Метод диэлектрической спектроскопии в исследовании структурной организации нефтяных дисперсных систем

• Автор: Сараев, Денис Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ НЕФТЯНЫХ СИСТЕМ

1.1. Современные представления дисперсного строения нефтей.

1.2. Природа межмолекулярных взаимодействий в нефтяных системах

1.3. Развитие теории анализа диэлектрических спектров

сложных систем

1.4. Диэлектрическая спектроскопия как метод исследования

структурных характеристик нефтяных дисперсных систем

Выводы по главе.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты и методы исследования.
2.2. Диэлектрическая спектроскопия нефтей
Выводы по главе.
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРИРОВАНИЯ В НЕФТЯХ
3.1. Влияние кристаллизации твердых углеводородов на структурную
организацию нефтей
Выводы
3.2. Влияние концентрации ванадия в нефтях на устойчивость и строение
их надмолекулярных структур.
Выводы.
3.3. Изучение структурной организации углеводородной части
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Список литературы включает 4 наименования. Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и основные защищаемые положения, показана научная новизна и практическая значимость работы. Приведено описание структуры диссертации. Первая глава посвящена изложению современных представлений о дисперсном строении нефти. Приведен новый подход к рассмотрению процессов формирования дисперсности нефтяных систем теория сложной структурной единицы. Рассмотрена иерархия образования фаз в нефтяных системах. Охарактеризованы электрические свойства надмолекулярных структурных единиц дисперсной фазы. Оценены и показаны преимущества диэлектрической спектроскопии как метода неразрушающего контроля в исследовании сложных гетерогенных систем. Рассмотрены проблемы и решения, связанные с применением методов диэлектрической спектроскопии в исследовании нефтяных систем. Во второй главе описаны объекты исследования, использованные методы анализа их состава и физикохимических свойств. Приведено описание, модернизированной автором, измерительной ячейки диэлектрического спектрометра, позволившей повысить чувствительность метода при исследовании слабополярных диэлектриков, в частности нефтяных дисперсных систем НДС. Представлен новый подход интерпретации диэлектрических спектров нефтей. В третьей главе приведены результаты исследований структурной организации нефтей. На основе комплексного изучения химического состава и диэлектрических характеристик парафинистых нефтей выявлен различный характер роли ассоциаций твердых углеводородов в формировании агрегатного состояния нефтяных дисперсных систем. Повышение температуры во втором случае ведет к образованию ассоциативной структуры, обусловленной коллективными движениями надмолекулярных структур. Предложена модель формирования ассоциата с переориентацией диполей ССЕ при температуре выше температуры плавления фазы твердых углеводородов. Оценено влияние концентрации ванадийсодержащих соединений на термодинамическое поведение нефтяных дисперсных систем. Установлено, что отношение концентрации ванадия в нефтях к содержанию асфальтенов УА характеризует степень активности полярных групп смолистоасфальтеновых компонентов. Это отражается на эффективности дипольдипольных взаимодействий и, соответственно, на процессах ассоциации при изменении температуры. Выявлена экстремальная корреляционная зависимость энергии активации дипольной релаксации с отношением УА. В заключение представлены основные результаты и выводы. ГЛАВА 1. Современные представления дисперсного строения нефтей. Нефть и производные от нее нефтяные системы являются предметом изучения многих естественных наук, каждая из которых внесла в соответствии со своими методологическими особенностями определенный вклад в развитие представлений о строении и структуре нефти. С позиций аналитической химии нефть представляет собой смесь органических соединений сложного состава. Результатом подобного аналитического подхода к многокомпонентным нефтяным системам стала, с одной стороны, идентификация около 0 индивидуальных соединений в нефти 1, а с другой стороны формирование представлений о гипотетической средней молекуле масляных и газойлевых фракций нефти, а также широкое развитие представлений о строении молекул смолистоасфальтеновых веществ САВ на основе данных инструментального структурного анализа. Однако аналитический подход привел к формированию представлений о молекулярном уровне организации нефтяных систем, что не дает четких представлений о физикохимических процессах, происходящих в нефтяной системе 2. Новый подход, основанный на идеях коллоидного представления нефтей, предложенный в монографии Л. Г. Гурвича Научные основы переработки нефти3, показал новое направление в исследовании нефтяной структуры. Значительный вклад внесла работа Г. И.Фукса 4, согласно которой нефть представляет собой сложную многокомпонентную смесь, которая в зависимости от внешних условий проявляет свойства молекулярного раствора или дисперсной системы.