Химическая природа и строение асфальтенов

Выше обсуждались вопросы, связанные с выяснением молекулярной структуры нефтяных асфальтенов вне зависимости от молекулярной структуры нефтяных смол. Между тем, в предыдущих главах мы неоднократно подчеркивали генетическую связь этих не-углеводородных высокомолекулярных соединений нефти. Рассмотрим теперь наличие общности и различия в строении молекул смол и асфальтенов, так же как мы сделали это в случае их элементного состава. Д. Эрдман в одной из своих работ [14] рассмотрению структурно-молекулярных вопросов смолисто-асфальтеновых веществ нефти предпослал характеристику их химического состава. Смолы и асфальтены, но мнению Эрдмана, представляют собою смеси высокомолекулярных неуглеводородных соединений нефти, в которых содержатся такие гетероэлементы, как кислород, азот и сера, а также небольшие количества ванадия и никеля. Используя большой комплекс физических методов для изучения углеродного скелета и соотношения в нем атомов углерода различной природы (ароматический, нафтеновый, парафиновый) в молекулах смол и асфальтенов, выделенных из сырых нефтей, природных асфальтенов и продуктов высокотемпературной переработки нефти, многие исследователи при решении принципиальных вопросов пришли к аналогичным выводам. В работах Эрдмана сделаны некоторые обобщения этих экспериментальных результатов. Важное научное значение имеет положение о том, что молекулы смол и асфальтенов состоят из нескольких плоских двухмерных пластин конденсированных ароматических и сферических нафтеновых структур, б.тиз-ких но своему строению. Принципиальное различие между смолами и асфальтенами, проявляющееся в различной их растворимости [c.98]

Наибольший интерес среди высокомолекулярных веществ представляют асфальтены..Асфальтены весьма близки но элементарному составу и вероятно, по строению к нефтяным смолам, но отличаются от последних более высоким (в 2—3 раза) молекулярным весом Ц]. В зависимости от химической природы нефти и концентрации асфальтенов последние могут находиться в нефтях в виде истинных или коллоидных растворов. В этих коллоидных системах асфальтены являются дисперсной фазой, а углеводороды и смолы — дисперсионной средой. Состояние таких коллоидных систем зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются химическая природа и молекулярный вес углеводородов, смол и асфальтенов, входящих в состав нефти, концентрация асфальтенов, количественное соотношение углеводородов, смол и асфальтенов в системе [2, 31. [c.33]

Розенталь Д.А. и Посадов И.А, постулируют понятие среднего заместителя , предполагая, что ои имеет линейное строение и малую длину. При этом допущении среднее количество алифатических заместителей в молекуле приравнивается найденному числу метиленовых групп, исключая разветвленные алифатические структуры, например изопреноидные цепи, которые в нативных асфальтенах широко распространены. При этой концепции нивелируются различия между реальными алкильными фрагментами молекул, стирается важнейшая информация о химической природе объекта. Для изучения истинной структуры высокомолекулярных соединений нефти [c.43]

Химическая природа и строение асфальтенов [c.28]

На основании имеющихся в настоящее время экспериментальных данных по составу, свойствам и строению первичных нефтяных смол и асфальтенов можно, как нам представляется, с достаточной степенью достоверности сформулировать следующие положения об их химической природе и строении [c.99]

В работе [266] показано, что при температурах ниже 100°С нефтяные остатки при центрифугировании даже с частотой вращения 1600 мин" в течение 600 мин не расслаиваются. Неструктурированные асфальтены образуют насыщенный раствор. Например, соотношение растворенных и диспергированных асфальтенов зависит от химической природы среды, определяется количественным соотношением и химическим строением углеводородов и смол, а также природой взаимодействия в асфальтенах. [c.281]

Многие свойства асфальтов, тяжелых нефтей и нефтяных остатков объясняются склонностью асфальтенов образовывать коллоидные растворы в смолах и некоторых углеводородах. Отдельные из этих положений, так же как и взгляды Маркуссона [15] на химическую природу асфальтенов и смол, не потеряли своего значения и в настоящее время, хотя эти положения дают лишь чисто внешнюю, качественную характеристику свойств. За последние 30 лет мы не очень далеко продвинулись в познании химического строения и свойств смолисто-асфальтеновых веществ нефтей. [c.439]

Асфальтены представляют собой наиболее высокомолекулярные вещества из всех выделенных до настоящего времени компонентов нефти. Это — гетероорганические соединения нефти, весьма близкие по элементарному составу и, вероятно, по строению, к нефтяным смолам, но отличаются от последних более высоким (в 2—3 раза) молекулярным весом. Асфальтены — твердые аморфные вещества, окрашенные в темный цвет — от темно-бурого до черного. В зависимости от химической природы нефти и концентрации асфальтенов последние могут находиться в нефтях в виде истинных или коллоидных растворов. [c.493]

В настояш,ее время такие взгляды на строение асфальтенов стали господствующими. В них как бы синтезировались современные представления о химической природе асфальтенов, опытные данные и некоторые из ранее высказанных по этому вопросу гипотез [32, 36, 58—61 ]. В зависимости от химической природы нефти, из которой выделены асфальтены, структурные элементы молекул асфальтенов могут более или менее различаться, в частности в широких пределах может варьировать в циклическом ядре молекулы количественное соотношение ароматических, циклопарафиновых и тиофеновых (возможно и тиофановых) колец, так же как могут различаться между собой и размеры их молекул, а следовательно, молекулярные веса. [c.512]

В отличие от смол асфальтены нерастворимы в петролейном эфире, легко растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде. Химическая природа асфальтенов изучена недостаточно. По элементарному составу и строению они близки к смолам, но резко отличаются от них более высоким (в 2—3 раза) молекулярным весом— 1000—5000 и выше. Асфальтены, очевидно, являются продуктами конденсации и полимеризации смол. [c.12]

На основании многочисленных исследований химического строения молекул асфальтенов считают, что последние представляют собой поли-циклическую, ароматическую, сильно конденсированную систему с короткими алифатическими заместителями у ароматических ядер. В молекулах асфальтенов присутствуют также пяти- и шестичленные гетероциклы. В зависимости от природы нефти количественное соотношение ароматических, нафтеновых и гетероциклических структурных элементов может меняться в широких пределах. [c.86]

Только на основе глубокого изучения физических свойств, элементного состава, химического строения, особенно определения состава и количества гетероатомов, природы их связи и положения в общей структуре молекул, направлений химических превращений можно разработать пути химико-технологической переработки этих сложных компонентов нефти. Изучение химического строения асфальтенов с использованием большого комплекса современных экс-перн.ментальных методов должно составить одно из основных направлений научного решения поставленной проблемы. [c.108]

Растворимость, или отношение асфальтенов к различным органическим растворителям, была и в настояш ее время остается тем главным и наиболее важным свойством, которое позволяет достаточно полно и всесторонне характеризовать асфальтены. Суш ествование тесной зависимости свойств вещества от химического состава и строения его открыло большие возмо 11пости для ныяспопия химической природы асфальтенов на основании изучения их элементарного состава, некоторых реакций и физических свойств. [c.494]

Между асфальтепами и смолами сырых нефтей нелегко провести четкую границу. Поэтому наиболее высокомолекулярные смолы, близкие по строению к асфальтенам, захватываются последними в больших или меньших количествах. Лишь при удачном подборе условий осаждения асфа.чьтенов с последующим переосаждением их и дополнительной отмывкой удается достаточно полно отделить остатки смол. Уже давно было замечено [2], что при помощи избирательно действующих растворителей можно разделить тяжелую часть нефти, природные асфальты и окисленные битумы на основные компоненты, различающиеся между собой по молекулярным весам и степени ароматичности. Степень разбавления и температура осаждения, хотя и в меньшей степени, чем химическая природа растворителей, сказываются на количественном соотношении этих компонентов и отчасти на их свойствах. [c.494]

Наиболее обстоятельно представление о химическом строении асфальтенов изложено в одной из ранних работ Хиллмена и Барнетта [36]. Дав критический обзор существовавших к тому времени представлений о строении асфальтенов, эти исследователи отвергают, как противоречащую экспериментальным данным, модель структуры асфальтенов, предложенную Абрахамом [62], как линейной полициклической системы, построенной из гексаметиленовых колец. Авторы подробно излагают свою точку зрения, подкрепляя ее опытными данными по составу и свойствам асфальтенов. Они справедливо обращают большое внимание на растворимость асфальтенов, как на одно из фундаментальных их свойств, непосредственно связанное с их химической природой. Чем беднее асфальтены водородом и, следовательно, чем выше степень ароматичности и конденсированности их, тем хуже они растворяются даже в самых эффективных органических растворителях. [c.512]

Особняком стоят представления Нелленштейна [63, 64 J о строении асфальтенов. Он считает, что асфальтены представляют собой микроскопические частицы графитного углерода, окруженные свободными радикалами и находящиеся в виде коллоидных растворов в смеси смол и масел. Это совершенно неправдоподобное представление о химической природе асфальтенов, особенно в нативном состоянии, не подтверждается экспериментальными данными и не встретило поэтому поддержки со стороны других исследователей. [c.517]

Впервые экспериментально осуш ествленный переход от нефтяны асфальтенов к смолам и углеводородам в условиях избирательного каталитического гидрирования позволил получить прямые доказательства наличия генетической связи в химическом строении асфальтенов, смол и высокомолекулярных углеводородов нефти [72—74]. Эти работы с несомненностью свидетельствуют о справддливости предположения о том, что углеродный скелет асфальтенов нефтяного и каменноугольного происхождения состоит из полициклических конденсированных ароматических систем. Количество колец в этой структуре, соотношение между карбо- и гетероциклическими структурными элементами, степень конденсированности структуры и соотношение атомов С циклического и ароматического характера, как и общее содержание гетероатомов в молекуле и соотношение главных из них (О, 8, К), в сильной степени зависят от химической природы нефти и природного асфальта, из которых выделены асфальтены, а также от условий их переработки. Зависят от происхождения асфальтенов и их свойства растворимость, молекулярный вес, температура плавления, фракционный состав и т. д. Интересные в этом отношении данные были получены при разделении асфальтенов разного происхождения при помощи избирательно действующих растворителей. [c.527]

В проведенных ранее исследованиях [1—5] выработаны некоторые общие представления об озонолитических превращениях смол и асфальтенов, о влиянии состава и строения этих веществ, химической природы исходной нефти и использованных растворителей на выходы и свойства продуктов. В настоящем сообщении впервые излагаются результаты прямого озонирования сырых нефтей. Этот процесс в сущности является таким специфическим 10 147 [c.147]

Влияние природы адсорбентов на результаты анализов (содержание асфальтенов, смол и парафина) нефтей кавказских месторождений изучали Л. Г. Гурвич и Н. И. Черножуков [151] и многие другие исследователи [152—154]. Основываясь на многочисленных анализах природных асфальтов, а также нефтей кавказских месторождений, А. Н. Сахапов дал одну из первых обобщающих работ по нефтяным смолам и асфальтенам [155]. В этой сводке приведена классификация смолисто-асфальтеновых веществ асфальтов, нефтей и продуктов переработки нефтей, количественное содержание их в различных продуктах и некоторые их свойства (растворим ость, плавкость, окраска и др.). Отмечалась сложная природа нефтяных смол. и асфальтенов, образовавшихся путем конденсации углеводородов самих по себе или же с участием в этом процессе кислорода и серы. Генетическая связь асфальтенов и смол с углеводородами выражалась схемой углеводороды -> смолы асфальтены. Многие свойства асфальтенов тяжелых нефтей и нефтяных остатков объясняются склонностью асфальтенов образовывать коллоидные растворы в смолах и некоторых углеводородах. Многие из этих положений, так же как и взгляды Маркуссона [156] на химическую природу асфальтенов и смол, не потеряли своего значения и в настоящее время, однако в них содержится их чисто внешняя, качественная характеристика. За последние 30 лет мы очень мало продвинулись в познании химического строения и свойств смолисто-асфальтеновых веществ нефтей и находимся в настоящее вре- [c.339]

Известны также гетероциклические соединения нефти, содержащие в своей молекуле атомы серы и кислорода. Это вполне согласуется с представлениями о том, что в основе структуры молекул смол и асфальтенов лежат поликонденси- рованные циклические системы, построенные из карбо- и гетероциклических колец. Хотя и нелегко, но все же возможно отделить от смол близкие к ним по строению углеродного скелета высокомолекулярные полициклические углеводороды. Методы, пригодные для осуществления такого разделения, должны основываться на различии в свойствах этих двух классов высокомолекулярных соединений нефти, обусловленном появлением в молекулах смол большего или меньшего количества гетероциклических структур. Это различие быть может можно успешнее использовать на основе химических методов (гидрирование, окисление и др.). Во всяком случае нельзя согласиться с высказанным отдельными исследователями предположением, что смолы, выделенные из нефтяных остатков, представляют собою механическую смесь углезодородов с сера-и кислородсодержащими органическими соединениями. Если бы это было так, то тогда элементарный состав смол, выделенных различными методами, различался бы в очень широких пределах. Между тем как сопоставление многочисленных данных анализов показывает, что такие характеристики, как отношение С Н, удельный и молекулярный веса, содержание кислорода и серы, а также сумма всех гетероэлементов, сохраняют довольно устойчивое постоянство для нефтей близкой химической природы, а отношение С Н — для смол большинства исследованных нефтей. Конечно же, полнота отделения углеводородов от смол в сильной степени зависит как от их химической природы, так и от совершенства применяемых методов разделения, что не может не сказываться в большей или меньшей степени на результатах анализов смол. [c.368]

Дзлаются попытки более полно характеризовать химическую природу и свойства узких фракций смол и асфальтенов. Исследования такого характера были начаты почти одновременно в ряде стран (Италия, Франция США, СССР, Германия и др.) и имели целью выяснение химического строения и технологических свойств основных компонентов высокомолекулярной части нефтей и асфальтенов. [c.13]

СОСТОИТ ИЗ большого числа структурных групп, находящихся на различном уровне сольватирующей и десольватирующей энергии. В первом приближении можно использовать упрощенное представление о составе битума, чтобы развить суждение о строении битума с точки зрения его коллоидной природы, которая определяется растворимостью составляющих компонентов. Исходя из этого упрощенного представления были развиты теоретические положения о строении битума [29]. Так, например, высказывалось предположение, что битумы представляют собой растворы асфальтенов в углеводородах отношение вязкости асфальтенов к вязкости растворителя рассматривалось как функция концентрации асфальтенов и температуры. При 120° С и выше асфальтены, ао-видимому, находятся в молекулярно-диспергированном состоянии, но при более низких температурах они образуют ассоциированные агрегаты. Физико-химические свойства битума зависят от концентрации асфальтенов и типа углеводородов-растворителей. Системы с богатым содержанием асфальтенов не обладают ньютоновскими свойствами, в то время как нефтп считаются ньютоновскими жидкостями. [c.197]