Битумы молекулярный вес

Количественный групповой анализ ГАС ряда типов (сульфидов, тиофенов, простых эфиров, фуранов, пиридинов) затруднен из-за отсутствия в их спектрах полос, пригодных для использования в качестве аналитических. При изучении тяжелых фракций нефтей и битумов методами ИК спектроскопии возникают дополнительные трудности в связи с теж, что некоторые типы функциональных групп (фенольные, карбонильные, сульфоксидные), присутствуя в составе высокомолекулярных, соединений нефти, поглощают при меньших частотах, чем в составе чистых модельных соединений. Этот эффект связывают с более интенсивными меж-молекулярными взаимодействиями и ассоциацией молекул ВМС, содержащих повышенное количество этих функциональных групп [129, 131, 230]. [c.29]

Рис. 8. Влияние КРС масляного компонента и содержания смолистого компонента битумов на коллоидную стабильность битумов. Молекулярный вес ного компонента

Изменение реологического поведения предопределяет изменение технических свойств битумов. Повышение степени структурированности битумов с одинаковой пенетрацией при 25° приводит к повышению температуры размягчения, увеличению пене-трации при О °С и уменьшению дуктильности. Изменение молекулярной массы масляного компонента также оказывает некоторое влияние на свойства битума, сказываясь прежде всего на консистенции при уменьшении молекулярной массы заметно увеличивается разбавляющая способность масел. [c.287]

Молекулярная структура компонентов битума. Структуры компонентов битума имеют большое сходство. Каркас структуры молекул образуется углеродным скелетом, составляющим 30—90% общей массы молекул. Как показано в работе [7], центральное ядро молекулы составляет полициклическая система, в состав которой входят шестичленные карбоциклические, преимущественно бензольные и отчасти циклопентановые и гетероциклические, кольца. Большая часть колец образует конденсированную полициклическую систему, в основном ароматическую. На периферии этой системы часть водорода замещена на ме-тильные группы и короткие (Сг—С4) разветвленные и нераз-ветвленные алифатические цепочки. Заместители могут включать и функциональные группы. [c.10]

Молекулярная масса входящих в битум соединений колеб лется в широких пределах. Причем если для смол нет сущест венного расхождения результатов, полученных разными исследо вателями, то для асфальтенов расхождения находятся в преде лах 2000—300 000. Как отмечает С. Р. Сергиенко, низкие зна чения отвечают истинной молекулярной массе, а значения выше 10 000 — массе надмолекулярных частиц, т. е. разной сложности ассоциатов молекул асфальтенов. В целом битум представляет собой ряд соединений с непрерывно возрастающей молекулярной массой 8]. [c.11]

Этот способ очень удобен для определения молекулярных весов тяжелых нефтепродуктов (гудронов, битумов и др.). Расхождение при двух параллельных определениях не должно превышать 2Ь5%- [c.66]

Представленные зависимости получены при использовании масляных компонентов с молекулярной массой примерно 500, что соответствует средним цифрам для битумов. Изменение молекулярной массы также влияет на свойства битумов, но в меньшей степени. Так, при изменении молекулярной массы масляного компонента в пределах 400—600 вязкости неразрушенной структуры различаются меньше чем на порядок. Мало влияет [c.28]

Молекулярная масса асфальтенов, выделенных из венесуэльского битума, определенная различными методами [160] [c.11]

Одновременно показано, что с использованием аппаратов данного типа можно при необходимости проводить модификацию битумов различными добавками, причем процессы модификации проходят на молекулярном уровне. [c.37]

Процесс синтеза нефтеполимеров проводился в реакторе периодического действия при режимах температура 200-275 С продолжительность 6-8 час. Пробы отбирались с интервалом 1 час. Контролировались следующие параметры системы температура размягчения (Т ), среднечисловая молекулярная масса (ММ), коксуемость (К), относительная плотность (р). По электронным спектрам поглощения определялись эффективный потенциал ионизации (ПИ), эффективное сродство к электрону (СЭ), энергия активации вязкого течения (Е ), концентрация парамагнитных центров (С ) [3]. Свойства битум-стирольных композиций представлены в табл. 1. [c.110]

Значительная часть работ посвящена исследованию коллоидных свойств смол и асфальтенов. Для оценки агрегированных частиц нефти, битума и асфальтенов широко применяются такие методы, как электронная микроскопия и центрифугирование. Изучению поляризационных и молекулярно-поверхностных свойств асфальтено-смолистых веществ нефтей уделяется неоправданно мало внимания, хотя знание этих свойств имеет фундаментальное значение для объяснения ассоциативных явлений. [c.181]

Влияние состава и строения углеводородов Са—Се и простых эфиров на полноту осаждения асфальтенов иллюстрируется данными табл. 22. В качестве объекта был взят остаточный битум из мексиканской нефти (т. размягч. 57° С по методу кольца и шара пенетрация при 25° С равна 46) [4]. Обработка этого остаточного битума при комнатной температуре равными объемами разных растворителей дала данные, приведенные в табл. 22. Как в ряду парафиновых углеводородов, так и в ряду простых эфиров, примененных в качестве осадителей асфальтенов, отчетливо проявляется влияние двух факторов — состава и строения этих веществ — на растворяющую способность их в отношении асфальтенов чем выше молекулярный вес углеводородной части молекулы и чем больше степень разветвления углеродного скелета, тем выше растворяющая способность их в отношении асфальтенов, или, что то же самое, тем меньше количество осаждаемых ими асфальтенов из раствора. Циклогексан и его метил-и этилзамещенные полностью растворяют первичные асфальтены (асфальтены в осадок не выпадали). [c.72]

В органических растворителях, обусловлено размерами их молекул (молекулярным весом) или степенью метаморфизма органического вещества в природных битумах. [c.99]

Интересные данные были получены и при окислении остаточных битумов сернистым ангидридом [54]. Изучение химизма реакции показало, что наиболее реакционноспособными являются нафтено-ароматические углеводородные структуры высокомолекулярных компонентов нефтей. При окислении остаточных битумов сернистым ангидридом увеличиваются величина отношения С/Н и средний молекулярный вес битума, растет и содержание серы, т. е. часть серы SO2 переходит в битум. Вероятно, окисленные асфальтены образуются в результате дегидрирования и поликон- [c.136]

В результате взаимодействия асфальтенов битума Атабаски и хлоридов металлов получаются нерастворимые продукты, преимущественно имеющие больший молекулярный вес, чем исходные асфальтены. В работе [79] была использована стандартная методика обработки битумов хлоридами металлов. Анализ полученных продуктов приведен в табл. 45. На основании этих данных и с помощью ИК-спектроскопии и ЯМР был произведен статистический структурный анализ [84], на основании которого и были сделаны все последующие выводы. [c.150]

Значения молекулярного веса асфальтенов (выделенных из остаточного венесуэльского битума [33]), определенного разными методами [c.501]

В состав органической части каменных углей входят битумы, гуминовые кислоты и остаточный уголь. Молекулярная структура органической части угля представляет собой жесткий трехмерный полимер нерегулярного строения, содержащий подвижную фазу в виде разнообразных мономолекулярных соединений. Обе фазы построены из отдельных фрагментов, включающих ароматические, в том числе многоядерные и гидрированные системы с алифатическими заместителями и азотсодержащие гетероциклы, соединенные мостиковыми связями С-С, С-О-С, С-8-С и С-МН-С. Степень конденсированности фрагментов (п) зависит от степени углефикации каменного угля. Так, при степени углефикации 78% п = 2, при степени 90% п = [c.156]

Доля и состав выделенных асфальтенов зависят от применяемого растворителя и условий осаждения [145]. Плотность асфальтенов более 1 г/см (10 кг1м ). Элементарный состав (в вес.%) углерода 80—84 водорода 7,5—8,5 серы 4,6—8,3 кислорода до 6 азота 0,4—1. Содержание гетероатомов в асфальтенах выше, чем в маслах и смолах, выделенных из того же битума. Молекулярный вес асфальтенов 1 200—200 ООО. [c.12]

