Структурная организация нефтяных систем

До последнего времени в процессах переработки нефтяного сырья, при хранении и компаундировании нефтепродуктов не учитывались или учитывались косвенно физические и коллоидно-химические взаимодействия между компонентами в объеме нефтяной системы, которые усиливаются или ослабляются при определенных условиях. Эти взаимодействия могут оказывать влияние на изменение структурной организации нефтяной системы, в частности привести к возникновению надмолекулярных структур и к значительному изменению свойств нефти и нефтепродуктов, вызывая существенные отличия нефтяных систем от истиных молекулярных растворов. [c.35]

В этих условиях структурная организация нефтяной системы зафиксирована и несмотря на очевидную сложность и многочисленность взаимодействующих элементов система представляется в виде однофазной. [c.179]

Рассматривая подобным образом структурную организацию нефтяной системы, можно предположить, что в обратимые процессы ее застывания-плавления происходят в двух интервалах температур. Так, при повышении температуры из области низких значений вначале плавятся компоненты светлых фракций прослойки, а затем собственно агрегативные комбинации. Сдвиговые воздействия на образовавшуюся систему приводят вначале к ее разрушению по жидким прослойкам, что происходит при заметно более низких температурах. По этим прослойкам происходит течение указанных систем при низких температурах, то есть при течении проявляется эффект смазанных шариков . [c.247]

Поверхностная активность компонентов нефтяных остатков оказывает решающее влияние на межмолекулярные взаимодействия в нефтяных дисперсных системах, в которых они присутствуют. Особая роль при этом принадлежит смолисто-асфальтеновым веществам, которые в зависимости от природы и концентрации различным образом изменяют структурную организацию нефтяных дисперсных систем. [c.164]

Под структурными элементами нефтяной дисперсной системы понимают совокупности взаимодействующих элементов дисперсной фазы, сохраняющие свои физико-химические характеристики и состав в пространстве и во времени. Частицы дисперсной фазы нефтяной дисперсной системы характеризуются некоторой структурной организацией, определяющей в общем свойства системы, восприимчивость ее к различным внешним воздействиям. Причем, как правило, структурная организация частиц дисперсной фазы не предельна с точки зрения упорядоченности их взаимного расположения. В этой связи элемент дисперсной фазы нефтяной дисперсной системы отличается несовершенством, под которым подразумевается любое отклонение от строгой периодичности в его структурной организации. [c.36]

В дополнение к многочисленным возможным методам исследования нефтяных дисперсных систем, рассмотренным в предыдущем разделе, значительный интерес представляет определение размеров структурных образований в нефтяных дисперсных системах, исключающее воздействия на систему, которые могут существенно нарушить структурную организацию и межмолекулярные взаимодействия в системе, например растворения, воздействия ультразвуком и т.п. Кроме этого, в большинстве случаев необходимость определения размеров связана, как правило, с темными высоковязкими нефтепродуктами. В этой связи перспективными можно считать исследования, направленные на определение структурных образований в нефтяных дисперсных системах, с применением метода вискозиметрии. [c.85]

Идеализируя описание фазовых переходов в нефтяных дисперсных системах, можно приблизить их рассмотрение к жидким кристаллам. В этом случае исходную нефтяную дисперсную систему можно представить как смесь изотропной и анизотропной жидкостей, которые при изменении термобарических условий или других факторов изменяют свое соотношение, приводящее при некоторых граничных условиях к образованию принципиально новых, с точки зрения структурной организации, систем. Имеются в виду переходы из беспорядочного расположения структурных элементов системы в более организованные и регулярные структурные образования. [c.180]

Рис. 9.2. Возможные варианты структурной организации исходной нефтяной дисперсной системы и в присутствии депрессорной присадки

В любом случае в нефтяной системе устанавливается некоторый вынужденный порядок с точки зрения структурной организации, в котором система существует в устойчивом или неустойчивом состоянии. Устойчивое состояние характеризуется внутренним равновесием системы. Такая система, как правило, является замкнутой, то есть закрыта для потоков вещества или энергии, сообщаемых системе внутренними или внешними воздействиями. В подобном равновесном состоянии любой поток воздействия, направленный на систему, компенсируется таким же по количеству и качеству потоком из системы, всякий акт зарождения в системе новых элементов сопровождается актом их уничтожения. Таким образом, каждое событие в системе нейтрализуется противоположным событием и в результате система остается в симметричном состоянии относительно равновесного, инвариантном во времени. [c.249]

Агрегативное состояние нефтяной системы — комплекс параметров, косвенно определяющих уровень межмолекулярных взаимодействий в системе и оценивающих фактическое состояние организации структурных элементов системы через ее макросвойства — структурно-механическую прочность и устойчивость против расслоения. [c.315]

С учетом вышеизложенных представлений возможно более четко охарактеризовать, как уже указывалось, широко распространенное понятие при описании нефтяных дисперсных систем — сложную структурную единицу. По определению автора, сложная структурная единица — термодинамически устойчивое образование в нефтяной дисперсной системе, не возникающее и не исчезающее спонтанным образом, вследствие флуктуаций, связанных с тепловым, броуновским движением. Согласно общепринятым представлениям, сложная структурная единица включает ядро и сольватную оболочку. Упорядоченность организации молекулярных фрагментов падает по мере удаления от центра ядра. [c.49]

Процессы, связанные с манипуляциями с нефтяным сырьем, сопровождаются физическим, коллоид1Ю-химическим или химическим непрерывным взаимодействием частиц нефтяной системы, находящихся в молекулярном или надмолекулярном состоянии. Указанные состояния, связанные с наличием в системе молекулярных или надмолекулярных образований, можно рассматиривать в качестве основных уровней структурной организации нефтяных систем. [c.36]

Нефтяные системы можно отнести к объектам нового направления в физике конденсированных сред, получившем условное название физики мягкого состояния и объединяющем физику полимеров, жидких кристаллов, критических явлений, коллоидно-дисперсного состояния [4]. Существует значительная корреляция между свойствами на микро-, мезо- и макроуровнях их супрамолекулярной организации (рис. 1.) В соответствии с обобщенными принципами химической кибернетики [5] технологический процесс рассматривается как передача и закрепление в материале определенной информации, которая и определяет комплекс его свойств. Носителем информации является структура исходного материала. В замкнутом технологическом цикле 1Е=соп81, где I — уровень информации, заложенный в исходном сырье, а Е — энергетические затраты на технологической стадии. Чем больше информации заложено в исходном сырье, тем меньше необходимо за[тратить энергии для достижения необходимого уровня конечных свойств. Технологические режимы должны быть такими, чтобы уровень исходной структурной организации сырья не только не уменьшался в ходе превращений (такое возможно в силу неопределенности структурных перестроек в ходе технологического процесса), а возрастал, достигая максимальной степени в конечном продукте. Рис. 1 иллюстрирует возможности управления процессами на макроуровне влиянием на микроструктуру нефтяных систем. [c.174]

Как правило, большинство нефтяных дисперсных систем существуют в обычных условиях в неравновесных состояниях. Это приводит к проявлению многочисленных локальных коллоидно-химических превращений в структуре нефтяной дисперсной системы, которые в свою очередь отражаются на макросвойствах системы, например на седиментационной устойчивости, т.е. склонности к расслоению системы, ее вязко-стно-структурных характеристиках и т.д. Важнейшим проявлением макросвойств в нефтяных дисперсных системах являются фазовые переходы, спонтанно происходящие в них в различных условиях существования. Любая нефтяная дисперсная система отличается присухцей ее пространствеьшой внутренней организацией, которая претерпевает непрерывные превращения во времени с участием структурных элементов систем, Общепринятое понятие энтропии системы, яв уяющесся мерой упорядоченности структуры, в данном случае практически не применимо, вследствие чрезвычайной сложности нефтяной системы. В этой связи в нефтяных дисперсных системах фиксируются некоторые характеристические области вблизи состояний равновесия, где система находится в кризисном состоянии, которые проявляются в системе при изменении термобарических условий. В нефтяной дисперсной системе может существовать несколько таких областей. В каждой переходной области система проявляет характерные свойства, отличается наивысшей восприимчивостью к тем или иным воздействиям. [c.174]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология