Асфальтены

редактировать
Тяжелые органические молекулярные вещества, обнаруженные в сырой нефти

Асфальтены - это молекулярные вещества, которые содержатся в сырой нефти вместе со смолами, ароматические углеводороды и насыщенные углеводороды (т.е. насыщенные углеводороды, такие как алканы ). Слово «асфальтены» было придумано Буссинго в 1837 году, когда он заметил, что дистилляционный остаток некоторых битумов имел свойства асфальта.. Асфальтены в виде асфальта или битумных продуктов с нефтеперерабатывающих заводов используются в качестве материалов для мощения дорог, черепицы для крыш и водонепроницаемых покрытий на фундаментах зданий.

Пример возможного структура молекулы асфальтена.

Содержание

  • 1 Состав
  • 2 Анализ
  • 3 Геохимия
  • 4 Возникновение
  • 5 Измерение
  • 6 Производственные проблемы
  • 7 Загрязнение теплообменника
  • 8 Удаление асфальтенов
  • 9 См. Также
  • 10 Ссылки
  • 11 Внешние ссылки

Состав

Асфальтены состоят в основном из углерода, водорода, азот, кислород и сера, а также следовые количества ванадия и никеля. Отношение C: H составляет приблизительно 1: 1,2, в зависимости от источника асфальтенов. Асфальтены функционально определены как n- гептан (C. 7H. 16) -нерастворимый, толуол (C. 6H. 5CH. 3) -растворимый компонент углеродистого материала, такого как сырая нефть, битум, или уголь. Было показано, что асфальтены имеют распределение молекулярных масс в диапазоне от 400 u до 1500 u, но средние и максимальные значения трудно определить из-за агрегации молекул в

Анализ

Молекулярную структуру асфальтенов определить сложно, поскольку молекулы имеют тенденцию слипаться в растворе. Эти материалы представляют собой чрезвычайно сложные смеси, содержащие сотни или даже тысячи отдельных химических соединений. Асфальтены не имеют определенной химической формулы: отдельные молекулы могут различаться по количеству атомов, содержащихся в структуре, а средняя химическая формула может зависеть от источника. Несмотря на то, что они были подвергнуты современным аналитическим методам, включая хорошо известный SARA анализ по TLC-FID SARA Method, масс-спектрометрию, электронный парамагнитный резонанс и ядерный магнитный резонанс, точную молекулярную структуру определить сложно. Учитывая это ограничение, асфальтены состоят в основном из полиароматических углеродных кольцевых звеньев с кислородом, азотом и серой гетероатомами в сочетании со следовыми количествами. тяжелых металлов, особенно хелатных ванадия и никеля, и алифатических боковых цепей различной длины. Многие асфальтены из сырой нефти по всему миру содержат аналогичные кольцевые звенья, а также полярные и неполярные группы, которые связаны друг с другом, образуя очень разные большие молекулы.

Асфальтены после нагревания подразделяются на: нелетучие ( гетероциклические формы азота и серы) и летучие (парафин + олефины, бензолы, нафталины, фенантрены и некоторые другие). Speight представляет упрощенное представление о разделении нефти на следующие шесть основных фракций: летучие насыщенные углеводороды, летучие ароматические углеводороды, нелетучие насыщенные углеводороды, нелетучие ароматические углеводороды, смолы и асфальтены. Он также сообщает о произвольно определенных физических границах нефти с использованием углеродного числа и температуры кипения.

Геохимия

Асфальтены сегодня широко известны как дисперсные, химически измененные фрагменты керогена, которые мигрировали из материнской породы в поисках нефти, во время нефтяного катагенеза. Считалось, что асфальтены удерживаются в растворе в масле смолами (аналогичная структура и химический состав, но меньшего размера), но недавние данные показывают, что это неверно. Действительно, недавно было высказано предположение, что асфальтены суспендированы наноколлоидами в сырой нефти и в растворах толуола достаточных концентраций. В любом случае для жидкостей с низким поверхностным натяжением, таких как алканы и толуол, поверхностно-активные вещества не являются необходимыми для поддержания наноколлоидных суспензий асфальтенов.

Соотношение никеля и ванадия в асфальтенах отражает условия pH и Eh палео-осадочной среды нефтематеринской породы (Lewan, 1980; 1984), и это соотношение, таким образом, используется в нефтяной промышленности для корреляции нефть-нефть и для идентификации потенциальных нефтематеринских пород (разведка нефти).

Возникновение

Тяжелая нефть, нефтеносные пески, битум и биоразложенная нефть (поскольку бактерии не могут усваивать асфальтены, но легко потребляют насыщенные углеводороды и некоторые изомеры ароматических углеводородов - под контролем ферментов) содержат намного более высокие пропорции асфальтенов, чем масла со средним значением API или легкие масла. Конденсаты практически не содержат асфальтенов.

Измерение

Поскольку соотношение электронных спинов на грамм является постоянным для конкретного вида асфальтена, количество асфальтена в нефти может быть определено путем измерения его парамагнитной характеристики (ЭПР). Измерение характеристики ЭПР нефти на устье скважины по мере ее добычи дает прямое указание на то, изменяется ли количество асфальтенов (например, из-за выпадения осадков или оседания в колонне ниже).

Кроме того, Агрегацию, осаждение или отложение асфальтенов иногда можно предсказать с помощью моделирования или методов машинного обучения и измерить в лаборатории с использованием методов визуализации или фильтрации.

Проблемы добычи

Асфальтены придают высокую вязкость сырой нефти, отрицательно влияя на добычу, а также переменная концентрация асфальтенов в сырой нефти в отдельных коллекторах создает множество производственных проблем.

Загрязнение теплообменника

Известно, что асфальтены являются одной из основных причин загрязнения теплообменников линии предварительного нагрева перегонки сырой нефти. Они присутствуют в мицеллах сырой нефти, которые могут разрушаться в результате реакции с парафинами при высокой температуре. После удаления защитной мицеллы полярные асфальтены агломерируются и транспортируются к стенкам пробирки, где они могут прилипать и образовывать слой загрязнения.

Удаление асфальтенов

Химическая обработка для удаления асфальтенов включает:

  1. Растворители
  2. Диспергаторы / растворители
  3. Нефть / диспергаторы / растворители

Диспергатор / Растворяющий подход используется для удаления асфальтенов из минералов пласта. Для предотвращения отложения асфальтенов в насосно-компрессорных трубах может потребоваться непрерывная обработка. Периодическая обработка обычна для оборудования осушения и днища резервуаров. Существуют также ингибиторы осаждения асфальтенов, которые можно использовать при непрерывной обработке или отжиме.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-12 00:38:58
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте