Структура - асфальтен
Cтраница 3
Дав критический обзор существовавших к тому времени представлений о строении асфальтенов, эти исследователи отвергают, как противоречащую экспериментальным данным, модель структуры асфальтенов, предложенную Абрахамом [62], как линейной полициклической системы, построенной из гексаметиленовых колец. Авторы подробно излагают свою точку зрения, подкрепляя ее опытными данными по составу и свойствам асфальтенов. Они справедливо обращают большое внимание на растворимость асфальтенов, как на одно из фундаментальных их свойств, непосредственно. Чем беднее асфальтены водородом и, следовательно, чем выше степень ароматичности и кон-денсированности их, тем хуже они растворяются даже в самых эффективных органических растворителях. [31]
Необходимость разработки многочисленных, столь не сходных между собой моделей макромолекул вызвана не только и не столько расхождениями взглядов различных исследователей на структуру асфальтенов, сколько невозможностью описать единой моделью особенности ВМС различного происхождения. Так, если слоистая модель удовлетворительно согласуется с результатами анализа упоминавшихся выше нефтей [395, 1030-1035], то крайне сомнительно соответствие ее реальной макроструктуре асфальтенов из таджикской нефти ( Кичик-Бель) [396], очень слабо метаморфизован-ной смолистой, сернистой вы-сокоцикличной. Эти асфальтены совершенно не проявляют способности к набуханию при растворении, хотя именно такое поведение типично для слоистых макрочастиц. [32]
Возможно, эти различия связаны с плотной упаковкой молекул асфальтенов, которые представляют собой различные классы углеводородов с различными расположениями их в структуре асфальтена, которые могут быть также разделены и существовать самостоятельно. Размер частиц асфальтенов нефтей Каламкас, Каражанбас, Северные Бузачи и битуминозных пород Кара-Мурат зависит от состава и свойств асфальтенов. [33]
Спектроскопическими методами установлено наличие в структуре асфальтенов нафтеноароматических замещенных, стабильных гетероатомных и ароматических радикальных фрагментов. Структура асфальтенов полярная, о чем свидетельствует высокий дипольный момент - до 4 D. Кроме того, асфальтены отличаются высоким парамагнетизмом - до 1020 спин / г [439] и повышенной склонностью к ассоциации. [34]
Наибольшие времена релаксации соответствуют температуре 500 С, 5 МПа, т.е. система более длительно пребывает в пластическом состоянии при данных условиях что подтверждают данные электронной микроскопии. Исследование структуры асфальтенов методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей показывает прирост высоты кристаллита с ростом давления, что свидетельствует о снижении растворяющей способности среды. Прохождение высоты кристаллитов карбоидов через максимум при Т300 С можно интерпретировать следующим образом: первоначальное увеличение L связано с ассоциацией, за счет снижения вязкости, затем с ростом степени ароматичности растворяющая способность среды возрастает что приводит к уменьшению ассоциации. [35]
Решающее значение в установлении потенциала высокомолекулярных соединений нефти имеют наши знания об их структуре, которая определяет основные свойства асфальтенов и обусловливает их специфические особенности. Трудности исследования структуры асфальтенов определяются тем, что7 они являются чрезвычайно сложной смесью высокомолекулярных веществ, которые в исчерпывающей мере недоступны изучению методами классической органической химии. [36]
ЭПР-спектры нефтей позволяют провести сопоставительный анализ степени их обогащенности смолисто-асфальтеновыми компонентами. Ширина ЭПР-сигнала отражает степень уплотнения структуры асфальтенов: чем она выше, тем меньше ширина сигнала. [37]
 |
ЭПР-спектры эталона ( а и нефти ( б. [38] |
ЭПР-спектры нефтей позволяют провести сопоставительный анализ степени их обогащенное смолисто-асфальтеновыми компонентами. Ширина ЭПР-сигнала отражает степень уплотнения структуры асфальтенов: чем она выше; тем меньше ширина сигнала. [39]
Асфальтеньг являются высокомолекулярными гетероциклическими соединениями с высокой реакционной способностью, состоят из сильно конденсированных структур, богаты непредельными и представляют собой типичные коллоиды. Строение кокса из асфальтенов отображает структуру исходных асфальтенов, так как распределение электрических ( возможно, и спиновых) плотностей у исходного сырья оставляет свои следы [15] в виде структурных особенностей в карбоидных ( полимерных) образованиях, несмотря на сложность последующих деструктивных превращений при коксовании. [40]
Для решения структурно-молекулярной проблемы асфальтенов перспективным представляется метод моделирования. Из определенных материалов подбирается искусственная система, моделирующая структуру асфальтенов, и на ней детально изучаются качественные и количественные зависимости физических параметров от структурно-химических соотношений в молекуле. [41]
Причиной нестабильности растворов является неравномерность распределения утяжелителя, так как при большой влажности он содержится в растворе во флокулированном состоянии. При небольших температурах и в связи с этим высоких значениях вязкости тиксотропия раствора достигается за счет коагуляцион-ной структуры асфальтенов, при этом обеспечивается стабильность растворов. С ростом температуры структура ИБР определяется объемным заполнением твердой фазы, степенью ее дисперсности и способностью к нефтесмачиваемости. При повышении температуры вследствие резкого снижения вязкости и статического напряжения сдвига при недостаточно высокой дисперсности система становится неустойчивой. [42]
Это объясняется тем, что сами асфальтены отличаются по молекулярной массе, элементному составу и содержанию гетероэлементов, что подтверждено данными ПМР -, УФ -, и ИК - спектраскопии. Возможно, эти различия связаны с плотной упаковкой молекул асфальтенов, которые представляют собой различные классы углеводородов с различными расположениями их в структуре асфальтена, которые могут быть также разделены и существовать самостоятельно. Таким образом, размер частиц асфальтенов нефтей Каламкас, Кара-жанбас, Северные Бузачи и битуминозных пород Кара-Мурат зависит от состава и свойств асфальтенов. [43]
Нерастворимая в хлороформе часть продукта озонолиза - порошок красно-бурого цвета, дающий сигнал ЭПР. На основании результатов элементного анализа и исследований физическими методами продуктов окисления озоном первичных нефтяных асфальтенов удалось установить, что при этом процессе происходит отщепление углеводородного обрамления полисопряженного ядра в структуре асфальтена. Полученные данные свидетельствуют о том, что асфальтены построены из полисопряженных фрагментов, представляющих собой устойчивые к окислению поликонденсированные ароматические структуры, обеспечивающие специфику свойств асфальтенов, характерных для полисопряженных систем. Азот в основном содержится в конденсированных структурах ( увеличение отношения N / C в 5 раз); сера в основном находится в мостиковых связях ( уменьшение отношения S / C в 7 раз), соединяющих структурные элементы в молекуле асфальтенов. Увеличение отношения О / С почти в 40 раз в нерастворимом продукте озонолиза свидетельствует о том, что значительная часть его подверглась окислению. [44]
Ретроспективная оценка роли физических методов в определении структуры асфальтенов показывает, что каждый из них рано или поздно апробировался на столь сложном физическом объекте п сыграл при этом определенную роль. Однако необходимо отметить, что, несмотря на увеличение информативной способности современных физических методов анализа, нельзя назвать из их числа такой метод, который бы позволил составить достаточно полное представление о структуре асфальтенов. В то же время комплексное их использование позволяет отражать различные стороны такой многогранной научно-практической проблемы, как раскрытие химического строения молекул асфальтенов и многообразия их физико-химических свойств. [45]
Страницы: 1 2 3 4