Смоли і асфальтени
Лекція 10. Смоли. асфальтени. Склад. будова. властивості. виділення з нафти. Неорганічні компоненти нафти. Основні метали. зустрічаються в нафті. їх вплив на процеси видобутку і переробки нафти
Ключові слова: смоли, асфальтени, Мальти, карб, карбоіди, асфальтогеновие кислоти, метали в нафти
Смолисто-асфальтеновие речовини являють собою складну суміш високомолекулярних сполук змішаних структур, що містять азот, сірку, кисень, метали. Їх багато в важких нафтах Казахстану, Середньої Азії, Башкирії. Їх летючість невелика, в бензиновий і гасовий дистиляти вони не потрапляють. Найбільш багаті смолисто-асфальтовими речовинами молоді нафти ароматичного підстави.
Смолисто-асфальтові речовини об'єднують дві великі групи високомолекулярних сполук нафти - смоли і асфальтени, в хімічному складі, будову і властивості яких є багато спільного. Співвідношення між смолами і асфальтенів в нафтах і важких залишках, де в основному вони концентруються, становить від 9: 1 до 7: 1.
Смоли складають від 70 до 90% всіх гетероорганических з'єднань нафти. Вони багатшими воднем, ніж асфальтени, на 1-2%. Більшу частину смол складають нейтральні речовини. Невелика кількість смол має кислий характер і утворює асфальтогеновие кислоти. Вони являють собою в'язкі, темні смоли, розчинні в спирті, бензолі, хлороформі.
Нейтральні смолисті речовини підрозділяють по відношенню до різних розчинників. На схемі представлена класифікація і поділ смолисто-асфальтенових речовин.
Смоли є дуже в'язкі малорухливі рідини, а іноді і тверді аморфні речовини від темно-коричневого до бурого кольору. Щільність їх близька до 1,1 г / мл, молекулярна маса від 600 до 1000.
Смолисті речовини термічно і хімічно нестабільні, легко окислюються і конденсуються, перетворюючись при цьому в асфальтени. Смоли легко сульфируют, переходячи в розчин сірчаної кислоти. На цьому заснований сірчанокислотний спосіб очищення палив і олив. Смолисті речовини утворюють комплекси з хлоридами металів, фосфорною кислотою.
Вивчення смол і асфальтенів йде по шляху спрощення складу шляхом екстрагування та концентрування вузьких фракцій, які мають спільні властивості.
Смоли і асфальтени
Петролейний ефір або гексан (пентан)
Асфальтени - порошкоподібні речовини бурого або чорного кольору. При нагріванні вони розм'якшуються, але не плавляться. При нагріванні вище 300 ° С асфальтени перетворюються в кокс і гази. Асфальтени хімічно активні. Вони окислюються, сульфируют, галогеніруются, нітрит, вступають в конденсацію з формальдегідом. При зберіганні на світлі і при доступі повітря вони переходять в карб, втрачаючи розчинність.
Асфальтени піддають окисленню до кислот, перетворюють в кокс і гудрон. Використовують для гідрофобізації різних поверхонь. Смоли і асфальтени йдуть на переробку в більш легкі традиційні нафтопродукти шляхом гідрокрекінгу. Однак вони самі теж знаходять застосування в якості антисептиків, інгібіторів біоруйнування (просочення шпал) і ін.
Неорганічні компоненти нафти
У нафтах зустрічаються солі і комплекси понад 40 металів і деяких неметалів. Мінеральні компоненти прийнято розділяти на три групи.
1-ша група: метали змінної валентності - V, Ni, Fe, Mo, Co, W, Cr, Cu, Mn, Zn, Ti, Pb, Ag і ін.
2-а група: лужні і лужноземельні метали - Na, K, Ba, Ca, Sr,
3-тя група: галогени та інші елементи - Cl, Br, I, Si, Al, Ge та ін. Невеликі кількості мінеральних складових створюють труднощі
їх визначення. У помітних кількостях виявляються ванадій і нікель, причому ванадію більше в сірчистих, а нікелю - в азотистих частинах нафт. Найчастіше, метали знаходяться у вигляді порфіринових комплексів - реліктів органічного походження (хлорофіл, гемоглобін).
1. Загальна характеристика смол і асфальтенів.
2. Фракції нафти, в яких вони присутні.
3. Особливості асфальтогенових кислот.
4. Фракції, які отримують при екстракції смолисто-асфальтенових речовин.
5. Групи, на які поділяють мінеральні компоненти нафти.