Нефть как дисперсная система

Нефти содержат твердые углеводородные частицы, построенные из молекул н-парафинов, высокомолекулярных ароматических или нафтеновых углеводородов. Эти частицы составляют дисперсную фазу в нефти, а сама жидкая часть нефти составляет дисперсионную среду. При нагревании нефти как дисперсной системы в ней меняется структура твердых частиц и это может влиять на свойства нефтяной дисперсной системы. При нагревании твердых н-парафиновых углеводородов с числом атомов С в молекуле от 16 до 24 и выше в них проявляется от одной до пяти модификаций (С. И. Колесников). В твердых н-парафиновых углеводородах при их нагревании или охлаждении происходит последовательно переход от одной структуры к другой в соответствии с правилом Оствальда, которое гласит В случае возможности протекания ряда фазовых переходов от менее устойчивого состояния к более устойчивому обычно вначале образуется более устойчивая модификация, а не самая устойчивая . [c.174]

Зависимости, связывающие формирование твердой микрофазы с содержанием в нефтях компонентов, потенциально способных образовать такую фазу, весьма мало изучены. Между тем такие зависимости представляют существенный теоретический и практический интерес, так как они позволят по такой четко определенной характеристике нефти, как химический состав, прогнозировать экспериментально трудно определяемое состояние нефти как дисперсной системы. Экспериментальное определение зтих зависимостей связано с труднопреодолимыми сложностями из-за практической невозможности моделирования природных нефтей. [c.31]

В рассматриваемой ситуации температура застывания выступает как системный показатель, характеризующий вполне определенное состояние нефти как дисперсной системы. Она фиксирует момент выделения из нефти твердой фазы, достаточной для превращения ее из состояния золя в гель. Поэтому изучение закономерностей влияния химсостава нефтей на температуру их застывания позволяет судить о количестве выделяющейся в сис- [c.32]

Нефтям как дисперсным системам присущи следующие характерные особенности [c.39]

Как видно, температура на процесс формирования твердых отложений наиболее существенно влияет через изменение структуры нефти как дисперсной системы. Однако ее влияние на процесс сказывается также через изменение вязкости дисперсионной среды. Повышение вязкости среды при охлаждении нефти приводит [c.52]

Таким образом, можно констатировать двоякое, взаимоисключающее влияние снижения температуры на процесс формирования твердых отложений с одной стороны, возрастает вероятность ускорения процесса из-за увеличения концентрации дисперсной фазы, с другой, такая вероятность уменьшается из-за повышения устойчивости нефти как дисперсной системы. Какой из этих вкладов окажется более весомым в конкретных условиях, определится абсолютным уровнем вязкости среды. При низких вязкостях ситуацию определяет первый вклад, при относительно высокой вязкости среды более весом второй вклад. Как было определено на практике /22/, при вязкости среды более 0,2 Ст отложение парафина не наблюдается даже при транспортировке газонефтяных смесей. [c.53]

Формирование отложений из движущегося потока нефти представляет собой значительно более сложное явление, чем осадкообразование в условиях покоя. Сложность этого явления объясняется рядом обстоятельств. Так, при движении нефти по трубе изменяются, как правило, такие физико-химические характеристики системы, как температура, давление, газонасыщенность и др., что приводит к изменению структуры нефти как дисперсной системы. Кроме того, в гидродинамических условиях на частицу дисперсной фазы оказывает воздействие в направлении потока определенная инерционная сила, величина которой зависит как от размера частицы, так и скорости потока, в результате не всякая частица, даже вступившая в контакт с поверхностью, может удержаться на ней и участвовать в формировании отложений. Все это усложняет понимание истинной картины протекающих процессов в целом, с одной стороны, и четко выделить влияние каждого конкретного фактора - с другой. [c.62]

Разделение нефти как дисперсной системы [c.192]

Согласно современным представлениям, нефть — дисперсная система, т е раствор высокомолекулярных соединений в низкомолекулярных [403] Основу существующих технологий переработки нефти составляют процессы фазообразования (кипения, кристаллизации, стеклования и т д ), а формирование новой фазы в исходной (например, переход из жидкого состояния в твердое — образование парафина, кокса) осуществляется через дисперсное состояние Технология переработки нефти как дисперсной системы требует учета всех стадий образования фаз, возможности влияния внешних воздействий (температуры, давления, скорости нагрева и тд ) на кинетику и степень превращения исходных веществ в новые продукты Характер фазовых переходов в процессах технологической переработки предопределен составом исходной нефти и нефтепродуктов Для оптимизации качества продуктов необходимо знать взаимосвязи состава, ресурсов (выход на нефть) с основными показателями качества фракционным составом, температурой кристаллизации и застывания итд Сведений в литературе о таких зависимостях недостаточно Успешное решение этой проблемы возможно только на основе глубокого понимания взаимосвязи между свойствами нефтепродуктов, их составом и строением на молекулярном уровне, что требует привлечения спектроскопии ЯМР [c.249]

Примером проявления свойств нефти как дисперсной системы служит следующая ситуация. Дебит скважины могут ограничивать факторы, связанные с физико-химическими свойствами потока, движущегося в условиях изменяющегося давления и температуры. К ним относятся песчаные пробки, образующиеся в результате скрепления частиц вяжущими компонентами нефти, АСПО, кристаллогидраты природных газов и др. [c.49]

Нефть как дисперсная система [c.307]

Наиболее существенным фактором, влияющим на состояние нефти как дисперсной системы, является температура. Любое образование новой твердой макрофазы в виде отложений на поверхности возможно лишь после возникновения в объеме нефти диспергированной твердой микрофазы /4, 30/. Поэтому при температурах, выше температуры насыщения нефти парафинами, заметных отложений на поверхности оборудования не наблюдается. Опасность образования отложений возникает лишь ниже температуры насыщения, когда образуется твердая микрофаза и нефть превращается в свободнодисперсную систему, в которой дисперсные частицы не связаны друг с другом и способны независимо перемещаться в дисперсионной среде под влиянием броуновского движения или силы тяжести. При дальнейшем снижении температуры, после достижения характерного для каждой нефти ее критического значения, благодаря повышению концентрации дисперсной фазы нефть превращается в связнодисперсную систему - гель, в которой дисперсные частицы связаны друг с другом за счет межмолекулярных сил и образуют своеобразные пространственные сетки, формируя структурные каркасы и превращая нефть в структурированную жидкость. В гелеобразном состоянии дисперсные частицы практически теряют возможность свободно перемещаться внутри системы. Температура гелеобразова-ния является весьма важной технической характеристикой дисперсной системы как минимальная температура, при которой в отсутствии механического воздействия система способна находиться в подвижном состоянии. [c.46]

Формирование дисперсной структуры нефти определяется, в основ-но.м, температурой и при наличии газа - также давлением в системе. Закономерности протекания процессов, составляющих первую стадию, рассматривались ранее. В пределах температур, в которых возможно, образование отложений, гидравлическое состояние системы на протекании процессов, составляющих первую стадию, практически не сказывается. Влияние гидравлической ситуации на состояние нефти как дисперсной системы проявляется лищь при температурах, ниже температуры гелеобразования, когда механическое перемешивание способно разрушить пространственную сетку, составленную из сшитых кристалликов парафина, и поддерживать нефть в свободнодисперсном состоянии. Между тем именно гидравлическое состояние в системе определяет особенности протекания последующих двух стадий. Закономерности перемещения частиц дисперсной фазы к местам формирования отложений, а также баланс сил, обеспечивающий закрепление частиц на поверхности подложки, полностью обуславливаются гидравлической ситуацией в системе. [c.54]

Разработка преветивных методов предотвращения формирования органических отложений развивается в следующих двух направлениях путем воздействия на структуру нефти как дисперсной системы и модификацией поверхности подложки, на которой формируется отложение. Наиболее радикальным способом изменения дисперсной структуры нефти является превращение ее в молекулярный раствор. В таком случае образование отложений на поверхности оборудования будет определяться лишь адсорбцией асфальтенов и смол и толщина таких отложений, как видно из табл. 3.2,не будет превышать долей микрона. [c.134]

Ввиду экономических ограничений к применению теплового воздействия для регулирования фазовой структуры нефти, широкое применение нашли различные химические методы воздействия на дисперсное состояние нефти с использованием разнообразных растворителей и композиций химических веществ. По механизму воздействия на структуру нефти как дисперсной системы предлагаемые растворители и композиции можно разделить на две группы растворители, повышающие растворяющую спо-собностъ дисперсионной среды, и композиции, модифицирующие дисперсную фазу. К первой группе относятся, как правило, органические растворители, обладающие более высокой растворяющей способностью по отношению к твердым парафинам и асфальтенам, чем сама нефть. При добавлении растворителей этой группы к нефтям предотвращается или существенно снижается образование дисперсной фазы, что уменьшает образование отложений. При смешении этих растворителей с нефтью растворяющая способность образующейся смеси повышается практически аддитивно, поэтому для существенного повышения растворяющей способности дисперсионной среды требуется добавлять растворители в соотношениях, сопоставимых с количеством самой нефти. Это обстоятельство делает энергетически маловыгодным широкое применение веществ этой фуппы, поэтому они находят применение лишь в профилактических методах, когда объем растворов незначителен. [c.136]