Межмолекулярные взаимодействия в нефтяных системах

При адгезионном механизме нефтесбора основную роль играют силы межмолекулярного взаимодействия в системах жидкость-твердое те.ло и жидкость-жидкость. При этом взаимодействие в системе жидкость-твердое тело (нефть-сорбент) определяет интенсивность и прочность захвата нефти поверхностью волокон сорбента, а взаимодействие в системе жидкость-жидкость (в слое нефти на поверхности воды или в слое нефти на поверхности сорбента) будет определять возможность удерживания сорбентом нефтяного слоя. [c.140]

Нефтяные системы характеризуются сложным химическим составом и агрегатным состоянием отдельных компонентов, строением, свойствами и размерами частиц структурных образований, уровнем межмолекулярного взаимодействия в системе и имеют много различий с типичными коллоидными системами. Несмотря на это многие нефтяные и коллоидные системы объединяет одно общее свойство, заключающееся в том, что для них характерны высокоразвитые поверхности раздела фаз и все связанные с этим особенности их поведения в различных условиях существования. Изучение свойств таких систем и основных закономерностей, которым они подчиняются, является предметом коллоидной химии. [c.33]

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]

Практический интерес при изучении вязкостных характеристик жидких дисперсных систем представляют реологические исследования. Реологическим исследованиям нефтяных систем уделяется значительное внимание. Особые трудности при этом возникают из-за проявления отклонения их поведения во многих случаях от поведения ньютоновских жидкостей. Реологические исследования позволяют связать макроскопические деформации и течение нефтяной дисперсной системы с мгновенными конфигурациями и движением ее гидродинамически подвижных частиц. В свою очередь вязкое сопротивление является функцией межмолекулярных взаимодействий в системе, определяющих ее инфраструктуру. [c.88]

Рассматривая адсорбцию н-парафинов цеолитом СаА из бинарных растворов предполагают также, что разветвленные молекулы растворителя-изооктана, возможно, и препятствуют проникновению молекул н-парафинов в полости цеолита путем частичной блокировки входных окон в эти полости. Можно допустить, что эффект блокировки в количественном отношении зависит от температуры и длины молекулы растворенного н-парафина. Подобные рассуждения относятся к физическим аспектам процесса сорбции, обязанным, в том числе, проявлению слабых межмолекулярных взаимодействий в системе. Учет таких взаимодействий приобретает особую важность при сорбции н-парафинов из реальных нефтяных систем, представляющих собой сложнейшие смеси углеводородных и неуглеводородных компонентов. [c.284]

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]

Базируясь на коллоидно-химических представлениях, нефтя юе сырье и нефтепродукты можно рассматривать как неструктурированные (ненаполненные) и структурированные (наполненные) системы. Неструктурированные системы представляют собой смесь углеводородов, не склонных при данных условиях к межмолекулярным взаимодействиям, приводящим к образованию ассоциатов. Такие системы термодинамически стабильны, легко подвижны и не расслаиваются. Ассоциаты (дисперсная фаза) в этих системах отсутствуют. К неструктурированным нефтяным системам из товарных нефтепродуктов, не расслаивающихся в условиях изготовления и применения, относятся газы, бензины, реактивные и дизельные топлива, масла. До настоящего времени исследователи и технологи занимались получением неструктурированных систем (нефтяного сырья и нефтепродуктов), используя для этой цели процессы ректификации, экстракции, адсорбции, депарафинизации, деасфальтизации и с помощью деструктивных методов. [c.33]

В нефтяных системах могут присутствовать высокомолекулярные соединения, имеющие регулярную (парафины — линейную, конденсированные ароматические углеводороды — пластинчатую) и пространственную (асфальтены остаточного происхождения) структуры, склонные к межмолекулярным взаимодействиям. [c.36]

Суммарную энергию, которую необходимо затратить для изменения состояния нефтяной системы при межмолекулярных взаимодействиях (физический процесс) молекул ВМС и НМС (слабые взаимодействия) и на химической стадии [c.153]

Межфазная граница в нефтяных системах может быть двух типов непроницаемой по отношению к ряду растворителей (кристаллиты карбенов и карбоидов) и частично проницаемой (ассоциаты). В первом случае на межфазной границе образуется адсорбционный слой, непосредственно примыкающий к кристаллиту, и граничный (поверхностный) слой, включающий в себя адсорбционный, свойства которого в результате влияния поля поверхностных сил отличаются от объемного слоя. При рассмотрении нефтяных смесей с дисперсной фазой в виде ассоциатов следует, по-видимому, считать, что сольватный слой на границе раздела фаз возникает как результат адсорбционного взаимодействия и локальной диффузии ее компонентов, что обусловлено их различной склонностью к межмолекулярным взаимодействиям. [c.32]

Коллоидное или дисперсное строение нефтяных систем обнаруживается на различных стадиях их добычи, транспорта, переработки и применения [9]. Существенное различие в интенсивностях межмолекулярных взаимодействий компонентов нефтяных систем является фактором, предрасполагающим к сложной внутренней организации систем. Кроме того, в ходе технологических операций в нефтяных системах создаются условия [c.29]

Рассматривая нефтяные дисперсные системы, необходимо различать три основных случая проявления межмолекулярных взаимодействий, благодаря некоторому избытку поверхностной энергии дисперсной фазы [c.37]

Как известно, проявление сил межмолекулярного взаимодействия в нефтяных дисперсных системах способствует возникновению в них молекулярных агрегатов и других типов надмолекулярных структур. Такие структуры в системах с различной [c.40]

Сложная структурная единица является элементарной составляющей ассоциативных и агрегативных комбинаций. В общем случае сложная структурная единица может рассматриваться как элемент структуры, нефтяной дисперсной системы преимущественно сферической формы, способный к самостоятельному существованию при данных неизменных условиях и построенный из компонентов нефтяной системы в соответствии с их склонностью к межмолекулярным взаимодействиям. [c.47]

Высокомолекулярные соединения нефти способны к коагуляции. При этом в растворе происходит самопроизвольное повышение их локальной концентрации, приводящее к образованию тиксотропных структур, компактных структурных комбинаций. Образование таких комбинаций в нефтяных системах имеет некоторые особенности, связанные со сложностью и многообразием состава этих систем и характером проявления в них межмолекулярных взаимодействий. [c.61]

В этом случае снижается влияние теплового движения на изменение структуры и состояния нефтяной дисперсной системы. Важную роль в этих системах играют межмолекулярные взаимодействия, которые ответственны за структуру структурированных нефтяных дисперсных систем. Следует отметить важные особенности поведения нефтяных дисперсных систем при пониженных температурах. При понижении температуры нефтяной фракции уменьшается тепловое движение молекул жидкости, замедляется перемещение и конфигурационное изменение макромолекул в пачках и пакетах, начинаются процессы достройки пакетов и пачек углеводородами, кроме того может происходить создание новых пачек и пакетов из-за пересыщения раствора при понижении температуры. На поверхности частиц дисперсной фазы, состоящей в том числе из асфальтенов, смол, других включений, может происходить достройка отдельных их участков, с образованием усов , которые вырастают из мицеллярных структур. Происходит смыкание мицеллярных структур с созданием крупных агрегатов или глобул. Это приводит к снижению агрегативной и кинетической устойчивости нефтяных дисперсных систем. Указанные процессы можно описать аналитически с применением математического аппарата. [c.62]

Познание сущности слабых межмолекулярных взаимодействий в нефтяных дисперсных системах в различных условиях их существования необходимо для описания свойств этих систем, установления механизма протекания технологических процессов, объяснения аномалий в поведении реальных нефтяных систем при внешних воздействиях на них. Научные исследования с целью выявления природы слабых межмолекулярных взаимодействий важны для совершенствования методов расчета аппаратов с целью оптимизации их конструкции, для подбора надежных средств контроля и управления функционированием промышленного оборудования, повышения качества приготовления товарной продукции. [c.91]

Выявление роли различного типа межмолекулярных взаимодействий в образовании структурных элементов в нефтяных системах, в создании положительных и отрицательных отклонений от идеального состояния растворов углеводородов нефти позволяет предположить внутреннюю сущность превращений, происходящих в нефтяных системах в процессах их добычи, транспорта, переработки и хранения, и научно обоснованно осуществить оптимальные условия проведения технологических процессов. [c.91]

В целом сложные структурные единицы нефтяных остатков находятся в динамическом равновесии со средой и изменение размеров ядер и толщины сольватной оболочки их могу г протекать по различным законам [14]. Главными факторами, определяющими возможность существования их в остатках и, соответственно, геометрические размеры, является наличие в них структурирующихся компонентов и ассоциатов, а также степень теплового воздействия. Нефтяные остатки относятся к свободнодисперсным системам, частицы которых могут независимо друг от друга перемещаться в дисперсной среде под влиянием теплового движения или гравитационньк сил. С изменением температуры в таких дисперсных системах изменяется энергия межмолекулярного взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды. Толстая прослойка дисперсионной среды между частицами снижает структурно-механическую прочность нефтяных дисперсных систем. Утоньшение сольватного слоя на поверхности ассоциатор повышает движущую силу расслоения системы на фа ы. Размеры основных зон структурной единицы при определенных температурах различны за счет того, что часть наиболее полярных компонентов сольватного слоя может переходить в дисперсную фазу (ядро), а часть в дисперсионную среду, находящуюся в молекулярном состоянии. Таким образом, по мере повышения температурь размеры радиуса ядра и толщины сольватного слоя могут проходить через экстремальные значения [14]. Ядро, состоящее из ассоциатов, при достижении максимальных размеров может распадаться на осколки, что ведет к образованию новых частиц дисперсной фазы, вокруг которых формируется сольватный слой и по мере изменения температуры для этих частиц характерны аналогичные стадии изменения размеров ядра и толщины сольватной оболочки. При высоких температурах и большой длительности нагрева внутри ядра может зародиться новая дисперсная фаза — кристаллит, представляющий собой надмолекулярную неябратимую структуру, обычно характерную для карбенов и карбоидов [14]. [c.26]

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]

Нефтяные остатки относятся к структурированным нефтепродуктам и обладают определенной механической прочностью и устойчивостью против расслоения. Увеличение молекулярной массы, связанное с усложнением струтстуры молекул, ведет к увеличению степени объемного наполнения системы и соответственному возрастанию структурномеханической прочности и снижению показателя устойчивости. На эти показатели влияют и физико-химические свойства дисперсионной среды, компонентный состав и, в частности, межмолекулярные взаимодействия. При малых значениях сил взаимодействия (алканы, алкано-циклоалканы с низкой молекулярной массой) показатели прочности и устойчивости изменяются по экстремальным зависимостям. При увеличении сил взаимодействия в дисперсионной среде (арены с высокой молекулярной массой) также происходят экстремальные изменения указанных показателей [14]. [c.30]

Исходная дисперсность НДС обусловлена склонностью к повышенным межмолекулярным взаимодействиям нефтяных компонентов, в первую очередь, полициклических аренов и гетероорганических соединений, особенно САВ. Достоверно установлено, что к НДС относятся практически все виды природного углеводородного сырья, а также разные типы нефтепродуктов — от моторных топлив до коксов. Следует отметить и изменения самих НДС как объектов исследований из-за исчерпания относительно легко доступных нефтяных и газовых запасов больше внимания уделяется добыче и переработке тяжелых высоковязких нефтей и природных битумов, составляющих большую часть мировых запасов углеводородного сырья. В отличие от обычных нефтей и газоконденсатов, представляющих собой мало-и среднеконцентрированные дисперсные системы, высоковязкие нефти и природные битумы являются высококонцентрированными дисперсными системами. Существенные особенности имеют НДС деструктивного техногенного происхождения (тяжелые продукты деструктивной переработки нефти и разновидности нефтяного углерода), они отличаются от НДС нативного происхождения не только по способам получения, но и по компонентному составу, строению и свойствам [3]. [c.173]

По определению Л.Д. Ландау, фазовым переходом второго рода в общем смысле считается точка изменения симметрии. Иными словами, в такой точке скачкообразно изменяется упорядоченность системы. Поскольку вблизи точки фазового перехода второхо рода свойства фаз мало отличаются друг от друга, возможно образование зародышей большого размера одной фазы в другой. Такие зародыши называются флуктуациями [14]. При этом существенно изменяются динамические свойства системы, что связано с очень медленным рассасыванием флуктуаций. В многокомпонентных нефтяных системах под флуктуациями понимаются образующиеся ассоциаты нового структурного уровня. Благодаря силам обменного взаимодействия рассасывание таких флуктуаций, то есть спонтанный разрыв межмолекулярных связей, имеет существенно меньшую вероятность, чем их образование. Поэтому в точках фазовых переходов из флуктуаций довольно быстро формируется новый уровень надмолекулярной структуры. [c.7]

В метастабильном состоянии система характеризуется некоторым комплексом новых специфических свойств, обязанных проявлению межмолекулярных взаимодействий в системе, в большей степени между надмолекулярными структурами. Наиболее характерным свойством нефтяных систем в метастабильном состоянии яву яотся их склонность к фазообразованию. При этом вероятными компонентами отдельных фаз в случае их выделения являются концентраты высокомолекулярных структурирующихся компонентов системы, легкие низкомолекулярные углеводороды, не склонные к структурированию, а также гетероциклические неуглеводородные поверх1юстно-активные соединения нефти. [c.55]

Среди факторов, в значительной степени определяюших физикохимические и технологические свойства нефтяных дисперсных систем, особое место занимают размер и структура дисперсных частиц (в литературе они называются сложными структурными единицами, ассоциатами, везикулами, неоднородностями, флуктуациями и пр.). Механизм и кинетика процессов, приводящих к образованию и преврашению этих частиц, зависят от межмолекулярных взаимодействий в системе (сила Ван-дер-Ваальса, водородные связи, химические взаимодействия и пр.). Регулируя межмолекулярные взаимодействия (через размеры и Сфуктуру дисперсных частиц), можно управлять свойствами нефтяных дисперсных систем. [c.162]

В процессах нагрева и термолиза концентрация ПМЦ в нефтяных системах непрерывно увеличивается. Массовое образование фрактальных кластеров при достижении точки структурного фазового перехода происходит за счет об-мегаюго взаимодействия парамагнитных частиц и частичной рекомбинации не-спаренных электронных спинов. При этом должно наблюдаться ощутимое снижение концентрации ПМЦ, а на кривых зависимости концентрации ПМЦ от температуры нагрева или времени термолиза должны образовываться локальные минимумы. Вследствие широкого спектра межмолекулярных взаимодействий в НДС этот процесс растянут во времени, и в ряде случаев вместо возник- [c.9]

Реологические свойства (структурно-механические свойства, температура застывания, вязкость и др.) НДС зависят в первую очередь от ее физического состояния, на которое оказывает влияние соотношение энергий межмолекулярного взаимодействия и теплового движения. Нефтяные дисперсные системы могут находиться в трех физических состояниях вязкотекучем (жидком), высокоэластическом и твердом. Способность к вязкому течению таких продуктов, как битумы, пеки, используют для пх внутризаводского транспортирования по трубопроводам. Для НДС характерно высокоэластическое состояние в интервале между температурами стеклования и вязко текучестн (температуры размягчения). [c.18]

Для обозначения структурного элемента НДС принят термин сложная структурная единица (ССЕ). Сложная структурная единица — это элемент дисиерсной структуры нефтяных систем преимущественно сферической формы, способный к самостоятельному существованию прп данных неизменных условиях и построенный пз компонентов нефтяной системы в соответствии с их значением потенциала межмолекулярного взаимодействия. В составе ССЕ различают более упорядоченную внутреннюю область (или ядро), которая в большинстве случаев образована пз высокомолекулярных алканов и полиареновых углеводородов и смолисто-асфальтеновых веществ, и сольватную оболочку, окружающую ядро и образованную из менее склонных к меж-.молекулярным взаимодействиям соединений (рис. 8). [c.71]

Склонность к ассоциации в значительной степени определяется длиной цепей парафиновых углеводородов, наличием в них разветвлений, концентрацией парафиновых и других высоко.молску-лярных углеводородов в нефтяных остатках и их соотношением, количеством и составом растворителя, растворимостью пара(ри-повых углеводородов, температурой системы и многими другими факторами. Для выяснения количественного влияния этих факторов на межмолекулярные взаимодействия парафиновых углеводородов требуются специальные исследования. [c.23]

Алканы в нефтяных системах находятся в молекулярном и ассоциированном состояниях. Межмолекулярные взаимодействия алканов обусловлены водородными связями типа С—Н...С с энергией 2—4 кДж/моль в зависимости от вида тома С (первичный, вторичный, третичный, см. табл. 3) и дисперсионными силами. Интенсивность межмолекулярных взаимодействий алканов существенно ниже по сравнению с углеводородами других классов, присутствующих в нефтяных системах. В отличие от высокомолекулярных, низкомолекулярные алканы при обычных температурах ассоцнатов не образуют. Расчет средней [c.26]

