Надмолекулярная структура асфальтенов

Анализ литературных данных по применению физических методов к определению структурных элементов в асфальтенах позволяет полученную информацию условно разделить на два качественных уровня. Первый характеризует надмолекулярную структуру асфальтенов как комплексную физико-химическую систему. Это проявляется в признаках кристаллического строения и в закономерностях процесса растворения. [c.238]

В отличие от левой ветви диаграммы в ее правой части фор- мирование надмолекулярных структур асфальтенов, карбенов, карбоидов происходит вследствие химических взаимодействий и сопровождается резким возрастанием структурно-механической прочности вплоть до образования в результате реакций уплотнения кристаллизационных структур типа отвержденных пен-коксов, [39]. [c.39]

На основе исследования люминесценции растворов асфальтенов установлено, что асфальтеновые ассоциаты имеют плоское строение [289]. Об этом же свидетельствуют хорошо сформированные пластины со средним поперечным размером до 1 ч- 3 мкм, обнаруженные методом электронной микроскопии. Плотная упаковка надмолекулярных структур асфальтенов проявляется в том, что растворы асфальтенов ведут себя аналогично компактным ассоциированным полимерам, причем они имеют меньший молекулярный объем, чем молекулы полимера с той же молекулярной массой [242]. [c.288]

Можно полагать, что процессы структурообразования в этих системах происходят по-разному. В практически предельно лиофиль-иых системах серии 3, содержащих чисто ароматические углеводороды, почти полностью растворяющие асфальтены, ловышение концентрации асфальтенов в растворе сопровождается незначительным увеличением вязкости системы и резким ростом ее ири достаточно высоких концентрациях в связи с повсеместным образованием вторичных надмолекулярных структур асфальтенов. [c.53]

На основе данных ПМР-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа была предложена модель гипотетической надмолекулярной структуры асфальтенов, в которой базисные плоскости связаны между собой метиленовыми цепочками (рис. 1). Такие структуры асфальтенов характерны для нефтяных систем, подвергнутых термоокислительной и термической конденсации (соответственно производство битумов и пеков). При осуществлении физических процессов (например, деасфальтизация нефтяных остатков) могут также образоваться надмолекулярные структуры, аналогичные изображенным на рис. 1, но в таких структурах базисные плоскости связаны между собой силами Ван-дер-Ваальса (образуются ассоциаты). [c.30]

Изучение надмолекулярной структуры асфальтенов позволило сделать Ф. Унгеру с сотрудниками практические выводы по долговечности структуры битумов, которая зависит от стойкости силового центра дисперсной частицы. Если центр имеет силовые параметры с компенсированными прочными сольватными слоями, то такой коллоидной частице обеспечено долгое неизменное состояние (см. рис. И). Если центр представляет собой пачечную структуру типа графитоподобного кристаллита, то битуму, несмотря на хорошие прочност- [c.60]

При суммарном содержании наиболее лиофильных к асфальтенам ароматических углеводородов и смол, равном 55 % (НР-4), дисперсионная среда начинает взаимодействовать с надмолекулярной структурой асфальтенов. Такое содержание ароматических углеводородов и смол в данном случае оптимально композиции приближаются по свойствам к молекулярному раствору, т. е. к ньютоновской жидкости. Композиции НР-1 (по вязкостно-температурным свойствам) и НР-4 (по реологическим) близки к древесной смоле. [c.609]

При суммарном содержании наиболее лиофильных к асфальтенам ароматических углеводородов и смол, равном 55 % (НР-4), дисперсионная среда начинает взаимодействовать с надмолекулярной структурой асфальтенов. Такое содержание ароматических углеводородов и смол в данном случае оптимально композиции приближаются по свойствам к молекулярному раствору, т. е. к ньютоновской жидкости. Композиции НР-1 (по вязкостно-темпера-турным свойствам) и НР-4 (по реологическим) близки к древесной смоле. Последняя композиция обладает свойствами ньютоновской жидкости и поэтому наиболее приемлема в качестве связующего. При экструдировании композиций необходимо [c.613]

В данной книге автор поставил перед собой цель обобщить имеющиеся до 1978 г. в оригинальной литературе современные сведения о строении, свойствах, химических превращениях и областях использования смолисто-асфальтеновых веществ представлены данные, характеризующие надмолекулярную структуру асфальтенов, общие принципы структурной организации смол и асфальтенов, приведены справочные таблицы со структурно-групповыми параметрами смол и асфальтенов отечественных и зарубежных месторождений нефти, проанализированы известные в настоящее время гипотетические модели их строения предложен принцип, согласно которому высокомолекулярные соединения нефти можно отнести к смолистым нли асфальтеновым веществам. [c.5]

Надмолекулярная структура асфальтенов [c.40]

Асфальтены, в отличие от смол, не растворимы в алканах, имеют высокую степень ароматичности, которая в совокупности с высокой молекулярной массой гетероциклических соединений приводит к значительному межмолекуляриому взаимодействию, способствующему образованию надмолекулярных структур. Наличие надмолекулярной структуры асфальтенов является одной из важнейших особенностей этих компонентов и, в целом, определяет сложности их аналитического исследования. Если смолы можно легко разделить на узкие фракции то для разделения асфальтенов нужны специальные растворители, обладающие различной полярностью, а также специальные приемы, включающие гидрирование, термодеструкцию, озонолиз, а также набор современных методов (ИК- и УФ-спектроскопия, ЯМР-, ЭПР- и масс-спектрометрия, люминисцентный и рентгеноструктурный анализы) [19, 22, 23]. Например, экспериментами по гидрированию смол с М 600-800 и асфальтенов с М 1700 в мягких условиях [23] было показано, что из них могут быть получены углеводороды, по составу и свойствам приближающиеся к соответствующим углеводородам, вьвделенным из высокомолекулярной части нефти. Основное их отличие в более высокой цикличности, повышенном содержании серы и меньшем содержании атомов углерода с алифатическими связями. Это свидетельствует о наличии прямой генетической связи между высокомолекулярными углеводородами, гетероатомными соединениями, смолами, асфальтенами. [c.19]

Применительно к процессам каталитического гидрооблагораживання остатков знание общих закономерностей превращения отдельных гетероатомных соединений может быть полезно только в части того, что, например, сера из любого серусодержащего соединения удаляется в виде сероводорода, азот из азотсодержащих соединений удаляется в виде аммиака, кислород из кислородсодержащих компонентов в виде воды и пр. Скорость тех или иных реакций превращения гетероатомных соединений может быть оценена лишь косвенно на основе изучения элементного состава сырья и продуктов, а также замером количества вьщелив-шегося сероводорода, аммиака, воды, высадившихся металлов на поверхность катализатора. Интенсивность реакций гидрирования может быть оценена также косвенно по изменению содержания водорода и углерода в жидких продуктах реакции. В связи с этим, для выявления эффективности процессов каталитического гидрооблагораживання нефтяных остатков может быть применен принцип оценки брутто-реакций . Однако, ввиду многообразия остатков, выделенных из различных типов нефтей, характеризующихся различным содержанием компонентов с надмолекулярной структурой (асфальтенов, смол), знание только данных по элементному составу недостаточны. Механизм превращения нефтяных остатков тесно связан со структурными изменениями сырья при нагреве и контакте с каталитической поверхностью. [c.47]

Кроме указанного приема повьииения концентрации аренов полезно использоьание деструктивного разложения ассоциатов и надмолекулярных структур асфальтенов и смол до подачи на катализатор, т. е. на стадии предварительного нагрева. Предложено [46] подвергать остатки предварительному висбрекингу или гидровисбрекингу, т. е. легкой термодесгрукции в атмосфере водорода. Там же показано, что при незначительной глубине крекинга (3% по выходу фракции бензина, перегоня19шегося до 204 °С) константа скорости в реакциях удаления серы возрастает с 1,1 до 1,5, а при глубине крекинга до 12% константа скорости снижается до 1,0, что, видимо, связано с увеличением доли трудноудаляемой серы при более глубоком крекинге. [c.55]

Вторичное окисление или осернение нефтей в гипергенных условпях приводит к повышению концентрации ВМС в нефтях за счет осмолеппя части низкомолекулярпых компонентов, но не должно существенно изменять надмолекулярную структуру асфальтенов. [c.200]

Благодаря современным методам анализа установлены способы построения структурной единицы смолисто-асфальтеновых веществ различных нефтей [И, 119]. Согласно данным рентгеноструктурного анализа надмолекулярная структура асфальтенов состоит из 5—6 слоев полйядерных двухмерных пластин общей толщиной 1,6—2,0 нм. Размеры надмолекулярных структур, определенные рентгенографически, имеют заниженные значения по сравнению с таковыми, найденными электрономикроскопически, что, вероятно, связано с включением при определении размеров по электронным микрофотографиям алифатической части молекул, в то время как рентгеновские лучи рассеиваются только упорядоченной частью или ядром молекулы. [c.30]

Изучение надмолекулярной структуры асфальтенов позволяет сделать практические выводы по долговечности структуры битумов, которая зависит от стойкости силового центра дисперсной частицы. Если центр имеет силовые параметры с компенсированными прочными сольватными слоями, то такой коллоидной частице обеспечено долгое неизменное состояние. Если центр представляет собой пачечную структуру типа графитоподобного кристаллита, то битуму, несмотря на хорошие прочностные характеристики в момент изготовления, обеспечено быстрое старение, и, как результат, быстрое разрушение покрытия дорог. Наибольшее количество пачечных структур сосредоточено в окисленных и особенно переокисленных битумах через длительные и черезмерные температурные воздействия в асфальтенах. В компаундированных битумах имеется малое количество пачечных структур по отнощению к аморфным. В самых лучших образцах их нет совсем. Эти битумы получены при низких температурах, т.е. в режимах с полным отсутствием элементов коксования. В битумных системах обнаруживаются два вида ядер -один вид проявляет полностью аморфные свойства, он составляет основу природных нефтей и неокисленных битумов, стабильность которых доказывается многими миллионами лет залегания в нефтяных коллекторах. Другой вид обладает кристаллическими свойствами, быстро растет в количестве при температурных воздействиях, приводит к графитоподобному материалу все количество системы и делает ее нестабильной. Но образному выражению Унгера— появление пачечных структур соответствует появлению раковой опухоли в битуме . [c.86]

Асфальтены образуют трехмерную структуру из ароматических полициклических монослоев. Устойчивость надмолекулярных структур асфальтенов определяется наличием в них свободных радикалов, о чем свидетельствуют явление парамагнетизма и высокая концентрация парамагнитных центров у асфальтенов. Образованные асфаль-тено-смопистыми соединениями надмолекулярные структуры называются сложными структурными единицами, которые состоят из ядра и сольватной оболочки, окружающей ядро (рис. 26). Ядро представляет собой ассоциат. из наиболее высокомолекулярных соединений и характеризуется определенной толщиной, упорядоченностью и прочностью. Сольватный слой образуется на границе раздела фаз за счет адсорбции и локальной диффузии компонентов дисперсионной среды, из более низкомолекулярных углеводородов и гетероатомных соединений. [c.93]

К сожалению, конкретных данных о макроструктурных характеристиках изучавшихся ВМС в растворах пока нет, хотя вопрос о влиянии надмолекулярной структуры асфальтенов на их поведение в химических реакциях давно нуждается в глубоком изучении. [c.256]

Таким образом, можно предположить, что нафтеновые п ароматические структуры составляют достаточно компактную-единую полйциклическую систему, являющуюся основным структурным блоком молекул асфальтенов. Так как надмолекулярная структура асфальтенов, а именно размеры кристалли- [c.41]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология