Реферат
Введение 5
Глава 1. Обзор литературы по теме исследования 7
1.1 Характеристика парафинистых и высокопарафинистых нефтей 7
1.1.1 Состав парафинистых нефтей 7
1.1.2 Свойства парафинистых нефтей 8
1.2 Азотсодержащие соединения в нефтях 9
1.2.1 Методы исследования азотсодержащих оснований 10
1.2.2. Азотсодержащие основания в процессах добычи, транспорта и переработки нефтяного
сырья 15
Глава 2 Экспериментальная часть 17
2.1 Характеристика объектов исследования 17
2.2 Физико-химические методы исследования азотсодержащих оснований 17
2.3 Деасфальтенизация нефти 18
2.4 Дифференцированное выделение азотсодержащих оснований 19
2.5 Определение функционального состава соединений методом неводного
потенциометрического титрования 20
2.6 Определение средних молекулярных масс образцов методом криоскопии в бензоле 21
2.7. Определение среднего структурно-группового состава высокомолекулярных оснований с использованием результатов элементного анализа, данных о молекулярных массах, ЯМР 1Н - спектроскопии 24
2.8 Определение структурных фрагментов молекул нефтяных оснований методом ИК- спектроскопии 24
2.9. Определение индивидуального состава низкомолекулярных оснований методом хромато- масс-спектрометрии 24
Глава 3 Результаты и их обсуждение 26
3.1 Распределение азотсодержащих оснований в высокопарафинистой и малопарафинистой нефтях 26
3.2. Структурно-групповой состав высокомолекулярных азотсодержащих оснований
высокопарафинистой и малопарарафинстой нефтей 32
3.3. Индивидуальный состав азотсодержащих оснований высокопарафинистой и
малопарафинистой нефтей 34
Выводы 37
Список использованной литературы E
Приложение 1
Приложение 2
В связи с уменьшением запасов традиционных мало- и среднепарафинистых нефтей в эксплуатацию все больше вовлекаются месторождения нефтей с повышенным содержанием твердых парафинов [1-3]. Переход к нетрадиционному сырью требует создания новых и усовершенствования существующих технологий его добычи, транспортировки и переработки. Эффективное решение этих задач в значительной степени зависит от объема и глубины информации о составе и свойствах всех компонентов ВПН. К настоящему времени исследования в этом направлении связаны, главным образом, с характеристикой высокомолекулярных парафинов и асфальтеновых веществ, являющихся источниками образования АСПО, значительно осложняющих процессы добычи и транспорта таких нефтей [3-5]. В научной литературе практически отсутствуют данные об особенностях состава и структуры гетероатомных компонентов ВПН, в частности азотсодержащих оснований (АО), хотя известно, что они являются природными ПАВ и оказывают существенное влияние на поведение нефтяной дисперсной системы в природных и техногенных условиях [6-8]. Так, сорбируясь на породах, АО снижают эффективность методов, применяемых для повышения нефтеотдачи пластов [8], высокомолекулярные АО участвуют в формировании АСПО [9], низкомолекулярные АО значительно осложняют протекание процессов каталитической переработки нефтяного сырья и ухудшают качество и эксплуатационные характеристики товарных нефтепродуктов [10-12].
Актуальность исследования заключается в необходимости получения информации об особенностях природы АО в ВПН на основании сопоставительного анализа данных о содержании и составе АО в нефтях, обогащенных твердыми парафинами, и в традиционных мало- и среднепарафинистых нефтях.
Целью данной работы является сравнительное исследование распределения и состава АО в ВПН и МПН Западной Сибири.
Задачи исследования:
-выделить АО из ВПН и МПН и разделить полученные концентраты на узкие однородные по составу фракции;
-изучить структурно-групповой и индивидуальный состав АО ВПН и МПН;
-на основании сопоставительного анализа полученных результатов выявить особенности АО в ВПН.
Результаты получены с использованием комплекса современных физикохимических методов, включающего осаждение, экстракцию, ЖАХ, неводное ПТ, ИК и ПМР спектроскопии и ГХ-МС.
Новизна полученных результатов заключается в том, что впервые получены полные и детальные данные о составе и распределении в ВПН широкого ряда высокомолекулярных и низкомолекулярных АО.
Практическая значимость:
полученные данные представляют интерес для специалистов, занимающихся разработкой технологий борьбы с АСПО и новых эффективных технологий переработки нетрадиционного нефтяного сырья.
Работа выполнена в ИХН СО РАН и содержит полезные данные для исследований в рамках фундаментальных исследований по Программе V.46.2. Разработка научных основ и создание комплексных интегрированных технологий глубокой переработки нефтяного и газового сырья для получения моторных топлив, нефтехимического сырья, продуктов органического синтеза и технического углерода. Химия и физикохимия нефти и нефть содержащих систем (2013-2020 гг.).
Материалы настоящей работы были доложены на XII и XIII Международных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 21-24 апреля 2015 г. и Томск, 26-29 апреля 2016 г.) и опубликованы в Материалах указанных конференций.
1. В результате сравнительного исследования распределения и состава АО ВПН и МПН установлено, что нефти содержат высокомолекулярные азотсодержащие основания с сильно и слабо развитым алкильным замещением и низкомолекулярные основания. Особенностью оснований ВПН является повышенное содержание высокомолекулярных соединений с сильно развитым алкильным замещением.
2. Показано, что средние молекулы оснований с сильно развитым алкильным замещением содержат более 20 алкильных углеродных атомов, распределенных по фрагментам, достигающим 8 атомов углерода. Замещение в средних молекулах слабо алкилированных оснований состоит только из метильных групп. Слабо алкилированные основания характеризуются наиболее высоким числом ароматических и насыщенных колец в средних молекулах.
3. Установлено, что среди низкомолекулярных оснований ВПН и МПН присутствуют одинаковые гомологические ряды алкилпроизводных хинолина, бензо-, дибензохинолина и азапирена. Одноименные типы соединений имеют сходный изомерный состав.
