Cтраница 3
Как видно из рис. 14, для битумов I типа наблюдается резкое падение вязкости после механического воздействия. Вязкость разрушенной структуры составляет лишь от 6 5 до 12 % исходной вязкости неразрушенной структуры. Однако при выдерживании в покое структура этих битумов восстанавливается и уже за одни-двое суток вязкость почти достигает первоначального значения. Разрушение коагуляционного каркаса из асфальтенов сопровождается резким понижением вязкости. Восстановление структуры за счет взаимодействия агрегатов и частиц асфальтенов при соударениях в тепловом движении, связанное с повышением вязкости, характеризует битумы I типа как высокотиксотропные системы. [31]
Структура битумов третьего типа представляет собой смешанный тип коагуляционно-конденсационной или коагуляционно-кон-лрнг. Ппостг анствекн2я коагуляционная сетка образуется из минимально возможного количества асфальтенов, сцепленных в местах контакта через прослойку дисперсионной среды. В ячейках этой структуры имеется конденсационная структура смол меньшей концентрации, чем в битумах, относящихся ко второму типу. При наличии значительного количества твердых парафинов вокруг коагуляционного каркаса из асфальтенов может возникнуть кристаллизационная сетка парафинов. [32]
![]() |
Зависимость концентрации q неф - о / ти в глинистой корке от ее толщины Л при содержании нефти в буровом растворе. [33] |
Это трехфазная коллоидно-суспензионная система ( дисперсия типа ТЖГ), состоящая из кварцевого песка, цемента, воды с ПАВ и газа. Каждый компонент выполняет определенную функцию. Присутствие в буферной жидкости небольшого количества портландцемента позволяет упрочнить коагуляционный каркас водопесчаной суспензии и увеличить ее седиментационную устойчивость. Аэрирование полученной жидкости снижает поверхностное натяжение воды, активно воздействует на перестройку структуры системы и придает суспензии новые свойства: легкость, вязкость, способность беспрепятственно транспортироваться при низких скоростях потока и повышенный эрозионный эффект. [34]
Следует отметить, что состав и свойства отдельных компонентов битума оказывают большое влияние на его свойства. Так, средний молекулярный вес асфальтенов и степень ароматичности, характеризующие размер и в первом приближении лиофильность по отношению к дисперсионной среде основных структурообразующих элементов, сказываются на количественном значении отдельных деформационных характеристик битума. Полярность асфальтенов определяет степень взаимодействия битума с поверхностью минеральных материалов. Однако, несмотря на возможно небольшие отклонения, основные закономерности поведения битумов I типа определяются коагуляционным каркасом из набухших в ароматических углеводородах асфальтенов с адсорбированными тяжелыми смолами, взаимодействующих через тонкие прослойки дисперсионной среды, которая представляет молекулярный раствор смол в углеводородах. [35]
Подобная структура характерна для битумов, содержащих-менее 18 % асфальтенов, более 36 % смол и менее 48 % углеводородов. При промежуточном групповом химическом составе битума строение последнего характеризуется наличием элементов. Отдельные компоненты битумов одного и того же типа, но полученных из разных нефтей, могут различаться химическим составом. Так, в случае битумов, полученных из крекинг-остатков и имеющих либфобные плохо, набухающие асфальтены, для создания коагуляционного каркаса требуется большее число структурообразующих частиц в единице-объема и, следовательно, более высокое содержание асфальте-нов. [36]
Различие воздействий на газовый конденсат ассельской и филипповской неф-тей оторочек обусловлено прежде всего разным содержанием в них смолисто-ас-фальтеновых компонентов, которых ассельская нефть содержит почти в 3 раза больше. По-видимому, достижение определенных значений локальных концентраций смолисто-асфальтеновых соединений, при которых образуются агрегативные комбинации, а затем и различной степени прочности коагуляционные каркасы в случае перегонки смесей с ассельской нефтью, происходит уже на ранних стадиях процесса при относительно невысоких температурах. В этой связи для этих смесей наблюдается более существенное снижение суммарного выхода светлых фракций. При этом в присутствии в смеси ассельской нефти наблюдаются значительные изменения температуры перегоняемой смеси в точках отбора различных дистиллят-ных фракций, что подтверждает различную прочность коагуляционных каркасов, образуемых в системе. Следует отметить, что на разрушение таких коагуляционных каркасов затрачивается различное количество энергии. Однако, к сожалению, наблюдаемый выигрыш в энергии, проявляющийся в снижении температуры для отбора одних фракций, компенсируется необходимостью увеличения температуры сырья для обеспечения отбора других фракций. [37]
Наиболее интересными в этой серии экспериментов, заслуживающими специального обсуждения, являются структурно-механические свойства остатка выше 450 С после процесса перегонки. Из данных табл. 8.22 видно, что существенно изменяются твердость и пластичность получаемого остаточного продукта. По всей вероятности, оказывая воздействие на структурные элементы нефтяной сырьевой композиции, присадка способствует одновременному значительному перераспределению компонентов в процессе перегонки. С учетом этих результатов некоторое изменение качественных характеристик дистиллятных фракций, например температуры застывания, вероятно, проявляется вследствие конфигурационных превращений остаточных продуктов перегонки с созданием условий для дополнительного извлечения из них окклюдированных светлых фракций. Трансформированные при этом структурные образования остатка образуют более прочные коагуляционные каркасы, придающие ему лучшие структурно-механические свойства. Рассмотренные факты нуждаются в дальнейшем комплексном исследовании, прежде всего в направлении интенсификации битумных производств, а также других процессов переработки нефтяных остатков. [38]
