Microstructure of asphaltenes of bituminous oils

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The microstructure and functional composition of asphaltenes of bituminous oils from the Ashalchinskoye (Permian), Usinskoye (Permian-Carbon) and Nurlatskoye (Devonian) fields (referred to here as the Ashalchinskaya, Usinskaya and Nurlatskaya oils, respectively) and their high- and low-molecular components are studied using infrared spectroscopy and scanning and transmission electron microscopy. It is shown that asphaltenes of the Ashalchinskaya oil are characterized by smooth surface, while those of the Usinskaya and Nurlatskaya oils – by rough and porous surfaces. The sizes of asphaltene nanoaggregates of the Usinskaya and Nurlatskaya oils are smaller than those of the Ashalchinskaya oil, while the asphaltene nanoaggregates of oils from the Ashalchinskaya and Nurlatskaya oils form disordered tangled structures. A distinctive feature of the Usinskaya oil asphaltenes is the presence of better-ordered layers, which are typically associated with crystal-like formations. Asphaltenes of Ashalchinskaya and Nurlatskaya oils are characterized by enhanced aromaticity and branching of aliphatic substituents of their macromolecules, as well as a high relative content of the fragments with a sulfoxide group. Their high-molecular asphaltenes are less aromatic than the low-molecular ones, and the conditional content of carbonyl and sulfoxide groups in their composition is lower. The content of aliphatic fragments and those containing carbonyl groups in the Usinskaya oil asphaltenes is higher. The content of sulfoxide and carbonyl groups in high-molecular asphaltenes of this oil is lower than that in low-molecular asphaltenes, while the content of aromatic fragments is, on the contrary, higher.

About the authors

E. Yu. Kovalenko

Institute of Petroleum Chemistry of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kovalenko@ipc.tsc.ru
634055, Tomsk, Russia

T. V. Cheshkova

Institute of Petroleum Chemistry of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: chtv12@mail.ru
634055, Tomsk, Russia

K. A. Cherednichenko

National University of Oil and Gas “Gubkin University”

Email: cherednichenko.k@gubkin.ru
119991, Moscow, Russia

T. A. Sagachenko

Institute of Petroleum Chemistry of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: dissovet@ipc.tsc.ru
634055, Tomsk, Russia

R. S. Min

Institute of Petroleum Chemistry of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: rsm@ipc.tsc.ru
634055, Tomsk, Russia

References

  1. Коваленко Е.Ю., Сагаченко Т.А., Мин Р.С., Огородников В.Д., Перевезенцев С.А. // ХТТ. 2023. № 2-3. С. 35. https://doi.org/10.31857/S0023117723020081 [Solid Fuel Chemistry, 2023, vol. 57, no. № 1, p. 29. https://doi.org/10.3103/s0361521923020088]
  2. Peng P., Morales-Izquierdo A., Hogg A., Strauaz O. P. // Energy Fuels. 1997. V. 11. № 6. P. 1171. https://doi.org/10.1021/ef970027c
  3. Cheshkova T.V., Sergun V.P., Kovalenko E.Y., Gerasimova N.N., Sagachenko T.A., Min R.S. // Energy Fuels. 2019. V. 33. № 9. P. 7971. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.9b00285
  4. Kovalenko E.Yu., Sagachenko T.A., Cherednichenko K.A., Gerasimova N.N., Cheshkova T.V., Min R.S. // Energy Fuels. 2023. V. 37. № 13. P. 8976. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.3c01048
  5. Taherian Z., Dehaghani A. H. S., Ayatollahi S., Kharrat R. // J. Pet. Sci. Eng. 2021. V. 205. 108824. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.108824
  6. Zojaji I., Esfandiarian A., Taheri-Shakib J. // Adv. Colloid Interface Sci. 2021. V. 289. 102314. https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102314
  7. Tirado A., Félix G., Al-Muntaser A.A., Chemam M.S., Yuan Ch., Varfolomeev M.A., Ancheyta J. // Energy Fuels. 2023. V. 37. № 11. P. 7927. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.3c00643
  8. Ramírez-Pradilla J.S., Rubiano J., Rojas-Ruiz F.A., Orrego-Ruiz J.A. // Fuel. 2024. V. 371. Part B. 132081. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2024.132081
  9. Silverstein R.M., Webster F.X., Kiemle D.J. Spectrometric identification of organic compounds. New York: JOHN WILEY & SONS, INC, 2005. 550 p.
  10. Герасимова Н.Н., Чешкова Т.В., Коваленко Е.Ю., Сагаченко Т.А., Мин Р.С., Огородников В.Д. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 9. С. 128. https://doi.org/10.18799/24131830/2022/9/3672
  11. Brondel N., Moynihan E.J.A., Lehane K.N., Eccles K.S., Elcoate C.J., Coles S.J., Lawrencea S.E., Maguire A.R. // CrystEngComm. 2010. V.12. 2910. https://doi.org/10.1039/C000371A
  12. Yang F., Tchoukov P., Dettman H., Teklebrhan R.B., Liu L., Dabros T., Czarnecki J., Masliyah J., Xu Z. // Energy Fuels. 2015. V. 29. № 8. P. 4783. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5b00657
  13. Hemmati-Sarapardeh A., Dabir B., Ahmadi M., Mohammadi A.H., Husein M.M. // J. Mol. Liq. 2018. V. 264. P. 410. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.04.061
  14. Bava Y.B., Geronés M., Buceta D., Rodríguez D.I., López-Quintela M.A., Erben M.F. // Energy Fuels. 2019. V. 33. № 4. P. 2950. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.8b04318
  15. Salehzadeh M., Husein M.M., Ghotbi C., Dabir B., Taghikhani V. // Fuel. 2022. V. 324. Part A. 124525. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.124525
  16. Nasyrova Z.R., Kayukova G.P., Gareev B.I., Morozov V.P., Vakhin A.V. // Fuel. 2022. V. 329. 125429. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.125429
  17. Tang D., Zhao Y., Han D., Xie Y. // Case Stud. Constr. Mater. 2023. V. 19. e02578. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02578
  18. Sharma A., Groenzin H., Tomita A., Mullins O.C. // Energy Fuels. 2002. V. 16. № 2. P. 490. https://doi.org/10.1021/ef010240f
  19. Pérez-Hernández R., Mendoza-Anaya D., Mondragón-Galicia G., Espinosa M.E., Rodrı́guez-Lugo V., Lozada M., Arenas-Alatorre J. // Fuel. 2003. V. 82. № 8. P. 977. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(02)00359-9
  20. Trejo F., Ancheyta J., Rana M.S. // Energy Fuels. 2009. V. 23. № 1. P. 429. https://doi.org/10.1021/ef8005405
  21. Arenas-Alatorre J., Schabes-Retchkiman P.S., Rodriguez-Lugo V. // Energy Fuels. 2016. V. 30. № 5. P. 3752. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5b02407
  22. AlHumaidan F.S., Rana M.S., Tanoli N.J., Lababidi H.M.S., Al-Najdi N.A. // Arab. J. Chem. 2020. V. 13. № 5. P. 5377. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2020.03.016
  23. Elkhati O., Zhang B., Goual L. // Energy Fuels. 2022. V. 36. № 16. P. 8692. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.2c00925

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».