ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СМОЛ И АСФАЛЬТЕНОВ

Нейтральные смолы — полужидкие, а иногда почти твердые, вещества темно-красного цвета, плотностью около единицы. Они растворяются в петролейном эфире, бензоле, хлороформе и четыреххлористом углероде. В отличие от асфальтенов нейтральные смолы образуют истинные растворы. Кроме углерода и водорода в состав смол входят сера, кислород и иногда азот. Углеводороды находятся в смолах в виде ароматических и нафтеновых циклов со значительным количеством (40—50 вес. %) боковых парафиновых цепей. Весовое соотношение углерод водород составляет примерно 8 1. Сера и кислород входят в состав гетероциклических соединений. Смолы химически не стабильны. Под воздействием адсорбентов в присутствии кислорода частично происходит окислительная конденсация их в асфальтены. Физические свойства смол зависят от того, из каких фракций нефти они выделены. Смолы из более тяжелых фракций имеют большие плотность, молекулярный вес, красящую способность и содержат больше серы, кислорода и азота. Достаточно добавить в бензин 0,005 вес. % тяжелой смолы, чтобы придать ему соломенно-желтую окраску. [c.32]

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СМОЛ И АСФАЛЬТЕНОВ [c.181]

Структура и содержание второго издания книги претерпели существенные изменения. Главы II (Методы разделения высокомолекулярных соединений нефти) и X (Физические свойства смол и асфальтенов) совсем исключены, так как за последние годы появились специальные издания, в которых подробно описаны методы разделения, выделения и характеристики соединений, близких по свойствам к высокомолекулярной части нефти. Значительно дополнены новым материалом главы, посвященные углеводородам и асфальтенам. Радикально переработана глава о сераорганических соединениях, в которую вошло большое количество новых данных по избирательному каталитическому гидрированию сераорганических соединений нефти. Остальные главы книги мало изменились по сравнению с первым изданием, хотя и в них внесены некоторые дополнения и редакционные изменения. Заново написаны введение и [c.3]

Физические свойства смол и асфальтенов [c.399]

Эти свойства приобретаются в результате удаления кислородных, азотистых и сернистых соединений, а также химически активных углеводородов путем глубокой очистки масел. Последняя почти всегда производится при помощи серной кислоты. Очищающее действие кислоты имеет как химическую (реакции сульфирования и окисления), так и физическую природу (селективное растворение смол, асфальтенов, азотистых и сернистых соединений). [c.559]

Между асфальтенами и смолами трудно провести четкую границу в силу близости их элементного состава и сходства в структуре углеродного скелета и их справедливо относят к одной группе высокомолекулярных веществ — неуглеводородным компонентам. В составе же нефтяных высокомолекулярных полициклических углеводородов и смол имеется принципиальное различие — последние являются гетероатомными производными углеводородов. Методы разделения асфальтенов и смол основаны на различии в размерах мх молекул, а также обусловленном последним обстоятельство различии некоторых физических свойств (растворимость, адсорбционная способность, склонность к ассоциации и др.). [c.42]

Вопрос об истинных значениях массы молекул асфальтенов, или об их молекулярном весе, имеет принципиальное научное значение для понимания важнейших физических свойств самых сложных по химическому составу и наиболее высокомолекуляр-ных по размерам молекул неуглеводородных составляющих нефти. Не менее важное значение имеет и знание истинных величин их молекулярных весов для решения вопроса о химической структуре и физическом строении этих твердых аморфных компонентов нефти. Неудивительно поэтому, что разработкой методов определения молекулярных весов асфальтенов и установлением связи между размерами их молекул и рядом фундаментальных физических их свойств, прежде всего реологическими свойствами и растворимостью, с образованием как истинных, так и коллоидных растворов, занимались многие исследователи на протяжении более 50 лет. Накоплен большой экспериментальный материал по изучению молекулярных весов смол и асфальтенов, выделенных из сырых нефтей, из тяжелых остатков продуктов переработки, из природных асфальтов. Если для нефтяных смол нет существенного расхождения в значениях молекулярных весов, полученных разными исследователями (обычно значения молекулярных весов лежат в пределах 400—1200), то для асфальтенов уже можно наблюдать большие расхождения. Данные, полученные различными методами, лежат в весьма широких пределах от 2000—3000 до 240 000—300000. Совершенно ясно, что самые низкие значения должны быть отнесены к собственно молекулам асфальтенов, т. е. истинным молекулярным их величинам. Значения же молекулярных весов в пределах от 10000 до 300 ООО соответствуют надмолекулярным частицам асфальтенов, т. е. ассоциатам молекул асфальтенов различной степени сложности. Значения молекулярных весов этих ассоциатов, или мицелл, зависят от многих факторов, но прежде всего от растворяющей способности и избирательности применяемых растворителей и концентрации асфальтенов в растворах. Весьма существенно на значениях найденных молекулярных весов частиц сказываются чистота и степень разделения по размерам молекул [c.69]

Имеющиеся в настоящее время достоверные данные, теоретические и экспериментальные, об элементном составе, физических свойствах и структурных звеньях, входящих в состав молекул высокомолекулярных соединений нефти вообще и неуглеводородных ее компонентов (смол п асфальтенов) — в частности, позво- [c.92]

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]

Для моделирования свойств смол и асфальтенов использовался полиэтилен низкой кристалличности (от 5 до 10%), определенной с помощью ИК-спектроскопии. Рентгенограмма также показала наличие слабых рефлексов, полоса — (200) при 3,7 А. Полиэтилен служил для имитации алифатической части молекул асфальтенов, а в качестве ароматической части таковых бралась сажа. Конечно, оба компонента в этой искусственной смеси (полиэтилен и сажа) не воспроизводили тип углеродного скелета алифатической и ароматической частей молекул асфальтенов. Это была искусственная модель (заменитель), в какой-то мере чисто формально позволившая выявить характер влияния двух образцов углеродистого вещества с разным типом С—С-связей алифатической (полиэтилен) и графитоподобной — ароматической (сажа), на физическую упаковку (структуру) этой бинарной смеси — заменителя асфальтенов. Смесь сажа—полиэтилен составлялась постепенным добавлением сажи к полиэтилену под гидравлическим резиновым прессом. Образец этой смеси проводился 15 раз через пресс. Рентгеновские измерения производились при интенсивности в интервале 20=8н-100°. Были получены записи рентгеновской дифракции для различных асфальтенов и нефтяных смол (рис. 46). Путем нормализации этих кривых и сравнения их с независимой кривой распределения углерода в интервале (sin 0)Д=0,08-н0,5 были получены кривые рентгеновской дифракции (рис. 47) для исследованных природных образцов, которые сопоставлялись с кривыми для образцов кристаллического полиэтилена, сажи и их смесей (рис. 48). Такой прием нормализации был применен с целью разрешения 7- и (002)-полос, которые в дальнейшем служили для количест- [c.232]

Процесс характеризуется совместным использованием двух не-смешивающихся совершенно различных по характеру растворителей. Один из них — жидкий пропан — хорошо извлекает ценные углеводороды из сырья и способствует осаждению нежелательных компонентов (смол, асфальтенов, полициклических углеводородов), второй — смесь фенола и крезола — хорошо растворяет именно эти нежелательные компоненты. Оба растворителя резко отличаются друг от друга по физическим свойствам и незначительно растворимы друг в друге (см. табл. 17). Большая разница в плотности позволяет легко разделить на два слоя растворы экстракта и рафината. Резко отличающиеся температуры кипения дают возможность регенерировать из растворов экстракта и рафината по отдельности сначала пропан, потом феноло-крезольную смесь. [c.342]

Влияние количества пропана видно из следующего. Первые порции пропана растворяются в масле, не вызывая выделения осадка. При дальнейшем добавлении пропана из масла осаждаются асфальтово-смолистые вещества, образуя резко отграниченный темный слой, раствор же масла постепенно светлеет. При добавлении 5—8-кратного (по отношению к масляному сырью) объема пропана большая часть смол и асфальтенов выделяется из масла. Осаждающаяся смолистая часть по мере дальнейшего добавления пропана изменяет состав и физические свойства снижаются ее вязкость и плотность. Происходит это потому, что в первую очередь выделяются в осадок асфальтены, а затем менее высокомолекулярные смолы. [c.363]

Па структуру, свойства и количество остаточной нефти первого типа оказывают влияние также вязкость нефти, содержание в ней высокомолекулярных компонентов - смол, асфальтенов, кислот и так далее, то есть соединений, имеющих поверхностно-активные свойства. В результате физической и химической сорбции нефти и воды на поверхности нефтяного коллектора происходит образование граничных слоев, вязкость которых значительно превышает вязкость жидкости в свободном объеме. Граничные слои жидкостей на поверхности твердого тела обладают жидкокристаллическими свойствами, т.е. молекулы в граничных слоях расположены упорядоченно [8]. Толщина граничных слоев воды составляет около 0,1 мкм. Толщины граничных слоев нефти увеличиваются по мере роста её вязкости [1, 9-10]. Взаимодействие поверхностно-активных компонентов нефти с горной породой приводит к увеличению степени её гидрофобности, увеличению доли и повышению структурно-механических свойств пленки осп аточной нефти. [c.12]

Пептизации асфальтенов способствует то обстоятельство, что при нагревании смолы растворяются в маслах. Мицеллы могут быть агрегированы и пептизированы в различной степени, и в зависимости от этого образуют коллоидные системы с разными физическими свойствами — золи, золи-гели, гели (табл. 36), [c.64]

Состав нефти определяет ее физические свойства - плотность и вязкость. Чем больше в нефти смол и асфальтенов, тем выше ее плотность и вязкость. Корреляционные зависимости между плотностью и содержанием в нефти смол и асфальтенов получены экспериментальным путем для нефтей различных районов. Они приводятся во многих руководствах. [c.3]

Другая причина быстрого уменьшения количества битумоида— изменение физических свойств и фазового состояния смол и асфальтенов после эмиграционной потери основной части углеводородов при дальнейшем повышении температуры. Значительная часть асфальтово-смолистых компонентов, испытывая термодеструкцию с образованием низкокипящих нефтяных углеводородов и газов, снова переходит в нерастворимое состояние, входя в состав нерастворимого керогена. Остающийся в небольшом количестве битумоид представлен в основном углеводородами, в которых с ростом глубины и температуры возрастает количество алканов и аренов и уменьшается — цикланов. [c.51]

Склонность асфальтенов давать коллоидные растворы с углеводородами и смолами объясняет некоторые физические свойства нефтяных остатков и тяжелых нефтей. [c.12]

По различиям состава и физических свойств товарные нефти подразделяют на несколько типов. ИХ типизация проводится по групповому углеводородному составу, фракционному составу, содержанию серы и других неуглеводородных компонентов, асфальтенов и смол. [c.143]

Физические свойства растворов асфальтенов и смолисто-асфальтеновых вешеств вообще подробно исследовал Дармуа [5]. Исходя пз того, что не существует резкого различия между смоламп и асфальтенами и что в такпх сложных системах, как природные и искусственные асфальты, очень трудно установить связь между химическим составом системы и ее физическим состоянием, он изучал чисто физическую сторону вопроса, а именно физические, прежде всего реологические свойства системы в целом и основных компонентов ее составляющих (асфальтены, смолы углеводороды) в отдельности, не задаваясь целью выяснить их химический состав и строение. [c.498]

Интегральный структурный анализ. В 1950—1960 гг. для выяснения структурной организации остаточных нефтяных фракций стали применять структурно-групповой анализ. Он основан на выводе эмпирических зависимостей между физическими свойствами анализируемых фракций и их структурно-групповым составом. Так, для определения статистического распределения атомов углерода в циклоалкановых, алкановых и ареновых структурах стали применять п — й — Л1-метод, разработанный Ван-Несом и Ван-Вестеном для масляных фракций. Однако для определения группового состава смолисто-асфальтеновых веществ он мало пригоден из-за сравнительно значительного содержания гетероатомов, экспериментальной сложности определения коэффициентов преломления- Поэтому для смол и асфальтенов был применен метод Ван-Кревелена [298]. Согласно ему определяется число колец на углеродный атом - [c.173]

Смолы и асфальтены относятся к высокомолекулярным неуглеводородным соединениям нефти [135,136]. В составе нефти они играют важную роль, определяя во многом ее физические свойства и химическую активность. В состав смол и асфальтенов входят полициклические ароматические структуры, состоящие из десятков колец, соединенных между собой гетероатомными структурами, содержащими серу, кислород, азот. Смолы - вязкие мазеподобные вещества, асфальтены - твердые вещества, не растворимые в низкомолекулярпых растворителях. Молекулярные массы смол 500-1200, асфальтенов - 1200-1300 [143]. Содержание ароматических углеводородов в нефти изменяется от 5 до 55 %, чаще всего 20-40%. Основную массу ароматических структур составляют моноядерные углеводороды - гомологи бензола. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), т.е. углеводороды, состоящие из двух и более ароматических колец, содержатся в нефти в количестве от 1 до 4 % [91]. [c.24]

Смолы и асфальтены относятся к высокомолекулярным неуглеводородным компонентам нефти, они играют исключительно важную роль, определяя во многом ее физические свойства и химическую активность. Структурный каркас смол и асфальтенов составляют высокомолекулярные полициклические ароматические структуры, состоящие из десятков колец, соединенных между собой гетероатомами 8, О, N. Смолы -вязкие, мазеподобные вещества, асфальтены - твердые вещества, нерастворимые в низкомолекулярных углеводородах молекулярная масса смол - до 200, асфальтенов - до 2000, По содержанию смол и асфальтенов нефти подразделяются на малосмолистые (до 10% смол и асфальтенов), смолистые (10-20%), высокосмолистые (до 40%). Доля асфальтенов в малосмолистой нефти составляет до 10%, в смолистой нефти - 15-25%, в высокосмолистой - до 40%. Смолы и асфальтены содержат основную часть микроэлементов нефти, в том числе почти все металлы, с общим содержанием микроэлементов в десятые доли процента (см, гл. VI). [c.18]

Заключение. В результате у-облучения битума выделяются Нг и СО2, что приводит к увеличению объема и образованию сотовой структуры повышается температура размягчения несколько (незначительно) уменьшается или увеличивается дуктильность и снижается пенетрация понижается температура вспышки, но без увеличения потерь при нагревании , увеличивается содержание асфальтенов и смол и уменьшается содержание масел. Введение каучука или минеральных наполнителей не дает положительных результатов. Образцы битумных пленок или листов могут быть использованы после облучения дозой мощностью 10 Р. Можно было бы использовать и облученные каменноугольные пеки, но у них несколько изменялась дуктильность остальные физические свойства изменялись очень мало. По Ильмену [61, повышенная стойкость битумов к действию атмосферных явлений достигается в результате их облучения дозой от 10 до 1,5-10 рад в присутствии алкилирующих агентов. При этом повышается также совместимость асфальтенов и мальтенов с высокой степенью насыщенности или низким отношением углерода к водороду [c.173]

В 1950—1960 гг. для выяснения структурной организации нефтяных остатков стали применять структурно-групповой анализ. Он основан на выводе эмпирических зависимостей между физическими свойствами анализируемых фракций и их струк-турно-групповым составом. Так, для определения статистического распределения атомов углерода в нафтеновых, парафиновых и ароматических структурах масляных фракций довольно широкое распространение получил п — (1 — Ж-метод, разработанный Ван-Несом и Ван-Вестеном [1]. Согласно этому методу измеряются три экспериментальные величины — показатель преломления (п), плотность (й) и средняя молекулярная масса (Л1). Однако для определения группового состава смолисто-асфальтеновых соединений нефти он мало пригоден из-за значительного содержания гетероатомов, трудности разделения на фракции со сравнительно уз1кими пределами молекулярных масс и экспериментальной сложности определения коэффициентов преломления. Поэтому для смол и асфальтенов был применен метод Ван-Кревелена [2] в модифицированном виде. Хотя методом пользовались достаточно широко [3], однако, поскольку расчет производился только исходя из значений плотности, элементного состава и молекулярной массы, то полученные при этом значения параметров являлись весьма условными. Поэтому они [c.60]

В состав ВМСН входят в основном соединения гибридного строения как углеводородного, так и неуглеводородного характера. Большое многообразие этих соединений, которые помимо того и генетически связаны между собой, не позволяет выделить какие-либо узкие фракции однородных по типу соединений, которые бы однозначно определяли химические и физические свойства тяжелых нефтяных остатков. Вследствие этого существующие методики разделения ВМСН позволяют получить только группы соединений с более или менее сходными физико-химическими свойствами. В настоящее время наибольшее распространение получили методики, включающие выделение асфальтенов осаждением алканами (Сб— Се) и адсорбционно-хроматографическое деление растворимой части — мальтенов на силикагеле на 5—6 фракций масел и смол, которые различаются по полярности входящих в них соединений [1—3]. [c.6]

Обзор, посвященный химии, физическим свойствам и техническому применению нефтяных сульфокислот, опубликован в 1950 г. [447]. В этом обзоре показано, в частности, что классификация, основанная на растворимости кальциевых солей сульфокислот в эфире и в воде, предложенная Пилатом с сотрудниками еще в 1933 г., не устарела до настоящего времени. Дэвид [448], однако, отмечал, что красные сульфокислоты из медицинского светлого масла и из технических светлых масел попадают, по классификации Пилата, в одну и ту же группу, несмотря на то, что первые из них—очень слабые эмульгаторы, а последние—сильные. Несколько позднее Сперлинг [449] проделал обширное и весьма плодотворное исследование состава нефтяных сульфокислот. Он разделил составляющие их вещества на одно- и двухосновные кислоты и далее ввел подразделение их на основе химического строения на алифатические сульфокислоты, ароматические сульфокислоты и сульфокислоты смол и асфальтенов. При очистке нефти (сульфированием) нафтеновые углеводороды частично ароматизируются кроме того, происходит в значительной степени окисление, полимеризация и образование сульфонов. [c.65]