ХИМИЯ НЕФТИ И ГАЗА

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основные понятия физикохимической механики нефтяных дисперсных систем

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Цель физико-химической механики – установление закономерностей образования пространственных структур в дисперсных системах, а также процессов

деформации и разрушения таких структур в зависимости от физико-химических и механических факторов.

Структурные единицы нефтяной дисперсной системы имеют сложное строение, обусловленное природой и геометрической формой макромолекул ВМС, поверхностными силами между ними, взаимодействием дисперсной фазы с дисперсионной средой и другими факторами.

Для описания явлений в нефтяной дисперсной системе предложена модель сложных структурных единиц

(ССЕ).

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Сложная структурная единица

3

2

1

1 - ядро; 2 - сольватная оболочка;

3 - промежуточный слой

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ССЕ могут образовывать свободнодисперсные системы (золи) и связаннодисперсные системы (гели).

В свободнодисперсной системе частицы дисперсной фазы не связаны друг с другом и могут перемещаться под действием внешних сил (силы тяжести или броуновского движения).

Дисперсная фаза связаннодисперсных систем образует сплошной каркас (пространственную структуру), внутри которой содержится дисперсионная среда.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Под структурно-механической прочностью НДС понимается ее способность сопротивляться действию внешних сил. Чем больше силы взаимодействия макромолекул ВМС в ассоциате и между ассоциатами в системе, тем выше структурно-механическая прочность НДС.

Структурно-механическая прочность нефтяных дисперсных систем определяется толщиной сольватной оболочки вокруг надмолекулярной структуры.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Структурно-механическую прочность НДС оценивают степенью отклонения структурной вязкости max от динамической вязкости min.

При повышении температуры СМП снижается и исчезает, когда система переходит в состояние молекулярного раствора.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Под кинетической устойчивостью НДС понимается способность дисперсной фазы сохранять в течение определенного времени равномерное распределение ССЕ в дисперсионной среде).

Неустойчивость проявляется укрупнением частиц дисперсной фазы за счет их слипания (т.е. коагуляции) под влиянием межмолекулярного взаимодействия друг с другом. При этом теряется кинетическая устойчивость и происходит разделение фаз, т.е. частицы выпадают в осадок.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Одни и те же соединения, из которых состоит нефть как дисперсионная среда, по разному влияют на поведение ассоциатов различной природы в нефтяной системе.

Парафины хорошо растворяются в парафиновых углеводородах.

Твердые парафины лучше растворяются в высокомолекулярной части неполярных растворителей.

Таким образом, степень полярности дисперсионной среды по-разному влияет на размер различных по природе ассоциатов в нефтяной дисперсной системе, обусловливая различную концентрацию надмолекулярных структур в нефти.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Область условий, при которых нефтяная система является молекулярной, зависит от ее химического состава. С ростом содержания смолисто-асфальтеновых соединений область молекулярного состояния постепенно вырождается и нефтяная система становится дисперсной при любых значениях давления и температуры.