Нефть и нефтяные фракции как дисперсные системы

Нефть и нефтяные остаточные фракции содержат в своем составе различные высокомолекулярные соединения, которые при определенных условиях склонны к взаимодействию с образованием комбинаций, очевидно, более крупного размера, чем единичная их составляющая. В этом случае нефтяные системы находятся в коллоидном состоянии, то есть представляют собой дисперсные системы, в которых отдельные частицы являются не молекулами, а комбинациями, состоящими из множества молекул. Состав этих комбинаций может быть либо постоянным во времени, либо непрерывно изменяться в зависимости от термобарических и других условий существования нефтяной системы. Такие системы сильно отличаются от истинных растворов. [c.50]

Нефть и нефтяные фракции как дисперсные системы [c.34]

Структурно-механическая прочность и агрегативная устойчивость нефтяных дисперсных систем. Одной из основных проблем коллоидной химии нефтей и их фракций является исследование, пространственных структур различного рода в нефтяных дисперсных системах и регулирование разнообразными приемами их механических свойств деформационных и прочностных. Необходимость решения данной проблемы способствовала становлению самостоятельной области коллоидной химии — физико-химической механики нефтяных дисперсных систем. Обобщение значительного эмпирического материала позволило в работе [112] предложить с точки зрения макрореологии (диаграмму изменения структурномеханической прочности с ростом температуры в многокомпонентных нефтяных дисперсных системах (рис. 5). Участок ВГ, имеющий различную ширину в зависимости от строения исследуемой нефтяной системы и вырождающийся в точку для битумов, характеризует ньютоновское поведение в полностью разрушенной структуре, вязкость которой не зависит от скорости сдвига. Точка В отвечает пределу текучести системы. С понижением температуры нефтяная система становится тгересыщенной по отношению к твердым углеводородам, выделение которых из однородного с реологической точки зрения расплава приводит к структурированию системы. На участке БВ взаимодействие формирующихся структурных элементов обуславливает вязкопластическое течение обратимо разрушаемой структуры и наличие предельного напряжения сдвига в точке Б. По мере снижения температуры на этом участке скорость формирования коагуляционных контактов мел ду надмоле- кулярными структурами превышает скорость их разрушения под действием механической нагрузки. В точке Б нефтяная система те- [c.38]

Результаты проведенных исследований показали, что лри добавлении к керосиновым фракциям замедленного коксования (или к легкой фракции каталитического крекинга), выкипающим в пределах 200—360 °С, 200—340 °С и 200—320 °С, крекинг-остатков от переработки гудронов сернистых и высокосернистых нефтей (1— 5% масс.) можно получить нефтяные дисперсные системы, обла- [c.252]

Исследования типа и величины сил взаимодействия между частицами дисперсной фазы и углеводородами молекул нефти и нефтяных фракций в заданном интервале температур является довольно сложной задачей. Несмотря на это, возможна количественная оценка слабых взаимодействий между молекулами или частицами дисперсной фазы в нефтяных фракциях. Одним из приемлемых параметров для оценки межмолекулярного взаимодействия в нефтяных дисперсных системах является плотность энергии когезии (ПЭК), характеризующая количество энергии, которое потребуется для удаления молекул жидкости на бесконечно большое расстояние друг от друга [93]. Плотность энергии когезии возможно определить экспериментально только для жидкостей, испаряющихся без разложения. Предложены эмпирические формулы, позволяющие рассчитывать плотность энергии когезии [94-97] [c.99]

В дисперсных системах, состоящих из нефтяного сырья, многокомпонентного по составу, дисперсной фазой которых являются смеси твердых углеводородов и смолистых веществ, имеет место не только взаимодействие молекул смол и полярных модификаторов структуры с кристаллами твердых углеводородов нефти, но и межмолекулярные взаимодействия этих двух групп ПАВ между собой. Серия опытов [190] по депарафинизации остаточных рафинатов показала, что по мере увеличения содержания суммарных смол в сырье скорость и степень разделения суспензий твердых углеводородов возрастают, достигая максимума при концентрации смол, равной 2% (рис. 3.3). Введение в суспензию твердых углеводородов отдельных фракций смол, выделенных хроматографией на силикагеле суммарных смол и различающихся по составу (см. табл. 1.9), показало, что максимальная скорость выделения твердой фазы в процессе депарафинизации достигается при введении в систему суммарных смол и смол, десорбированных ацетоном. Это объясняется оптимальным соотнощением алкильных радикалов в молекулах смол, соизмеримых по длине с алифатическими цепями молекул твердых углеводородов, и функциональных групп, т. е. соотношением полярной и неполярной частей молекул смол, обусловливающих их ориентационные и дисперсионные межмолекулярные взаимодействия. Такая структура характерна для молекул смол, извлеченных ацетоном и являющихся основным компонентом изученных суммарных смол. [c.104]

Известно, что нефть и нефтяные фракции — так называемые нефтяные дисперсные системы (НДС), состоящие из сложных структурных единиц (ССЕ), представляют собой высокомолекулярное ядро (карбены, карбоиды или асфальтены), вокруг которого ассоциируется сольватная оболочка из образований с меньшей молекулярной массой (смолы). ССЕ составляют в продукте дисперсную фазу, находящуюся в дисперсионной среде (углеводороды, масла). [c.255]

Природная нефть - жидкость темно-коричневого или черного цвета. При температуре 15 - 20°С большинство нефтей - подвижные жидкости. С генетической точки зрения нефть - обособившиеся в самостоятельные скопления подвижные жидкие продукты преобразования РОВ в зоне катагенеза. В химическом отношении нефть - сложная смесь углеводородных и смолисто-асфальтеновых (преимущественно сера-, кислород-, и азотсодержащих) соединений. Основными компонентами нефтей являются парафиновые, нафтеновые и ароматические УВ. В процессе перегонки нефть разделяют на следующие фракции, °С бензин н. к.—190, керосин 190—260, дизельное топливо 260—360, тяжелый газойль и смазочные масла 360—530, остаток > 530. Температуры кипения фракций могут меняться в зависимости от технологической схемы перегонки. В физическом отношении нефть - коллоидно-дисперсная сложноорганизованная система. В воде нефть практически нерастворима, но может образовывать с водой стойкие эмульсии. В пластовых условиях в коллекторах природные нефтяные системы представляют собой углеводородные жидкости, всегда содержащие растворенные газообразные компоненты. Наличие в нефти значительных количеств растворенного газа резко изменяет ее свойства. [c.9]

Исходя из теории образования нефти как результата длительных превращений органических остатков, основную часть нефти составляют углеводороды различного строения. Однако выходящая на поверхность нефть выносит с собой попутный газ, воду и механические частицы песка, горной породы и т. д. Количество этих компонентов для различных месторождений различно. Эти компоненты нерастворимы, олеофобны и образуют дисперсную систему, которая подвергается разделению. Но и после отделения нерастворимых компонентов, согласно химической природе самой нефти, она не является молекулярным раствором, или ньютоновской жидкостью. Наличие в нефти гетероатомных соединений, а также высокомолекулярных соединений, большинство которых содержат серу, азот, кислород и металлы, сообщает нефти, нефтяным фракциям и остаткам специфические свойства, присущие коллоидным и дисперсным системам. В зависимости от размеров частиц дисперсной фазы такие системы могут быть как ультрагетерогенными (размер частиц от 1 до 100 нм), так и грубодисперсными (размер частиц > 10 ООО нм). [c.28]

Согласно современным представлениям [18, 19], нефть, а также тяжелые и остаточные ее фракции содержат высокомолекулярные углеводородные и неуглеводородные соединения в виде физико-химических ассооиатов. От размеров этих ассощ1атов, определяемых свойствами среды и возддаствием внешних факторов, зависят свойства всей нефтяной дисперсной системы. [c.22]

Поведение нефтей в большой степени определяется их состоянием — молекулярным или дисперсным. Поэтому большое влияние на развитие коллоидной химии нефти и нефтяных фракций оказали идеи акад. Ребиндера, высказанные им при исследовании дисперсных систем, в том числе и дисперсных систем нефтяного происхождения. Активному внедрению идей Ребиндера в теорию и практику химии нефти предшествовал период в ее развитии, когда в работах ряда отечественных и зарубежных ученых (до 1960 г.) было обращено внимание на дисперсное состояние нефтяных фракций. Необходимо отметить работы Гурвича, Кусакова по вопросам структурообразования в нефтяных системах, по поверхностным свойствам нефтепродуктов. В настоя 1цее время коллондная химия нефтяных систем — развивающаяся область науки, получившая [c.26]

Наблюдение производится методом ядериого магнитного ре-.юнанса. Объект помещается в сильное магнитное поле. Спины ядер начинают прецессировать вокру вектора напряженности магнитного поля с определенной частотой. Затем подается слабое магнитное ноле, вектор напряженностн которого нерпендн-кулярен начальному вектору. Это поле меняется с некоторой частотой. Прн совпадении частот прецессии н слабого поля система начинает сильно поглощать энергию — наступает резонанс. Затем слабое поле выключается и система релаксирует к равновесному состоянию. По скоростям релаксации определяются значения Т , и То и затем рассчитываются времена корреляции броуновского движения. С помощью ядерной магнитной релаксации их можно измерять в широком диапазоне температур и частот. Измеренные времена корреляции позволяют определить размер частиц. Метод ядерной магнитной релаксации применим не всегда, поскольку нужно учитывать релаксацию молекул как дисперсной фазы, так и дисперсионной среды. Интерпретация результатов оказывается затруднительной. Метод применим для высокодисперсных систем с частицами от молекулярных размеров до десятков нанометров. Исследования нефтяных систем этим методом только начинаются [140]. Проведенные этим методом исследования дисперсности масляных фракций нефти и их фенольных растворов позволили установить, что размеры образующих их ССЕ составляют величины порядка 10 нм [141]. [c.99]

Следует заметить, что один и тот же истинный раствор может в различных условиях переходить из наполненного состояния в ненаполненное, и наоборот. Все зависит от образования в системе способных к существованию во времени частиц дисперсной фазы. В случае нефтяных систем в истинном состоянии могут находиться легкокипя-щие фракции, причем до некоторого предела конечной температуры их выкипания Утяжеление фракции и, таким образом, появление в ней высококипящих углеводородов и соединений нефти более сложного состава не позволяют перевести систему в истинно молекулярный раствор. Поэтому для подобных нефтяных систем целесообразно применять понятие условно-молекулярного раствора. Хорошим примером условно-мо-лекулярного раствора может явиться раствор асфальтенов в дизельной фракции. Строение асфальтеновых соединений, очевидно, даже при повышении температуры не позволит полностью перевести их в растворе на уровень молекул. Асфальтеновые частицы будут находиться в системе в молекулярно-дисперсном состоянии. [c.68]

Структурные образования молекул и макромолекул в нефтяных системах создают технологические проблемы на всех стадиях цепочки добыча, транспорт и переработка нефти. Это, например, проблемы отложений парафинов, транспорта реофи-зически сложных нефтей, смолисто-асфальтеновые отложения в трубопроводах и резервуарах, закоксовывание змеевиков реакционных печей нефтепереработки, удержание на дисперсных структурах легких фракций нефти в процессах первичной переработки, проблемы переработки вторичных высокоструктурированных нефтяных остатков. [c.87]

Теоретические положения о нелинейности изменения свойств нефтяных дисперсных систем подтверждаются практикой (рис. 3.52). Смешение нефтей можно рассматривать как процесс изменения состава растворителя по отношению к асфальтеновой части с установлением динамического равновесия между возможными реакциями образования радикалов и их рекомбинацией, что приводит к изменению парамагнетизма системы. При изменении группового состава смесей часть углеводородов либо высвобождается, либо удерживается за счет нелинейного изменения баланса сил межмолекулярных взаимодействий. В результате групповой состав (рис. 3.52, а), а также парамагнетизм (кривая 1) и выход светлых фракций при перегонке (кривая 2) (рис. 3.52, б) нефтяных композиций в зависимости от соотношения компонентов в смеси меняются полиэкстремально. [c.177]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология