Раздел 6. Нефть – как дисперсная система и ее свойства. Нефть как дисперсная система


Нефть как дисперсная система, Коллоидная химия

Пример готового реферата по предмету: Коллоидная химия

Введение 3

1. Классификация нефтяных дисперсных систем 4

2. Коллоидно-химических представления о нефти и нефтепродуктах 8

3. Строение и свойства дисперсионной среды 11

Заключение 16

Список литературы 17

Содержание

Выдержка из текста

Дисперсная фаза представлена сольватированными газопаровыми пузырька-ми, капельками изотропной и анизотропной жидкости, кристаллами, кристаллитами, комплексами и другими надмолекулярными образованиями, так называемыми сложными структурными единицами. Целью настоящей работы является изучение нефти как дисперсной системы.

В 1859 г. Квинке обнаружил явление, обратное электроосмосу, т. е. при течении жидкости через пористое тело под действием перепада давлений возникает разность потенциалов. Возникновение разности потенциалов Квинке наблюдал при течении воды и водных растворов через разнообразные пористые материалы (глина, дерево, графит и др.).

Это явление получило название потенциала течения (или потенциала протекания).

Дзета-потенциал — важнейшая характеристика ДЭС, он определяет возможность и скорость относительного перемещения дисперсной фазы и дисперсионной среды, интенсивность электрокинетических явлений, устойчивость золей и разрушение дисперсных систем электролитами.

В качестве информационной базы для написания данной курсовой работы послужили учебная литература, нормативные документы, статьи и монографии по теме исследования, веб-порталы и информационные агентства, содержащие аналитическую отчетность по мировому рынку нефти.

Основными элементами любой общественной системы выступают ее субъекты. Цель нашего исследования − рассмотреть общество как развивающуюся систему.

В организации протекают различные процессы, среди которых особое значение принадлежит организационному.

Организационный процесс имеет два основных аспекта. Один из них отражает деление организации на её структурные компоненты подразделения, участки и т. д. соответственно целям и стратегиям. Структура должна создавать возможность членам организации эффективно работать совместно для достижения её целей.

Процессы стратегического управления организацией как часть системы менеджмента качества

Целью курсовой работы является исследование проблем эффективности организационных систем предприятия.- провести анализ эффективности организационной системы на примере ООО «ПРАЙМ СТРОЙ ИНВЕСТ»;

  • предложить и обосновать пути решения проблем организационных систем на примере ООО «ПРАЙМ СТРОЙ ИНВЕСТ».

Как я выяснила, организация — это система. Применение теории систем к управлению облегчило для руководителей задачу увидеть организацию в единстве составляющих ее частей, которые неразрывно переплетаются с внешним миром. Эта теория также помогла интегрировать вклады в школы, которые в разное время доминировали в теории и практике управления.

quot; как элемента системы в условиях рынка и разработка системы тактики развития предприятия на 2012 г.

Отсюда то внимание, которое уделяют ей руководители организаций и специалисты, с целью непрерывного совершенствования, развития как системы в целом, так и её отдельных составляющих. Система управления организацией — система, в которой реализуются функции управления организацией. В системе управления организаций однородные, близкие по содержанию функции управления объединяются в подсистемы: подсистема общего и линейного руководства; функциональные подсистемы: управления конструкторской подготовкой производства; управления технологической подготовкой производства; управления инструментальной подготовкой производства; управления ремонтным обслуживанием производства; управления энергетическим обслуживанием производства и т.

Открытка Великобритании и США как семиотическая система и предмет бытовой культуры

Задачи работы: изучить сущность и роль организаций; провести анализ организации как открытой системы; рассмотреть направления по совершенствованию конкурентоспособности организации.

СМИ как ядро системы массовой коммуникации

Список источников информации

1. Сюняев З.И., Сюняев Р.З., Сафиева Р.З. Нефтяные дисперсные системы. — М.: Химия, 1990. — 226 с.

2. Хайбуллин А.А. / Устойчивость дисперсных систем в технологии формирования нефтяного углерода // Коллоидная химия нефти и нефтепродуктов: Тезисы докл. Всесоюзной школы. — Уфа: 1985. — С. 89−93.

3. Сюняев З.И. Производство, облагораживание и применение нефтяного кокса. — М.: Химия, 1973.

4. Сергиенко СР. Высокомолекулярные соединения нефти. — М.: Химия, 1964.

5. Мурзаков P.M. // Исследование устойчивости и некоторых физико-механических свойств нефтяных дисперсных систем и способов ее регулирования: Дисс. к.т.н. — Уфа: УНИ, 1975. — 200 с.

6. Папков СП. Физико-химические основы переработки растворов полимеров. — М.: Химия, 1971. -363 с.

список литературы

referatbooks.ru

Нефтяные дисперсные системы - Справочник химика 21

    Нефти содержат твердые углеводородные частицы, построенные из молекул н-парафинов, высокомолекулярных ароматических или нафтеновых углеводородов. Эти частицы составляют дисперсную фазу в нефти, а сама жидкая часть нефти составляет дисперсионную среду. При нагревании нефти как дисперсной системы в ней меняется структура твердых частиц и это может влиять на свойства нефтяной дисперсной системы. При нагревании твердых н-парафиновых углеводородов с числом атомов С в молекуле от 16 до 24 и выше в них проявляется от одной до пяти модификаций (С. И. Колесников). В твердых н-парафиновых углеводородах при их нагревании или охлаждении происходит последовательно переход от одной структуры к другой в соответствии с правилом Оствальда, которое гласит В случае возможности протекания ряда фазовых переходов от менее устойчивого состояния к более устойчивому обычно вначале образуется более устойчивая модификация, а не самая устойчивая . [c.174]     Нефтяные дисперсные системы являются промежуточными между молекулярными растворами и макроскопическими гетерогенными системами, и поэтому они могут быть получены в результате диспергирования сравнительно больших частиц, макроскопических фаз, либо в результате протекания в системе конденсационных процессов. [c.64]

    В будущем предполагается ввести контрольную работу по теме "Нефтяные дисперсные системы", а также баллы за выполнение лабораторных работ и обработку экспериментальных результатов. [c.58]

    НЕФТЯНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ [c.2]

    ВМС при смешении с НМС могут образовывать истинные растворы (молекулы находятся в неассоциированном состоянии), обратимые нефтяные дисперсные системы, в которых дисперсной фазой служат ассоциаты, и необратимые дисперсные системы (типичные коллоидные растворы), в которых дисперсной фазой являются комплексы (кристаллиты). [c.12]

    В последние годы доказано, что в нефтехимических системах стабильные свободные радикалы играют особую роль, т.к. сосредоточены в дисперсной фазе нефтяной дисперсной системы (НДС) в виде мицелл из асфальто-смолистых веществ, которые распределены в диамагнитной среде [1,2]. Показано, что ПМЦ играют особую роль во всех физико химических процессах, протекающих в НДС [3,4]. [c.128]

    В отличие от истинных растворов (гомогенных), нефтяные дисперсные системы гетерогенны и состоят из двух и более фаз. [c.13]

    Нефтяная дисперсная система в зоне БВ термодинамически неустойчива, имеет пониженную концентрацию твердой фазы, частицы которой склонны к слипанию и коагуляции. [c.37]

    Таким образом, изучение условий формирования надмолекулярных структур, необратимости перехода из жидкого в твердое состояние нефтяной дисперсной системы дают ценную информацию [c.48]

    При соизмеримых значениях 62 и 61 нами обнаружен эффект повышенного структурирования прилегающего жидкого слоя в нефтяных дисперсных системах по мере закрепления асфальтенов в граничном слое. [c.67]

    Следовательно, по мере снижения атомного отношения И С и увеличения числа колец в ароматической структуре второго компонента в дисперсионной среде равновесие сдвигается в сторону повышения устойчивости системы. Поэтому не случайно даже при небольших добавках (8,0%) второго компонента — смол, выделенных из гудрона арланской нефти,— удерживающая способность й-гептана существенно возрастает (рис. 35). Была проведена [84] оценка устойчивости нефтяных дисперсных систем в лабораторны.х условиях по фактору устойчивости. Фактор устойчивости (Ф) характеризует сиособность нефтяной дисперсной системы сохранять в течение определенного времени одинаковое в каждой точке системы распределение частиц асфальтенов и представляет собой отношение концентрации асфальтенов, устанавливающейся за время т, в двух слоях, отстоящих друг от друга на определенном расстоянии, в направлении сил осаждения. [c.139]

    Результаты проведенных исследований показали, что лри добавлении к керосиновым фракциям замедленного коксования (или к легкой фракции каталитического крекинга), выкипающим в пределах 200—360 °С, 200—340 °С и 200—320 °С, крекинг-остатков от переработки гудронов сернистых и высокосернистых нефтей (1— 5% масс.) можно получить нефтяные дисперсные системы, обла- [c.252]

    Для оценки устойчивости нефтяной дисперсной системы при нагреве, когда усиливаются процессы диспергирования сложных структурных единиц и система стремится к состоянию истинного молекулярного раствора с бесконечной устойчивостью против расслоения, введено понятие термодинамической устойчивости [26]. Термодинамическая седиментационная устойчивость, обусловленная статическими законами диффузии, связана с дифф) зионно-седиментационным равновесием. Мерой ее является высота Ие, на протяжение которой концентрация дисперсной фазы изменяется в е раз  [c.28]

    Переход от анализа термодинамики образования единичной частицы—сложной структурной единицы (микроскопически ) подход) к оценке зменений потенциала Гиббса при формировании нефтяной дисперсной системы, содержащей множество сложных стру учета их числа через введение энтропийного фактора. [c.88]

    Экстремальные состояния удается наиболее эффективно реализовать для случаев, когда нефтяная дисперсная система находится в свободно-дисперсном состоянии. Активные состояния обычно определяют при температурах, на 3—5°С превышающих температуру застывания. [c.118]

    В нефтяных дисперсных системах с жидкой дисперсионной средой возможно формирование в одних случаях макрофаз. в других — пространственной сетки, в которой силы сцепления в контактах достаточно велики, чтобы противостоять тепловому движению и внешним воздействиям. В обоих случаях представляется возможным управлять протекающими процессами и соответственно физико-химическими свойствами НДС. Наиболее эффективное управление достигается при оптимальном сочетании механических и физико-химических воздействий на регулирование ММВ в системе с помощью ПАВ и изменения свойств дисперсионной среды. [c.119]

    По установившимся современным представлениям нефтяные остатки — сложная коллоидная нефтяная дисперсная система, Дисперсная фаза остатков в обычньк условиях состоит преимущественно из твердых частиц двух типов — ассоциатов асфальтенов и высокомолекулярных алканов с различной толщиной сольватной оболочки, состоящей из компонентов жидкой дисперсионной среды, представленной смолами и взаиморастворимыми высокомолекулярными углеводородами различных гомологических рядов. Следует иметь в виду, что нефтяные остатки - продукты, подвергавшиеся длительному температурному воздействию в процессе перегонки дистиллятной части нефти и, следовательно, претерпевшие более или менее глубокие химические изменения. Поэтому в исследовательской практике при оценке природы высокомолекулярных компонентов обычно пользуются терминами нативные , к которым отнесены вещества, вьщеленные из нефти в условиях, исключающих изменение их состава и структуры, и вторичные , т. е. претерпевшие изменения или образовавшиеся в процессе технологической обработки нефти. [c.15]

    ТАБЛИЦА 7. Классификация структурных единиц в нефтяных дисперсных системах (НДС) [c.29]

    Во II экстремальном состоянии, когда радиус надмолекулярной структуры достигает макс, целесообразно проведение ряда технологических процессов, связанных с обеспечением условий для разделения нефтяной дисперсной системы на фазы. [c.41]

    При компаундировании нефтепродуктов, содержащих высокомолекулярные соединения, актуальны вопросы регулирования агрегативной устойчивости образующей нефтяной дисперсной системы. При смешении различных компонентов и получении товарных нефтепродуктов (котельные, судовые топлива топочные мазуты профилактические средства пластичные смазки битумы пеки, и др.) формируются структурные единицы, при определенных условиях вызывающие расслоение нефтяных дисперсных систем с образованием осадков при хранении и применении. В каждом случае специальные мероприятия (введение ПАВ-стабилиза-торов в оптимальных количествах изменение состава дисперсионной среды и т. д.) позволяют предупредить нежелательные явления. [c.44]

    Свойства нефтепродуктов определяются условиями их дальнейшей эксплуатации, хранения. Так, профилактические средства различного назначения должны характеризоваться высокими тиксотропными свойствами. Соответствующими исследованиями показано, что период восстановления полностью разрушенной структуры зависит от группового состава профилактического средства, температуры его применения. Кроме того, необходимо обеспечить определенный уровень агрегативной устойчивости профилактических средств с целью предупреждения расслоения нефтяной дисперсной системы на фазы при транспортировании и хранении. Поэтому выбор компонентов для нефтяной композиции следует проводить с учетом их влияния на структурно-механические свойства и агрегативную устойчивость нефтяной системы, [c.44]

    Структурно-механическая прочность и агрегативная устойчивость нефтяных дисперсных систем. Одной из основных проблем коллоидной химии нефтей и их фракций является исследование, пространственных структур различного рода в нефтяных дисперсных системах и регулирование разнообразными приемами их механических свойств деформационных и прочностных. Необходимость решения данной проблемы способствовала становлению самостоятельной области коллоидной химии — физико-химической механики нефтяных дисперсных систем. Обобщение значительного эмпирического материала позволило в работе [112] предложить с точки зрения макрореологии (диаграмму изменения структурномеханической прочности с ростом температуры в многокомпонентных нефтяных дисперсных системах (рис. 5). Участок ВГ, имеющий различную ширину в зависимости от строения исследуемой нефтяной системы и вырождающийся в точку для битумов, характеризует ньютоновское поведение в полностью разрушенной структуре, вязкость которой не зависит от скорости сдвига. Точка В отвечает пределу текучести системы. С понижением температуры нефтяная система становится тгересыщенной по отношению к твердым углеводородам, выделение которых из однородного с реологической точки зрения расплава приводит к структурированию системы. На участке БВ взаимодействие формирующихся структурных элементов обуславливает вязкопластическое течение обратимо разрушаемой структуры и наличие предельного напряжения сдвига в точке Б. По мере снижения температуры на этом участке скорость формирования коагуляционных контактов мел ду надмоле- кулярными структурами превышает скорость их разрушения под действием механической нагрузки. В точке Б нефтяная система те- [c.38]

    Ольков П.Л. Поверхностные явления в нефтяных дисперсных системах и разработка-новых нефтепродуктов Дисс... д-ра техн. наук. Уфа, 1983. 442 с. [c.133]

    Катаев P. . Динамика структурного упорядочения в нефтяных дисперсных системах Дисс.... докт.техн.наук.- Казань КГТУ, 2000.- 188 с. [c.30]

    Согласно современным представлениям [18, 19], нефть, а также тяжелые и остаточные ее фракции содержат высокомолекулярные углеводородные и неуглеводородные соединения в виде физико-химических ассооиатов. От размеров этих ассощ1атов, определяемых свойствами среды и возддаствием внешних факторов, зависят свойства всей нефтяной дисперсной системы. [c.22]

    Нефтяные свободно- и связаннодиоперсные системы характеризуются структурно-механической прочностью. Под структурно-механической прочностью нефтяной дисперсной системы понимается способность ее сопротивляться действию внешних сил. Чем больше силы взаимодействия макромолекул ВМС в ассоциате и между ассоциатами в системе, тем выше структурно-механическая прочность НДС. [c.14]

    Структурно-механическая прочность нефтяных дисперсных систем определяется главным образом толщиной сольватной оболочки, образующейся вокруг частиц твердой фазы (надмолекулярной структуры). Такие оболочки имеют определенную упругость, присущую твердому телу, и вызывают [39] расклинивающее давление, которое в согюкуппости с внешним давлением действует на частицы твердой фазы, стремясь их раздвинуть, оттолкнуть друг от друга. Чем меньше толщина сольватной оболочки, тем выше структурно-механичсская прочность нефтяной дисперсной системы. [c.15]

    Реологические свойства (структурно-механические свойства, температура застывания, вязкость и др.) НДС зависят в первую очередь от ее физического состояния, на которое оказывает влияние соотношение энергий межмолекулярного взаимодействия и теплового движения. Нефтяные дисперсные системы могут находиться в трех физических состояниях вязкотекучем (жидком), высокоэластическом и твердом. Способность к вязкому течению таких продуктов, как битумы, пеки, используют для пх внутризаводского транспортирования по трубопроводам. Для НДС характерно высокоэластическое состояние в интервале между температурами стеклования и вязко текучестн (температуры размягчения). [c.18]

    На рис. 20 приведены динамика отношения hjr в зависимости от изменения баланса сил в нефтяной дисперсной системе. По мере увеличения С в относительно Р—Ж в нефтяной дисперсной системе изменяются размеры радиуса ядра и толщины адсорбщюнно-сольватного слоя экстремальным образом. На участке ОА отношение hjr имеет отрицательное значение, ио-скольку С ммв [c.91]

    В ряде экспериментальных исследований делается попытка установления корреляции между немонотонным изменением размеров частиц в нефтяных дисперсных системах и их макро-скоиическими свойствами. В [162] исследовано изменение среднего диаметра дисперсных частиц в смеси узеньской и калам-касской нефти размер частиц меняется от 0,5 до 2,5 мкм. Процентное содержание каламкасской нефти, при котором обнаруживается минимум размера частиц, оказывается близким к тому, при котором достигается минимум вязкости смеси. [c.108]

    Практически важным является определение экстремального состояния нефтяной дисперсной системы в лабораторных условиях и нахождения ее активных состояний. График экстремальной зависимости усредненных размеров ССЕ (определенных из кривой распределения ССЕ), физико-химических, технологических свойств от интенсивности внешних воздействий предложено в работе [170] называть экстреграммой. В соответствии с этим различают следующие виды экстреграмм. [c.114]

    Под активностью нефтяной дисперсной системы понимают изменение ее физико-химических свойств под влиянием единицы внешнего воздействия. Для определения активности обычно используют экстреграмхмы вида внешнее воздействие — физикохимические свойства . Для оценки активности НДС применяют отношение разности показателя физико-химического свойства после (Пп.а) и до (Пд.а) активировзния (модифицирования) на величину внешнего воздействия в экстремальном состоянии (S)  [c.117]

    Классификация структурных единиц в нефтяных дисперсных системах приведена в табл. 7. Внутренняя область сложных струк-туоных единиц представлена соответственно кристаллитом, ассоциатом или пузырьком газовой фазы [116]. В отличие от двух последних кристаллиты карбенов, карбоидов являются необратимыми нaдмoлe iyляpными структурами, не способными к разрушению до молекулярного состояния под действием внешних факторов. [c.29]

    Для определения структурно-механической прочности нефтяных дисперсных-систем используют в основном метод Вейлера — Ребиндера, метод ротационной вискозиметрии, метод плоскопарал-лельных дисков, метод конического пластометра. Выбор метода определяется степенью наполнения ф структурных единиц в нефтяных дисперсных системах, температурой проведения опыта. [c.39]

chem21.info

Раздел 6. Нефть – как дисперсная система и ее свойства

Лекция. Межмолекулярные взаимодействия компонентов нефти. Ассоциаты нефти и структурообразование в ней. Классификация нефтяных дисперсных систем на основе классических признаков дисперсного состояния: по степени дисперсности, агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды и характеру молекулярных взаимодействий на границе раздела фаз. Фазовые переходы в природных нефтяных дисперсных системах. Специфические свойства дисперсной системы: структурно-механическая прочность и неустойчивость. Реологические свойства нефти.

Лабораторная работа 5.

Определение величины межфазного поверхностного натяжения сталагмометрическим методом.

Раздел 7. Химический состав природных и нефтезаводских газов. Классификации газов. Основные физико-химические свойства газов. Методы их определения и расчета

Лекция. Компонентный состав газов природных, нефтяных, нефтезаводских, гидратов, каменноугольных, сланцевых, биогаза: способы выражения компонентного состава газов: мольные, массовые, объемные доли, содержание углеводородных и неуглеводородных компонентов. Особенности состава различных газов. Компонентный состав газов Западно-Сибирского НГБ. Химический состав газов и конденсатов Томской области.

Классификации природных газов по химическому составу.

Основные свойства газов. Молекулярная масса. Плотность. Относительная плотность. Вязкость. Адсорбционная способность. Способность образовывать гидраты. Зависимость свойств от химического состава, температуры и давления.

Лабораторная работа 6.

Определение состава нефтяного (природного) газа методом хроматографии и расчет его свойств

4.3. Распределение компетенций по разделам дисциплины

Распределение планируемых результатов обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках дисциплины «Химия нефти и газа» и указанных в пункте 3, по разделам дисциплины следующее (таблица 6).

Таблица 6

Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения

Формируемые

компетенции

Разделы дисциплины

1

2

3

4

5

6

7

З4.5

х

х

х

х

х

х

х

У4.5

х

х

х

х

В4.5.

х

х

х

5. Образовательные технологии

При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности бакалавров для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций (таблица 7).

Таблица 7

Методы и формы организации обучения

Методы и формы активизации деятельности

Виды учебной деятельности

ЛК

ПЗ

СРС

Дискуссия

х

IT-методы

х

х

х

Командная работа

х

Разбор кейсов

Опережающая СРС

Индивидуальное обучение

Проблемное обучение

Обучение на основе опыта

Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:

  • изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий;

  • самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;

  • закрепление теоретического материала при проведении практических работ с использованием учебного и научного оборудования и приборов, выполнения проблемно-ориентированных заданий.

studfiles.net

Раздел 6. Нефть – как дисперсная система и ее свойства

Лекция. Межмолекулярные взаимодействия компонентов нефти. Ассоциаты нефти и структурообразование в ней. Классификация нефтяных дисперсных систем на основе классических признаков дисперсного состояния: по степени дисперсности, агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды и характеру молекулярных взаимодействий на границе раздела фаз. Фазовые переходы в природных нефтяных дисперсных системах. Специфические свойства дисперсной системы: структурно-механическая прочность и неустойчивость. Реологические свойства нефти.

Лабораторная работа 5.

Определение величины межфазного поверхностного натяжения сталагмометрическим методом.

Раздел 7. Химический состав природных и нефтезаводских газов. Классификации газов. Основные физико-химические свойства газов. Методы их определения и расчета

Лекция. Компонентный состав газов природных, нефтяных, нефтезаводских, гидратов, каменноугольных, сланцевых, биогаза: способы выражения компонентного состава газов: мольные, массовые, объемные доли, содержание углеводородных и неуглеводородных компонентов. Особенности состава различных газов. Компонентный состав газов Западно-Сибирского НГБ. Химический состав газов и конденсатов Томской области.

Классификации природных газов по химическому составу.

Основные свойства газов. Молекулярная масса. Плотность. Относительная плотность. Вязкость. Адсорбционная способность. Способность образовывать гидраты. Зависимость свойств от химического состава, температуры и давления.

Лабораторная работа 6.

Определение состава нефтяного (природного) газа методом хроматографии и расчет его свойств

4.3. Распределение компетенций по разделам дисциплины

Распределение планируемых результатов обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках дисциплины «Химия нефти и газа» и указанных в пункте 3, по разделам дисциплины следующее (таблица 6).

Таблица 6

Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения

Формируемые

компетенции

Разделы дисциплины

1

2

3

4

5

6

7

З4.5

х

х

х

х

х

х

х

У4.5

х

х

х

х

В4.5.

х

х

х

5. Образовательные технологии

При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности бакалавров для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций (таблица 7).

Таблица 7

Методы и формы организации обучения

Методы и формы активизации деятельности

Виды учебной деятельности

ЛК

ПЗ

СРС

Дискуссия

х

IT-методы

х

х

х

Командная работа

х

Разбор кейсов

Опережающая СРС

Индивидуальное обучение

Проблемное обучение

Обучение на основе опыта

Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:

  • изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий;

  • самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;

  • закрепление теоретического материала при проведении практических работ с использованием учебного и научного оборудования и приборов, выполнения проблемно-ориентированных заданий.

studfiles.net

Нефть как дисперсная система - Справочник химика 21

    Нефти содержат твердые углеводородные частицы, построенные из молекул н-парафинов, высокомолекулярных ароматических или нафтеновых углеводородов. Эти частицы составляют дисперсную фазу в нефти, а сама жидкая часть нефти составляет дисперсионную среду. При нагревании нефти как дисперсной системы в ней меняется структура твердых частиц и это может влиять на свойства нефтяной дисперсной системы. При нагревании твердых н-парафиновых углеводородов с числом атомов С в молекуле от 16 до 24 и выше в них проявляется от одной до пяти модификаций (С. И. Колесников). В твердых н-парафиновых углеводородах при их нагревании или охлаждении происходит последовательно переход от одной структуры к другой в соответствии с правилом Оствальда, которое гласит В случае возможности протекания ряда фазовых переходов от менее устойчивого состояния к более устойчивому обычно вначале образуется более устойчивая модификация, а не самая устойчивая . [c.174]     Зависимости, связывающие формирование твердой микрофазы с содержанием в нефтях компонентов, потенциально способных образовать такую фазу, весьма мало изучены. Между тем такие зависимости представляют существенный теоретический и практический интерес, так как они позволят по такой четко определенной характеристике нефти, как химический состав, прогнозировать экспериментально трудно определяемое состояние нефти как дисперсной системы. Экспериментальное определение зтих зависимостей связано с труднопреодолимыми сложностями из-за практической невозможности моделирования природных нефтей. [c.31]

    В рассматриваемой ситуации температура застывания выступает как системный показатель, характеризующий вполне определенное состояние нефти как дисперсной системы. Она фиксирует момент выделения из нефти твердой фазы, достаточной для превращения ее из состояния золя в гель. Поэтому изучение закономерностей влияния химсостава нефтей на температуру их застывания позволяет судить о количестве выделяющейся в сис- [c.32]

    Нефтям как дисперсным системам присущи следующие характерные особенности  [c.39]

    Как видно, температура на процесс формирования твердых отложений наиболее существенно влияет через изменение структуры нефти как дисперсной системы. Однако ее влияние на процесс сказывается также через изменение вязкости дисперсионной среды. Повышение вязкости среды при охлаждении нефти приводит [c.52]

    Таким образом, можно констатировать двоякое, взаимоисключающее влияние снижения температуры на процесс формирования твердых отложений с одной стороны, возрастает вероятность ускорения процесса из-за увеличения концентрации дисперсной фазы, с другой, такая вероятность уменьшается из-за повышения устойчивости нефти как дисперсной системы. Какой из этих вкладов окажется более весомым в конкретных условиях, определится абсолютным уровнем вязкости среды. При низких вязкостях ситуацию определяет первый вклад, при относительно высокой вязкости среды более весом второй вклад. Как было определено на практике /22/, при вязкости среды более 0,2 Ст отложение парафина не наблюдается даже при транспортировке газонефтяных смесей. [c.53]

    Формирование отложений из движущегося потока нефти представляет собой значительно более сложное явление, чем осадкообразование в условиях покоя. Сложность этого явления объясняется рядом обстоятельств. Так, при движении нефти по трубе изменяются, как правило, такие физико-химические характеристики системы, как температура, давление, газонасыщенность и др., что приводит к изменению структуры нефти как дисперсной системы. Кроме того, в гидродинамических условиях на частицу дисперсной фазы оказывает воздействие в направлении потока определенная инерционная сила, величина которой зависит как от размера частицы, так и скорости потока, в результате не всякая частица, даже вступившая в контакт с поверхностью, может удержаться на ней и участвовать в формировании отложений. Все это усложняет понимание истинной картины протекающих процессов в целом, с одной стороны, и четко выделить влияние каждого конкретного фактора - с другой. [c.62]

    Разделение нефти как дисперсной системы [c.192]

    Согласно современным представлениям, нефть — дисперсная система, т е раствор высокомолекулярных соединений в низкомолекулярных [403] Основу существующих технологий переработки нефти составляют процессы фазообразования (кипения, кристаллизации, стеклования и т д ), а формирование новой фазы в исходной (например, переход из жидкого состояния в твердое — образование парафина, кокса) осуществляется через дисперсное состояние Технология переработки нефти как дисперсной системы требует учета всех стадий образования фаз, возможности влияния внешних воздействий (температуры, давления, скорости нагрева и тд ) на кинетику и степень превращения исходных веществ в новые продукты Характер фазовых переходов в процессах технологической переработки предопределен составом исходной нефти и нефтепродуктов Для оптимизации качества продуктов необходимо знать взаимосвязи состава, ресурсов (выход на нефть) с основными показателями качества фракционным составом, температурой кристаллизации и застывания итд Сведений в литературе о таких зависимостях недостаточно Успешное решение этой проблемы возможно только на основе глубокого понимания взаимосвязи между свойствами нефтепродуктов, их составом и строением на молекулярном уровне, что требует привлечения спектроскопии ЯМР [c.249]

    Примером проявления свойств нефти как дисперсной системы служит следующая ситуация. Дебит скважины могут ограничивать факторы, связанные с физико-химическими свойствами потока, движущегося в условиях изменяющегося давления и температуры. К ним относятся песчаные пробки, образующиеся в результате скрепления частиц вяжущими компонентами нефти, АСПО, кристаллогидраты природных газов и др. [c.49]

    Нефть как дисперсная система [c.307]

    Наиболее существенным фактором, влияющим на состояние нефти как дисперсной системы, является температура. Любое образование новой твердой макрофазы в виде отложений на поверхности возможно лишь после возникновения в объеме нефти диспергированной твердой микрофазы /4, 30/. Поэтому при температурах, выше температуры насыщения нефти парафинами, заметных отложений на поверхности оборудования не наблюдается. Опасность образования отложений возникает лишь ниже температуры насыщения, когда образуется твердая микрофаза и нефть превращается в свободнодисперсную систему, в которой дисперсные частицы не связаны друг с другом и способны независимо перемещаться в дисперсионной среде под влиянием броуновского движения или силы тяжести. При дальнейшем снижении температуры, после достижения характерного для каждой нефти ее критического значения, благодаря повышению концентрации дисперсной фазы нефть превращается в связнодисперсную систему - гель, в которой дисперсные частицы связаны друг с другом за счет межмолекулярных сил и образуют своеобразные пространственные сетки, формируя структурные каркасы и превращая нефть в структурированную жидкость. В гелеобразном состоянии дисперсные частицы практически теряют возможность свободно перемещаться внутри системы. Температура гелеобразова-ния является весьма важной технической характеристикой дисперсной системы как минимальная температура, при которой в отсутствии механического воздействия система способна находиться в подвижном состоянии. [c.46]

    Формирование дисперсной структуры нефти определяется, в основ-но.м, температурой и при наличии газа - также давлением в системе. Закономерности протекания процессов, составляющих первую стадию, рассматривались ранее. В пределах температур, в которых возможно, образование отложений, гидравлическое состояние системы на протекании процессов, составляющих первую стадию, практически не сказывается. Влияние гидравлической ситуации на состояние нефти как дисперсной системы проявляется лищь при температурах, ниже температуры гелеобразования, когда механическое перемешивание способно разрушить пространственную сетку, составленную из сшитых кристалликов парафина, и поддерживать нефть в свободнодисперсном состоянии. Между тем именно гидравлическое состояние в системе определяет особенности протекания последующих двух стадий. Закономерности перемещения частиц дисперсной фазы к местам формирования отложений, а также баланс сил, обеспечивающий закрепление частиц на поверхности подложки, полностью обуславливаются гидравлической ситуацией в системе. [c.54]

    Разработка преветивных методов предотвращения формирования органических отложений развивается в следующих двух направлениях путем воздействия на структуру нефти как дисперсной системы и модификацией поверхности подложки, на которой формируется отложение. Наиболее радикальным способом изменения дисперсной структуры нефти является превращение ее в молекулярный раствор. В таком случае образование отложений на поверхности оборудования будет определяться лишь адсорбцией асфальтенов и смол и толщина таких отложений, как видно из табл. 3.2,не будет превышать долей микрона. [c.134]

    Ввиду экономических ограничений к применению теплового воздействия для регулирования фазовой структуры нефти, широкое применение нашли различные химические методы воздействия на дисперсное состояние нефти с использованием разнообразных растворителей и композиций химических веществ. По механизму воздействия на структуру нефти как дисперсной системы предлагаемые растворители и композиции можно разделить на две группы растворители, повышающие растворяющую спо-собностъ дисперсионной среды, и композиции, модифицирующие дисперсную фазу. К первой группе относятся, как правило, органические растворители, обладающие более высокой растворяющей способностью по отношению к твердым парафинам и асфальтенам, чем сама нефть. При добавлении растворителей этой группы к нефтям предотвращается или существенно снижается образование дисперсной фазы, что уменьшает образование отложений. При смешении этих растворителей с нефтью растворяющая способность образующейся смеси повышается практически аддитивно, поэтому для существенного повышения растворяющей способности дисперсионной среды требуется добавлять растворители в соотношениях, сопоставимых с количеством самой нефти. Это обстоятельство делает энергетически маловыгодным широкое применение веществ этой фуппы, поэтому они находят применение лишь в профилактических методах, когда объем растворов незначителен. [c.136]

chem21.info

Нефть как дисперсная система

2. компоненты нефти

Автор: Administrator 16.03.2011 09:40

 

1. основные понятия физико-химической механики нефтяных дисперсных систем

Автор: Administrator 16.03.2011 09:40

Цель физико-химической механики – установление закономерностей образования пространственных структур в дисперсных системах, а также процессов деформации и разрушения таких структур в зависимости от совокупности физико-химических и механических факторов.

Структурные единицы нефтяной дисперсной системы (НДС) (исходные надмолекулярные структуры, промежуточные и конечные их виды) имеют сложное строение, обусловленное природой и геометрической формой макромолекул ВМС, поверхностными силами между ними, взаимодействием дисперсной фазы с дисперсионной средой и другими факторами.

Дисперсионная среда состоит из смеси полярных и неполярных соединений и взаимодействует с надмолекулярными структурами, в результате этого вокруг надмолекулярной структуры (ассоциата или комплекса) формируются сольватные оболочки. Такая дисперсная частица сложного строения (надмолекулярная структура + сольватный слой) способна к самостоятельному существованию и получила название сложной структурной единицы (ССЕ).

ССЕ представляется как ядро, окруженное сольватной оболочной. ССЕ может перемещаться в дисперсионной среде, т.к., благодаря сольватным оболочкам, частицы асфальтенов или высокомолекулярных парафинов (ВМП), образующие ядро ассоциата, не слипаются между собой.

Ядро ССЕ – это более упорядоченная внутренняя область, образована макромолекулами ВМП или асфальтенов или других компонентов нефти.

Сольватная оболочка образована за счет адсорбции менее склонных к ММВ соединений на частицах, образовавших ядро. Например, для асфальтенового ассоциата это будут смолы и ароматические углеводороды. В промежуточном слое будут находиться алканы и циклоалканы.

Характерной особенностью ССЕ является разница поверхностных энергий между надмолекулярной структурой и сольватным слоем и между сольватным слоем и дисперсионной средой. ССЕ могут взаимодействовать с дисперсионной средой. В этом случае возможно 2 варианта: 1) Поверхностное натяжение дисперсной среды меньше, чем у сольватных слоев ССЕ. В этом случае формируется активная ССЕ с нескомпенсированной поверхностной энергией. Компенсация этой поверхностной энергии достигается при слиянии 2-х или нескольких активированных ССЕ, что сопровождается ростом размеров надмолекулярной структуры. Чем больше разница между поверхностными энергиями надмолекулярной структуры и дисперсионной среды, тем быстрее увеличиваются размеры надмолекулярной структуры и тем больше снижается толщина сольватного слоя в ССЕ; 2) Поверхностное натяжение дисперсионной среды значительно больше, чем у сольватного слоя ССЕ. Это приводит к вытеснению из сольватного слоя ССЕ углеводородов, обладающих малыми значениями поверхностного натяжения. При высоких значениях Dd может не только уменьшаться толщина сольватного слоя и изменяться его углеводородный состав, но и разрушаться надмолекулярная структура, вплоть до полного ее исчезновения.

ССЕ могут образовывать свободнодисперсные системы (золи) и связаннодисперсные системы (гели). В свободнодисперсной системе частицы дисперсной фазы не связаны друг с другом и могут перемещаться под действием внешних сил (силы тяжести или броуновского движения). Дисперсная фаза связаннодисперсных систем образует сплошной каркас (пространственную структуру), внутри которой содержится дисперсионная среда.

Нефтяные дисперсные системы (свободно- и связаннодисперсные) характеризуются структурно-механической прочностью. Под структурно-механической прочностью НДС понимается ее способность сопротивляться действию внешних сил. Чем больше силы взаимодействия макромолекул ВМС в ассоциате и между ассоциатами в системе, тем выше структурно-механическая прочность НДС.

Структурно-механическая прочность нефтяных дисперсных систем определяется главным образом толщиной сольватной оболочки вокруг надмолекулярной структуры. Такие оболочки имеют определенную упругость и вызывают расклинивающее давление, которое так действует на частицы НДС, что стремится их раздвинуть, оттолкнуть друг от друга. Чем меньше толщина сольватной оболочки, тем выше структурно-механическая прочность НДС. (Можно сравнить с металлической линейкой: чем тоньше, тем выше упругость. Выше, чем у бруска из того же металла).

С другой стороны, структурно-механическая прочность НДС тем выше, чем больше в системе ССЕ разных типов (асфальтенов, смол, парафинов, полициклических углеводородов).

Структурно-механическую прочность НДС оценивают степенью отклонения структурной вязкости mmax от динамической вязкости mmin.

По величине структурно-механической прочности структурной единицы НДС располагается в ряд: гель®золь®ССЕ.

Температура влияет на структурно-механическую прочность системы (СМП). При повышении температуры СМП снижается и исчезает, когда система переходит в состояние молекулярного раствора.

Температура влияет и на устойчивость дисперсной системы против расслоения. Под кинетической устойчивостью НДС понимается способность дисперсной фазы сохранять в течение определенного времени равномерное распределение ССЕ в дисперсионной среде.

Неустойчивость систем оказывает влияние на проведение целевых процессов: добыча, транспорт, хранение и вызывает необходимость принятия соответствующих технических мер по защите от расслоения.

Неустойчивость проявляется укрупнением частиц дисперсной фазы за счет их слипания под влиянием межмолекулярного взаимодействия друг с другом. При этом теряется кинетическая устойчивость и происходит разделение фаз, т.е. происходит коагуляция. Поверхность раздела фаз при этом уменьшается. Этот процесс состоит из 2-х стадий: 1) Скрытая. На первой стадии до начала расслоения ассоциаты укрупняются; 2) Явная. На второй стадии укрупненные частицы выпадают в осадок.

 

 

2.1. парафиновые углеводороды

Автор: Administrator 16.03.2011 09:40

Содержание парафиновых углеводородов в нефти зависит от происхождения. В нефти содержание парафинов колеблется от долей процентов до 20% (нефти Жетыбайского месторождения), нефти Поволжья содержат 2-5% парафина.

Из нефти выделены все алканы нормального строения, вплоть до С33Н68. С5 – C16 – жидкости, С17 и более – твердые вещества.

При осуществлении технологического процесса следует учитывать склонность их при определенных условиях к образованию ассоциатов.

Межмолекулярные взаимодействия высокомолекулярных (ВМ) алканов обусловлены водородными связями типа С-Н …С с энергией 2-4 кДж/моль и дисперсионными силами.

С понижением температуры число молекул углеводородов в парафиновом ассоциате возрастает, т.к. парафиновая цепь из зигзагообразной формы переходит в распрямленную, линейную и в этом состоянии молекулы ВМ парафинов являются склонными к межмолекулярному взаимодействию (ММВ) и образуют надмолекулярные структуры.

Температура начала образования ассоциата повышается с увеличением молекулярной массы углеводородов:

Н-пентан - -60°С;

Н-гексадекан - +80°С.

Число молекул углеводорода в ассоциате тем больше, чем ниже температура:

Н-гексадекан при 20°С – 3 молекулы.

Н-октан при -50°С – 31 молекула.

Это объясняется ослаблением теплового движения молекул углеводородов с понижением температуры и усилением энергии ММВ алканов с ростом длины цепи.

Интенсивность ММВ алканов существенно ниже по сравнению с углеводородами других классов, присутствующими в нефтяных системах.

Парафиновые надмолекулярные структуры могут существовать в нефтяной системе только в области низких температур и полностью дезагрегируются при повышении температуры.

Склонность к ассоциации ВМ парафиновых углеводородов определяется:

ü1. длиной цепей;

ü2. наличием в них разветвлений;

ü3. концентрацией парафина и других ВМ углеводородов и их соотношением;

ü4. растворимостью парафиновых углеводородов;

ü5. температурой системы и др. факторами.

 

Дата добавления: 2015-08-02; просмотров: 174 | Нарушение авторских прав

mybiblioteka.su - 2015-2018 год. (0.01 сек.)

mybiblioteka.su

Нефть как структурированная дисперсная система

из "Реология нефти и нефтепродуктов"

Многочисленньпли исследованиями показано, что нефти, отличающиеся большим содержанием асфальтенов, смол и парафинов, обладают структурно-механическими свойствами. Вязкость таких нефтей не является постоянной величиной, она зависит от дейсгвующих напряжений сдвига. Поэтому их называют аномально-вязкими или неньютоновскими нефтями. [c.20] Кроме парафинов, структуру в нефти могут образовывать наиболее высокомолекулярные ее компоненты - асфальтены. Трудами [15-19] показано, что асфальтеносодержащие нефти являются лиофильными коллоидными системами. Дисперсная фаза этих систем представлена асфальтенами, дисперсионная среда - смолами и жидкими углеводородами. Молекулы асфальтенов склонны к ассоциированию с образованием мицелл - частиц, характерных для коллоидных систем. Эти частицы стабилизированы сольваттшми слоями, состоящими из ароматических, нафтеновых углеводородов и смол. [c.20] Электрический заряд асфальтеновых частиц очень мал [20]. Поэтому его роль в стабилизации частиц небольшая. Основной стабилизирующий фактор асфальтеновой частицы - сольватная оболочка. [c.20] Степень дисперсности асфальтенов зависит от состава дисперсионной среды, поэтому размеры асфальтеновых частиц могут изменяться в широких пределах. По сведениям различных авторов [15, 17-21] , размеры частиц асфальтенов, высаженных из нефти, составляют от десятков до сотен ангстрем. [c.20] Характерной особенностью структурированной нефти являются аномалии ее вязкости. При больших напряжениях сдвига, когда структура в нефти полностью разрушена, вязкость наименьшая и постоянная. С уменьшением напряжений сдвига структура постепенно восстанавливается, отчего вязкость нефти растет и достигает своего наибольшего значения. Аномалии вязкости обусловливают переменную подвижность нефти при ее течении и фильтрации. [c.21] Топлива дня судовых дизелей (судовые топлива) и осевые масла также относятся к классу нефтяных дисперсных систем. Их реологические и эксплуатационные свойства во многом определяются степенью дисперсности структурообразующих компонентов или, по терминологии [34, 35], размерами так называемых сложных Сфуктурных единиц (ССЕ), Ниже, в разделе 4, представлены результаты наших исследований физико-химических и реологических свойств этих топлив и масел. [c.22] В настоящее. время для ре(шогйчееких исследований дег ированных нефтей и нефтепродуктов чаще всего используют ротащюншле вискозиметры (типа РЕОТЕСТ-2). Они позволяют проводить реологические исследования в достаточно широком диапазоне скоростей и напряжений сдвига и определять основные реологические параметры жидкостей при различных температурах (так как снабжены специальной системой термостатирования). [c.23] Реологические свойства пластовых нефтей необходимо изучать на специальных установках, в которых моделируются пластовые условия. Такие установки должны позволять исследовать газосодержащую нефть при таких скоростях и напряжениях сдвига, которые имеют место в пласте. [c.23] Обычно вязкость пластовых нефтей определяют с помощью вискозиметров высокого давления (ВВДУ) по времени падения шарика в трубке, заполненной нефтью. При этом достигаются скорости сдвига, соответствуюпще движению нефти в призабойной зоне скважин [26]. Нефть в пластовых условиях является слабоструктурированной жидкостью. При пластовых температурах, как правило, превышающих температуру кристаллизации парафина, пространственную структуру в нефти могуг образовывать частицы асфальтенов. Аномалии вязкости такой нефти проявляются при небольших скоростях и напряжениях сдвига, характерных для удаленных от призабойной зоны участков пласта. Поэтому при использовании ВВДУ структурно-механические свойства и анома ши вязкости нефти могут оставаться незамеченными. [c.23] Привод ротационного вискозиметра РЕОТЕСТ-2 осуществляется 12-тнступенчатой передачей с переменными скоростями от синхронного двигателя с переключаемыми полюсами. Таким образом, есть возможность свободного выбора скоростей сдвига среди 24 различных чисел оборотов. [c.25] Скорость сдвига у г (с ), зависящая от размеров системы цилиндров и пропорциональная числу оборотов вращающегося цилиндра, указана р пасгюрте прибора для всех ступеней числа оборотов и измерительных устройств при частоте электрической сети V = 50 Гц. [c.26] Эффективная вязкость ц (Па с) определяется делением нанряжения сдвига на скорость сдвига (по уравнению 3.3). [c.26]

Вернуться к основной статье

chem21.info