Адсорбция поверхностно-активных веществ на смолисто-асфальтеновых ассоциатах в нефтяных дисперсных системах

  • Наталья Вячеславовна Яковец Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, ул. Сурганова, 9/1, 220072, г. Минск, Беларусь
  • Николай Павлович Крутько Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, ул. Сурганова, 9/1, 220072, г. Минск, Беларусь
  • Ольга Валерьевна Лукша Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, ул. Сурганова, 9/1, 220072, г. Минск, Беларусь
  • Татьяна Федоровна Кузнецова Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, ул. Сурганова, 9/1, 220072, г. Минск, Беларусь

Аннотация

В результате проведенных физико-химических исследований с использованием методов ИК-спектроскопии, рентгенофлуоресцентной спектрометрии, тонкослойной хроматографии и элементного анализа изучены состав и структура смолисто-асфальтеновых веществ. Методом низкотемпературной адсорбции – десорбции азота определено влияние поверхностно-активных веществ катионной и неионогенной природы на текстурные свойства смолисто-асфальтеновых ассоциатов, оценены их удельная поверхность, энергетическая константа СBET, объем и средний диаметр пор. Установлено, что измеренные изотермы низкотемпературной адсорбции – десорбции азота образцами модифицированных смолисто-асфальтеновых веществ являются сложной комбинацией изотерм физической сорбции типов V и IV, присущих макромезопористым материалам. Для смолисто-асфальтеновых веществ наблюдается уменьшение удельной поверхности, объема пор, энергетической константы СBET, что указывает на рост гидрофобности их поверхности вследствие адсорбционного взаимодействия с поверхностно-активным веществом. Выявлено, что наибольший модифицирующий эффект проявляется в присутствии неионогенного поверхностноактивного вещества этилендиаминтетрабис(этоксилат-блок-пропоксилат)тетрола. Результаты низкотемпературной адсорбции – десорбции азота коррелируют с данными, полученными в ходе изучения капиллярных свойств поверхности смолисто-асфальтеновых веществ при их смачивании н-гексаном.

Биографии авторов

Наталья Вячеславовна Яковец, Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, ул. Сурганова, 9/1, 220072, г. Минск, Беларусь

кандидат химических наук; старший научный сотрудник лаборатории химикоаналитических исследований минерального сырья отдела композиционных материалов

Николай Павлович Крутько , Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, ул. Сурганова, 9/1, 220072, г. Минск, Беларусь

доктор химических наук, академик НАН Беларуси, профессор; заведующий отделом композиционных материалов

Ольга Валерьевна Лукша, Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, ул. Сурганова, 9/1, 220072, г. Минск, Беларусь

кандидат химических наук; заведующий лабораторией химико-аналитических исследований минерального сырья отдела композиционных материалов

Татьяна Федоровна Кузнецова, Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, ул. Сурганова, 9/1, 220072, г. Минск, Беларусь

кандидат химических наук, доцент; заведующий лабораторией адсорбентов и адсорбционных процессов

Литература

  1. Tkachev SM, Kul’po MM, Sukhovilo NP, Khudovich IM, Ivanov IS. Neftyanye ostatki, bitumy i bitumsoderzhashchie materialy [Oil residues, bitumen and bitumen-containing materials]. Minsk: [s. n.]; 2007. 394 p. Russian.
  2. Safieva RZ. Fizikokhimiya nefti. Fiziko-khimicheskie osnovy tekhnologii pererabotki nefti [Physicochemistry of oil. Physicochemical foundations of oil refining technology]. Koshelev VN, editor. Moscow: Khimiya; 1998. 448 p. Russian.
  3. Pokonova YuV, Gaile AA, Spirkin VG, Chertkov YaB, Fakhrutdinov RZ, Safieva RZ, et al. Khimiya nefti [Oil chemistry]. Syunyaev ZI, editor. Leningrad: Khimiya; 1984. 360 p. Russian.
  4. Pokonova YuV. [Influence of resinous-asphaltene compounds of oil on the properties of carbon adsorbents]. Khimiya tverdogo topliva. 2006;6:71–74. Russian. EDN: HVSRND.
  5. Pokonova YuV. [Carbon adsorbents made from petroleum asphaltite semicoke]. Khimiya i tekhnologiya topliv i masel. 2007; 5:43–45. Russian. EDN: JGVRYV.
  6. Pokonova YuV. [Carbon adsorbents with resins and asphaltenes]. Khimiya i tekhnologiya topliv i masel. 2006;4:55–56. Russian. EDN: HUYVTD.
  7. Kugatov PV, Bashirov II, Zhirnov BS. [Adsorption studies of microporosity of carbonised carbon black – pitch granules]. Kolloidnyi zhurnal. 2015;77(4):464–468. Russian. DOI: 10.7868/S0023291215040096.
  8. da Silva Ramos AC, Naraguchi L, Notrispe FR, Loh W, Mohamed RS. Interfacial and colloidal behavior of asphaltenes obtained from Brazilian crude oils. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2001;32(2–4):201–216. DOI: 10.1016/S0920-4105(01) 00162-0.
  9. Acevedo S, Ranaudo MA, Escobar G, Gutiérrez L, Ortega P. Adsorption of asphaltenes and resins on organic and inorganic substrates and their correlation with precipitation problems in production well tubing. Fuel. 1995;74(4):595–598. DOI: 10.1016/0016- 2361(95)98363-J.
  10. Acevedo S, Ranaudo MA, García C, Castillo J, Fernández A, Caetano M, et al. Importance of asphaltene aggregation in solution in determining the adsorption of this sample on mineral surfaces. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2000;166(1–3):145–152. DOI: 10.1016/S0927-7757(99)00502-6.
  11. Pradilla D, Simon S, Sjöblom J. Mixed interfaces of asphaltenes and model demulsifiers. Part 1, Adsorption and desorption of single components. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2015;466:45–56. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2014.10.051.
  12. Rosen MJ. Surfactants and interfacial phenomena. 3rd edition. Hoboken: Wiley-Interscience; 2004. XIII, 444 p. DOI: 10.1002/0471670561.
  13. Morrison ID, Ross S. Colloidal dispersions: suspensions, emulsions, and foams. New York: Wiley-Interscience; 2002. XXVII, 616 p.
  14. Glavati OL. Fizikokhimiya dispergiruyushchikh prisadok k maslam [Physicochemistry of dispersant additives for oils]. Sklyar VT, editor. Kyiv: Naukova dumka; 1989. 184 p. Russian.
  15. Thommes M, Kaneko K, Neimark AV, Olivier JP, Rodriguez-Reinoso F, Rouquerol J, et al. Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry. 2015; 87(9–10):1051–1069. DOI: 10.1515/pac-2014-1117.
  16. Yakavets NV, Opanasenko ON, Krut’ko NP, Solov’ev VG, Starostina OI. The effect of oil bitumen structure on physicochemical properties of resin-asphaltene substances. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Chemical Series. 2012;3:30–33. Russian. EDN: WYJPMH.
  17. Yakavets NV, Krut’ko NP. Chromatographic and sorption studies of dispersed systems of petroleum origin. Herald of Technological University. 2022;25(2):50–55. Russian. DOI: 10.55421/1998-7072_2022_25_2_50.
Опубликован
2024-08-13
Ключевые слова: смолисто-асфальтеновые вещества, поверхностно-активные вещества, низкотемпературная адсорбция – десорбция азота, удельная поверхность, текстура
Как цитировать
Яковец, Н. В., Крутько , Н. П., Лукша, О. В., & Кузнецова, Т. Ф. (2024). Адсорбция поверхностно-активных веществ на смолисто-асфальтеновых ассоциатах в нефтяных дисперсных системах. Журнал Белорусского государственного университета. Химия, 2, 17-25. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/chemistry/article/view/6240
Выпуск
№ 2 (2024): Журнал Белорусского государственного университета. Химия
Раздел
Оригинальные статьи

Copyright (c) 2024 Журнал Белорусского государственного университета. Химия

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).