химическое определение асфальтенов и смол невозможно, потому что ничего точного о их химическом строении не известна [c.113]

Смолы - аморфные вещества от красноватого до темно-корич-невого цвета. Химическое строение смол подобно строению асфальтенов. Но если парафин - основной материал отложений, то смолы есть цементирующий компонент. [c.13]

Типы структур, из которых построены молекулы нефтяных смол, и типы химических связей, входящих в эти структуры, по-видимому, не отличаются от структур и связей в молекулах асфальтенов. Среднечисловой молекулярный вес смол, выделенных из остатка нефти, выкипающего выше 200 °С при 3—5 мм, рт. ст., примерно в З раза меньше среднечислового молекулярного веса асфальтенов из этой же нефти (примерно 700 и 2100 соответственно). Меньшая ароматизованность смол относительно асфальтенов определяется главным образом большей долей углерода, содержащегося в парафиновых и нафтеновых структурах. Наиболее существенное отличие смол от асфальтенов заключается в том, что смолы полностью растворимы во всех жидких углеводородах. Это отличие связано как с меньшей долей углерода, содержащегося в ароматических структурах, так и, по всей вероятности, с большей длиной алкильных цепей и долей циклических полиметиленовых структур. Принципиальных же различий в химическом строении смол и нативных нефтяных асфальтенов, по-видимому, нет. [c.37]

По химическому составу битумы представляют собой смесь углеводородов (в основном гибридного строения) и асфальтосмолистых веществ, в состав которых, кроме углерода и водорода, входят кислород, сера, азот и незначительные количества металлов V, N1, Ре, Со и др. Битумы характеризуются групповым составом, процентным содержанием в них химически однородных фракций— масел, смол, асфальтенов, карбенов и карбоидов. Сочетание этих веществ образуют коллоидную структуру, в которой дисперсионной средой являются масла и смолы, а дисперсной фазой — асфальтены. Соотношение фаз" в системе и определяет физико-химические и физико-механические свойства битума. Масла и смолы улучшают его упругопластические свойства, особенно при низких температурах, асфальтогеновые кислоты повышают адгезию. Асфальтены сообщают битуму пластичность, снижают температуру хрупкости и повышают атмосферостойкость в битуме они являются основным структурообразующим компонентом. Сопоставление свойств и группового состава различных битумов дает основание считать, что битумы с повышенным содержанием смол и асфальтенов более водо- и ат- [c.30]

К сожалению, в литературе все чаще встречаются далеко идущие выводы о строении молекул смол и асфальтенов, основанные на довольно ограниченном экспериментальном материале, полученном с использованием одного-двух методов и то не всегда надежных. Такой подход к решению структурно-молекулярных вопросов не правомерен. Очень важно также данные о строении молекул первичных, т. е. химически неизменных, смол и асфальтенов, выделенных из сырых нефтей, не распространять на вторичные асфальтены, выделенные из продуктов глубокой переработки нефти я, следовательно, претерпевшие существенные термохимические превращения. [c.92]

В работах С, Р. Сергиенко и его сотрудников [3] показано существование генетической связи в химическом строении асфальтенов, смол и углеводородов, ьыраженной следующей схемой углеводороды — смолы — асфальтены. Переход от смол к ас( )альтенам сопровождается увеличением доли ароматических [c.14]

Исследования химических реакций нефтяных смол и асфальтенов, прежде всего реакций мягкого каталитического гидрирования, как с целью выяснения химического строения их путем ступенчатой дезагрегации отдельных частей их молекул, так и для выяснения возможных путей их химической переработки и использования, находятся еще пока в начальной стадии. [c.109]

Изучение специфических физико-химических свойств смол и асфальтенов и установление связи со структурой молекул последни имеет существенное значение для выбора схем исследований этих компонентов нефти, в частности методов выделения и разделения, и поможет корректно использовать информативную способность современных методов физического и химического анализов для установления молекулярного строения смол и асфальтенов. [c.181]

В работе [266] показано, что при температурах ниже 100°С нефтяные остатки при центрифугировании даже с частотой вращения 1600 мин" в течение 600 мин не расслаиваются. Неструктурированные асфальтены образуют насыщенный раствор. Например, соотношение растворенных и диспергированных асфальтенов зависит от химической природы среды, определяется количественным соотношением и химическим строением углеводородов и смол, а также природой взаимодействия в асфальтенах. [c.281]

Согласно последним данным [89], смолы и асфальтены содержат одинаковые химические группы и различие в их строении носит лишь количественный характер. При постепенном переходе от смол к асфальтенам нарастает ароматичность вещества, при этом увеличивается число конденсированных ароматических колец в структуре. Усложнение строения смол происходит как за счет увеличения структурной единицы, т. е. числа ароматических колец, так и за счет увеличения числа структурных единиц. [c.47]

Заслуживает серьезного внимания изучение зависимости элементного состава, химического строения и канцерогенности различных нефтепродуктов. Весьма существенным является вопрос о существовании зависимости между степенью ароматичности и кон-денспрованностп полициклических углеводородов, смол и асфальтенов, присутствующих в нефти, продуктов ее переработки и канцерогенностью. До сих пор нет достаточной ясности в характере количественной зависимости канцерогенности продуктов нефтепереработки от технологических процессов и температурно-временных режимов осуществления их. Известно, что нефтяные остатки, получаемые в высокотемпературных процессах пиролиза, коксования и крекинга (термического и каталитического), отличаются более высокой канцерогенностью, чем нрямогонные тяжелые нефтяные остатки. В продуктах же, получаемых в процессах каталитического гидрирования, наоборот, канцерогепность резко снижается или совсем исчезает. [c.109]

Как показывают многолетние исследования, сернистые соединения содержатся во всех нефтяных прямогонных топливных и масляных фракциях и оказывают заметное влияние на их качество. Наибольший интерес в качестве химического сырья представляют соединения среднедистиллятных (керосино-газойлевых) фракций 150-350 °С сернистых и высокосернистых нефтей. Содержание сернистых соединений в этих фракциях намного больше, чем в бензиновых фракциях, их химическое строение менее сложно по сравнению с соединениями тяжелых фракций нефти, им сопутствует меньшее количество примесей (смол, асфальтенов и др.). Выделение сернистых соединений из этих фракций сопровождается улучшением эксплуатационных и экологических свойств дизельных и реактивных топлив. [c.741]

Сопоставление по составу, строению и свойствам получаелшх при гидрировании асфальтенов, смол и углеводородов с аналогичными компонентами, выделенными непосредственно из нефти, позволит составить экспериментально обоснованное объективное суждение о химическом строении молекул асфальтенов и о характере связей и переходов между нефтяными асфальтенами, смолами и углеводородами. [c.519]

Смолы — выделяют адсорбцией фуллеровой землей, активированной окисью алюминия или силикагелем после удаления из битума части, нерастворимой в петролейном эфире. Извлекают смолы из адсорбента экстракцией четыреххлористым углеродом, бензолом, или, лучше всего, смесью бензола г небольшим количеством спирта. Это аморфные вещества от красноватого до темно-коричневого цвета, растворимые в петролейном эфире и в растворителях для асфальтенов. Свое название эти продукты получили, по-видимому, в связи с тем, что при испарении растворителя они, подобно природным и синтетическим смолам, образуют сплошную пленку. Химическое строение смол подобно отроению асфальтенов. [c.7]

Детальное раздельное исследование зависимости физических и химических свойств высокомолекулярных компонентов нефти (углеводородов, смол и асфальтенов) от их элементного состава и химического строения позволит, несомненно, решить, наконец, такую важную для здравоохранения и до сих нор не решенную проблему, как установление ответственных за канцерогенную активность нефтей и нефтепродуктов структурных звеньев и атомных группировок в молекулах компонентов нефти. По литературным данным, канцерогенность нефтепродуктов связывается с по-ликонденсированными ароматическими структурами углеводородов и их производных. С этой точки зрения тяжелые нефтяные остатки, в которых все основные компоненты характеризуются именно такой структурой, представляются особенно интересным объектом для исследования. Твердо установлено, что остатки переработки нефти методами пиролиза и каталитического крекинга — остатки с наиболее богатым содержанием конденсированных ароматических углеводородов, характеризуются особенно высокой канцерогенностью. Экспериментально доказано, что канцерогенность этих нефтяных остатков резко снижается или исчезает совсем, если подвергнуть их гидрированию или окислению в присутствии небольших концентраций озона. Снижение канцерогенности в гидрированных нефтепродуктах — это дополнительный довод в пользу применения гидрогенизационных методов переработки тяжелых остатков [31—35]. [c.263]

Многие свойства асфальтов, тяжелых нефтей и нефтяных остат- ков объясняются склонностью асФяльтенов образовывать коллоидные растворы в смолах и некоторых углеводородах. Отдельные из этих положений, так же как и вз ЩГЖаркуссона [15] па химическую природу асфальтенов и смол, не потеряли своего значения II в настоящее время, хотя эти положения дают лишь чисто внешнюю, качественную характеристику свойств. За последние 30 лет мы не очень далеко продвииулись в познании химического строения и свойств смолисто-асфальтеновых веществ нефтей. [c.439]

Данные о химическом строении и соотношении различных фрагментов в макромолекулах нефтяных смол и асфальтенов весьма ограничены. Установлено, что в макромолекулах смол н асфальтенов содержатся ароматические ядра различного размера (от MOHO- до пентацикличееких и более) с иреобладанмем [c.34]

Общий тип структурной единицы смол и асфальтенев. Сложность и разнообразие химического строения САВ, а также отсутствие единой методологии не только анализа, но и интерпретации экспериментальных данных, усложнили возникновение единых взглядов на многие структурные характеристики. Современный уровень знаний о САВ, применение интегрального структурного анализа дает возможность определить структурно-групповые параметры, дающие некоторое представление о структурной организации САВ, иногда имеющих отдаленное отношение к реально существующей картине. Можно с определенной долей вероятности установить количество структурных единиц, найти число всех атомов, их относительное расположение в молекуле, содержащейся в усредненном продукте, выделенном из нефти определенного месторождения. Все применяемые для анализа структуры методы основываются на предположениях, базирующихся на данных, полученных при исследовании более летучих фракций нефти и они вряд ли применимы для САВ. Однако наглядность в представлении экспериментальных данных и необходимость упорядочения логических выводов приводила многих исследователей к мысли о построении гипотетических моделей молекул смол, а особенно асфальтенов [233, 242], которые по существу являются научной абстракцией. [c.275]

Глубокое изучение химического строения основных высокомолекулярных соедипенпй нефти (углеводородов, смол, асфальтенов), установление генетической связи между ними и экспериментальное осуществление взаимных превраи ений их. [c.408]

Необходимо отметить, что структурные фрагменты, характеризующие химическое строение фракций ароматических масел, смол и асфальтенов, термодинамически устойчивы, поскольку в процессе окисления сохраняется структурное ядро фрагмента - нафтено-ароматическая конденсированная система из 5-6 циклов (табл. 3). При этом однотипность структурной организации наиболее вероятных фрагментов, характеризующих молекулярное строение различных компонентов тяжелых нефтяных остатков, не только отражает их генетическое родство, но и обусловливает возможность интенсивного протекания термоокислительных превращений по схеме масла--Усмолы— асфальтены. Основной особенностью этого процесса является возрастание доли ароматических элементов структуры как в пределах самих фракций, так и в результате термоокислительного перехода ароматичбЬких фракций масел через промежуточную стадию образования омол в асфальтены (см.табЛ.2). [c.370]

При фракционировании смол и асфальтенов на полистирольном геле, значения молекулярных масс для 30 узких асфальтенов равны 760-4000. Молекулярные массы трех фракций смол составляют 550-2500, 650-2000 и 560-750. Соноставление кривых элюирования асфальтенов и смол указывает па перекрывание диапазонов распределения их молекулярных масс, поскольку для мальтенов также возможны молекулярные массы выше 2000. Однако ввиду большого разнообразия химического состава асфальтенов, несоответствия их химического строения с эталонами, получающиеся значения молекулярных масс гель-фильтрованием носят приблизительный характер. [c.87]