САВ преимущественно сосредотачиваются в тяжелых нефтяных остатках, таких как гудроны, полугудроны, мазуты, битумы, крекинг-остатки и др. Суммарное содержание смолисто-асфальтеновых веществ в сырой нефти колеблется от десятых долей до 45%, а в тяжелых нефтяных остатках достигает 70%.
Говоря о САВ обычно подразумевают смолы и асфальтены, однако в тяжелых остатках термодеструктивных процессов образуются также карбены и карбоиды. Обычно при исследовании состава нефтяных остатков используют сольвентный метод Ричардсона, разделяя компоненты на 4 класса в соответствии с их растворимостью в органических растворителях:
| Класс | Характеристика |
|---|---|
| Масла и смолы | Растворимы в слабых (низкомолекулярных) растворителях, таких как изооктан и петролейный эфир. |
| Асфальтены | Нерастворимы с алканах С5 - С8. Растворимы бензоле, толуоле, четыреххлористом углероде. |
| Карбены | Нерастворимы в бензоле, толуоле, четыреххлористом углероде. Растворимы в сероуглероде и хинолине. |
| Карбоиды | Нерастворимы ни в каких растворителях. |
Смолы
Смолы представляют собой твердые аморфные вещества, либо малоподвижные жидкости, от темно-коричневого до черного цвета. В структуре смол присутствует полициклическая конденсированная система, состоящая из 4 - 5-ти колец, 1 - 3-х метильных групп и 1-го длинного алкильного заместителя. Кроме того, обязательным условием является наличие гетероатомов.
Асфальтены
Асфальтены – также аморфные твердые тела от темно-бурого до черного цвета, но обладающие кристаллоподобной структурой. В тяжелых нефтяных остатках асфальтены находятся в виде коллоидных частиц. При нагревании до 300 °С наблюдается переход в пластическое состояние, а при более высоких температурах – разложение с образованием газообразных и жидких продуктов, а также твердого остатка – кокса.
Структура асфальтенов представляет собой полициклические, сильно конденсированные, по большей части ароматические системы, соединенные с пяти- и шестичленными гетероциклами. Молекулы состоят из 4 – 5-ти фрагментов, которые в свою очередь содержат несколько ароматических колец.
В результате смолы и асфальтены в наибольшей степени различаются по следующим параметрам:
- молекулярная масса
- массовое соотношение С:Н
- мольное соотношение Н:С
- растворимость в низкомолекулярных алканах
- rонцентрация парамагнитных центров
- степень ароматичности числа конденсированных колец
Соотношение смол к асфальтенах в нефтях и тяжелых нефтяных остатках прямой перегонки составляет (7 – 9):1, а в битумах (1 – 7):1.
Карбены
Карбены - труднорастворимые линейные полимеры, где в качестве мономеров выступают асфальтеновые молекулы. Молекулярная масса карбенов составляет порядка 100 - 185 тыс.
Карбоиды
Карбоиды - сшитые трехмерные полимеры (кристаллиты). Вследствие такой структуры карбоиды не растворяются ни в одном из известных органических растворителей.
