35
Согласно данным ряда авторов [134—136], масляные фракции являются дисперсными
системами аренов в циклоалкановых дисперсионных средах, причем в маслах
различного уровня вязкости (дистиллятных, остаточных, компаундированных)
образуются ас- социаты различного строения. Неподчинение аддитивности таких
физико-химических смесей алканов, циклоалканов и тяжелых аренов, как
диэлектрическая проницаемость и экстинкция, обусловлено проявлением
межмолекулярного взаимодействия между компонентами смеси. В работе [135]
показано, что арены в растворах образуют ассоциаты, состав и устойчивость которых
зависят от химического строения взаимодействующих молекул, а бензольное кольцо
является специфическим центром меж молекулярного взаимодействия.
Коллоидно-химический подход к описанию строения работавшего масла дан в [137].
Показано, что работавшее масло — ультрагрубодисперсная система, особая сложность
которой состоит в том, что она, во-первых, содержит одновременно частицы в твердом,
жидком и газообразном состояниях, и, во-вторых, в том, что жидкие it газообразные
примеси могут периодически по мере изменения внешних условий переходить из
растворимого состояния в нерастворимое и обратно.
Мало изучены коллоидно-химические процессы образования эмульсий в
многокомпонентных нефтяных системах с ограниченно растворяющимися
компонентами. При исследовании модельных бинарных систем обнаружено, что
самопроизвольно образующиеся обратимые эмульсии существуют в определенном
интервале концентраций и температур, вне которого они разрушаются с образованием
двух макрофаз или являются гомогенной системой [138], Дистиллятные нефтяное
сырье, подвергаемое очистке селективными растворителями, в предкритической
области следует рассматривать как жидкостную эмульсию, нарушение агрегативной
устойчивости — разделение на рафинатный и экстрактный растворы — происходит при
критической температуре.
Термодинамика формирования нефтяных дисперсных систем. В нефтяных системах
при соответствующих условиях возможны фазовые переходы двух типов: переход
твердое тело — жидкость (ассоциатообразование, кристаллизация) и переход жидкость
— газ (газообразование). При этом следует различать среди процессов
ассоциатообразования и кристаллизации низкотемпературные обратимые и
высокотемпературные необратимые фазовые переходы.
В возникновении новых фаз важную роль играют изменения свойств системы,
вызванные большим развитием поверхности и связанным с этим пересыщением.
Метастабильными системами являются пересыщенные и перегретые жидкости. При
фазообразовании формируются частицы дисперсной фазы определенных размеров.
Переход из метастабильной фазы в стабильную происходит при появлении зародышей,
причем для формирования зародыша необходимо затратить определенную работу на
создание новой поверхности раздела метастабильной и стабильной фаз. Очень важно
то, что самопроизвольный рост зародышей возможен после того, как они достигнут
определенного размера.
Термодинамическое условие фазообразования состоит в том, что уменьшается энергия
Гиббса системы ΔG = ΔG
koh
— ΔG
исx
< 0. Для сферической частицы радиуса R: