МОДУЛЬ 3. Углеводороды нефти и газа. Циклопарафины в нефти


Циклопарафины в нефти - Справочник химика 21

    Из циклопарафинов в бензиновых фракциях найдены только цикло-пентаны и циклогексаны. Циклогептан, найденный в очень малых количествах в бензине из нефти Понка, представляет известное исключение. Из циклопентанов сам циклопентан присутствует в каждой сырой нефти, но в очень малых количествах, в то время как алкилциклопентаны в общем находятся в большом количестве. Напротив, алкилциклогексаны и циклогексаны находятся в сырых нефтях во вполне достаточных количествах. Алкилпарафиновые углеводороды с двумя метильными группами у того же углеродного атома в кольце (главным образом 1,1-диалкилпарафины) встречаются в меньших количествах, чем изомеры с двумя отдельными метильными группами. [c.22]     Нафтены (полиметилены, циклопарафины) являются наиболее распространенными углеводородами, входящими в состав нефтей. [c.12]

    РИС. 11.6. Характерные спектры ЯМР С фракций парафинов и циклопарафинов нефтей различных типов (а—г) [c.157]

    РИС. 11.9. Спектры ЯМР 1 С фракций парафинов и циклопарафинов нефтей типа и 61 [c.160]

    После открытия Марковниковым и Оглоблиным [3] в бакинских нефтях нового обширного класса предельных углеводородов циклопарафинов, который они назвали нафтенами, и выделенные из этих нефтей кислоты состава С Н2п—2О2 или С Н2п—1 СООН получили название нафтеновые кислоты. Это обш ее название нефтяных карбоновых кислот сохранилось до настоящего времени, несмотря на то, что уже в самых ранних работах было показано, что среди нефтяных кислот присутствуют и низшие жирные кислоты. [c.305]

    В табл. 3 приведено содержание парафинов Сз и Сд и циклопарафинов в сырой нефти Восточного Тексаса, определенное Беллом [2], в дополнение к данным по содержанию С — С, углеводородов той же самой нефти, приведенным в табл. 2, [c.19]

    Углеводороды, содержащиеся в нефти из Восточного Тексаса (парафины и циклопарафины С9 и Се) [c.19]

    Число колец в полициклических циклопарафинах, ароматических углеводородах и ароматических циклопарафинах в различных нефтях и фракциях. [c.32]

    Общая характеристика фракций циклопарафинов, содержащихся в готовых маслах (дистиллятных и остаточных) различных нефтей, приведена в табл. 33. Эти данные согласуются с результатами, полученными другими авторами при исследовании масляных дистиллятов и товарных смазочных масел, приготовленных из нефтей другого происхождения. [c.196]

    Единственное жидкое природное топливо — нефть является сложной смесью циклопарафинов (нафтенов), предельных и ароматических углеводородов. Нефть как топливо непосредственно не применяется, а перерабатывается в товарные нефтепродукты методами фракционированной перегонки, термического и каталитического крекинга, каталитического риформинга и т. д. (с. 188). [c.173]

    Нафтеновая фракция характеризуется наличием моно-, би-, циклопарафинов.Суммарная доля ароматических углеводородов в остаточной нефти уменьшается, а содержание смол и асфальтенов увеличивается в 2 раза. [c.96]

    Нефть. По запасам нефти наша страна занимает первое место в мире (районы Баку, Грозного, Эмбы, Кавказ, Кубань, Казахстан, Дальний Восток, другие месторождения). Нефть неодинакова по углеводородному составу. Одни нефти (грозненская, ферганская, западноукраинская) богаты предельными углеводородами, другие (бакинская, эмбинская и уральская) состоят из циклопарафинов. Нефть имеет вид темной маслянистой жидкости с особым запахом, она легче воды и нерастворима в ней. [c.306]

    Химия на основе природного нефтяного газа и нефти раньше всего получила развитие в США, где ь настоящее время около 80% алифатических продуктов производится нефтехимическим путем. Сырьем для этой промышленности служат в первую очередь алифатические углеводороды (парафины, циклопарафины, мопоолефины, диолефины и ацетилен). Значительную роль играют также ароматические углеводороды, в прошлом типичный продукт углехимической промышленности, теперь во все возрастающем количестве они получаются из нефти и ее фракций. [c.8]

    Майр и Виллингем [22] также нашли, что ни одна из узких масляных фракций, излучаемых из сырой нефти Понка и обработанных растворителем, не богаче водородом, чем моноциклические циклопарафины. Любую фракцию состава С Н2 , состоящую из бициклических циклопарафинов и изопарафинов, можно легко разделить на полициклопарафиновый экстракт и изопарафиновый рафинат. На основании своей работы авторы считают, что в этих фракциях изопарафины не содержатся в сколько-нибудь заметных количествах. [c.29]

    Плотность и коэффициент преломления ароматических углеводородов, выделенных из тяжелого нефтяного сырья, а также обеспарафиненных циклопарафинов, свободных от ароматики, вообще высоки и намного больше, чем плотность и коэффициент преломления производных бензола и моноциклических циклопарафинов, кипящих в тех же пределах, что и сырье. Кроме того, плотность и коэффициент преломления быстро возрастают с увеличением температуры кипения тяжелых нефтяных фракций. Эти факты приводят к выводу о том, что циклопарафины и ароматические углеводороды тяжелого нефтяного сырья являются преимущественно полициклическими и что полициклический характер этих углеводородов усиливается с увеличением пределов выкипания фракций. Число колец в полицикли-ческих углеводородах различно для разных нефтей. Тяжелый газойль и масляные фракции из пенсильванской нефти содержат меньше полициклических углеводородов, чем эти же фракции из калифорнийской нефти. [c.30]

    В табл. 14 приведены данные о распределении циклопарафинов в узких (55,5°) фракциях тяжелого газойля из нефти месторождения Уэбстер, а также данные о числе углеродных атомов в боковой цепи на одну молекулу ароматических циклопарафиновых углеводородов. Как показывают эти данные, число колец в циклопарафиновых углеводородах (как И в ароматических) постепенно увеличивается с увеличением пределов выкипания фракций. Эта общая закономерность справедлива для любой нефти, но варьирует в зависимости от происхождения нефти. В пределах выкипания, упомянутых выше, моноциклические и бициклические циклопарафиновые углеводороды преобладают в нефти месторождения Уэбстер, моноциклические углеводороды — в более парафинистых нефтях Восточного Тексаса и Мичигана, бя-, три- и тетрациклические — в более нафтеновой нефтц месторождения ]VIиpaндo. Число углеродных атомов в боковой [c.36]

    Наличие большого количества циклопарафинов в нефтях долгое время являлось загадочным. Циклопарафины, идентифицированные в низко-кипящих фракциях, представляют собой циклопентаны и циклогексаны. Вещества, содержащие эти кольца, встречаются в природе настолько редко, что мало вероятно образование циклопарафинов в нефти при каком бы то ни было разрушении или расщеплении таких редких в природе нафтеновых производных [131. Большое количество циклопарафинов в нефтях вызвало у Траска [55, 56] сомнение в том, что жирные кислоты могут быть первичным исходным веществом. Стадников [48] указал, что циклопарафины не могут находиться в жидкой углеводородной смеси, полученной при термическом разложении жирных кислот. [c.90]

    В твердых углеводородах бориславокой нефти и озокеритах обнаружены наряду с нормальными парафинами углеводороды, бедные водородом, для которых величина х в средней эмпирической формуле СпН2п х составляет от —3 до 1,5. К этому времени относится и работа Н. Д. Зелинского, который среди продуктов крекинга челекенского церезина обнаружил циклопарафин. [c.21]

    Циклоалканы (циклопарафины, нафтены) содержатся во всех нефтях и входят в состав всех фракций. В среднем в нефтях различных типов от 25 до 75% циклоалканов. К нефтям, богатым циклоалканами, относятся бакинские и эмбенские нефти, американские нефти Галф-Коста. Простейшие циклоалканы — циклопропан и циклобутан — в несостав бензиновой и керосиновой фракций в высококипяш,их фракциях содержатся углеводороды е двумя, тремя и четырьмя циклами. Обнаружены в нефти также углеводороды, представляющие собой комбинацию пяти- и шестичленных циклов. [c.23]

    Для наиболее распространенного вида сырья — лигроинов прямой перегонки нефти, подвергаемых каталитичеакаму риформингу, основной задачей является глубокая очистка от серы и азота, небольшое дегидрирование парафинов и циклопарафинов и гидрокрекинг значения не имеют. Чтобы обеопечить максимальную скорость очистки, можно применять м аксимальные температуры 400—420 °С. При очистке авиационных керосинов недопустимо образование олефиновых и ароматических углеводородов, а иногда необходимо и неглубокое гидрирование последних (нафталинов). При применяемых обычно парциальных давлениях водорода термодинамически возможный выход нафталина при дегидрировании декалина и тетралина резко возрастает при температурах выше 370 °С, и очистку обычно проводят при 350—360 °С. Фракции, используемые в качестве дизельного топлива, можно очищать при температурах до 400—420 °С, при дальнейшем повышении температуры в результате дегидрирования би- и полициклических нафтенов снижается цетановое число, растет выход продуктов гидрокрекинга — газа и бензина и в результате реакций гидрокрекинга резко возрастает расход водорода. Нижний предел температуры очистки определяется в этом случае возможностью конденсации тяжелых фракций сырья появление жидкой фазы резко замедляет гидрирование из-за ограничения скорости транспортирования водорода к поверхности катализатора скоростью диффузии через пленку жидкости. [c.269]

    Впервые кислоты были выделены Эйхлером в 1874 г. из нефтей Апшеронского полуострова. В том же году Хели и Медингер получили кислоты из румынских нефтей. Исследования состава и свойств этих кислот показали, что они являются предельными карбоновыми кислотами. Несколько позже Марковниковым и Оглоблиным был открыт в бакинских нефтях новый класс предельных углеводородов — циклопарафинов, которые они назвали нафтенами и соответственно выделенные из этих нефтей кислоты состава СпИг гОг, или С Н2п-1С00Н были названы нафтеновыми. Несмотря на то что среди нефтяных кислот имеются и низшие жирные кислоты, общее название нефтяных карбоновых кислот — нафтеновые кислоты — сохранилось до настоящего времени. [c.7]

    При подготовке к выделению при помощи азеотропной перегонки зггле-водородов, содержащихся в любой фракции нефти, следует получить смеси углеводородов, хорошо разделенные путем систематической и эффективной перегонки на ряд фракций, кипящих при постоянной температуре. Это необходимо для того, чтобы не получать смесей углеводородов, в которых наряду с парафинами присутствуют низкокипящие циклопарафины, или смесей любых парафинов и нафтенов с низкокипящими ароматическими углеводородами. [c.246]

    Моноциклические нафтены представлены в нефтях в основном производными циклопентана и циклогексана. Производные низ-ших циклов в нефтях не найдены в небольших количествах в некоторых нефтях найдены производные высп1их циклопарафинов. Кроме моноциклических нафтенов нефти содержат бициклические и трициклические циклопарафиновые углеводороды. Обычпо. содержание нафтенов в различных нефтях составляют 30—50%. Одпако в некоторых нефтях (слабопарафинистые и беспарафппист(> е) может быть до 80% нафтенов. [c.7]

    Хотя основными структурными элементами молекул всех входящих в состав разнообразных нефтей углеводородов (в том числе и высокомолекулярных углеводородов) являются звенья трех гомологических рядов углеводородов парафинов, циклопарафинов и гомологов бензола, многообразие структурных форм высокомолекулярных углеводородов обусловлено воз-мо жыостью образования многочисленных комбинаций этих основных структурных Эчлементов. Только в самой низкокппящеп части нефти этп основные структурные элементы сохраняют свои свойства в чистом (Сб—Се) или в слегка модифицированном (С,—( 10) впде. [c.17]

    Уже отмечалось [221, что по мере увеличения молекулярного веса элементарный состав Трга—основных ГимилохИческих рядов углеводородов (парафинов, циклопарафинов и бензолов) сближается, а вместе с тем сближаются (как бы усредняются) и их свойства. Как видно из данных, приведенных в табл. 1 и на рис. 2 и 3, процесс усреднения и сближения элементарного состава и свойств проявляется особенно рельефно у наиболее гибридизированных молекул высокомолекулярных углеводородов. В связи с этим для фракций нефтей, выкипающих выше 300° С, становится весьма трудно определить даже групповой углеводородный состав, не говоря уже об индивидуальном. [c.20]

    Весьма интересные данные были получены при сопоставлении масс-спектроскопических исследований одного из образцов парафина той же нефти до и после разделения его при помощи карбамида (табл. 13). Из этих данных видно, что в реакцию комплексообразова-пия вступили полностью все парафины нормального строения и. около 90% парафинов разветвленного строения. Циклопарафины же, почти полностью состоящие из монозамещенных, вступили в реакцию комплексообразования с карбамидом лишь приблизительно-на 40%, что можно объяснить содержанием циклоалкилзаместителя не на конце парафиновой цепи, а в середине. [c.87]

    Присутствие в нефти небольших количеств высокомолекулярных ароматических углеводородов гибридного строения, т. е. такого типа, молекулы которых содержат структурные элементы парафинов и циклопарафинов, но в которых преобладают ароматические ядра (бензольные и конденсированные ди- и подипиклические), не вызывает [c.115]

    Интересные результаты получены при изучении термической стойкости гибридных структур углеводородов С32, содержащих в молекуле наряду с длинной парафиновой цепью такие циклические структуры, как бензольное и циклогексановое кольца или конденсированные бициклические системы нафталин, татралин и декалин (табл. 99). Значение термической стойкости углеводородов представляет большой практический интерес как для переработчиков нефти, так и для потребителей нефтепродуктов. Хорошо известно, что представители разных групп углеводородов (парафины, циклопарафины и ароматические) легких и средних фракций нефти сильно различаются по термической стойкости. Тем больший интерес представляло выяснить термическую стойкость сравнительно высокомолекулярных (С32), сильно гибридизированных структур углеводородов и установить, имеется ли определенная зависимость термостойкости от строения. Для исследования были взяты ранее синтезированные нами углеводороды, свойства которых приведены выше в табл. 25. [c.176]

    Как видно из этих данных, общее число колец (ароматических и циклонарафиновых) в высокомолекулярных углеводородах масляного дистиллята нефти Понка колеблется от 1 до 4, причем имеются как циклопарафино-парафиновые структуры, так и парафино-цикло-парафино-ароматические с различным соотношением (от 1 3 до 3 1) этих двух типов колец. [c.183]

    На основании исследования углеводородного состава 55-градусных фракций вебстерской нефти, выкипающих в пределах 205—482° С, американские исследователи делают вывод о большой доле (до 70%) циклонарафиновых углеводородов в циклических углеводородах этих фракций. Причем фракции, выкипающие выше 315° С, уже содержат значительные количества (40% и больше) циклопарафинов в виде конденсированных систем (из 2, 3 и более колец). [c.195]

    Нафтеновые углеводороды. В 1880-х гг. Марковников и Оглоб-лии показали наличие в бакинской нефти углеводородов циклического строения ряда СпНгп- Ими были открыты циклопентан, циклогексан, метилциклопентан и другие гомологи без расшифровки строения до С15 включительно. Эти полиметиленовые углеводороды, или циклопарафины, а по современной номенклатуре цикланы, и были Марковниковым названы нафтенами. В дальнейшем под нафтеновыми углеводородами стали понимать не только моноциклические, но и полициклические полиметиленовые углеводороды нефтяного происхождения. [c.26]

    Присутствие в нефти небольших количеств высокомолекуляр([ых ароматических углеводородов гибридного строоння, т. е. такого типа, молекулы которых содержат п структурные элементы парафинов и циклопарафинов, но в которых преобладают ароматические ядра (бензольные и конденсированные дн- н полицпклические), не вызывает сомнения. Особенно это справедливо в отношении высокоароматических нефтей. [c.123]

chem21.info

Циклоалканы

В отличии от остальных предельных углеводородов, в молекулах которых все углеродные атомы образуют открытые цепи, имеются углеводороды с замкнутыми цепями (циклами). Так, например, при действии на 1,5-дихлорпентан активным металлом цепь углеродных атомов замыкается и образуется циклический углеводород циклопентан:

Известны циклопарафины, молекулы которых состоят из трех, четырех и шести атомов углерода:

У циклопарафинов возможна изомерия. Например, молекулярной формуле C6h22 соответствует насколько веществ-изомеров; изомерия этих соединений связана с наличием боковых углеводородных цепей.

Общая формула циклопарафинов Cnh3n.

Нахождение в природе

Циклопарафины главным образом находятся в составе некоторых нефтей. Отсюда и другое название циклопарафинов — нафтены. Пяти- и шестичленные циклопарафины были впервые выделены из нефти и изучены профессором Московского университета В. В. Морковниковым.

Получение

Как уже было сказано, в лаборатории циклопарафины получают из дигалогенопроизводных предельных углеводородов, действуя на них активными металлами. Циклопарафины можно выделить из нефти.

Физические свойства

Циклопропан и циклобутан при нормальных условиях — газы, а циклопентан и циклогексан — жидкости. Циклопарафины в воде практически не растворяются.

Химические свойства

У циклопарафинов, как и у предельных углеводородов, все связи насыщены, однако, в отличие от последних, они способны к реакциям присоединения. Это объясняется тем, что связи между атомами углерода в цикле могут разорваться. В результате образуются свободные связи, способные присоединять атомы водорода и других элементов. Соединения с малыми циклами легче вступают в реакции присоединения, что их аналоги с большими циклами. Так, например, реакция гидрирования (присоединение водорода) происходит при различной температуре у разных циклопарафинов. Для соединений с большими циклами характерны реакции замещения. В этом отношении они сходны с парафинами. Циклопарафины подвергаются и реакциям дегидрирования(отщепления водорода).

Применение

Из циклопарафинов практическое значение имеют циклогексан, митилциклогексан и некоторые другие. В процессе ароматизации нефти эти соединения превращаются в ароматические углеводороды — в бензол, толуол и другие вещества, которые широко используют для синтеза красителей, медикаментов и т.д. Циклопропан применяют для наркоза.

Другие заметки по химии

edu.glavsprav.ru

Циклопентан в нефти - Справочник химика 21

    Состав нефти и даже состав бензиновых фракций исключительно сложен. В настоящее время идентифицировано более 100 углеводородов в обширных исследованиях бензиновых фракций нефти Понка (до 200°). Общее число углеводородов, присутствующих в бензинах в разных количествах, может быть порядка 500 (Россини и Майр) [28]. Представляет большой интерес присутствие многочисленных изомеров. До сих пор были выделены или идентифицированы в бензине Понка следующие изомеры (табл. 1) все изомеры гексана, семь изомеров гептана (из девяти), 16 изомеров октана (из 18), пять С,-циклопентанов (из шести), 11 Сд-цикло-пентанов (из 15), семь Сз-циклогексанов (из 15) и все Сд и С изомеры алкилбензолов. [c.20]     Нахождение в природе. Циклопентан, циклогексан и их производные содержатся в нефтях, откуда и выделяются для технических целей. [c.248]

    Из циклопарафинов в бензиновых фракциях найдены только цикло-пентаны и циклогексаны. Циклогептан, найденный в очень малых количествах в бензине из нефти Понка, представляет известное исключение. Из циклопентанов сам циклопентан присутствует в каждой сырой нефти, но в очень малых количествах, в то время как алкилциклопентаны в общем находятся в большом количестве. Напротив, алкилциклогексаны и циклогексаны находятся в сырых нефтях во вполне достаточных количествах. Алкилпарафиновые углеводороды с двумя метильными группами у того же углеродного атома в кольце (главным образом 1,1-диалкилпарафины) встречаются в меньших количествах, чем изомеры с двумя отдельными метильными группами. [c.22]

    Процесс изомеризации циклопентанов непосредственно в бензиновых фракциях газоконденсатов и нефтей, содержащих более 20—50 % циклоалканов, в том числе 1/2 1/3 циклопентанов, особенно интересен в сочетании с последующим дегидрированием изо-меризатов циклогексанов и селективной экстракцией аренов. По-видимому, вместо дегидрирования возможно выделение циклогексанов из изомеризата комплексообразованием с тиокарбамидом [66], [c.214]

    Алкины, аллены и сопряженные диены в природе не встречаются. У них нет других природных источников, кроме алканов и алкенов. Циклоалканы (циклогексан, циклопентан и их замещенные) могут быть получены из некоторых нефтей, однако основной их источник — ароматические углеводороды. Источником ароматических углеводородов в свою очередь является каменноугольная смола. При нагревании коксующихся углей без доступа воздуха до 1000 °С от кокса отгоняется смола в виде тяжелой густой массы, со- [c.381]

    Б. А. Казанский и Т. Ф. Буланова [22] исследовали поведение смеси циклогексана и циклопентана в условиях дегидрогенизационного катализа над платинированным углем прн 300 -310°. Оказалось, что в начале реакции имеет место гидрогенолиз циклопентана (за счет водорода, отщепляющегося от циклогексана), но катализатор быстро теряет активность по отношению к гидрогенолизу циклопентана, сохраняя прежнюю активность по отношению к дегидрогенизации циклогексана. Таким образом платиновый катализатор, находящийся в соприкосновении с углеводородной смесью, содержащей циклопентан, настолько теряет активность по отношению к гидрогенолизу циклопентановых углеводородов, что даже циклопентан, размыкающийся легче всех остальных пятичленных цикланов, остается в дальнейшем нетронутым. Так как платиновый катализатор, применяемый нами для исследования химического состава норийской нефти, находился в работе длительное время, то нужно полагать, что в условиях наших опытов гидрогенолиз циклопентановых и дегидроциклизация парафиновых углеводородов были сведены к минимуму. [c.165]

    НИЯ 40—102°), изученных Россини ы его сотрудниками. В общем в легких керосинах не наблюдается преобладания парафиновых углеводородов с прямой цепью, изопарафиновых углеводородов, циклопентанов и цикло-гексанов. Однако керосин из мичиганской нефти содержит преимущественно парафиновые углеводороды с прямой цепью, а керосин из нефти месторождения Винклер очень богат изопарафиновыми углеводородами. Следует иметь в виду, что такое распределение четырех классов углеводородов было установлено для узких керосиновых фракций. Это не означает, что в более тянгазойлевых фракциях преобладают эти же типы углеводородов. [c.26]

    Циклопентан встречается в кавказской нефти. [c.44]

    Во всех нефтях присутствуют также циклопентан и метилциклопентан (см. рис. 11 и 12), 2 Сумма стереоизомеров. [c.79]

    Таким образом, получает свое объяснение наблюдаемое расхождение в свойствах нафтеновых кислот, выделенных из нефти, и синтетических нафтеновых кислот, принадлежащих к изомерным им гомологам циклопентан- и циклогексанкарбоновых кислот. [c.311]

    В составе нефтей содержится значительное количество нафтенов, представляющих собой углеводороды циклического строения. Нафтены состоят из нескольких групп —СНа—, соединенных между собой в замкнутую систему. В нефти содержатся преимущественно нафтены, состоящие из пяти или шести групп СНа- Это циклопентан и циклогексан [c.237]

    К нафтенам относят алициклические углеводороды состава С Н2 , С Н2 -2 и С Н2 -4. В нефтях содержатся преимущественно циклопентан СзНю, циклогексан СбН 2 и их гомологи. И наконец, арены (ароматические углеводороды). Они значительно беднее водородом, соотношение углерод/водород в аренах самое высокое, намного выше, чем в нефти в целом. Содержание водорода в нефтях колеблется в широких пределах, но в среднем может быть принято на уровне 10—12%, тогда как содержание водорода в бензоле 7,7%. А что говорить о сложных полициклических соединениях, в ароматических кольцах которых много ненасыщенных связей углерод — углерод Они составляют основу смол, асфальтенов и других предшественников кокса, и будучи крайне нестабильными, осложняют жизнь нефтепереработчикам. [c.18]

    Нафтены — насыщенные циклические углеводороды общего состава С Н2 . В сырой нефти присутствуют только такие алициклические соединения, циклы которых состоят из 5 и 6 атомов углерода. Этим углеводородам (циклопентанам и циклогексанам) и посвящена настоящая глава. Циклопропан, циклобутан, циклогептан и другие алициклические углеводороды приходится синтезировать специальными методами, указания на которые можно найти в общих руководствах по органической химии. [c.230]

    Нафтеновые кислоты представляют собой карбоновые кислоты — производные замещенных циклопентанов и циклогексанов. Их молекулярный вес колеблется от 114 (циклопентанкарбоновая кислота) до значений выше 1000. Естественно, что больше всего их содержится в нефтях нафтенового основания. [c.395]

    Нафтеновые кислоты — циклопентан- и циклогексанкарбоновые кислоты, выделяемые из нефти. [c.344]

    Становится понятно, почему нефти двух групп различаются по составу нафтенов, в частности по величине отношений (циклопентан + ме-тилциклопентан)/2 триметилциклопентанов и циклогексан/2 1,3- и 1,4-диметилциклогексанов, Гидрирование исходной полиненасыщенной структуры, послужившей основой для образования нафтенов, дает низшие гомологи, а ее метилирование приводит к возникновению ди- и три метилци кланов. [c.45]

    В. В. Марковникову и В, Н. Оглоблину удалось выделить из нефти циклопентан. Позднее Н. Д. Зелинским было показано, что главная масса нафтенов состоит из гомологов циклопентана и циклогексана. Содержание нафтенов в разных нефтях различно. Россини (США), начиная с 1928 г. исследовал состав некоторых нефтей физико-химическими методами и выделил около 90 индивидуальных углеводородов. Надо сказать, что многие [c.546]

    Основная часть кислорода нефтей входит в состав асфальто- смолистых веществ и только около 10% его приходится на долю кислых (нефтяные кислоты и фенолы) и нейтральных (сложные эфиры, ке-тоны) кислородсодержащих соединений. Они сосредоточены преимущественно в высококипящих фракциях. Нефтяные кислоты (С Н СООН) представлены в основном циклопентан- и циклогексан-карбоновыми (нафтеновыми) кислотами и кислотами смешанной нафтеноароматической структуры. Из нефтяных фенолов иденти- [c.85]

    Реакция изомеризации фуллеровой землей или другими кислыми силикатными катализаторами экспериментально до конца не изучена. Хотя отношение циклопентанов к циклогексанам в некоторых нефтях значительно превышает равновесное отношение при 65°, но возможно, что первые не происходят исключительно из циклогексанов, образующихся при изомеризации, а могут частично образовываться при циклизации, как было показано в некоторых случаях Стивенсом и Спельдингом. [c.91]

    Почти все возможные представители алканов, циклопентанов и циклогексанов, выкипающих до 132° С, и ароматических углеводородов, выкипающих до 180° С, найдены в нефти Понка Сити, Оклахома (Мид-Континент).1 Не было обнаружено несколько теоретически возможных изоалканов и циклопентанов, но скорее всего потому, что они присутствуют только в виде следов. [c.15]

    Нафтены нефти термически более стабильны, чем ациклические углеводороды. С точки зрения теории напряжения наиболее стойкими являются циклопентан и циклогексан. При температурах от 574 до670°С циклопентан распадается на пропилеи и этилен  [c.418]

Таблица 23. Соотношение метялциклогекеана (М) и суммы циклопентанов ( Ц) С, в нефтях и газовых конденсатах
    В течение более 60 лет после выделения Эйхлером из нефти первых карбоновых кислот объектами большого числа исследований являлись кислоты Се—Сю, выделяемые из различных нефтей и их дистиллятов и синтезируемые в лабораториях. Это объясняется тем, что кислоты Се—Сю, содержащие в молекуле циклопентановое или циклогексановое кольцо, по температурам кипения совпадали с керосиновой фракцией (200—300° С), которая являлась основным целевым нефтепродуктом, вырабатывавшимся нефтеперерабатывающей промышленностью на протяжении почти полустолетия. Кроме того, исследователи стремились по возможности полно и всесторонне изучить химические реакции нафтеновых кислот на наиболее простых низших гомологах ряда циклопентан- и циклогексанкарбоновых киблот. Сопоставление выделенных из нефти карбоновых кислот с синтезированными индивидуальными циклопентан- и циклогексан-карбоновыми кислотами, а также превращение их в соответствующие циклопарафиновые углеводороды по схеме [c.309]

    В изучении состава нефти и химических превращений углеводородов большая роль принадлежит работам Н. Д. Зелинского, проводившимся с начала текущего столетия в Московском университете. Были изучены реакции избирательной каталитической дегидрогенизации углеводородов и установлено, что в присутствии платинового и палладиевого катализатора при температуре около 200° С происходит потеря водорода циклогексаном, который при этом полностью переходит в бензол СвН12 = СвНд -Ь ЗНз. При этих условиях гексан и циклопентан не подвергаются дегидрогенизации. [c.218]

    В нефти присутствуют нафтеновые углеводороды, относяш иеся главным образом к рядам циклопентана и циклогексана. Встречаются преимущественно алкилировапные нафтены, т. е. циклопентан и циклогексан с парафиновыми боковыми цепями. [c.270]

    Физические свойства циклоалканов довольно близки к алканам с тем же числом атомов углерода в молекуле. В табл. 10 приведены физические свойства некоторых циклоалканов, часто встречающихся в составе нефтей. Если незамещенные циклопентан и циклогексан имеют заметно более высокие температуру кипения и плотность, чем н-пентан и н-гексан соответственно, то по мере увеличения числа алкильных заместителей в молекуле и особенно по мере увеличения длины цепи этих заместителей, различия в физических свойствах сглаживаются. [c.65]

    Для разделения бензина и газойлевой фракции нефти Понка было испытано несколько полярных и неполярных адсорбентов — силикагель, оксид алюминия, оксид магния, активный уголь [4]. Отмечен ряд закономерностей адсорбции углеводородов на силикагеле 1) снижение сорбируемости происходит в ряду поли- и бициклические арены > арены с одним ароматическим кольцом > циклоалканы и алканы 2) адсорбируемость нормальных алканов уменьшается с увеличением в молекуле числа углеродных атомов 3) циклопентан и алкилциклонентаны сорбируются более прочно, чем циклогексан и соответствуюшие алкилциклогексаны 4] нормальные алканы адсорбируются сильнее, чем разветвленные с тем же числом углеродных атомов 5) гексан сорбируется более прочно, чем циклогексан, но нормальные алкилциклогексаны — сильнее, чем нормальные алканы с тем же числом углеродных атомов 6) полиалкилбензолы сорбируются более прочно, чем моноалкилбензолы с тем же числом углеродных атомов 7) о-дизамешенные гомологи бензола сорбируются сильнее, чем и-изомеры и, по-видимому, чем ж-изомеры. Различия в сорбируемости углеводородов, отмеченные в пунктах 2—7, сравнительно невелики, и порядок может измениться при малых концентрациях одного из компонентов. [c.60]

    Циклоалканы составляют большую часть нефти, при переработке значительная их часть переходит в дистиллятиые продукты. В нефтях встречаются моно- и полициклические циклоалканы. Первые представлены в основном циклопентанами и циклогекса-нами, вторые включают конденсированные соединения типа декалина С10Н18  [c.207]

    Нафтеновые углеводороды. В 1880-х гг. Марковников и Оглоб-лии показали наличие в бакинской нефти углеводородов циклического строения ряда СпНгп- Ими были открыты циклопентан, циклогексан, метилциклопентан и другие гомологи без расшифровки строения до С15 включительно. Эти полиметиленовые углеводороды, или циклопарафины, а по современной номенклатуре цикланы, и были Марковниковым названы нафтенами. В дальнейшем под нафтеновыми углеводородами стали понимать не только моноциклические, но и полициклические полиметиленовые углеводороды нефтяного происхождения. [c.26]

    Во всех нефтях, независимо от геологического возраста или тина нефти, резко выделяются своим содержанием метилзамещен-ные циклопентана и циклогексана. Затем, на втором месте, находятся соответствующие этилзамещенные. Пропил- и изопропиловые гомологи обоих рядов П элиметиленов не играют заметной роли, не говоря уже о гомологах с более длинной цепью. Из двухзамещенных циклопентанов преобладает то/)акс-1,3-диметилцикло-пеитан, затем транс-1,2-диметилциклопентан, причем содержание первого примерно того же порядка, что и метилциклоиентана. [c.90]

    Циклопентан п его алкилзамещенные содержатся в больших количествах в нефти. Такого рода соединения и содержаш иеся в значительна меньшем количестве шестичленные циклические углеводороды называют нафтенами. В лаборатории циклопентан получают восстановлением циклонентанона, который, в свою очередь, может быть синтезирован, например пиролизом кальциевых или бариевых солей адипиновой кислоты. [c.216]

    Из этой формулы видно, что упрощение ее состава могло бы дать в конечном итоге после превращения смесь самых разнообразных углеводородов нафталин и его простейшие ]омологи, циклопентан и его гомологи и ряд более или менее сложных метановых углеводородов изостроения в случае раскрытия циклопентапового и циклогексанового кольца. Очень интересный расчет, проведенный Россини, показывает, что во многих случаях возможно получить более или менее точное представление о структуре углеводорода, если известны главные ею физические константы (молекулярный и удельный вес, показатель преломления, вязкость) и элементарный состав. Эти подсчеты показали также, что почти вся масса ароматических углеводородов относится к соединениям гибридного тина, т. е. что ароматические углеводороды, не содержащие полиметиленовых циклов, в нефти практически не встречаются. [c.121]

    Углеводороды ряда циклопентана. Неоднократно отмеча.лось, что циклопентан входит в состав кавказских и американских нефтей. Синтетически он получается из 1,5-дибромпентаиа и цинка [c.787]

    Параллельно исследованию группового состава сероорганических соединений нефти развивались работы по их идентификации в бензиновых дистиллятах. Было установлено, что легкокипящие сульфиды и меркаптаны до С5 содержат всевозможные изомеры. Однако основная часть сероорганических соединений легких нефтяных дистиллятов представлена производными диалкилсульфидов (до Сд), тиа-циклопентанов (С4-С7) и тиациклогексанов (Сз-Сб). [c.234]

    Отдельные представители циклопарафинов. Циклопентан С5Н10 входит в состав некоторых нефтей. Это бесцветная подвижная жидкость с температурой кипения 49,5 С. [c.549]

    Русские химики Ф. Ф. Бельштейн, А. А. Курбатов, В. Б. Марковников, В. Н. Оглобин и Н. Д. Зелинский еще в 80-х годах прошлого столетия показали, что в бакинской нефти содержится значительное количество углеводородов ряда С Н2п, обладающих свойствами насыщенных соединений. В. В. Марковников и В. Н. Оглобин выделили из бензиновых фракций циклопентан, метилциклопентан, циклогексан и показали отсутствие в нефти первых представителей этого ряда — циклопропана и циклобутана. Позднее Н. Д. Зелинским было показано, что основная масса нафтенов в нефтях состоит из гомологов циклопентана и циклогексана. [c.71]

    Между выделенными группами нефтей наблюдаются также существенные различия в их индивидуальном составе. Несмотря на то, что нефти первой группы более тяжелые, в них гораздо больше легких гомологов (циклопентана и метилциклопентана). Нефти второй группы характеризуются повышенным содержанием триметилциклопентанов. Нефти этих двух групп хорошо различаются по величине отношения (циклопентан + метилциклопентан)/2 триметилциклопентанов. Кроме того, в нефтях второй группы значительно выше содержание гемзамещенных соединений — 1,1-диметилциклопентана, 1,1-метилэтилциклопйн-тана. Таким образом, на примере нефтей Западной Сибири подтверждается одна из установленных Р. Мартином, Дж. Уинтерсом закономерностей в составе бензинов в нефтях с большим содержанием гемзамещенных алканов много и гемзамещенных нафтенов. [c.42]

    Нефти северных районов содержат в бензинах больше аренов и нафтенов. В составе их прослеживается ряд общих черт. Прежде всего их отличает от нефтей Широтного Приобья более высокая насыщенность кольца метильными заместителями и, как следствие этого, более высокие значения отношений 2 ксилолов/этилбензол, 2 триметилциклопентанов/ (циклопентан + метилцикпопентан), 2 диметипциклогекса-нов/циклогексан, 6/5, /и-ксилол/о-ксилол. Кроме того, в них больше структур с гемзамещенными атомами углерода, в частности 1,1-диметилциклопентана и 1,1-метилэтилциклопентана. [c.47]

    Основная масса соединений ряда циклопентана представлена углеводородами С и составляет 40—48,5 % в грозненской парафинистой, сургутской, паромайской и эхабинской. нефтях. Даже в бакинских нефтях, в которых обнаружены лишь следы циклопентана и метилциклопентана, содержание циклоалканов С7 достигает. 28%. В составе углеводородов С преобладают наиболее устойчивые углеводороды—1,2- и 1,3-диметилцикло-пентаны, т. е. с метильной группой при разных углеродных атомах циклопентанового кольца. Содержание 1,1-диметилцикло-пентана и этилциклопентана заметно меньше, чем 1,2- и 1,3-циклопентанов. [c.191]

    Циклопентан и циклогексан содержатся в некоторых сортах нефти. Вместе с тем фрагменты циклоалканов весьма распространены в природных соединениях. Большинство циклоалканов получают синтетически. [c.47]

chem21.info

Циклопарафины Википедия

Циклоалканы, также полиметиленовые углеводороды[1], нафтены, цикланы, или циклопарафины — циклические насыщенные углеводороды, по химическим свойствам близки к предельным углеводородам. Входят в состав нефти. Открыты В. В. Марковниковым в 1883 году из Бакинской нефти[2]

В нефтехимической промышленности нафтены являются источником получения ароматических углеводородов путём каталитического риформинга. Наибольшее практическое значение приобрёл циклогексан, применяемый для синтеза капролактама, адипиновой кислоты и других соединений, используемых в производстве синтетического волокна.

К циклоалканам относят предельные углеводороды с общей формулой Cnh3n, имеющие циклическое строение. Названия циклоалканов строятся из названий соответствующих алканов с добавлением приставки цикло- (циклопропан, 1,3-диметилциклогексан).

Для циклоалканов характерны следующие виды изомерии:

  • Изомерия углеродного скелета;
  • Пространственная;
  • Межклассовая изомерия с алкенами.

Все атомы углерода в молекулах циклоалканов имеют sp³-гибридизацию. Однако величины углов между гибридными орбиталями в циклобутане и особенно в циклопропане не 109°28', а меньше из-за геометрии, что создаёт в молекулах напряжение, поэтому малые циклы очень реакционноспособны. Циклопропан применяют для наркоза, но его применение ограничено из-за взрывоопасности.

Физические свойства

При обычных условиях первые два члена ряда (C3 — C4) — газы, (C5 — C11) — жидкости, начиная с C12 — твёрдые вещества. Температуры кипения и плавления циклоалканов выше, чем у соответствующих алканов. Циклоалканы в воде практически не растворяются. При увеличении числа атомов углерода возрастает молярная масса, следовательно, увеличивается температура плавления.

Температуры плавления и кипения некоторых циклоалканов:

Циклоалкан Т. пл., °C Т. кип., °C
циклопропан C3H6 −126,9 −32,7
циклобутан C4H8 −50 12
циклопентан C5h20 −93,9 49,3
циклогексан C6h22 6,5 80
циклогептан C7h24 −12 118,5
циклооктан C8h26 14,3 63 при 45 мм рт. ст.
циклононан C9h28 9,7 69 при 14 мм рт. ст.
циклодекан C10h30 10,8 201
циклоундекан C11h32 −7,2 91 при 12 мм рт. ст.
циклододекан C12h34 61,6 243
циклотридекан C13h36 23,5 128 при 20 мм рт. ст.
циклотетрадекан C14h38 54 131 при 11 мм рт. ст.
циклопентадекан C15h40 62,1 147 при 12 мм рт. ст.

Получение циклоалканов

  • Дегалогенирование дигалогенпроизводных:
Br-Ch3-Ch3-Ch3-Br + Mg или Zn = циклопропан + MgBr2 или ZnBr2
  • Гидрирование бензола и его гомологов (образуются циклогексан или его производные):
C6H6 +3h3 = C6h22

Химические свойства

По химическим свойствам малые и обычные циклы существенно различаются между собой. Циклопропан и циклобутан склонны к реакциям присоединения, то есть сходны в этом отношении с алкенами. Циклопентан и циклогексан по своему химическому поведению близки к алканам, так как вступают в реакции замещения.

  • Циклопропан и циклобутан способны присоединять бром:
C3H6 + Br2 → BrCh3—Ch3—Ch3Br
  • Циклопропан, циклобутан и циклопентан могут присоединять водород, давая соответствующие нормальные алканы. Присоединение происходит при нагревании в присутствии никелевого катализатора:
C4H8 + h3 → Ch4—Ch3—Ch3—Ch4

Примечания

Литература

  • Кузьменко Н. Е., Еремин В. В., Попков В. А. Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы.. — М.: Экзамен, 2002.

wikiredia.ru

38) Циклопарафины, их химическое состояние, свойства, нахождение в природе, практическое значение.

В отличии от остальных предельных углеводородов, в молекулах которых все углеродные атомы образуют открытые цепи, имеются углеводороды с замкнутыми цепями (циклами). Так, например, при действии на 1,5-дихлорпентан активным металлом цепь углеродных атомов замыкается и образуется циклический углеводород циклопентан:

Общая формула циклопарафинов Cnh3n.

Нахождение в природе

Циклопарафины главным образом находятся в составе некоторых нефтей. Отсюда и другое название циклопарафинов — нафтены. Пяти- и шестичленные циклопарафины были впервые выделены из нефти и изучены профессором Московского университета В. В. Морковниковым.

По химическим свойствам малые и обычные циклы существенно различаются между собой. Циклопропан и Циклобутан склонны к реакциям присоединения, то есть сходны в этом отношении с алкенами. Циклопентан и Циклогексан по своему химическому поведению близки к алканам, так как вступают в реакции замещения.

1. Циклопропан и циклобутан способны присоединять бром:

С3H6 + Br2 → BrCh3—Ch3—Ch3Br

2. Циклопропан, циклобутан и циклопентан могут присоединять водород, давая соответствующие нормальные алканы. Присоединение происходит при нагревании в присутствии никелевого катализатора:

С4H8 + h3 → Ch4—Ch3—Ch3—Ch4

Из циклопарафинов практическое значение имеют циклогексан, метилциклогексан и некоторые другие. В процессе ароматизации нефти эти соединения превращаются в ароматические углеводороды — в бензол, толуол и другие вещества, которые широко используются для синтеза красителей, медикаментов и т. д. Циклопропан применяют для наркоза.

39) Непредельные углеводороды ряда этилена, общая формула и химические свойства. Применение этиленовых углеводородов в медицине.

Алке́ны (олефины, этиленовые углеводороды) — ациклические непредельные углеводороды, содержащие одну двойную связь между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой Cnh3n. Атомы углерода при двойной связи находятся в состоянии sp² гибридизации, и имеют валентный угол 120°. Простейшим алкеном является этилен (C2h5)

Хим.свойства

Реакции присоединения:

Сh3=CH-Ch4 + h3 → Ch4-Ch3-Ch4

Ch3=CH-Ch4 + Br2 → Ch3Br-CHBr-Ch4 - качественная реакция на алкены — обесцвечивание бромной воды.

Присоединение по правилу Марковникову:

водород присоединяется к наиболее гидрогенезированному (= к тому, у которого больше водородов) атому углерода при двойной связи:

Сh3=CH-Ch4 + HCl = Ch4-CHCl-Ch4

Окисление алкенов:

1)В нейтральной (или слабощелочной среде:

Сh3=Ch3 → Ch3(OH) — Ch3(OH) — схематичное уравнение

3Сh3=Ch3 + 2KMnO4 + 4h3O = 3C2h5(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH — полное уравнение

2)В кислой среде — идет разрыв двойной связи:

R-Сh3=Ch3-R → 2R-COOH — схематичное уравнение

полное сгорание: С2h5 + 3O2 = 2CO2 + 2h3O

Реакция полимеризации: n Сh3=Ch3 → n(-Ch3-Ch3-)

Применение:

При взаимодействии этилена с хлороводородом образуется этилхлорид, который используют в медицине для проведения местной анестезии. Применение алкенов также связано с их способностью реагировать с водой, образуя при этом спирты. Так, из этилена в процессе реакции гидратации получается этиловый спирт. Нашли свое применение в качестве сырья для производства органических соединений, лаков, пластических масс, средств косметической промышленности и окиси алкенов.

studfiles.net

Циклопарафин Википедия

Циклоалканы, также полиметиленовые углеводороды[1], нафтены, цикланы, или циклопарафины — циклические насыщенные углеводороды, по химическим свойствам близки к предельным углеводородам. Входят в состав нефти. Открыты В. В. Марковниковым в 1883 году из Бакинской нефти[2]

В нефтехимической промышленности нафтены являются источником получения ароматических углеводородов путём каталитического риформинга. Наибольшее практическое значение приобрёл циклогексан, применяемый для синтеза капролактама, адипиновой кислоты и других соединений, используемых в производстве синтетического волокна.

К циклоалканам относят предельные углеводороды с общей формулой Cnh3n, имеющие циклическое строение. Названия циклоалканов строятся из названий соответствующих алканов с добавлением приставки цикло- (циклопропан, 1,3-диметилциклогексан).

Для циклоалканов характерны следующие виды изомерии:

  • Изомерия углеродного скелета;
  • Пространственная;
  • Межклассовая изомерия с алкенами.

Все атомы углерода в молекулах циклоалканов имеют sp³-гибридизацию. Однако величины углов между гибридными орбиталями в циклобутане и особенно в циклопропане не 109°28', а меньше из-за геометрии, что создаёт в молекулах напряжение, поэтому малые циклы очень реакционноспособны. Циклопропан применяют для наркоза, но его применение ограничено из-за взрывоопасности.

Физические свойства

При обычных условиях первые два члена ряда (C3 — C4) — газы, (C5 — C11) — жидкости, начиная с C12 — твёрдые вещества. Температуры кипения и плавления циклоалканов выше, чем у соответствующих алканов. Циклоалканы в воде практически не растворяются. При увеличении числа атомов углерода возрастает молярная масса, следовательно, увеличивается температура плавления.

Температуры плавления и кипения некоторых циклоалканов:

Циклоалкан Т. пл., °C Т. кип., °C
циклопропан C3H6 −126,9 −32,7
циклобутан C4H8 −50 12
циклопентан C5h20 −93,9 49,3
циклогексан C6h22 6,5 80
циклогептан C7h24 −12 118,5
циклооктан C8h26 14,3 63 при 45 мм рт. ст.
циклононан C9h28 9,7 69 при 14 мм рт. ст.
циклодекан C10h30 10,8 201
циклоундекан C11h32 −7,2 91 при 12 мм рт. ст.
циклододекан C12h34 61,6 243
циклотридекан C13h36 23,5 128 при 20 мм рт. ст.
циклотетрадекан C14h38 54 131 при 11 мм рт. ст.
циклопентадекан C15h40 62,1 147 при 12 мм рт. ст.

Получение циклоалканов

  • Дегалогенирование дигалогенпроизводных:
Br-Ch3-Ch3-Ch3-Br + Mg или Zn = циклопропан + MgBr2 или ZnBr2
  • Гидрирование бензола и его гомологов (образуются циклогексан или его производные):
C6H6 +3h3 = C6h22

Химические свойства

По химическим свойствам малые и обычные циклы существенно различаются между собой. Циклопропан и циклобутан склонны к реакциям присоединения, то есть сходны в этом отношении с алкенами. Циклопентан и циклогексан по своему химическому поведению близки к алканам, так как вступают в реакции замещения.

  • Циклопропан и циклобутан способны присоединять бром:
C3H6 + Br2 → BrCh3—Ch3—Ch3Br
  • Циклопропан, циклобутан и циклопентан могут присоединять водород, давая соответствующие нормальные алканы. Присоединение происходит при нагревании в присутствии никелевого катализатора:
C4H8 + h3 → Ch4—Ch3—Ch3—Ch4

Примечания

Литература

  • Кузьменко Н. Е., Еремин В. В., Попков В. А. Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы.. — М.: Экзамен, 2002.

wikiredia.ru

МОДУЛЬ 3. Углеводороды нефти и газа

ТОП 10:

Лекция № 6

 

Алканы нефти

План лекции:

1. Газообразные алканы

2. Жидкие алканы

3. Твердые алканы

4. Физические и химические свойства алканов

 

Алканы присутствуют во всех нефтях и являются одной из основных составных частей нефти. По фракциям алканы распределяются неравномерно, концентрируясь главным образом в нефтяных газах и бензиново-керосиновых фракциях. В масляных дистиллятах их содержание резко падает. Для некоторых нефтей характерно полное отсутствие алканов в высококипящих фракциях. Алканы бывают газообразные (СН4 – С4Н10), жидкие (С5Н12 – С16Н34) и твердые (С17Н36 и выше).

Газообразные алканы. Представление о нефти будет неполным, если мы не упомянем ее ближайших «родственников», и прежде всего, углеводородные газы. Вообще все газы Земли делятся на углеводородные, углекислые и азотистые. Нас интересует углеводородный газ, который может образовывать самостоятельные скопления в земной коре или же встречаться вместе с нефтью. УВ-ый газ (или просто газ) представляет собой смесь нескольких газов. До 95% и более этой смеси составляет метан (СН4), присутствуют этан (С2Н6), пропан (С3Н8), бутан (С4Н10) и т.д.

В составе УВ-ых газов могут быть также углекислота, азот, аргон, криптон, гелий, сероводород, аммиак и даже свободный водород. Самая ценная примесь – гелий. Даже 0,1% его содержании достаточно, чтобы организовать промышленную разработку. А в газах некоторых месторождений содержание гелия достигает 2% (например, месторождение Панхэндл-Хьюготон, США). Иногда УВ-ый газ включает значительное количество сероводорода (15%, месторождение Лак, Франция). Разработка таких залежей требует особого оборудования, поскольку обычные металлические трубы быстро разрушаются под действием сероводорода. В то же время можно извлечь из газов серу, которая является ценным химическим сырьем. В зависимости от месторождений УВ-ые газы бывают трех видов: природные (чисто газовые), попутные (газы нефтяных месторождений) и газоконденсатные ( конденсат – смесь УВ-ов – пентан и более высоких гомологов метана).

Жидкие алканы.Углеводороды С5 – С15 - представляют собой жидкие вещества. Они неравномерно распределены по фракциям нефти. При разгонке нефти алканы, начиная от пентана и кончая деканом, а также все их изомеры попадают в бензиновую фракцию (до 1800С). Проведенные исследования показывают, что жидкие алканы состава С5 – С9 имеют в основном нормальное или слабо разветвленное строение. В настоящее время в бензинах различных нефтей найдены все возможные изомеры С5, С6 и С7, 17 октанов, 24 нонана и некоторые деканы. Исследовать углеводородный состав средних фракций нефти (180-3500С) оказалось значительно труднее. Они отличаются высоким содержанием серосодержащих соединений, смолистых веществ, парафинов. Поэтому фракцию 180-3500С разделили на дробные фракции: 180-200, 200-300 и 300-3500С и исследовали каждую фракцию отдельно. На основании анализа керосиновых фракций 77 отечественных и зарубежных нефтей показано, что в них присутствуют десять изомеров декана. Из УВ-ов С11 и С16 в этих фракциях найдены ундекан, додекан, три- и тетрадекан, пентадекан и гексадекан (цетан). В 60-х годах в нефти были обнаружены УВ-ы изопреноидного строения (алканы разветвленного строения).

К ним можно отнести: 2,6-диметилалканы (С5-С13), 3,7-диметилалканы (С11, С12, С14), пристан, фитан, ликопан и др. Их содержание в нефтях колеблется в пределах 3-4% на нефть, а иногда и выше. Содержание жидких алканов в различных нефтях изменяется в широких пределах – от 10 до 70%. Среди казахстанских нефтей наиболее богаты жидкими алканами нефти Жылыойского района (месторождение Кемерколь, Котыртас), а также нефти месторождений междуречья Урала-Волги (Камышитовое Юго-Восточное, Мартыши, Жанаталап Вост.). В нефтях перечисленных месторождений содержание жидких УВ-ов (алканов) составляет 60-70%.

Твердые алканы. Начиная с гексадекана С16Н34 алканы являются твердыми веществами, входящими в состав нефтяных парафинов и церезинов. Деление твердых УВ-ов на парафины и церезины было сделано на основании различия кристаллической структуры этих УВ-ов, их физических и химических свойств. Твердые парафины присутствуют во всех нефтях, но чаще в небольших количествах (от десятых долей до 5%). В типично парафинистых нефтях их содержание повышается до 7-12%. Исключительными по высокому содержанию твердых парафинов (15-25%) являются нефти месторождений Жетыбай и Узень (полуостров Мангышлак). Твердые парафины находятся в нефтях в растворенном или взвешенном кристаллическом состоянии. Нефтяные парафины представляют собой смесь преимущественно алканов разной молекулярной массы. При перегонке мазута в масляные фракции попадают парафины, имеющие состав С16-С35. В гудронах концентрируются более высокоплавкие УВ-ы С36-С53. Количество возможных изомеров для этих УВ-ов огромно. Так, уже гексадекан имеет 10359 изомеров. Как показали многочисленные исследования, около половины всех твердых парафинов имеет нормальное строение, а остальные представлены малоразветвленными структурами с небольшим числом боковых цепей (в основном, метильные и этильные группы). Церезины – это твердые органические вещества с циклической структурой, более высокомолекулярные и высокоплавкие, чем парафины. Основным компонентом церезинов являются нафтеновые УВ-ы, содержащие в молекулах боковые цепи как нормального, так и изостроения с преобладанием последних. Церезины выделяют либо из остаточных нефтепродуктов, либо из горючего материала – озокерита.

Свойства алканов. Физические свойства. Т. к. алканы насыщены водородом, то они имеют минимальные значения плотности и показателя преломления по сравнению с углеводородами других классов. Нормальные углеводороды имеют наивысшие температуры кипения и наибольшую плотность, а наиболее разветвленные – низшие значения температуры кипения и плотности. Например, твердые алканы имеют высокие температуры плавления, температуры кипения, большой молекулярный вес. Плотность парафинов в твердом состоянии лежит в пределах от 865 до 940, в расплавленном – от 777 до 790 кг/м3. Молекулярные массы парафинов лежат в пределах от 300 до 450, а церезинов – от 500 до 750. Физические свойства церезинов во многом сходны со свойствами нормальных УВ-ов. Показатель преломления для церезинов значительно выше, чем для парафинов. Химические свойства. В химическом отношении алканы характеризуются отно-сительно высокой устойчивостью к воздействию большинства сильнодействующих реагентов. В нефтепереработке наибольший интерес представляют реакции окисления, термического и термокаталитического превращения и галогенирования. Вырабатываемые на НПЗ парафины и церезины бывают жидкие и твердые. Жидкие парафины получают карбамидной или адсорбционной депарафинизацией дизельных фракций. Используют их для получения белково-витаминных концентратов, синтетических жирных кислот и ПАВ. Твердые парафины вырабатывают при депарафинизации дистиллятных масляных фракций. Используются для пропитки бумаги, в производстве спичек, свечей, моющих средств, ПАВ и пластичных смазок. Подразделяют на технические, высокоочищенные и парафины для пищевой промышленности. Церезины получают депарафинизацией остаточных масляных фракций или обработкой природных озокеритов. Применяют их в производстве смазок, вазелинов, мастик, копировальной бумаги, в качестве изоляционных материалов в электротехнике.

 

Контрольные вопросы:

1. Каково содержание алканов в нефтях и попутных газах?

2. Расскажите об углеводородных газах (природные, попутные и газы газоконденсатных месторождений).

3. Назовите алканы легких и средних фракций нефти.

4. Что вы знаете о парафинах и церезинах?

5. Каковы физические и химические свойства алканов?

 

Литература:

 

1. Химия нефти и газа. Под ред. Проскурякова В.А., Драбкина А.Е. -Л., Химия, 1989.

 

Лекция № 7

Циклоалканы нефти

План лекции:

1. Моно- и полициклические циклоалканы.

2. Физические и химические свойства циклоалканов

3. Методы получения циклоалканов

 

Термин «циклоалканы» (нафтены, цикланы) ввел Марковников в 80-х годах прошлого столетия. Они преобладают по своему содержанию во многих нефтях над остальными классами УВ-ов (их массовое содержание в нефтях колеблется от 25 до 75%). Циклоалканы входят в состав всех нефтей и присутствуют во всех фракциях. Их содержание растет по мере утяжеления фракций. Только в высококипящих масляных фракциях их количество уменьшается за счет увеличения ароматических структур.

Циклоалканы подразделяются на моноциклические (с одним циклом) и полициклические (с несколькими циклами). Простейшие цикланы – циклопропан и циклобутан и их гомологи в нефтях не обнаружены. Моноциклические циклоалканы ряда СnН2n широко представлены в нефтях циклопентановыми и циклогексановыми структурами. В бензиновых фракциях различных нефтей обнаружено более 50 индивидуальных представителей этого класса УВ-ов с числом углеродных атомов С5-С10. В значительных количествах в нефтях присутствуют: циклогексан, метилциклогексан, диметильные гомологи циклопентана. В нефтях также присутствуют циклоалканы с числом углеродных атомов в цикле более 6. Обнаружены циклогептан, метилциклогептан и различные бициклические структуры с внутренними углеродными мостиками. В керосиновых и дизельных фракциях наряду с гомологами циклогексана присутствуют бициклические циклоалканы (общая формула СnН2n-2) и полициклические циклоалканы с числом циклов максимально до 6 (общая формула СnН2n-4 (6,8,10).. Во многих нефтях найден декалин, первый представитель ряда бициклических циклоалканов с конденсированными шестичленными кольцами, а также его ближайшие гомологи. Неконденсированные циклоалканы представлены следующими соединениями: гомологами дициклопентила, циклопентилциклогексида, дициклогексида. Количество углеродных атомов в боковых цепях циклоалканов может быть от 3-10 в средних и до 20-28 в высококипящих фракциях нефти. В некоторых нефтях обнаружен твердый полициклический циклоалкан – адамантан. Он имеет кристаллическую решетку алмаза и плотность выше 1 (1,07г/см3).

Свойства циклоалканов. Температуры кипения циклоалканов выше температуры кипения алкенов или алканов с тем же числом атомов углерода в молекуле. Плотность соединений этой группы выше плотности соответствующих н-алканов, но ниже плотности аренов. По физическим и химическим свойствам циклоалканы можно условно разделить на следующие группы: с малыми (С2-С4), обычными (С5, С6, С7), средними (С8-С12) и большими циклами (>С12). Многие химические свойства циклоалканов напоминают свойства алканов. Основные реакции циклоалканов: действие азотной кислоты, окисление, пербромирование, замещение, термическое воздействие, каталитическое превращение циклоалканов. Циклоалканы С5 и С6 достаточно устойчивы, однако под влиянием хлорида и бромида алюминия подобно алканам претерпевают изомеризацию. Так, циклогексан превращается при 30-800С в метилциклопентан. Окислением циклогексана кислородом получают смесь циклогексанола и циклогексанона, а окислением этой смеси – адипиновую кислоту.

Циклоалканы находят широкое применение в промышленности. Процесс выделения индивидуальных соединений этой группы из нефти сложный и дорогой, поэтому их получают синтетическими методами. Циклогексан получают гидрированием бензола на никелевом катализаторе при 140-2000С и давлении 1-5 МПа. Циклогептан синтезируют из циклопентадиена и ацетилена пиролизом первичного аддукта и последующим гидрированием циклогептадиена. Тетралин и декалин получают гидрированием нафталина с никелевым катализатором соответственно в паровой и жидкой фазах.

 

Контрольные вопросы:

1. Каково содержание циклоалканов в нефтях?

2. Назовите представителей моно- и полициклических циклоалканов нефти.

3. Каковы физико-химические свойства циклоалканов?

4. Какими методами получают циклоалканы?

 

Лекция № 8



infopedia.su