Petroleum Asphaltenes - Part 1: Asphaltenes, Resins and the Structure of Petroleum
Les asphaltènes, composés pétroliers. Partie 1 : Asphaltènes, résines et structure du pétrole
CD&W Inc.
Corresponding author: jamesSp8@aol.com
The definition of the nonvolatile constituents of petroleum (i.e., the asphaltene constituents, the resin constituents, and, to some extent, part of the oils fraction insofar as nonvolatile oils occur in residua and other heavy feedstocks) is an operational aid. It is difficult to base such separations on chemical or structural features. This is particularly true for the asphaltene constituents and the resin constituents, for which the separation procedure not only dictates the yield but can also dictate the quality of the fraction. For example, the use of different hydrocarbon liquids influences the yield by a considerable factor. The technique employed also dictates whether or not the asphaltene contains coprecipitated resins. This is based on the general definition that asphaltene constituents are insoluble in n-pentane (or in n-heptane) but resins are soluble n-pentane (or in n-heptane). The results of structural studies of asphaltene constituents are moving away from the older ideas that asphaltene constituents contained large polynuclear aromatic systems and there are a variety of functional types that also play a role in asphaltene behavior. The stability of petroleum is dependent upon the molecular relationships of the asphaltene and resin constituents and the balance with the other constituents of petroleum. Thus, the stability of petroleum can be represented by a three-phase system in which the asphaltene constituents, the aromatic fraction (including the resin constituents), and the saturate fraction are in a delicately balanced harmony. Various factors, such as oxidation, can have an adverse effect on the system, leading to instability or incompatibility as a result of changing the polarity, and bonding arrangements, of the species in crude oil.
Résumé
Speight, J.G (1989) Revue de l'Institut Français du Pétrole, 44, 205La définition précise des composés non volatils d'un pétrole (asphaltènes, résines, autres constituants plus spécifiques aux résidus et aux charges lourdes) constitue une donnée nécessaire aux opérateurs. Il est difficile de distinguer des espèces suivant de simples caractéristiques chimiques ou structurelles. Ceci est particulièrement valable pour les asphaltènes et les résines dont la procédure de séparation détermine non seulement le rendement mais aussi la qualité de la fraction. Par exemple, l'emploi de différents solvants influence considérablement le rendement. La technique appliquée entraîne ou non la présence de résines coprécipitées avec les asphaltènes. Ceci provient de la définition générale des asphaltènes et des résines, respectivement comme composés insolubles et solubles dans le n-pentane (ou le n-heptane). Les résultats de récentes études de structure contredisent les anciennes descriptions d'asphaltènes en tant que composés contenant de larges plages de noyaux aromatiques polycondensés et montrent qu'une grande diversité de fonctions chimiques jouent aussi un rôle dans le comportement des asphaltènes. Ainsi, la stabilité d'un pétrole peut-elle être représentée par un système de trois phases : les asphaltènes, la fraction aromatique (incluant les résines) et la fraction saturée, le tout se trouvant en équilibre suivant une délicate harmonie. Plusieurs facteurs, tels que l'oxydation, peuvent altérer ce système, conduisant à une instabilité ou une incompatibilité des espèces due à la modification de leur polarité et de leurs liaisons.
© IFP, 2004