Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Основные углеводороды нефти


Углеводороды нефти: компоненты, состав, структура

Углеводороды – важнейшая составная часть любой нефти. Концентрация природных углеводородов в нефти разного вида не одинакова: от 100 (газовый конденсат) до 30 %. В среднем углеводороды составляют 70 % массы этого топлива.

Углеводороды в составе нефти

В составе нефтей определено около 700 углеводородов своеобразного строения. Все они разнообразны по составу и строению, но при этом хранят информацию о составе и строении веществ, составляющих основу липидов древних бактерий, водорослей и высших растений.

Углеводородный состав нефти включает:

  1. Парафины.
  2. Нафтены (циклоалканы).
  3. Ароматические углеводороды (арены).

Алканы (алифатические предельные углеводороды)

Алканы – важнейшие и хорошо изученные углеводороды любой нефти. В состав нефти входят углеводороды алканы от С1 до С100. Их количество колеблется в пределах от 20 до 60 % и зависит от типа нефти. По мере возрастания молекулярной массы фракции, концентрация алканов снижается во всех типах.

Если циклические углеводороды разного строения встречаются в нефти одинаково часто, то среди алканов обычно преобладают структуры определенного строения. Причем строение, как правило, не зависит от молекулярного веса. Это значит, что в разных типах нефти присутствуют определенные гомологические ряды алканов: алканы нормального строения, монометилзамещенные с разным положением метильной группы, реже – ди- и триметилзамещенные алканы, а также тетраметилалканы изопреноидного типа. Алканы характерного строения составляют почти 90 % от всей массы алканов нефти. Этот факт позволяет хорошо изучить алканы в различных, в том числе высококипящих, фракциях нефти.

Алканы разных фракций

При температуре от 50 до 150 °С выделяется фракция I, в которую входят алканы с количеством углеродных атомов от 5 до 11. Алканы имеют изомеры:

  • пентан – 3;
  • гексан – 5;
  • гептан – 9;
  • октан – 18;
  • нонан – 35;
  • декан – 75;
  • ундекан – 159.

Поэтому фракция I теоретически может включать около 300 углеводородов. Конечно, не все изомеры присутствуют в нефти, однако число их велико.

На рисунке представлена хроматограмма алканов С5 – С11 нефти сургутского месторождения, на которой каждый пик соответствует определенному веществу.

При температуре 200-430 °С выделяются алканы фракции II состава С12 – С27. На рисунке представлена хроматограмма алканов фракции II. На хроматограмме показаны пики нормальных и монометилзамещенных алканов. Цифры указывают на положение заместителей.

При температуре >430°С выделяются алканы фракции III состава С28 – С40.

Изопреноидные алканы

К изопреноидным алканам относят разветвленные углеводороды с правильным чередованием метильных групп. Например, 2,6,10,14-тетраметилпентадекан или 2,6,10-триметилгексадекан. Изопреноидные алканы и алканы с неразветвленной цепью составляют преобладающую массу биологического исходного материала нефти. Конечно, вариантов изопреноидных углеводородов гораздо больше.

Для изопреноидов характерна гомологичность и неравновесность, то есть для разных нефтей характерен свой набор этих соединений. Гомологичность является следствием разрушения более высокомолекулярных источников. В изопреноидных алканах можно выявить «провалы» в концентрациях каких-либо гомологов. Это следствие невозможности разрыва их цепи (образования этого гомолога) в том месте, где находятся метильные заместители. Эту особенность используют для определения источников образования изопреноидов.

Циклоалканы (нафтены)

Нафтены – предельные циклические углеводороды нефти. Во многих нефтях они преобладают над другими классами углеводородов. Их содержание может колебаться от 25 до 75 %. Присутствуют во всех фракциях. По мере утяжеления фракции, их содержание растет. Различают нафтены количеством циклов в молекуле. Нафтены делят на две группы: моно- и полициклические. Моноциклические бывают пяти- и шестичленные. Полициклические могут включать и пяти- и шестичленные кольца.

Низкокипящие фракции содержат преимущественно алкилпроизводные циклогексана и циклопентана, причем в бензиновых фракциях преобладают метильные производные.

Полициклические нафтены содержатся в основном во фракциях нефти, выкипающие при температуре более 300 °С, а содержание их во фракциях 400-550 °С достигает 70-80 %.

Ароматические углеводороды (арены)

Их делят на две группы:

  1. Алкилароматические углеводороды, в состав которых входят только ароматические кольца и алкильные заместители. К ним относятся алкилбензолы, алкилнафталины, алкилфенантрены, алкилхризепы и алкилпицены.
  2. Углеводороды смешанного типа строения, содержащие как ароматические (непредельные), так и нафтеновые (предельные) кольца. Среди них различают:
  • моноароматические углеводороды - инданы, ди-, три- и тетранафтенобензолы;
  • диароматические углеводороды - моно- и динафтенонафталины;
  • углеводороды с тремя и более ароматическим кольцами - нафтенофенантрены.

Техническое значение углеводородного состава нефти

Состав веществ существенно влияет на показатели качества нефти.