Экспериментальные методы изучения вязкостных свойств систем весьма разнообразны [24, 36]. Как отмечалось выше, межмолекулярные взаимодействия в сложных углеводородных системах, к которым относятся нефтяные, представляют собой слабые ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Нередко это приводит к развитию молекулярной ассоциации. Наиболее характерны в этом отношении нефтяные масла и индивидуальные масляные углеводороды. Они обладают аномально высокой зависимостью вязкости от температуры. Оказывается, что экспериментальные значения вязкости выше расчетных примерно на порядок [24]. Это означает, что углеводородные жидкости сильно ассоциированы. Вязкость их определяется двумя составляющими молекулярной и ассоциативной. И тот, и другой компонент зависят от химического строения молекул жидкости и энергий их межмолекулярного взаимодействия. Сопоставление молекулярной и ассоциативной динамической вязкости для некоторых углеводородов показано в табл. 11 [24, 94]. [c.52]

Дисперсное строение нефтяных систем обнаруживается на различных стадиях и.х добычи, транспорта, переработки и применения. Иерархия компонентов нефтяных систем по интенсивности межмолекулярных взаимодействий является фактором, пре Т-располагающим к сложной внутренней организации систем. Кроме того, в ходе технологических операций в нефтяных системах создаются условия для развития фазовых переходов, которые протекают через стадию образования дисперсных частиц. При этом возможно формирование полигетерофазных НДС. В таких случаях несомненно влияние дисперсной структуры нефтяных систем на иротекание в них теплообменных и гидродинамических процессов, на их физико-химические макросвойства. [c.63]

На поверхностное иатяжение молекулярных растворов влияет ряд факторов (концентрация растворенного вещества, температура, давление и т. д.). Растворенные вещества могут изменять поверхностное иатяжение, и они подразделяются на поверхностно-активные и поверхностно-инактивные. Следует всегда иметь в виду, что с повышением температуры происходит у.меньшение плотности упаковки молекул, снижается энергия межмолекулярных взаимодействий, в результате чего снижается поверхностное натяжение в нефтяных системах. При критической температуре оно равно нулю. [c.125]

Из (2.7) следует, что в системах, с разной природой компонентов, но близкими средними значениями термодинамических потенциалов, будет наблюдаться близость физикохимических свойств. Такое явление - особый вид изомерии (изомерия многокомпонентности). Пример химически подобных многокомпонентных систем - тяжелые нефтяные фракции, пеки, битумы, углеродистые материалы и полимеры на их основе. Таким образом, причиной подобия физико-химических характеристик является близость энергии межмолекулярного взаимодействия, составляющей часть термодинамического потенциала системы. Определим такие системы как изореакционные. [c.25]

Процессы сольватации происходят в любой нефтяной дисперсной системе, однако в этих случаях они имеют некоторые особенности и понятие сольватации приобретает несколько иной смысл. В отличие от истиных растворов нефтяные дисперсные системы гетерогенны, то есть характеризуются наличием поверхности ра,здела частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой. В этих случаях на поверхности частиц дисперсной фазы образуются сорбционно-сольватные слои или сольватные оболочки, включающие молекулы дисперсионной среды. Между сольватными оболочками и дисперсионной средой практически отсутствует граница раздела, вследствие того ч то межмолекулярные взаимодействия молекул в сольватном слое и дисперсионной, сво [c.39]

Между количественными и качественными изменениями в нефтяной дисперсной системе существует зависимость, которая определяется соотношением поверхностной и объемной энергий взаимодействия компонентов, составляющих надмолекулярную структуру. Обладая нескомпенсированной избыточной поверхностной энергией, зародыши формируют вокруг себя сольватные оболочки определенной толщины из молекул дисперсионной среды. Вместе с сольватной оболочкой зародыш образует сложную структурную единицу (ССЕ), которая при изменении вне-пших условий может разрушаться или расти. Во втором случае формируются вторичные ССЕ, размеры которых — радиус надмолекулярной структуры и толщина сольватной оболочки, а также упаковка молекул в надмолекулярной структуре могут изменяться по мере изменения межмолекулярного взаимодействия среды [ 16]. [c.47]

В большинстве случаев указанные процессы осуществляются в условиях повышенных температур. При этом сырьевые компоненты, различающиеся по природе и реакционной способности, в частности смолисто-асфальтеновые вещества, могут вступать в обратимые взаимодействия с образованием высококонденсированных смоло-асфальтеновых структур, либо формировать в системе коксовые частицы в виде карбенов и карбоидов. В последнем случае важнейшим параметром, характеризукз-щим склонность нефтяных сырьевых композиций к образованию при нагревании коксовых частиц, является термическая устойчивость. Дисперсная фаза нефтяной дисперсной системы, сформированная из высокомолекулярных соединений за счет межмолекулярных взаимодействий, оказывает значительное влияние на коллоиднохимические превращения, имеющие место при испарении. [c.102]

При рассмотрении процессов кристаллообразования в нефтяных дисперсных системах выделяют два вида процессов — обратимую и необратимую стадии кристаллизации. Первая стадия включает процесс зарождения центров кристаллизации вследствие развития флуктуаций в жидкости, образования микрозародышей и т.п. Вторая стадия определяет скорость роста микрокристалликов. Суммарная скорость создания дисперсной фазы будет определяться скоростью наиболее медленной стадии, которая в свою очередь зависит от количества вещества, расходуемого на создание дисперсной фазы, внешних условий, диффузии и межмолекулярных взаимодействий. [c.66]

Указанные признаки вносят решающий вклад практически во все свойства нефтяных дисперсных систем, определяют их поведение при различных термобарических условиях, а также являются основой для выделения более конкретных взаимосвязей в нефтяных дисперсных системах, уточнения характера межмолекулярных взаимодействий, в конечном итоге позволяют некоторым специальным образом классифицировать нефтяные дисперсные системы. К настоящему времени накоплен значительный эмпирический материал в области исследования нефтяных дисперсных систем. Анализ этой феноменологической информации дает возможность создания принципиальных основ теории нефтяных дисперсных систем и их классификации. Базовыми понятиями теории нефтяных дисперсных систем считаются размеры структурных образований в нефтяной системе и ее устойчивость против расслоения. Следует подчеркнуть, что любые исследования нефтяных дисперсных систем в конечном итоге, как правило, сводятся к определению склонности системы к расслоению и анализу изменения размеров частиц дисперсной фазы. При этом естественно учитываются и рассматриваются возможные физическис и химические превращения в системе при определенных условиях ее существования. [c.67]

В зависимости от расстояния между молекулами природа сил их взаимодействия может быть различна, В этой связи различают короткодействующие и дальнодейству-ющие силы. Соотношение между этими силами в равновесии является таким при взаимодействии молекул, а также более крупных элементов, что они взаимно располагаются на определенном расстоянии, характеризуемом минимумом энергии. Именно энергия, отвечающая равновесному расстоянию в процессе межмолекулярных взаимодействий, определяет состояние нефтяной дисперсной системы. Величина энергии связывания молекул и структурных образований друг с другом зависит также от соотношения их эффективных диаметров и типа упаковки в элементарную пространственную группу. Состояние нефтяной дисперсной системы зависит в значительной степени от струк туры таких пространственных групп и их упаковки в более сложные структурные комбинации. [c.94]

В состав нефти, как известно, входят углеводороды парафинового, нафтенового и ароматического ряда, а также смешанные по составу углеводороды и гетероатом-ные соединения. Гетероатомные соединения могут включать атомы О, 3, N и мeтaJ -лов. Наличие этих атомов определяет полярность молекул и их ассоциацию с указанными выше молекулами углеводородов. В тяжелых нефтяных системах содержатся также высокомолекулярные парафиновые и полициклические ароматические углеводороды, смолы, асфальтены, карбены, карбоиды. Указанные углеводороды и их структурные образования составляют дисперсную фазу нефтяной системы, представленную в виде ассоциативных или агрегативных комбинаций. Последние имеют развитую сольватную оболочку, включающую мономерные или полимерные углеводороды, природа и состав которых определяют величину и тип межмолекулярных взаимодействий в ассоциативных или агрегативных комбинациях, а также их непосредственные контактные взаимодействия друг с другом. Следствием подобных взаимодействий являются фазовые превращения, лежащие в основе переработки не- [c.98]

Теоретическими и экспериментальными исследованиями нефтяного и газоконденсатного сырья, проведенными в последнее время, получены новые принципиальные данные о поведении указанных углеводородных систем в процессах их добычи, транспорта, переработки, хранения и применения. Важнейшая роль при этом приписывается поверхностным физико-химическим явлениям, происходящим на межфазных границах нефтяной системы, рассматриваемой в виде дисперсной. Сущее гвершый вклад в межмолекулярные взаимодействия в таких системах вносят смолис го-асфаль [c.123]

Интенсивные превращения в интервале температур 300-360°С в карбонизуе-мом сырье подтверждаются резким увеличением коксуемости получаемых пеков, а также увеличением выхода дистиллятов и газообразных продуктов. Образование карбеновых и карбоидных структур характеризуется тем, что молекулы асфальтенов вступают в реакции термической дегидрополиконденсации между собой или с молекулами смол и полициклических ароматических углеводородов с образованием высокомолекулярных соединений. Эта реакция может протекать как на поверхности раздела фаз, когда дисперсной фазой являются образующиеся карбеновые и карбоидные структуры, так и в дисперсионной среде. На основании проведенных экспериментов была предложена пос/ едовательность превращений в процессе термолиза остаточного нефтяного сырья. На ранних стадиях термолиза в реакционной массе образуются в основном продукты внутримолекулярного взаимодействия, способные к физическому агрегированию, в большей степени по мере понижения растворяющей способности дисперсионной среды. С увеличением температуры термообработки и времени изотермической выдержки в системе накапливаются высокомолекулярные соединения, обладающие ограниченной растворимостью в более низкомолекулярной части реакционной среды и выделяющиеся из нее в виде анизотропной жидкой фазы, обладающей высокой склонностью к межмолекулярным взаимодействиям. Дальнейшее протекание процесса сопровождается переходом физических связей у образовавшейся фазы в химические, что приводит к образованию новых структур — карбенов и карбоидов. Этот переход не происходит аддитивно с накоплением карбоидов в реакционной массе и носит экстремальный характер. Интенсивный рост содержания карбенов и карбоидов начинается после некоторой, достигнутой в процессе термолиза пороговой концентрации асфальтенов. Изменение параметров процесса позволяет получать пеки из смол пиролиза нефтяного происхождения, существенно различающиеся по содержанию асфальтенов, карбенов, карбоидов, элементному составу, зольности, коксуемости и температурам размягчения. Таким образом, создается возможность регулирования качества получаемых пеков и их подбора при использовании для производства различных углеграфитных материалов. [c.133]

Решающее влияние на технологические процессы добычи, транспорта и переработки нефтяных дисперсных систем оказывают фазовые превращения, происходящие в различных реальных внешних условиях, Полиэкстремальные зависимости физико-химических свойств от внешних условий проявляются вследствие аналогичного изменения межмолекулярных взаимодействий между основными структурообразующими компонентами системы. Основной вклад в свойства углеводородных дисперсий вносят фазовые и полиморфные превращения высокомолекулярных соединений. Выявление и регулирование указанных превращений явл51ется важной прикладной задачей нефтяной отрасли. Особый интерес представляет изучение фазовых и полиморфных превращений в нефтяных дисперсных системах в присугствии поверхностно-активных веществ. Последние широко употребляются для регулирования процессов структурообразования в нефтяных дисперсных системах. В настоящее время проводятся интенсивные исследования влияния природы, концентрации и кристаллического строения дисперсной фазы на изменение межмолеку. ярного и контактного взаимодействия между элементами нефтяных дисперсных систем, взаимосвязи параметров фазовых и полиморфных переходов в этих системах, протекающих при изменении внешних условий их существования и различных воздействиях, с изменением физических и структурно-механических свойств рассматриваемых систем. [c.138]

Изменение межмолекулярных взаимодействий углеводородов в нефтяных дисперсных системах прогнозируется на базе термодинамических параметров фазовых и полиморфных переходов. Причем, как правило, изменение термодинамических и физико-химических свойств нефтяной дисперсной системы в зависимости от концентрации частиц дисперсной фазы, природы и количества вводимых в систему добавок носит полиэкстремальный характер. [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология