Исследование структурных переходов в асфальтеносодержащих углеводородных растворах методом ядерного магнитного резонанса
жүктеу/скачать 0.99 Mb. Pdf көрінісі
|
| 1.2. Строение смол и асфальтенов.
Около половины всех атомов водорода в асфальтенах находится в метиленовых и метиновых группах, содержание водорода в ароматических структурах в основном не превышает 8—10%. По данным многих авторов, вероятное содержание ароматической части в асфальтенах 30—50%, чаще всего 40—50, редко 60%. Ароматич ность смол составляет 20—40%. При близких молекулярных массах наиболее ароматичными оказались наименее полярные фракции. Показано, что с увеличением возраста отложений и глубины катагенеза нефти повышается доля ароматического углерода и количество пери-конденсированных структур, но снижается количество углерода в конденсированных положениях ароматических блоков. Таким образом рост ароматичности идет не за счет увеличения степени конденсированности ароматических систем, а за счет появления новых ароматических блоков. При переходе от смол к асфальтенам увеличивается ароматичности и доля метильного углерода, что указывает на возрастание числа алкильных заместителей при сокращении их длины. В асфальтенах различных месторождений и в их фракциях ароматичность, длина алкановых цепей изменяется незначительно, что указывает на постоянство структурной единицы: Месторождение Степень Степень конденсации замещения Бакстревиль (США) 0,34 0,62 Лагунильяс (Венесуэла) 0,43 0,71 Бурган (Кувейт) 0,52 0,51 Роудхатейн (Кувейт) 0,48 0,70 Мара (Венесуэла) 0,38 0.48 16 Вафра А I (нейтральная зона) 0,42 0,61 Вафра I 7 (нейтральная зона) 0,53 0,60 Рагуса (Сицилия, Италия) 0,40 0,70 Аналогичная картина наблюдается при переходе от смол к асфальтенам, а также при увеличении молекулярной массы фракций смол и асфальтенов: Арланская нефть Фракции смол 1 2 3 4 Радаевская нефть Фракции смол 1 2 3 4 Степень ароматичности (по ИКС) 0,21 0,29 0,42 0,40 0,34 0,37 0,41 0,45 При исследовании асфальтенов различных месторождений примерно одинакового возраста установлено, что число конденсированных ароматических колец у асфальтенов не изменяется: 17 Месторождение Степень ароматичности* Число конденсированных ароматических колец Правдинское Усть-балыкское Ромашкинское Арланское Покровское Радаевское Тарханское 0,58 0,56 0,55 0,55 0,55 0,52 0,56 11,8 11,8 10,8 10,8 10,4 9,9 11,0 * Метод ИК-спектроскопии, авторы рассчитывали число конденсированных ароматических колец только по методу Ван-Кревелена. Наиболее часто встречающееся число конденсированных ароматических фрагментов у смол составляет 1—4. С увеличением молекулярной массы и при переходе к асфальтенам повышается до 7,5. Ароматические фрагменты в молекулах смол и асфальтенов сильно замещены. Для асфальтенов степень замещения находится в пределах 0,5 — 0,8 для смол 0,4—0,6. Эти данные позволяют заключить, что ароматические фрагменты включены в общую полициклическую структуру посредством метиленовых цепочек и конденсации с полициклоалкановыми системами. Относительное содержание водорода в ареновых структурах невелико, что также свидетельствует об их высокой степени замещения. Количество углерода в циклоалкановых кольцах, согласно Эрдману, составляет 14—19 %, по Спейту 8,1—16,1 % от общего числа насыщенных углеродных атомов, равного 16,9—30,9 %. Однако Спейт указывает, что приведенные значения циклоалканового углерода могут быть заниженными примерно вдвое. Приводятся и более высокие значения циклоалканового углерода—20—34%, рассчитанные по эмпирической формуле Вильямсона . 18 Найденные значения отношения Нц : Сц = 0,82—1,25 свидетельствуют о том, что атомы углерода, входящие в циклоалкановые кольца, являются в основном третичными. Это позволяет предположить, что эти кольца образуют общую полициклическую пери- конденсированную систему, а не представляют собой изолированные фрагменты. Это подтверждается и работой, согласно которой около 6—26 % атомов углерода образуют циклоалкановые структуры, а отношение Нц : Сц также имеет значение, близкое к единице. Средняя длина алифатической цепи заместителей в смоляных молекулах или больше, чем в асфальтеновых, или имеет то же значение (табл. 4). Одинаковое количество углерода, приходящееся на алкильные заместители, у асфальтенов различных месторождений еще раз подтверждает, что их структурная единица в большей степени сформирована по сравнению со смоляными молекулами. жүктеу/скачать 0.99 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|