Тяжелые нефти и Нефтяные битумы
.pdf
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Тяжелые нефти в условиях истощения традиционных энергетических ресурсов приобретают все большее значение в мировой экономике. Особое значение они имеют и в России, где месторождения легкой нефти выработаны более чем наполовину, и одновременно - действующие и потенциальные переработчики в большинстве случаев не имеют прямого доступа к ресурсам. Тяжелые нефти могут быть использованы в строительстве (дороги, здания), а после очистки их можно использовать в химической промышленности - для производства клеев и пластиков различного назначения.
Компонентный состав
Тяжелые нефти и Нефтяные битумы - это такие системы, в состав которых входят следующие группы веществ, различающихся по растворимости:
- асфальтены (наиболее высокомолекулярные соединения нефти), которые растворимы в хлороформе, сероуглероде, не растворяются в спирте, эфире и ацетоне. Асфальтены обуславливают твёрдость и высокую температуру размягчения битума, смолы – его эластичность и цементирующие свойства, масла – морозостойкость;
- асфальтогеновые кислоты – кислые смолистые вещества, растворимые в спирте, хлороформе, плохо растворимые в бензине;
- нейтральные смолы, растворимые в |
нефтяных маслах, бензоле, эфире, хлороформе и |
||||||
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts |
обработке |
в |
асфальтены; |
||||
уплотняющиеся |
при |
нагревании |
и |
кислотной |
|||
-нефтяные масла ;
-карбены – высокомолекулярные вещества, образующиеся вследствие уплотнения асфальтенов в присутствии серы; растворимы в пиридине, сероуглероде;
- карбоиды – вещества не растворимые в органических растворителях. Более подробно рассмотрим некоторые из них.
В |
состав |
молекулы |
асфальтена |
входят |
|
фрагменты гетероциклических, алициклические, конденсированных углеводородов, состоящие из 5-8 циклов. |
|||||
Крупные |
фрагменты молекул связаны |
между |
собой мостиками, |
содержащими метиленовые |
группы |
и гетероатомы. |
|
|
|
|
|
Наиболее |
характерные заместители в |
циклах |
‒ алкилы с небольшим количеством углеродных |
атомов |
|
и функциональных группы, например, карбонильная, карбоксильная, меркаптогруппа.
Асфальтены склонны к ассоциации с образованием надмолекулярных структур, представляющих собой
стопку плоских молекул с расстоянием между ними около |
0,40 нм. |
|
|
|
Следует отметить, что асфальтены выделяются из битумов на основании их нерастворимости в |
||
|
|||
низкомолекулярных парафиновых углеводородах (С5-C7). И |
причиной их нерастворимости может быть не только |
||
наличие конденсированных ароматических структур, но и наличие полярных групп. Методы анализа, такие как рентгеновская дифракция, масс-спектрометрия и парамагнитный резонанс, показали, что в состав молекул асфальтенов входят ароматические системы, состоящие из двумерных дискообразных пластин, имеющих диаметр в пределах от 8,5 до 15 Ангстрем. Эти величины соответствуют размерам периконденсированных полиядерных ароматических углеводородов приблизительно с 7-18 кольцами. Большинство из них имеет короткие алкильные заместители. В молекулу может входить от 3 до 7 таких пластин, соединенных между собой алкильными цепочками, состоящими из 4-5 атомов углерода. Изучение спектров парамагнитного резонанса битумов показало, что основным
источником парамагнетизма являются асфальтены. Как выяснилось, в 1 г асфальтенов содержится |
2-4*10 |
свободных радикалов, что соответствует примерно одному парамагнитному центру на 100 молекул (при молекулярном весе-2000).
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts