Характеристика состава и свойств отдельных групп смолисто-асфальтеновых веществ (САВ)

САВ составляют самую большую группу неуглеводородных соединений нефти. Эти высокомолекулярные соединениями нефти, в состав которых как постоянные элементы входят углерод, водород, кислород, почти постоянно присутствуют сера, азот, металлы (Fe, Mg, Ni и др.). Резкой границы между фракцией нефти с температурой кипения 500−550 °С и фракцией, содержащей смолы и асфальтены, не существует, и поэтому их условно можно разделить на следующие компоненты:

мальтены — смесь смол с масляными (парафинонафтеновыми) фракциями нефти. Они обычно растворимы в низкокипящих алифатических углеводородах С5-С8. Могут быть разделены на смолы и масляную часть путем адсорбции первых на силикагеле;

асфальтены — вещества, растворимые в бензоле и сероуглероде, но нерастворимые в алифатических растворителях ;

карбены — частично растворимы только в сероуглероде и пиридине;

карбоиды — плотные углеродистые вещества, нерастворимые даже в сероуглероде.

Смолы, выделенные из мальтенов, — очень вязкие жидкости темно-коричневого или бурого цвета с плотностью выше единицы и молекулярной массой входящих в нее высокомолекулярных соединений (ВМС) от 600 до 1200 (т. е. соединений с числом атомов углерода от 50 до 90−100). Смолы являются сильными красителями и даже в небольших концентрациях придают нефтепродукту окраску. Смолы — полярные вещества. ВМС (главным образом ГАС), составляющие их основу, — это конденсированные полициклические системы с общим числом колец до шести, из которых 2-ароматических. Они нестабильны: легко окисляются кислородом воздуха при низких температурах (20−40 °С). Без доступа воздуха уплотняются до асфальтенов при 260−300 °С. Легко сульфируются, переходя при этом в раствор серной кислоты, и на этом свойстве основан один из методов определения количественного их содержания в нефти.

Асфальтены (твердые, черные) — концентрат наиболее высокомолекулярных соединений нефти (в основном ГАС) со спектром молекулярных масс от 1500 до 4000. По своей химической структуре это ВМС с числом циклов до 20 (более половины из которых ароматические), имеющие алкильные заместители. Асфальтены — химически активные вещества: они легко окисляются (до карбенов), сульфируются, нитруются. Гидрируются труднее, чем смолы. При нагревании до 200−300 °С вначале становятся пластичными, а при температурах 300−350 °С разлагаются (крекируются) с образованием газа, жидкой фазы и кокса. При более высоких температурах (400−450 °С) асфальтены дают высокий выход мелкопористого плотного нефтяного кокса, и это их свойство лежит в основе соответствующего технологического процесса. Карбены и карбоидыпродукты дальнейшего уплотнения асфальтенов (при окислении или термической деструкции). Реакции уплотнения смол и асфальтенов (карбоидообразование) являются основными в промышленной технологии получения нефтяного кокса.