Реферат
Введение 4
Список сокращений и условных обозначений 6
1 Литературный обзор 7
1.2 Химический состав нефти 7
1.2.1 Углеводороды нефти 7
1.2.3 Смолисто-асфальтеновые компоненты 8
1.2.3.1 Структура молекул асфальтенов 12
1.3 Физико-химические основы ультразвуковой обработки 16
1.4 Понятие кавитация 17
1.4.1 Факторы, влияющие на кавитацию 18
1.4.2 Влияние ультразвуковой обработки на асфальтены 20
1.5 Методы изучения структуры асфальтенов 21
1.5.1 Оптическая микроскопия 21
2 Экспериментальная часть 23
2.1 Объекты исследования 23
2.2 Методы исследования 23
2.2.1 Определение компонентного состава нефти и битума 23
2.2.1.1 Определения массовой доли асфальтенов
«холодным» способом Гольде 23
2.2.2 Определение молекулярной массы методом криоскопии 24
2.2.3 Методика определения характеристической вязкости 25
2.2.4 Методика проведения ультразвуковой обработки 26
2.2.4.1 Расчет интенсивности ультразвукового
дезинтегратора УЗДН 2Т 28
2.2.5 Метод инфракрасной спектроскопии 29
2.2.6 Методика проведения микроскопических исследований 30
2.2.7 Методика проведение дисперсионного
анализа по микрофотографиям 31
2.3 Техника безопасности 32
2.3.1 Основные правила работы с ЛВЖ 34
2.3.2 Специальные требования работы с ЛВЖ 35
2.3.3 Основные правила электробезопасности 35
2.3.4 Основные правила работы в химической лаборатории 36
3 Результаты и их обсуждение 38
3.1 Определение компонентного состава объектов исследования 38
3.2 Определение структурно-групповых характеристик
асфальтенов методом ИК-спектроскопии 38
3.3 Влияние ультразвуковой обработки
на молекулярную массу асфальтенов нефти 42
3.4 Определение концентрации растворов асфальтенов после УЗО 42
3.5 Вискозиметрические исследования растворов асфальтенов. 43
3.6 Определение молекулярной массы асфальтенов 47
3.7 Дисперсионный анализ асфальтеновых агрегатов 48
Заключение 59
Список использованной литературы 61
... отсутствует 3 раздел
В настоящее время наибольшее значение приобретают месторождения тяжелой нефти в результате выработки крупнейших месторождений легких углеводородов. Добыча, транспортировка и переработка таких нефтей осложнена вследствие высокой вязкости и температуры застывания, интенсивного образования асфальтосмолопарафиновых отложений. Для улучшения структурно-механических характеристик нефтей используются различные методы: тепловые, физические (газонасыщение, высоко- и низкочастотная обработка и др.) и химические методы (внесение депрессорных и ингибирующих присадок), а также разбавление более легкими фракциями нефти, растворителями и т. д. Данные методы имеют свои преимущества и недостатки, поэтому в настоящее время не существует универсального способа обработки нефтяных систем, улучшающих структурно-механические свойства дисперсных систем различного компонентного состава . Наиболее экологически безопасным методом как для окружающей среды, так и для недр является ультразвуковая обработка (УЗО) нефтяных дисперсных систем, использование которой позволяет разрабатывать месторождения со сложной структурой порового пространства, и транспортировать проблемные нефти.
Преимуществами этого метода является легкость использования, мягкие условия обработки, высокая эффективность, а также минимальное воздействие на трубопровод при транспортировке нефти, в результате которого не происходит утончение стенок трубопровода, что делает его экономически выгодным . Данный метод применяется в США с 60-х годов, в России и Китае .
Ранее было установлено, что УЗО приводит как к улучшению, так и ухудшению структурно-реологических свойств дисперсных систем в зависимости от компонентного состава и условий обработки . С целью использования УЗО для добычи и транспорта нефти необходимо изучение влияния отдельных компонентов на изменение вязкости, температуры застывания, энергетических параметров нефтяных систем. Наиболее четко влияние компонентов нефтяной системы можно проследить при использовании модельных растворов.
Целью данной работы является исследование влияния ультразвуковой обработки на молекулярные характеристики растворов нефтяных асфальтенов и микроструктуру их агрегатов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. установить влияние УЗО на вязкость растворов асфальтенов;
2. определить ММ асфальтенов методом криоскопии в бензоле;
3. провести структурно-групповой анализ асфальтенов с применением ИК-спектроскопии;
4. определить размеры и распределение по размерам асфальтеновых агрегатов до и после УЗО.
Научная новизна работы заключается в получении новых данных о свойствах нефтяных асфальтенов до и после УЗО. Впервые установлено, что диспергирование асфальтеновых агрегатов в обработанной модельной системе кратковременно в отличие от нативной нефти.
Практическая значимость работы состоит в том, что полученные экспериментальные данные имеют значение для прогнозирования поведения дисперсных систем после ультразвукового воздействия.
