Вопрос 17 Смолисто-асфальтеновые вещества

Смолисто-асфальтеновые вещества — это высокомолекулярные гетероатомные соединения сложной структуры, содержащие (масс. %): до 88 С, до 10 Н, до 14 гетероатомов S, N, O и металлов.

Масштабные исследования структуры, свойств и химических превращений смолисто-асфальтеновых веществ опубликованы в [1].

Качественный состав веществ при переходе от смол к асфальтенам изменяется в широких пределах (масс. %): содержание гетероатомов — от 0, 3 до 4, 9, в том числе серы — от 0, 3 до 10, 3, азота — от 0, 6 до 3, 3. У асфальтенов значительно меньше отношение Н: С и больше ароматичность. Но смолы и асфальтены содержат одинаковые структурные элементы.

Асфальтены являются первичными продуктами термических превращений смол.

Смолы растворимы в углеводородах нефти и сами являются растворителями для асфальтенов. Смолы более полидисперсны, чем асфальтены.

Четкая граница между смолами и асфальтенами отсутствует.

Смолы — это промежуточные продукты между масляными фракциями и асфальтенами.

В смолах и асфальтенах азот находится в ароматических (ядрах пиридина или хинолина), гидроароматических (ядрах пиперилена) и нейтральных (ядрах индола, карбазола, пиррола) структурных элементах.

В смолисто-асфальтеновых веществах кислород входит в состав функциональных групп: карбоксильной, фенольной, спиртовой, сложноэфирной и карбонильной.

Ю.В. Поконовой [1] предложены критерии, отличающие смолы от асфальтенов:

Нелетучие соединения ванадия (полностью), никеля (основная масса), концентрируются в смолисто-асфальтеновых веществах. В смолисто-асфальтеновых веществах найдены Fe-, Co-, Cr- и Mn-порфирины, а также комплексы Au, Ag и др. металлов — всего более 30 элементов-металлов и около 20 элементов-неметаллов (P, As, Sb и др.). Преобладают металлы переменной валентности, способные образовывать π -комплексы.

Предложено несколько гипотетических моделей асфальтеновых молекул, но единого мнения исследователей по этому вопросу не существует.

Смолы и асфальтены формируют дисперсную фазу при критической концентрации мицеллообразования асфальтенов 0, 0005–0, 6 масс. %. При большей концентрации асфальтены выделяются в отдельную фазу. Асфальтеновый ассоциат, по-видимому, имеет сэндвичевую структуру, состоящую из асфальтеновых и смоляных молекул.

Межмолекулярные взаимодействия асфальтенов и смол разнообразны, они имеют дисперсионную и электростатическую природу.

Вопрос 18. Смолисто-асфальтеновые вещества — это реакционноспособные продукты, имеющие химически активные центры. Показана их особая склонность к реакциям сульфирования, сульфоокисления, галогенирования, хлорметилирования, поли- и сополиконденсации, окисления.

Смолисто-асфальтеновых вещества — перспективное химическое сырье для производства битумов, нефтяного углерода, изоляционных материалов. Они могут использоваться как наполнители некоторых полимерных материалов, для пропитки абразивных изделий. Продукты химических превращений смолисто-асфальтеновых веществ обладают свойствами ионитов и адсорбентов, вулканизаторов каучуков, связующих и наполнителей строительных материалов.

Области полезного применения смолисто-асфальтеновых веществ нефтей продолжают исследоваться и расширяться.

Смолисто-асфальтеновые вещества (САВ)

Смолы и асфальтены – это совокупность сложных неуглеводородных соединений.

Молекулярная масса смол колеблется от 500 до 2000. В них содержится до 88% углерода, 10% водорода и 14% гетероатомов (кислород, азот и сера), в количестве 1 – 2% в них сконцентрированы все, присутствующие в нефтях металлы. В частности, в составе типичной нефти (по Дж. Ханту), имеющей плотность 0, 85 г/см³, входят алканы – 25%, нафтены – 50%, арены – 17%, смолы и асфальтены – 8%.

Вопрос 19