Различие воздействий на газовый конденсат ассельской и филипповской неф-тей оторочек обусловлено прежде всего разным содержанием в них смолисто-ас-фальтеновых компонентов, которых ассельская нефть содержит почти в 3 раза больше. По-видимому, достижение определенных значений локальных концентраций смолисто-асфальтеновых соединений, при которых образуются агрегативные комбинации, а затем и различной степени прочности коагуляционные каркасы в случае перегонки смесей с ассельской нефтью, происходит уже на ранних стадиях процесса при относительно невысоких температурах. В этой связи для этих смесей наблюдается более существенное снижение суммарного выхода светлых фракций. При этом в присутствии в смеси ассельской нефти наблюдаются значительные изменения температуры перегоняемой смеси в точках отбора различных дистиллят-ных фракций, что подтверждает различную прочность коагуляционных каркасов, образуемых в системе. Следует отметить, что на разрушение таких коагуляционных каркасов затрачивается различное количество энергии. Однако, к сожалению, наблюдаемый выигрыш в энергии, проявляющийся в снижении температуры для отбора одних фракций, компенсируется необходимостью увеличения температуры сырья для обеспечения отбора других фракций. [39]
В любом случае при сопоставлении жидких битумов одной и той же марки указанные показатели у разжиженного битума будут выше, поскольку его вязкость заведомо выше, чем у наиболее тяжелой части окисляемой нефти, а разжижитель легче, так как температура начала его кипения всегда значительно ниже, чем у неокисленного остатка нефти, идущего на окисление. Однако после прогрева битумов в течение 50 ч температура размягчения образцов из караарнинской нефти равна или выше таковой разжиженного продукта. Следовательно, в конечном итоге процессы формирования битумов и их свойства выравниваются. Этот факт в значительной мере, по-видимому, объясняется тем, что жидкие битумы, полученные прямым окислением караарнинской нефти, содержат значительное количество основных структурообразующих компонентов - асфальтенов, а также легких парафино-нафтеновых углеводородов. И те и другие способствуют ускорению формирования структуры за счет увеличения скорости образования коагуляционного каркаса. [40]
Структура поверхности частиц минеральных стабилизаторов имеет сложное, строение. Большая часть ее имеет гидрофильный харак-тер и хорошо смачивается дисперсионной средой. Одновременно частица стабилизатора содержит элементы, поверхность которых имеет малую гидрофильность, благодаря чему возможен контакт частиц с мономерной фазой. Прилипание частиц своими наименее гидрофильными участками к каплям мономера создает на их поверхности защитную оболочку, выполняющую функцию структурно-механического барьера коалесценции. Позднее было показано, что защитная оболочка может представлять собой многослойное покрытие, создающее пространственный коагуляционный каркас, способствующий упрочнению защитного слоя. [41]
Структура второго типа представляет собой стабилизованную разбавленную суспензию асфальтенов в сильно структурированной смолами дисперсионной среде. Подобная структура характерна для битумов, содержащих менее 18 % асфальтенов, более 36 % смол и менее 48 % углеводородов. При промежуточном групповом химическом составе битума строение последнего характеризуется наличием элементов структуры обоих типов. Отдельные компоненты битумов одного и того же типа, но полученных из разных нефтей, могут различаться химическим составом. Это оказывает некоторое дополнительное влияние на структуры. Так, в случае битумов, полученных из крекинг-остатков и имеющих лиофобные плохо набухающие асфальтены, для создания коагуляционного каркаса требуется большее число структурообразующих частиц в единице объема и, следовательно, более высокое содержание асфальтенов. [42]
![]() |
Влияние концентрации и вида ПАВ на структурообразование битумов. I типа. [43] |
Полученные результаты показывают, что введение добавок поверхностно-активных веществ изменяет процессы развития дисперсных структур в битуме. Добавки типа железных мыл высших карбо-новых кислот образуют в дисперсионной среде битума олеогели с коагуляционной структурой. При введении асфальтенов образуются сопряженные структуры, состоящие из жоагуляционной сетки мыла и возникающей структурной сетки из асфальтенов. Вследствие сильного структурирования дисперсионной среды железным мылом непосредственное контактирование асфальтенов затрудняется. При этом происходит стабилизация асфальтенов при повышении общей вязкости системы. Введение добавки типа высших алифатических аминов, адсорбирующейся на лиофобных участках поверхности асфальтенов с блокировкой мест их возможных контактов, также приводит к стабилизации систем. Образование коагуляционного каркаса делается возможным лишь при достаточно большом числе частиц асфальтенов в единице объема. Такая стабилизация адсорбционными слоями вызывает понижение вязкости системы. [44]
![]() |
Кинетика структурообразования в це-ментно-водной дисперсии В / Т 0 5 в состоянии покоя ( У и после перемешивания в течение часа после 90 мин от начала затворения ( 2. [45] |