Адсорбция асфальтенов на твердых поверхностях и их агрегация в нефтяных дисперсных системах

• Автор: Сафиева, Джамиля Олеговна
• Шифр специальности: 02.00.04, 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

1.1. Состав и структура природных и модельных асфальте носодержащих дисперсий

1.2. Современные представления о составе и структуре высокомолекулярных компонентов нефти

1.3. Известные механизмы агрегации асфальтенов

1.4. Особенности процесса адсорбции асфальтенов на твердые поверхности.

1.5. Профилактические низкозастывающие композиции

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне

2.1.1. Методика определения начала флокуляции асфальтенов в модельных системах.

2.1.2. Методика мониторинга процесса адсорбции асфальтенов на твердые поверхности.

2.2. Атомносиловая микроскопия.

2.3. Стандартные методы исследований. Характеристики использованных материалов.

2.4. Объекты исследования.
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА СРЕДНЕГО РАЗМЕРА АГРЕГАТОВ АСФАЛЬТЕНОВ И АНАЛИЗ СОСТАВА ИХ СОЛЬВАТНЫХ ОБОЛОЧЕК ПРИ ПОТЕРЕ АГРЕГАТИВНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ В МОДЕЛЬНЫХ НЕФТЯНЫХ СИСТЕМАХ.
3.1. Оценка доли пмеров асфальтенов в модельных нефтяных системах на основе концентрационной зависимости размеров наноагрегатов асфальтенов в толуоле
и модели линейной агрегации.
3.2. Определение начала процесса флокуляции асфальтенов
в растворе при добавлении осадителя
3.3. Модель неравномерного статистического распределения молекул в сольватной оболочке агрегата асфальтена.
3.4. Критерий начала флокуляции асфальтенов в бинарном растворителе.
ГЛАВА 4. КИНЕТИКА И ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ АСФАЛЬТЕНОВ НА ТВЕРДЫЕ ПОВЕРХНОСТИ
4.1. Адсорбция асфальтенов на породы нефтяных коллекторов и стальные поверхности влияние природы адсорбирующей поверхности на адсорбцию асфальтенов
4.2. Влияние структурных параметров адсорбента и эффект капиллярной агрегации.
4.3. Влияние природы дисперсной фазы на адсорбцию
4.4. Изменение адсорбционной способности асфальтенов
при варьировании состава дисперсионной среды.
4.5. Зависимость адсорбционной способности асфальтенов
от их элементного состава.
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА НОВОЙ КОМПОЗИЦИИ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НИЗКОЗАСТЫВАЮЩЕГО СРЕДСТВА НА ОСНОВЕ ПРОДУКТОВ ПРОЦЕССА ВАКУУМНОЙ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Широкое распространение получили модельные представления о строении молекулы смолоасфальтеновых веществ САВ. Характеристика таких гипотетических молекул средняя молекулярная масса входит во многие расчетные формулы зависимости свойств нефтяной фракции от Vусловий и до сих пор используется в технологических расчетах. Хотя сегодня достоверно показано, что это не всегда верно, поскольку молекулярная масса асфальтеносодержащих нефтяных фракций сильно зависит от условий ее определения растворителя, температуры, Vусловий. Коллоиднохимическое направление исследований в химии нефти связано с исследованием нефтяных систем как дисперсных. Губкинского университета. Профессор кафедры физики М. А. Кусаков в г. Еще основатель кафедры органической химии и химии нефти С. С. Наметкин называл нефти коллоидальными растворами асфальтенов, которые в современной литературе принято обозначать термином нефтегазовые дисперсные системы НДС. З.И. Сюняевым основателем научнопедагогической школы Физикохимия и технология переработки нефтяных дисперсных систем 6, активно развивающейся сегодня под руководством профессора В. М.Капустина. С позиций коллоидной химии нефть это сложная многокомпонентная смесь, проявляющая в зависимости от совокупности внешних условий свойства молекулярного раствора или дисперсной системы. В силу высокой растворимости дисперсных частиц САВ в углеводородной дисперсионной среде при изменении ее состава и под действием внешних условий в НДС возможны взаимно обратимые переходы от грубодисперсных частиц, размеры которых измеряются микрометрами, к наноразмериым частицам. При этом решающее влияние на свойства НДС оказывают поверхностные иили межфазные явления, связанные с увеличением поверхности раздела фаз и доли молекул, находящихся в поверхностных иили межфазных слоях. Важное значение имеют зависимости физикохимических свойств частиц от их размеров, которые особенно ярко проявляются для наноразмерных частиц. С одной стороны, нефтегазовые системы представляют собой многокомпонентные смеси углеводородных и нсуглеводородных соединений, с другой стороны, они проявляют свойства дисперсных систем и в зависимости от Vусловий могут обнаруживать закономерности поведения, характерные для молекулярных растворов или дисперсных систем. В целях исследования поведения природных нефтяных систем при различных условиях, в лабораторной практике проводятся эксперименты на модельных нефтяных системах. В большинстве случаев методы исследования накладывают ряд ограничений на анализируемые нефтяные объекты, и использование модельных систем становится целесообразным. Модельная нефть представляет собой дисперсную систему, в которой основным компонентом дисперсной фазы являются асфальтены, интегрированные в дисперсионную среду углеводородную матрицу. Варьирование свойств растворителя асфальтенов позволяет моделировать в лаборатории характерные для нефтяного пласта ситуации так, постепенное увеличение количества налканаосадителя в бинарном модельном растворителе толуолналкан позволяет успешно воспроизвести экспериментальные наблюдения потери агрегативной устойчивости нефти в пласте вследствие снижения пластового давления, изменения состава нефтяного флюида. Природа углеводородной матрицы модельной системы существенно влияет на дисперсное состояние асфальтенов. По результатам экспериментального исследования ассоциации асфальтенов предложена качественная шкала осадителей и растворителей 7. Согласно этой шкале влияния индивидуальных углеводородов на растворимость асфальтенов, предложенной Хотиером, растворители располагаются в ряд по степени возрастания растворимости в них асфальтенов циклогексан додецилбензол диизопропилбензолтетралин декалин ксилол толуол бензол тетрагидрофуран хлороформ пиридин рис. Порядок расположения осадителей по мере возрастания их способности выделять асфальтены в осадок следующий додецилциклогексан ндекан нгептан ндодекан нгексадекан. Ассоциация асфальтенов может происходить под действием различных факторов изменения состава дисперсионной среды, РГГусловий, введения химических агентов и т.