СЕМИНАР 12

Высокомолекулярные соединения нефти

В нефтях наряду с основными углеводородными макрокомпонентами присутствуют различные группы высокомолекулярных гетероатомных соединений, объединяемых общим термином «смолисто-асфальтеновые вещества» (САВ). Смолисто-асфальтеновые вещества — гетероатомные высокомолекулярные соединения, включающие нефтяные смолы и асфальтены. Количество этих веществ в нефтях варьирует в пределах 1-40 %.

По содержанию САВ нефти делят на 3 группы:

• до 5 % мас. – малосмолистые

• 5 – 15 % мас. – смолистые

• выше 15 % мас. – высокосмолистые

В основном САВ концентрируются в фракциях выкипающих более 350^оС.

В САВ полностью сконцентрированы содержащиеся в нефтях металлы (V,Ni,Fe,Coи др.) а также большая часть кислорода, азота и значительная часть серы. САВ образуют пробки при перекачивании нефти (АСПО). САВ используют для получения нефтяных стабилизаторов.

При аналитическом определении САВ делят на следующие группы:

1. асфальтены – вещества, нерастворимые в легких парафиновых УВ

2. асфальтогеновые кислоты, нерастворимые в легких парафиновых УВ, но растворимые в горячем этиловом спирте

3. смолы, растворимые во всех нефтяных растворителях

4. карбены растворимые только в сероуглероде

5. карбоиды, нерастворимые в известных органических растворителях

Смолы — темноокрашенные, различающиеся по консистенции (от пластичной до твердой), молекулярной массе, содержанию микроэлементов и гетероатомов вещества. Нефтяные смолы – вязкая или твердая но легкоплавкая масса темно-бурого цвета. ММ –700 –1000. При выделении можно разделить смолы на нейтральные (бензольные ) и кислые (спирт-бензольные). Асфальтены наиболее высокомолекулярные гетероорганические вещества нефти, представляющие собой твердые продукты от черно-бурого до черного цвета.

Асфальтены обладают черным или темно-коричневым цветом и хрупкостью. Содержание их в нефтях 1-5 % мас., их доля в смолисто- асфальтеновой части 15-30 % мас. При нагревании свыше 350^оС разлагаются с выделением газов и превращаются в кокс. Асфальтены склонны к ассоциации. ММ 2000-140000 а.е.м. в зависимости от метода определения. Асфальтены имеют как правило 3 ароматических или гетероароматических кольца, благодаря чему имеют плоское пространственное строение. Свежевыделенные асфальтены хорошо растворяются в сероуглероде, хлороформе, четыреххлористом углероде, бензоле и его гомологах, циклогексане и ряде других растворителей, не растворяются в низкомолекулярных алканах (C6-C8),диэтиловом эфире, ацетоне и др. Однако со временем, особенно под действием солнечного света, асфальтены теряют способность растворяться в бензоле. Карбены и карбоиды внешне напоминают асфальтены, но отличаются от последних более темной окраской. В сырых нефтях практически не встречаются.

Существующие в настоящее время методы по выделению и количественному определению содержания смолисто-асфальтеновых веществ в нефти и нефтепродуктах можно разделить на сольвентные, адсорбционные, термокаталитические, химические. Методы реализованы в промышленном, полупромышленном масштабах и имеют препаративное значение. Деасфальтизация растворителями, при которой смолисто-асфальтеновые вещества не претерпевают химических превращений, а растворитель регенерируется и используется многократно, изучена наиболее полно как в лабораторных, так и в полупромышленных и промышленных условиях.