А. С. Колбановская, изучавшая битумы, вырабатываемые на различных нефтеперерабатывающих заводах из различного сырья, отмечает, что дорожный битум Ухтинского НПЗ характерен наименьшим содержанием парафина (0,6%) и обладает высокими прочностными свойствами (когезией), обусловливающими прочность асфальтобетона. Битум БН-П, полученный из ярегской нефти, имеет наи-высший среди других битумов молекулярный вес (981), наименьшее содержание масел (55,6%) и йодное число 22,2. [c.145]

Длги.чиот (ппилипяние) оценивают по степени покрытия битумом поверхности частиц щебня или гравия после обработки образца в кипящей воде. Адгезионная способность битума зависит от его химического состава в присутствии парафина она снижается, поэтому его содержание ограничивается (не более 5 %). С повышением молекулярной массы асфальтенов, входящих в состав битума, адгезионные его свойства улучшаются. [c.74]

Сравнивая битумные композиции с разной пенетрацией при 25 °С, можно отметить аномалию повышение в ряде случаев температуры размягчения с увеличением пенетрации при 25°С, т. е. с увеличением содержания масла. Эта аномалия сильнее проявляется при уменьшении Кр.с. и увеличении отношения А/С, а также молекулярной массы масла [24]. Подобная аномалия наблюдалась ранее и другими исследователями при разбавлении битумов разбавителями различной природы (рис. 12) [15]. Сущность такого явления объясняется взаимодействием двух процессов — разбавления и структурирования, происходящих при добавлении масла. При некотором соотношении компонентов роль структурирования может преобладать. Такое объяснение делает понятным усиление аномалии при повышенных отношениях А/С (когда больше потенциальных центров структуры), при уменьшении Кр.с. масляного компонента (что опять-таки способствует структурированию) и при увеличении молекулярной массы масляного компонента (что уменьшает яффектив-ность разбавления). [c.29]

Некоторые структурные параметры, особенно среднюю ароматичность, удобнее определять по спектрам ЯМР С, так как последние непосредственно отражают особенности углеродного скелета. Этот способ молекулярной спектроскопии, чрезвычайно информативный при анализе индивидуальных соединений или очень-узких фракций, в нефтяном анализе использовался, как это ни парадоксально, при изучении лишь самых сложных смесец ГАС нефтяных остатков, битумов, асфальтенов [69, 241, 242 и др.]. [c.31]

Большие возможностп уточнения стру стурно-группового анализа нефтяных фракций кроются в совместном использовании данных ЯМР и других физико-химических методов. Сочетая результаты определения молекулярных масс, элементного состава, ПМР и ЯМР 1 С анализа, можно рассчитать 15—20 структурных параметров средней молекулы ароматической [244] или асфаль-теновой [245] фракций нефти или битума. Некоторые допущения, неизбежные прп использовании только радиоспектроскопических методов такого анализа, можно обосновать, привлекая данные И К спектроскоппп [246]. [c.32]

В промышленности уже в течение многих лет применяется окисление прямогонных нефтяных остатков, главным образом с целью изменения реологических свойств получаемых из них битумов. В процессе продувки остатков воздухом кислород взаимодействует с компонентами сырья при температуре 200—350 °С. При этом химический состав и соответственно молекулярная структура и свойства остатков изменяются. Соотношение углерод водород для асфальтенов снижается при окислении с 11 1 до 10,5 1. Для смол и масел это соотношение уменьшается, но в меньшей степени (с 8 1 до 7,7 1). Пары воды, двуокись углерода и низкомолекулярные продукты окисления (эфиры, кислоты и альдегиды) удаляются из реакционного объема вместе с продувочными газами. Целевым продуктом является окисленный битум, который существенно отличается от исходного, неокисленного сырья. При окислении изменяется его групповой состав уменьшается содержание масел и значительно возрастает количество асфальтенов, продуктов поликонденсации. Количество силикагелевых смол в некоторых случаях уменьшается, а в других несколько возрастает. [c.32]

В отделе битумов нашего института в последние годы экспериментально подтверждено положение о существенном снижении энергозатрат и отходов производства при использовании в процессе окисления аппаратов с управляемой кавитацией. Установлено, что на 60-80 С можно снизить температуру процесса с одновременным снижением расхода воздуха на окисление в 1,5-2раза, и при этом скорость окисления возрастает на порядок. Одновременно показано, что с использованием аппаратов данного типа можно при необходимости проводить модификацию битумов различными добавками, причем процессы модификации проходят на молекулярном уровне. [c.66]

Проведенные исследования по улучшению эксплуатационных свойств герметизирующю и гидроизоляционных мастик на основе тяжелых нефтяных остатков с полимерами и каучуками показали, что важной характеристикой является растворимость полимеров и каучуков. Исследования способности тяжелых нефтяных остатков растворять полимеры и каучуки показали, что к полимерам низкой растворяющей способностью обладает крекинг-остаток дистиллятного происхождения (ДКО), лучшей - битум БН 60/90. С увеличением молекулярной массы тяжелых нефтяных остатков их растворяющая способность увеличивается. [c.292]

Исследование большого числа образцов высокоплавких битумов, поученных глубоким окислением различного по природе сырья, показало, то высокоплавкие битумы с температурой размягчения по КиШ выше 00°С отличаются от других битумов, особенно дорожных марок, боль-ими молекулярными массами и плотностью, содержанизм большого коли-ества асфальтенов и смол,сумма которых обычно превышает 50%. [c.43]

Кинетика старения битумов обусловлена спецификой протекания в них химических реакций и процессов формирования равновесных надноде-кулярных структур. Как известно, кинетика химических реакций и формирования надмолекулярных структур находится в пряной зависимости от структурного состояния битумов и интенсивности молекулярных движений. Вследствие увеличения молекулярной подвижности по мере повышения температуры скорость химических превращений в органических соединениях, в том числе и у битумов, всегда возрастает. В то же время скорость формирования равновесных надмолекулярных структур в битумах при определенных температурах имеет экстремальную величицуГ 1J. [c.77]

При понижении вязкости битумов их молекулярная подвижность возрастает, что позволяет предполагать о более высокой скорости протекания в них химических превращений, чем у высоковязких битумов. В то же время в каловязких битумах изменение свойств при формировайии надмолекулярных структур происходит в меньшей степени, чем у высоко- [c.77]

Уже отмечалось, что состав и строение нефтяных смол и асфальтенов имеют много общего, прежде всего, это сходство элементов структуры углеродного скелета и их элементного состава. В сырых нефтях и в тяжелых остатках от прямой перегонки нефтей значение величин отношения смолы/асфальтены варьирует, как правило, в пределах от 9 1 до 7 3, а в окисленных битумах и тяжелых крекинг-остатках — от 7 3 до 1 1 [6]. Большая физическая и химическая гетерогенность смолисто-асфальтеновых веществ, слабая термическая стабильность и близость структуры и элементного состава их молекул делают крайне трудной задачу их разделения и нахождения четкой границы раздела, если таковая существует. В распределении по молекулярным весам нефтяных асфальтенов и смол есть известное подобие спектру полимергомологов — от олигомеров до высокомолекулярных полимеров. Различие в элементном составе смол и асфальтенов иллюстрируется данными, полученными разными исследователями на обширном материале нефтей, асфальтов и тяжелых нефтяных остатков. Асфальтены, как правило, осаждались н-пентаном и переосаждались из бензольного раствора смолы си-ликагелевые, т. е. выделенные адсорбционной хроматографией на крупнопористом силикагеле. [c.45]

Исследование состава, свойств и молекулярных весов смол и асфальтенов, выделенных из тяжелых остаточных продуктов высокотемпературной и окислительной переработки нефти (крекинг-остатки, окисленный и остаточный битум, гудрон и др.), показало, что они заметно отличаются от первичных смол и асфальтенов, выделенных из сырых нефтей [31—35]. Смолы, выделенные из отбен-зипенной и откеросиненной нефти, из 50%-ного мазута, гудрона, крекинг-остатка, окисленного битума, характеризовались более низкими молекулярными весами, чем смола, выделенная из сырой нефти. То же самое относится п к молекулярным весам асфальтенов, выделенных из тяжелых остатков переработки нефти. Причем молекулярные веса смол и асфальтенов, выделенных из тяжелых нефтяных остатков, тем ниже, по сравнению с молекулярными весами первичных смол и асфальтенов, выделенных из сырых нефтей, чем более глубокой химической переработке нефть подвергалась. Несмотря на более низкие значения молекулярных весов вторичных, т. е. претерпевших химические изменения, смол и асфальтенов, по сравнению с первичными, растворимость их в органических растворителях ухудшается. Так, например, первичные асфальтены растворимы в циклогексапе, а асфальтены, выделенные из тяжелых остатков высокотемпературной переработки нефти, наоборот, нерастворимы в циклогексане. Это применяется в аналитической практике для разделения первичных и вторичных нефтяных асфальтенов. [c.84]

В окисленном асфальте сильно повышается величина отношения асфальтейы/смолы, что результируется в некотором увеличена его молекулярного веса, повышении твердости и хрупкости, снижении эластичности температура размягчения повышается, не-нетрация снижается. В элементном составе наблюдается изменение идет заметное обогащение серой и углеродом и обеднение водородом (отношение С/Н повышается). Почти весь кислород, содержащийся в 302, выделяется в виде реакционной воды. Это обстоятельство, а также накопление серы в окисленном битуме, несомненно, указывают на то, что основным агентом дегидрирования при воздействии па нефтяные остатки двуокиси серы является содержащийся в ней кислород сера же, если и участвует в процессе дегидрирования, то лишь в незначительной степени. Основное направление ее действия состоит в сшивании углеродных скелетов с образованием трехмерных структур. Процесс этот напоминает вулканизацию каучука при нагревании с элементной серой. Вновь образовавшиеся молекулы асфальтенов в результате конденсации двух и более молекул ароматизированных в результате дегидрирования углеводородов и смол способствуют накоплению в битуме более жестких с меньшим молекулярным весом асфальтенов, чем первичные асфальтены. Эти новые полициклоароматические кон- [c.85]

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]

Существенный прогресс в формировании представлений о макроструктуре асфальтенов, а также методах разделения их по молекулярным весам позволил приступить к исследованию влияния на свойства битумов не вообще асфальтенов, а отдельных их фракций, резко отличающихся по своим физическим свойствам [30]. Были исследованы три битума босканский асфальтенового основания (Венесуэла), Мидуэй спешиал нафтенового основания (Калифорния) и Сафания парафинового основания (аравийский). Деасфальтизацией этих битумов м-пентаном были выделены асфальтены, которые резко различались по составу и характеру. Образцы фракционировались методом препаративной хроматографии на геле, готовились растворы асфальтенов и их фракций в различных растворителях. Затем определялась зависимость вязкости растворов от концентрации, молекулярного веса и структуры асфальтенов, растворяющей способности растворителя с целью вы- [c.197]

Из приведенных выше сообщений видно, что в последнее время проявляется тенденция к комбинированию процессов химической переработки большой группы природных каустобиолитов — нефти, сланцев, углей, твердых битумов и природных углеводородных газов — с целью -нахождения оптимальных технико-экономических и технологических условий их использования как для чисто энергетических целей, так и для производства широкого ассортимента химпческого сырья. В переработке тяжелых нефтяных остатков в последние годы все чаще п чаще начинают использовать термохимические и гидрогенизационно-каталитические процессы, весьма близко напоминающие процессы, применявшиеся более полустоле-тия назад при химической переработке коксохимической смолы, получаемой прп коксовании углей. Неудивительно помому, что появилась тенденция и к совместной переработке нефти, сланцев и углей. Переработка тяжелых нефтяных остатков, так же как и переработка каменноугольной смолы, сопровождается некоторыми трудностями, связанными с присутствием в сырье неуглеводородных компонентов — высокомолекулярных полициклических, силь-ноароматизированных конденсированных соединений. В составе и строении этих соединений, так же как и в групповом составе тяжелых нефтяных остатков и каменноугольных смол, наблюдается большое различие. Это и обусловливает неизбежные трудности при попытках совместной их переработки. Даже в смолисто-асфальтеновых веществах, и в высокомолекулярной углеводородной части нефтей разной химической природы, и в остаточных продуктах переработки этих нефтей наблюдается весьма существенное различие. Так, исследованпя элементного состава, молекулярных весов [c.253]

И других СВОЙСТВ асфальтенов, выделенных из природных битумов разных месторождений и разной химической природы (битум асфальтового основания венесуэльского месторождения Боксан, битум нафтенового основания калифорнийского месторождения Медуэй, битум парафинового основания аравийского месторождения Сафоний) показали, что они резко различаются между собой и по составу, и по свойствам [16]. Значительное различие в соотношении молекул асфальтенов с разными массами сильно сказывалось на их растворимости и реологических свойствах, на температурной зависимости вязкостных свойств. Эти свойства, наряду с адгезией к твердым минеральным материалам и погодостойкостью, имеют важное значение и учитываются в случае применения технических битумов в качестве дорожных покрытий, в производстве кровельных и гидроизоляционных материалов. Различия в элементном составе (прежде всего в отношении С/Н), молекулярных весах, растворимости и других свойствах асфальтенов, выделенных из остаточных продуктов переработки нефти, зависят в сильной степени от продолжительности высокотемпературной обработки нефти и нефтепродуктов и от реакционной среды (окислительной, восстановительной, нейтральной). [c.254]

Весьма высокое значение криоскоинческой константы камфоры нозволяет с успехом использовать последнюю в микрометоде по Расту [23]. Определение молекулярного веса микрометодом было использовано некоторыми исследователями при изучении церезинов и основных составляющих битумов [24—26]. Существенное влияние на степень ассоциации веществ в растворе, помимо температуры, оказывает полярность растворителей. Поэтому иногда использовали для криоскопических измерений нитробензол [22], стеариновую кислоту [27 ], фенол и другие полярные растворители. [c.500]

На рис. 67 схематически представлены стадии перехода НДС из одного состояния в другое в зависимости от температуры. Разделение схемы на две области вне пределов зоны молекулярных растворов ( Ж) основано на различии в прочности связи внутри структурных единиц и между ними. Химический состав, порядок расположения молекул, расстояние между ними, структура студней, золей и гелей в двух областях АЕ и ЖМ) и их свойства могут отличаться принципиально друг от друга. Область, в пределах которой действуют ММВ, имеет участки АБ (студни) и ГЕ (золн). Участок АБ, в свою очередь, состоит из двух зон, в которых соответственно образуются упру-го-хрупкие и упруго-пластичные студни (на рис. (з7 они не показаны), как и участок ГЕ, который включает зону ГД (кинетически неустойчивое состояние золя). Каждая зона отделена друг от друга характерными температурами, в пределах которых сохраняется одна и та же закономерность изменения свойств НДС. Соответственно пх именуют в точках температурами Б — стеклования (кристаллизации), В — плавлепия, Д — перехода в устойчивое дисперсное состояние, Е — перехода в состояние молекулярного раствора. В зоне ЕЖ нефтяная миогокомсюнент-пая система находится в состоянии молекулярных растворов. В некоторых остатках (пеки, битумы) зона ЕЖ вообищ может отсутствовать. [c.185]

К другим типам усреднения приводят методы исследования гидродинамических свойств растворов асфальтенов и соответствующие им срёдние молекулярные массы навываются среднегидродинамическими М г). Их определяют по вязкости растворов, константе седиментации или коэффициенту диффузии. Средние молекулярные массы, полученные различными методами, различаются между собой в тем большей степени, чем шире молекулярно-массовое распределение полимера По относительному значению они располагаются в ряд М < Мш < Мг. Для различных асфальтенов установлена- высокая полидисперсность [306]- Так, для ряда асфальтенов, выделенных из битумов деасфальтизации, значение Мя (определенное криоскопически в бензоле), равно 2200, а Mw, определенная по скорости диффузии в бензольном растворе, составляет 8540. Отношение M lMn — 3,5 указывает на высокую степень полидисперсности асфальтенов. [c.152]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология