الأسفلتين هو جزء يسبب معظم التكوين أثناء تكرير النفط الخام ويحتوي على معظم المركبات المعدنية الموجودة في البترول. يعتبر التركيب الجزيئي للأسفلت هو الأقل فهماً بين جميع أجزاء البترول.
للأسفلت العديد من الآثار السلبية على استغلال وتخزين ونقل وتكرير البترول. نظرًا لكونه الجزء الأكثر تعقيدًا من البترول ، فقد كان هيكل وتكوين الأسفلتين دائمًا أحد الموضوعات المهمة في علم البترول.
يحتوي الأسفلت على معظم العناصر المعدنية الموجودة في البترول والتي لم يتم توصيفها بالكامل بعد.
لا يسمح الاستكشاف المتعمق لتكوين المركبات المعدنية في الأسفلت بالفهم الكامل للمعادن الموجودة في البترول فحسب ، بل يساعد أيضًا في فهم بنية وتكوين الأسفلت.
في هذه الأطروحة ، تم أخذ القار النفطي الكندي ، والأسفلتين الزيت الثقيل الفنزويلي ، والصخر الزيتي تشينغتشوان جيلسونايت ، والصخر الزيتي البحري غير الناضج في تكساس كأهداف بحثية.
تم تمييز التركيب الجزيئي للأسفلتين والمعادن بداخله باستخدام مطياف الكتلة عالي الدقة وطرق الفصل الفعالة.
تم استخدام العديد من طرق الاشتقاق الكيميائي لمعالجة الأسفلت لتحديد وجود المركبات المعدنية داخله ولتوفير معلومات حول تركيبة الأسفلت.
يتضمن المحتوى الرئيسي لهذا العمل: تم استخدام تجزئة استخراج السوائل فوق الحرجة لفصل مخلفات التفريغ من البيتومين والزيوت الكندية ، واستخدم مطياف فورييه أيون السيكلوترون الكتلي لتوصيف التركيب الجزيئي لكل منهما.
شارك بالتفصيل. عندما أصبحت كسور SFEF أثقل ، زادت نطاقات الكتلة لأطياف الكتلة وقيم DBE للذرات القطبية غير المتجانسة بشكل مستمر.
زادت وفرة مركبات المجموعة متعددة الوظائف وبورفيرينات الفاناديل عندما أصبح جزء SFEF أثقل. في المقطع الأخير ، شكلت الوفرة النسبية لأنواع فئة الفاناديل بورفيرين N4VO و N5VO 98٪.
تم إجراء التوصيف التفصيلي للتركيب الجزيئي للبورفيرينات في الصخور البحرية غير الناضجة في تكساس. تم اكتشاف بورفيرينات الحديد وفاناديل بورفيرين وبورفيرينات الغاليوم وبورفيرينات النيكل في وقت واحد في عينات الصخر الزيتي.
يتميز التركيب الجزيئي لـ Qingchuan gilsonite بعدة تقنيات. تم تحليل metalloporphyrin في gilsonite بالتفصيل ، مما يوفر مرجعًا لمعلومات التركيب الجزيئي للجيلسونايت وملحق لتحليل Petro-porphyrins بداخله.
أدى تكاثر البورفيرينات المحتوية على الكبريت إلى توسيع فهم تطور البورفيرينات البترولية. تم تمييز سلوك التجميع ومسار تجزئة البورفيرين بالتفصيل عن طريق محاصرة مطياف حركة الأيونات بالاقتران مع مطياف الكتلة وقت الرحلة.
وفقًا لأطياف حركة البورفيرين التي تم الحصول عليها من TIMS ، يُعتقد أن جزءًا كبيرًا من مركبات البورفيرين في الأسفلتين البترولي موجود في شكل مجاميع.
تم تمييز البورفيرينات المنسقة على شكل N5VO4 في البترول بالتفصيل. تم تصميم مجموعة متنوعة من طرق الاشتقاق الكيميائي لمعالجة الأسفلتين لتحديد وجود المركبات المعدنية في الداخل ، بما في ذلك المعالجة الحمضية ، والانحلال الحراري المائي ، وإزالة المعادن الميثان ، والأملاح.
تم تأكيد الأشكال المحتملة “غير البورفيرين” في وجود مركبات النيكل المعدني والفاناديوم وكذلك في الأسفلتين.
تحتوي جميع مركبات النيكل والفاناديوم الموجودة في الأسفلتين على البنية الأساسية للميتالوبورفيرين. تتمتع البورفيرينات الموجودة في الأسفلتين بوزن أكبر ودرجة أعلى من التكثيف ، وبعضها موجود في شكل مركبات تنسيق مع روابط أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، ترتبط البورفيرينات الموجودة في الأسفلتين ارتباطًا وثيقًا.
يمكن أن تتأثر خصائص التركيب الجزيئي والخصائص المورفولوجية للإسفلتين بشكل كبير بإضافة مثبطات الأسفلتين (AI).
لقد طورنا مؤخرًا مفهومًا جديدًا لاستخدام مستحلب النانو (NE) كناقلات للتحكم في إطلاق مثبطات الأسفلتين ، والتي يمكن أن تتجنب مشكلة الترسيب بكمية منخفضة من الذكاء الاصطناعي.
في هذا العمل ، تم استخدام حيود الأشعة السينية (XRD) للتحقيق في التغيرات في سلوك تكديس الأسفلتين في وجود ثلاث حالات:
أحماض عضوية قوية (حمض دوديسيل بنزين سلفونيك ، DBSA) ،
مستحلب نانوي (NEs فارغ)
تحميل مستحلب النانو DBSA (DBSA NEs). بناءً على XRD وتحليلات المجهر الإلكتروني للإرسال ، وجد أن مسافة التراص بين حلقات الأسفلتين العطرية زادت بنسبة 22.2٪ ، مما يشير إلى أن تعديل نظام π فوق المنطقة العطرية منع التفاعلات النهائية بين صفائح الأسفلتين.
دعمت الأدلة على التفاعلات المتعددة بين الجزيئات التي تم الحصول عليها كميًا من التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه آليتنا المقترحة لتأثير الإطلاق المتحكم به والاستقرار طويل المدى للإسفلت ، أي التخفيض العطري وتقليل السلاسل الجانبية الأليفاتية للإسفلت.
تم فحص طبيعة الإسفلت المقاومة للصهر من خلال التحليل الحراري الوزني ، والذي أظهر أن بنية الأسفلت قد تحسنت بشكل كبير وأن إنتاج فحم الكوك قد انخفض بنسبة 62٪ بسبب حجم الكتلة الأصغر ومسافة التراص الأكبر.
تُستخدم المعالجات الكيميائية بشكل عام لتغيير الخصائص العيانية للأسفلت وتحسين خصائص الزيت الثقيل عن طريق تغيير الخصائص الهيكلية للأسفلت وتغيير الحجم الكلي للكتلة.
أظهرت النتائج تغير كل من العطرية ومسافة الطبقة بين ورقتين عطريتين بعد المعالجة بالمذيبات. قام الباحثون مؤخرًا بالتحقيق في آثار الزيوت الحيوية على بنية الأسفلت.
ووجدوا أن الزيت الحيوي ، المستخرج من مواد قابلة للتحلل مثل زيت الطهي المستخدم وفضلات الخنازير ، لم يضعف تكتل الأسفلتين فحسب ، بل حسّن أيضًا البنية الغروية العامة للإسفلتين.
ومع ذلك ، فإن الأدبيات تكافح مع تأثير هذه المركبات على خصائص الإسفلت ونوع التفاعلات الجزيئية المسؤولة عن نشاطه.
على الرغم من استخدام مثبطات الأسفلتين على نطاق واسع في حقول النفط كطرق شائعة لمنع تراكم الأسفلتين وترسبه ، فإن 25،26 يمثل مشكلة كبيرة بسبب الفقد الكبير للمثبطات وبالتالي فإن تكلفة المعالجة العالية تجعل تثبيط الأسفلتين بواسطة المثبطات غير اقتصادي.
اقترحنا مفهومًا جديدًا لاستخدام مستحلب النانو كناقل للذكاء الاصطناعي والتحكم في إطلاقه في محلول الأسفلت لزيادة استقرار الإسفلت وإطالة وقت المعالجة عن طريق الإطلاق البطيء للذكاء الاصطناعي عالي الكفاءة.
ومع ذلك ، لا يزال يتعين إجراء تحليل جزيئي كامل للأسفلتين وفهم منهجي لكيفية تغير التركيب الجزيئي للإسفلتين مع إضافة المثبطات.