1. Парафины:

  • Нормальные парафины (неразветвленные) обладают низким октановым числом и высокими температурами застывания. Поэтому в процессе переработки их превращают в углеводороды других групп.
  • Изопарафины (разветвленные) обладают высоким октановым числом, то есть высокими антидетонационными свойствами (изооктан – эталонное соединение с октановым числом 100), а также низкими, по сравнению с нормальными парафинами, температурами застывания.

2. Нафтены (циклопарафины) наряду с изопарафинами положительно влияют на качество дизельного топлива и смазочных масел. Их высокое содержание в тяжелой бензиновой фракции приводит к высокому выходу и высокому октановому числу продуктов.

3. Ароматические углеводороды ухудшают экологические свойства топлива, но обладают высоким октановым числом. Поэтому при переработке нефти другие группы углеводородов превращают в ароматические, но количество их, в первую очередь бензола, в топливе строго регламентируется.

Методы исследования углеводородного состава нефти

Для технических целей достаточно установление состава нефти по содержанию в ней отдельных классов углеводородов. Фракционный состав нефти важен для выбора направления переработки нефти.

С целью определения группового состава нефти применяют различные методы:

  • Химические подразумевают проведение реакции (нитрования или сульфирования) взаимодействия реагента с определенным классом углеводородов (алкенами или аренами). По изменению объема или количеству получившихся продуктов реакции судят о содержании определяемого класса углеводородов.
  • Физико-химические включают экстракцию и адсорбцию. Так проводят экстрагирование аренов диоксидом серы, анилином или диметилсульфатом, с последующей адсорбцией этих углеводородов на силикагеле.
  • Физические включают определение оптических свойств.
  • Комбинированные - наиболее точные и самые распространенные. Сочетают в себе два каких-либо метода. Например, удаление аренов химическим или физико-химическим методом и измерение физических свойств нефти до и после их удаления.

Для научных целей важно определить точно, какие углеводороды в нефти содержатся или преобладают.

Для выявления отдельных молекул углеводородов используют газожидкостную хроматографию с использованием капиллярных колонок и установления температуры, хромато-масспектрометрию с компьютерной обработкой и построением хроматограмм по отдельным характеристическим фрагментным ионам (масс-фрагментография или масс-хроматография). Используются также спектры ЯМР на ядрах 13С.

Современные схемы анализа состава углеводородов нефти включают предварительное разделение на две или три фракции с разными температурами кипения. После этого каждую из фракций разделяют на насыщенные (парафиново-нафтеновые) и ароматические углеводороды с помощью жидкостной хроматографии на силикагеле. Далее ароматические углеводороды следует разделить на моно-, би- и полиароматические с помощью жидкостной хроматографии с использованием оксида алюминия.

Источники углеводородов

Природные источники углеводородов нефти и газа – биоорганические молекулы разных соединений, в основном их липидные компоненты. Ими могут быть:

  • липиды высших растений,
  • водоросли,
  • фитопланктон,
  • зоопланктон,
  • бактерии, особенно липиды клеточных мембран.

Липидные компоненты растений по химическому составу очень схожи, однако, определенные вариации молекул позволяют определить преимущественное участие тех или иных веществ в образовании данной нефти.

Все липиды растений разделяют на два класса:

  • соединения, состоящие из молекул с неразветвленной (или слаборазветвленной) цепью;
  • соединения, в основе которых изопреноидные звенья алициклического и алифатического ряда.

Существуют соединения, состоящие из элементов, принадлежащих к обоим классам, например, воск. Молекулы воска являются сложными эфирами высших насыщенных или непредельных жирных кислот и циклических изопреноидных спиртов – стеролов.

Типичными представителями липидных природных источников углеводородов нефти являются следующие соединения:

  1. Насыщенные и непредельные жирные кислоты состава С12-С26 и оксикислоты. Жирные кислоты состоят из четного числа атомов углерода, так как они синтезируются из С2-ацетатных компонентов. Входят в состав триглицеридов.
  2. Природный воск - в отличие от жиров, содержит не глицерин, а высшие жирные спирты или стеролы.
  3. Слаборазветвленные кислоты, имеющие метилзаместители на противоположном от карбоксильной группы конце цепи, например изо- и антеизокислоты.
  4. Интересными веществами являются суберин и кутин, входящие в разные части растений. Они образованы полимеризованными связанными жирными кислотами и спиртами. Эти соединения устойчивы к ферментативному и микробиальному воздействию, что предохраняет от биологического окисления алифатические цепи.

Реликтовые и преобразованные углеводороды

Все углеводороды нефти делят на две группы:

  1. Преобразованные – утратившие особенности строения, характерные для исходных биоорганических молекул.
  2. Реликтовые, или хемофоссилии – те углеводороды, которые сохранили характерные особенности строения исходных молекул независимо от того, были ли эти углеводороды в исходной биомассе или сформировались позднее из других веществ.

Реликтовые углеводороды, входящие в состав нефти, подразделяются на две группы:

  • изопреноидного типа – алициклического и алифатического строения, с числом циклов в одной молекуле до пяти;
  • неизопреноидного – в основном алифатические соединения, имеющие н-алкильные или слаборазветвленные цепи.

Реликтов изопреноидного строения значительно больше, чем неизопреноидного.

Выделено свыше 500 реликтовых углеводородов нефти, и их число увеличивается с каждым годом.

fb.ru

Основные углеводород - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Основные углеводород

Cтраница 1

Основные углеводороды обычно присутствуют в нефтях в различных соотношениях. Так, вместе с парафиновыми, например, могут содерЖ2ться нафтеновые и ароматические углеводороды. Эти различные комбинации с учетом преобладания того или иного вида основных углеводородов создают дополнительные типы встречающихся в прйР Де смешанных нефтей: метано-нафтеновые, нафтено-метановые, бензольно-нафтеновые, нафтено-бензольные, бензольно-метановые, метано-бензольные, метано-бензольно-нафтеновые.  [1]

Основные углеводороды сырой нефти - это парафиновые, нафтеновые, ароматические. В нефтепродуктах содержатся также непредельные углеводороды, которые образуются при переработке нефти под воздействием высоких температур.  [2]

Следующие за ним основные углеводороды отличаются друг от друга по цвету.  [3]

Соотношения между G основных углеводородов различны для этих видов - излучения. При этом различия для первых двух излучений значительно меньше, чем для оих и у-излучений. Возможно, это в какой-то степени связано с тем, что поглощенная зверлия в случае у - излучения приблизительно на порядок меньше, чем в случае первых двух излучений. Однако, как было установлено [19], с увеличением экспозиции при у-облучении значительного изменения величин G не происходит. В случае же облучения ионами Не выход продуктов радиолиза заметно зависит от интегральной дозы энергии.  [4]

Взгляды на устойчивость основных углеводородов синтетического каучука комбинированных каучуковых изделий расходятся. Объясняется это различиями в составе сырых смесей, методами изготовления изделий из каучука, а также различиями в методах испытания и свойствах опытных штаммов микроорганизмов.  [5]

Соотношения между G - основных углеводородов различны для этих видов излучения. При этом различия для первых двух излучений значительно меньше, чем для ( них и у-излучений. Возможно, это в какой-то степени связано с тем, что поглощенная энергия в случае излучения приблизительно а порядок меньше, чем - в случае первых двух излучений. Однако, как было установлено [19], с увеличением экспозиции при у-облучении значительного изменения величин G не происходит. В случае же облучения ионами Не 1 1 выход продуктов радиолиза заметно зависит от интегральной дозы энергии.  [6]

Производство ацетилена - одного из основных углеводородов, на котором базируется современный органический синтез - достигнет очень большого развития. Основное количество его должно быть получено на базе природного газа, попутного нефтяного газа и продуктов переработки нефти.  [7]

Наряду с веществами, задерживающими окисление основных углеводородов нефтепродуктов, существуют такие, которые вызывают, наоборот, усиленное окисление их.  [8]

Наряду с образованием асфальтенов происходит частичное окисление основных углеводородов, входящих в состав нефтей, в результате чего получается некоторое количество карбоновых кислот, эфиров и смол.  [9]

Химическая классификация нефтей [81] в основе имеет содержание основных углеводородов метанового ( парафинового), нафтенового ( циклопарафинового) и бензольного ( ароматического) ряда. В соответствии с этой классификацией нефти делятся на три основных типа: метановые, нафтеновые, ароматические или бензольные.  [10]

Асфалыпогеновые кислоты и их ангидриды являются продуктами окисления и уплотнения основных углеводородов, нефтей и нефтяных дестиллатов. От нафтеновых кислот они отличаются своей большей цикличностью, присутствием гидроксильных групп, нерастворимостью в нейтральном эфире и.  [11]

Из приведенных формул видно также, что строение всех трех основных углеводородов в известном смысле близко к строению - цимола.  [12]

Из приведенных формул видно также, что строение всех трех основных углеводородов в известном смысле близко к строению п-цимола.  [13]

В табл. 2 также указаны коэффициенты преломления и температуры кипения основных углеводородов, составляющих фракции, по литературным данным.  [14]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ - Справочник химика 21

    Определяемое методом масс-спектрометрии [10] распределение насыщенных молекул в соответствии с числом циклов в молекуле (0—5 циклов) дает достаточно подробную характеристику насыщенных углеводородов в исследуемых нефтях. При желании можно провести соответствующий масс-спектрометрический анализ и ароматических углеводородов (см. главу 4). Кроме того, масс-спектро-метрия позволяет определять общее содержание алканов отдельно нормального и отдельно разветвленного строения. Близкая схема анализа была использована также в работах Французского института нефти, посвященных характеристике большого числа нефтей [5]. [c.11]     Учитывая это обстоятельство, а также большой интерес, проявляемый нефтепереработчиками и геохимиками к составу и свойствам нефтей новых месторождений, авторы настоящей монографии провели комплекс исследований по изучению нефтей промышленных белорусских месторождений. Изучены общие физико-химические характеристики белорусских нефтей, технологические свой--ства топливных и масляных фракций, характеристики сырья для вторичных процессов, определен индивидуальный состав бензиновых фракций, выкипающих до 150 °С, установлено количественное распределение индивидуальных ароматических углеводородов, выкипающих до 250 °С, и алканов нормального строения, выкипающих до 450°С, исследован групповой углеводородный состав средних и тяжелых дистиллятных фракций, а также групповой состав сернистых и азотистых соединений. [c.6]

    ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ [c.7]

    Хотя свойства индивидуальных углеводородов и не являются одинаковыми, они довольно близки у углеводородов одного и того же ряда при небольшом различии молекулярного веса. В связи с этим нефти различают но содержанию фракций, выкипающих при различных температурах, по групповому содержанию парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, по содержанию нормальных и изомерных углеводородов, по среднему числу колец в молекуле и др. Поэтому подразделяя нефти согласно той или иной классификации на несколько типов, дающих общую их характеристику, необходимо учитывать, что нефти, относящиеся к одному и тому же типу, не являются идентичными но составу. В каждой, например, парафино-нафтеновой или иной нефти имеются свои отличия по содержанию и соотношению индивидуальных углеводородных и гетероатомных соединений. Ниже приводятся сведения по общей характеристике состава нефтей некоторых нефтегазоносных бассейнов. [c.12]

    Современный период исследований углеводородов нефти характеризуется интенсивным применение новейших физико-химических методов. Цель изучения — дать общую характеристику нефти, определить ее место в существующей классификации и установить возможные пути переработки. [c.6]

    При классификации залежей на различные классы или типы, как правило, исходят из их геологического строения, лишь в работах Н. А. Еременко предлагается классификация залежей по фазовому состоянию углеводородов. Однако и здесь, оперируя такими общими понятиями, как нефть, растворенный газ, конденсат или газ (свободный), автор дает лишь качественную характеристику флюида, при этом он не рассматривает залежи твердых углеводородов. [c.13]

    Смирнов МБ, Мелихов ВА, Пареного ОП, Фролов ЕБ Общая характеристика строения непредельных углеводородов нефтей по данным спектроскопии ЯМР Н и С//Нефтехимия 1993 Т 33 № 6 С 482-487 [c.403]

    Этим путем удалось выделить и охарактеризовать несколько индивидуальных алифатических и циклических сульфидов (тиофанов). Этим же путем показано наличие производных тиофана общей формулы С На 8 [4] в бензиновом дистилляте иранской нефти. Методом сульфирования для выделения и общей характеристики сернистых соединений пользовались и в исследовательских работах [5—7]. Из бензино-керосинового дистиллята кокай-тинской нефти Узбекской ССР был получен и охарактеризован а-метилтиофан [8]. Методом сульфирования керосинового дистиллята иранской нефти (140—250° С) 0,4 объемн. % 98%-ной серной кислоты выделено и идентифицировано 27 индивидуальных сернистых соединений [9]. Этот метод чрезвычайно сложен, о чем свидетельствует схема, приведенная на рис. 7. Индивидуальные сернистые соединения выделяли в виде комплексов с ацетатом ртути, которые затем разлагали. Строение сернистых соединений устанавливали по физическим свойствам и химической характеристике с помощью инфракрасных спектров. Спек-трометрировали углеводороды, полученные гидрогено-лизом сернистых соединений на никеле Ренея. Таким сложным путем идентифицированы моно- и бициклические сульфиды, диалкилсульфиды и тиофены. [c.97]

    Уд. вес является константой, определяющей общую характеристику нефтепродукта. При одинаковом фракционном составе или при одной и той же температуре выкипания двух сравниваемых между собой нефтепродуктов, повышенный уд. вес одного из них свидетельствует или об увеличенном содержании ароматических, или о преобладании нафтеновых углеводородов, если в последнем случае сравниваются, напр, бензины или керосины метановой и метано-нафтеновой нефти. [c.99]

    В общем комплексе вопросов, связанных с решением проблемы геохимии нефти, исследованию состава и строения углеводородов нефти уделяется большое внимание. Данные но компонентному и структурно-групповому составу бензиновых и других фракций нефтей различных геологических провинций мира отражают особенности геологического строения нефтеносной территории, ее гидродинамического режима, химического состава пластовых вод, литологической характеристики вмещающих пород, глубины их залегания и т. д. [107]. [c.160]

    ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРАФИНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ И ГАЗА, ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИХ, СОДЕРЖАНИЕ В РАЗЛИЧНЫХ НЕФТЯХ И НЕФТЯНЫХ ГАЗАХ, ПУТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ [c.18]

    ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАФТЕНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ, ИХ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, СОДЕРЖАНИЕ В НЕФТЯХ И ПУТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ [c.54]

    В рамках этой книги мы не можем останавливаться на пестрой н недостаточно еще уточненной картине окисляемости бинарных смесей индивидуальных углеводородов определенного строения, не говоря уже о еще более сложной и с трудом поддающейся даже общей характеристике окисляемости сложных смесей углеводородов неизвестной структуры, составляющих узкие фракции масел природных нефтей. [c.362]

    В заключении данной главы сделана попытка дать в самой общей форме численную характеристику, по основным показателям, элементного состава и молекулярной структуры высокомолекулярных компонентов нефти (табл. 28). На рис. 15 приведены схематические модели их молекулярной структуры, показывающие элементы сходства и различия в архитектонике молекул высокомолекулярных углеводородов, смол и асфальтенов [27]. [c.112]

    Исключением является нефть Чусовского месторождения, удельный вес ее около 0,950 и содержание сернокислотных смол 54 /с. Тем не менее, в этой нефти имеется 21 /о фракций, выкипающих до 170° С. Все эти данные показывают, что характеристика нефтей и деление их по удельному весу на легкие и тяжелые дает только общие признаки нефти данного месторождения, и суммарные свойства компонентов, входящих в ее состав, выражаемые удельным весом, зависят от соотнощения этих компонентов в смеси и от строения углеводородов, из которых состоит данная нефть. Из органической химии мы знаем, что метановые углеводороды имеют более низкий удельный вес, чем нафтены с одинаковым числом углеродов в молекуле. Последние по значению удельного веса уступают ароматическим углеводородам. Парафиновые углеводороды изостроения имеют более низкий удельный вес, чем аналогичные углеводороды с цепью нормального строения. [c.38]

    Смолистые вещества, согласно этому взгляду, есть, так сказать, еще недоработанная нефть, или растворимые остатки нефтематеринского вещества. Многие неясные вопросы решаются в общем плане с принятием этой точки зрения достаточно просто. Присутствующие в нефти гетерогенные соединения, кислородсодержащие ароматические углеводороды, гибридные формы углеводородов являются продуктами ранних стадий превращения органического вещества, а высокие удельные веса нефтяных фракций, рапным образом и оптическая деятельность, свидетельствуют о неполной завершенности процессов превращения органического вещества. Высокомолекулярные соединения смолистых веществ в ходе процессов разукрупнения молекул образуют углеводородные вещества циклической структуры, переходящие из высших фракций в средние и низшие, вследствие чего бензиновые и керосиновые фракции тяжелых нефтей имеют высокие удельные веса. Таким образом, эта характеристика фракций непосредственно связана с природой смолистых веществ. Принцип наименьшего изменения молекул не позволяет думать, что разукрупнение молекул смолистых веществ сразу дает только удельно легкие осколки, которые могли бы образовать фракции с теми низкими удельными весами, которые характерны для нефтей значительного нревращения. [c.158]

    Из 3 настоящей главы, где изложены основные материалы по общей физико-химической характеристике нефтей, видно, что нефти всех месторождений, известных в настоящее время в Башкирии, как и нефти прилегающих к ней районов обладают некоторыми общими свойствами. К ним могут быть отнесены такие параметры, как повышенное содержание в них парафина, жидких метановых углеводородов нормального строения и вообще метановых углеводородов, часто высокая сернистость и смолистость и т. д. В то же время по другим параметрам нефти различных месторождений и горизонтов, как правило, существенно, а иногда и резко отличаются друг от друга. [c.214]

    Гидрирование смолы, выделенной из ромашкинской нефти, проводилось в автоклаве в присутствии катализатора WSj— —NiS—AI2O3. Смола была выделена из смеси высокомолекулярных соединений ромашкинской нефти по методике, описанной в [23], и характеризовалась следующими свойствами мол. вес 929, содержание гетероатомов более 7% ( 4% серы, 2% кислорода и 1,0% азота), отношение С/Н равно 8,9. Растворенная в бензоле и, и циклогексане смола (2—5-кратное количество растворителя) подвергалась гидрированию при рабочем давлении 300 атм, температуре 300° С, в течение 40—80 час. Здесь также наблюдались реакции обессеривания исходных фракций и насыщение их водородом без снижения молекулярных весов, что указывает на то, что основная часть атомов серы находится в исходных сераорганических соединениях не в виде мостиков, а входит в состав гетероциклов. Каталитическому гидрированию с целью установления особенностей их химического строения подвергались природные нефтяные смолы [17]. Гидрогенизат отделялся от ка-тализата, от него отгонялся растворитель (в токе азота на водяной бане), после чего гидрогенизат доводился до постоянного веса в вакууме. После общей характеристики гидрогенизат разделялся на силикагеле АСК на углеводороды и смолы по методике, описанной в [23]. [c.123]

    Здесь уместно отметить, что утверждение Квптковского и Петрова [124] о полной непригодности методов структурно-группового анализа для исследования нефтяных высокомолекулярных углеводородов, содержащих ароматические структуры, слишком категорично и недостаточно мотивировано. Их расчеты проведены на примерах сравнительно простых двойных и тройных смесей из синтетических углеродов, не вполне моделирующих сложные многокомпонентные -системы, какими являются даже узкие фракции высокомолекулярных углеводородов нефти. Известно, что чем сильнее отклоняется явление по своим характеристикам от средних значений, тем реже оно повторяется. Во всяком случае, пока нет более точных методов определения строения сложных гибридных структур высокомолекулярных углеводородов нефти, структурно-групповыми методами анализа следует пользоваться, даже если ошибки определений будут составлять 15—20%. Правда, такие отклонения уже легко будет обнаружить по данным элементарного анализа и константам ( , п и др.). Методы структурно-группового анализа дают полуколичественную характеристику, в общем правильно отражающую сочетание структурных элементов в усредненной молекуле многокомпонентных смесей. На примерах индивидуальных синтетических соединений и их смесей надо вести дальнейшие исследования по выяснению закономерностей, связывающих свойства со строением молекулы. [c.252]

    При рассмотрении показателей качества топлив и масел (см. гл. I) была дана общая характеристика серосодержащих соединений и отмечена их роль в поведении этих нефтепродуктов в эксплуатационных условиях. С повышением температур выкипания нефтяных фракций общее содержание в них сероорганических соединений обычно увеличивается. В низкокипящих фракциях (легких бензинах) присутствуют в основном алифатические соединения (меркаптаны, дисульфиды, сульфиды), в высококипящих (тяжелых газойлевых) меркаптаны и дисульфиды отсутствуют и преобладают алициклические и ароматические сульфиды, а также алифатические и циклические производные тиофена. В высококипящих фракциях нефти в основном присутствуют циклические сульфиды и производные тиофена (бенз-, бензнафто-, и дибензтио-фены) в соответствии с общими изменениями химической струкгу-ры углеводородов и их производных, входящих в высококипящие фракции нефти. [c.261]

    Итак, из среднедистиллятных нефтяных фракций и топлив могут быть выделены и индивидуализированы не только карбоновые кислоты и фенолы, но и продукты автоокисления углеводородов спирты и кетоны. Эти соединения отличаются своеобразной химической структурой — имеют циклическое строение с боковыми ненасыщенными цепями. При автоокислении углеродный скелет углеводородов не изменяется. Выделенные карбоновн1е кислоты представляют собой насыщенные соединения циклической структуры. Их молекулярный вес значительно больше, чем углеводородов, из которых они извлечены. Общие характеристики кислородных соединений нефтепродуктов, полученных различными технологическими методами из нефтей различных месторождений, очень схожи. [c.255]

    Первые три знака обозначают рабочую температуру колонки, следующие четыре—являются шифром, указывающим какой-либо элемент общей характеристики колонки. Три знака оставлены для порядкового номера хроматографической колонки. В следующей графе таблицы отведено семь знаков для записи точки кипения. Вместо этой характеристики можно записать другие элементы хроматографических данных—предел чувствительности по калибровочной кривой, разрешающую способность или относительную ширину полосы. В следующей колонке таблицы пятью знаками представлен исправленный удерживаемый объем на 1 г твердой фазы > далее, также пятью знаками—коэффициенты распределения по Портеру, Дилу и Строссу Затем шесть знаков отведено для шифра соединений, описанных в проекте № 44 Американского института нефти. Этот шифр применим к большому ряду углеводородов и несколько меньшему ряду родственных соединений. Он удобен в работе, так как позволяет представить любые данные хроматографического анализа механически в виде таблиц, причем физические свойства соединений уже нанесены на перфорированных картах по проекту № 44. [c.88]

    В 60-х гг. с развитием сверхзвуковой авиации и переводом значительной части грузового автотранспорта на дизельные двигатели, а также с повышением требований к качеству масел существенно возросла потребность в процессах, улучшающих характеристики используемых топлив и фракций. Применение присадок и процесса карбамидной депарафинизации (денормализации) не всегда может обеспечить требуемое качество топлив и масел. Кроме этого, облегчение фракционного состава дизельных топлив путем карбамидной депарафинизации на 15—20% снижает ресурсы топлива [125, 126]. Основными компонентами дизельных и керосиновых фракций являются парафиновые углеводороды, среди которых преобладают линейные изомеры. Например, в дизельном топливе присутствуют -парафиновые углеводороды от С9 до С е- Из рис. 4.1 видно, что в дизельной фракции более всего содержится и-пара-финовых углеводородов С1з-С1б, при этом доля каждого отдельного углеводорода составляет 1,5-1,8% [127]. Общее содержание -парафиновых углеводородов в летних дизельных топливах составляет 20-25%. Представленное распределение -парафиновых углеводородов в дизельной фракции соответствует содержанию их в нефтях (табл. 4.1). Для всех изученных нефтей типично наличие максимума, приходящегося на углеводороды С12 -С 15. [c.109]

    В тех случаях, когда удается определить относительные концентрационные характеристики распределения углеводородов, ГАС различных классов или фрагментов молекул ВМС, они оказываются сходными. Таковы распределения многих нафтенологов и бензологов ГАС по числу циклов в молекуле, нормальных и изопреноидных алифатических скелетов по числу атомов углерода и т. д. Изменения общих групповых и структурных характеристик, а также концентрационного распределения углеводородов и ГАС в зависимости от химического типа и условий залегания нефти так-же обладают заметными чертами сходства и в основном сводятся к преобладанию алициклических структур в молодых, слабо превращенных нефтях и параллельному обеднению углеводородов и гетероатомных соединений алициклическими, но обогащению алифатическими и ароматическими структурами в ходе катагенеза. Лишь асфальтеповые компоненты при катагенезе, по понятным причинам (см. гл. 7), обедняются насыщенными фрагментами в отличие от низкомолекулярных веществ. Гипергенные процессы вторичного окисления и осернения нефтей приводят к накоплению, по-видимому, тоже аналогичных типов структур и в низших ГАС, и в смолисто-асфальтовых фракциях. [c.206]

    Нефть была перегнана на аппарате АРН-2 с отбором узких фракций, компаундированием которых получена фракция 110—240° С с выходом 29,3%, соответствующая по основным показателям топливу ТС-1. В таблице приведены физико-химические характеристики топлива ТС-1, полученного из грузинской нефти для сравнения приводятся характеристики топлив ТС-1, получаемых из сернистой ромашкинской и шаим-ской нефтей. Топливо ТС-1 из грузинской нефти содержит мало ароматических углеводородов, низкое количество общей и меркаптановой серы и обладает высокой термической стабильностью. [c.57]

    Фракции моноциклических ароматических соединений разных нефтей различаются главным образом соотношением ароматических и циклопарафиновых колец в молекуле колебания общей цикличности и степени алифатичности невелики. Важным показателем для характеристики химической природы нефти является соотношение различных групп высокомолекулярных углеводородов. Так, все три исследованные девонские нефти (туймазинская, ромашкинская и бавлинская) имеют довольно близкий групповой состав, а именно 38—40% парафино-циклопарафиновой, 37—40% бициклоароматической фракции и 14—19% моноциклической ароматической фракции. Одинаковое содержание серы в обеих ароматических фракциях этих [c.205]

    При оценке нефти как промышленного сырья основной интерес представляют содержание в ней наиболее высококачественных компонентов и характеристики их эксплуатационных свойств, позБоляюш,ие судить о качество товарных продуктов, получаемых из данной нефти. Например, помимо общего содержания дистиллятов, удовлетворяющих но фракционному составу автомобильному бензину, необходимо знать, какая температура конца кипения этого бензина может обеспечить удовлетворительное октановое число нри выборе фракционного состава дизельного топлива — какой темнературе застывания он соответствует, и т. д. Подобное исследование н основном связано с определением физико-химических и товарных свойств фракций, но в некоторых случаях — и с определением их группового химического и даже углеводород-1Г0Г0 состава и содержания неуглеводородпых компонентов. [c.65]

    Эффективность очистки тетрахлоридом титана тяжелых фракций нефти представлена в табл. 52. В качестве объектов исследования взяты вакуумные дистилляты (360—500°С) промышленной западно-сибирской нефти. Выбор этих дистиллятов объясняется тем, что в них сосредоточена значительная часть АС при практическом отсутствии асфальтенов и металлсодержащих соединений. Исследованы вакуумные дистилляты двух типов (см. табл. 52). ВД-1 представляет собой широкую фракцию 360— 490°С, которую используют в качестве сырья для каталитической и гидро-генизационной переработки в производстве смазочных материалов и топлив. Около 60% АС являются АО. ВД-2 представляет собой тяжелый дистиллятный компонент, вовлекаемый в нефтепереработку и используемый в производстве вязкого компонента моторных масел. По характеристикам ВД-2 приближается к нефтяным остаткам. В связи с повышенным содержанием гетероорганических соединений, аренов и смол этот дистиллят не применяется в процессах каталитической и гидрогениза-ционной переработки, хотя принципиально может служить сырьем для получения более легких топлив после соответствующей очистки. Из представленных данных видно, что тетрахлорид титана и хлорид кобальта довольно эффективно удаляют АС из вакуумных дистиллятов. При выборе неводных растворителей руководствовались общими требованиями к свойствам экстрагентов — их высокой плотности, несмешиваемости с углеводородами, высокой температуре кипения и разложения, низкой температуре застывания, хорошей растворимости в воде, способности к эффективному взаимодействию с комплексообразователем с целью его максимально полного извлечения из рафината, доступности и дешевизне. Свойства использованных в исследованиях неводных растворителей пред- [c.100]

    Каталитический риформинг бензинов термических процессов на платиновом катализаторе является другим вариантом облагораживания бензинов со значительным улучшением их моторных качеств. Для этого бензин подвергают предварительной глубокой гидроочистке для удаления примесей, т. е. ведут процесс при жестких условиях. В результате лабораторных исследований и промышленных испытаний требуемая степень очистки вторичных бензинов достигалась только при 400—420 °С, общем давлении 4 МПа и объемной скорости подачи сырья 0,5 ч" . Содержание серы в гидроочиш ен-ном бензине составляло 0,003—0,005%, практически отсутствовали смолы, непредельные углеводороды и соединения азота. Октановое число бензинов при этом резко снижалось. Расход водорода по сравнению с избирательной неглубокой гидроочисткой увеличивается примерно в два раза. Результаты гидроочистки бензина термоконтактного крекинга гудрона ромашкинской нефти, качественные характеристики исходного бензина и более узких фракций до и после гидроочистки приведены в табл. 30, стр. 158 (19, с. 215]. [c.81]

    Частично нефть на земной поверхности подвергается также фотохимическому разложению. В нефтях, богатых легкой фракцией, существенную роль играют и более высокомолекулярные углеводороды (С12-С27), состоящие из нормальных алканов и изоалканов в соотнощении 3 1. Для них характерны изопреновые структуры, общее их содержание в нефти 0,2-3,0%. Углеводороды фракции, кипящей при температуре выше 200 °С, практически нерастворимы в воде, и их токсичность выражена гораздо слабее, чем у более низкомолекулярных. Содержание твердых углеводородов (парафина) в нефти - важная характеристика при изучении нефтяных разливов на почвах. Твердый парафин нетоксичен для живых организмов, но вследствие высоких температур застывания (+18 °С) и растворимости в нефти (в условиях земной поверхности) он переходит в твердое состояние, лишая нефть подвижности. [c.17]

    Определение содержания изо- и нормальных алканов в насыщенной части вефтяных фракций. Детализированный анализ состава насыщенных углеводородов возможен только в случае достаточно узких по составу и молекулярной массе и хорошо очищенных фракций. В общем же случае в насыщенных фракциях нефти можно дифференцировать алканы нормального и изостроения. В качестве аналитической характеристики для дифференциации таких алканов выбрана суммарная интенсивность пиков ионов С Н2п+1 с га >> 7 (299), отнесенная [c.99]

    Анализ азотсодержащих соединений нефти. Азотсодержащие соединения с помощью масс-спектрометрии низкого разрешения могут анализироваться только в случае отсутствия в смеси других групп соединений из-за больших взаимных наложений масс-спектров. Азотистые основания благодаря своим основным свойствам сравнительно легко выделяются из нефтяных фракций 136]. Групповые масс-спектры этих соединений в общем аналогичны спектрам ароматических углеводородов и серосодержащих соединений они содержат интенсивные пики молекулярных ионов М+ и осколочных ионов (М—В)+. Анализ жасс-спектров этих соединений показал, что характеристики ароматических аминов, таких, как анилин и его производные, практически не отличаются от характеристик гетероароматических азотсодержащих соединений — пиридина и его производных. [c.114]

    Выделение и характеристика типов полярных соединений в остатках 675°С проведены МсКау с сотр. [54]. Остатки четырех нефтей разделены на 5 фракций кислотные, основные, нейтральные азотистые соединения, насыщенные и ароматические углеводороды. Преобладающими в остатках 675°С являются первые три типа соединений, которые были подвергнуты дальнейшему разделению к анализу. Методы анализа в общем те же, что описаны в [36, 37]. Отмечены причины, ограничивающие точность ИК-анализа, и прежде всего межмолекулярная ассоциация (П-связь), которая уменьшает интенсивность поглощения групп О—Н и N—П и дает заниженные результаты. Исправить положение помогает разбавление растворов и использование кювет большо1г толщины. Второй источник ошибок — в определении средней молекулярной массы фракций. В [54] она принята равной 900. Наконец, большая ошибка (до 25%) может возникнуть, если не зачитывать возможность присутствия в остатках молекул с более чем одним гетероатомом. Например, если в молекуле — два атома азота в пиррольпых группах, то в ИКС отразится поглощение обеих групп, и расчет покажет наличие двух молекул карбазола вместо одной. В целом трудно определить размер погрешности, вносимой в расчет би- или полифунк-циональными молекулами, так как известно только количество, а не расиределение гетероатомов в остатках. Однако ошибка эта существенна, поскольку и элементный анализ, и данные по молекулярным массам показывают, что скорее всего в каждой молекуле более одного гетероатома. Количественные данные по содержанию азотистых оснований были получены потенциометрическим титрованием. ИКС здесь оказалась бессильной, поскольку не всегда поглощение сильных оснований и нетитруемых соединений проявлялось на спектре. ИКС показала, что типы кислых и основных соединений в остатках те же, что и в ранее изученных дистиллятах [36, 37]. Наиболее трудной для разделения и анализа оказалась фракция нейтральных азотистых соединений. Как нерастворимость ее в большинстве растворителей, так и высокие молекулярные массы (1500—3500) показывают, что молекулы сильно ассоциированы и (или) что эта фракция содержит наиболее высокомолекулярные соединения нефти. Б ИКС преобладает поглощение пиррольных групп N—Н кар- [c.35]

    Проведенные автором в период 1955 — 1961 гг. в СахКНИИ исследования в отличие от предыдущих работ, основывающихся преимущественно а изучении общей физико-химической характеристики нефтей, имели своей задачей изучить более глубоко химический состав нефтей, особенно углеводородной части бензино-ли-гроиновых фракций. Необходимо было получить массовые данные по детализированному углеводородному составу нефтей Сахалина для познания природы углеводородов, в основном легких фракций, и решения на этой основе вопросов, связанных с более рациональной технологической переработкой нефтей, и вопросов геохимического характера. [c.5]

    ТОЛЩ, слагающих нефтегазоносные провинщш. Конкретные представления об этих характеристиках ограничиваются единичными определениями сорбционных свойств некоторых пород по отношению к отдельным, случайно выбранным ингредиентам вещества нефтей, и общими соображениями о том, что толща осадочных пород представляет собой гигантскую природ-н>то хроматографическую колонку, способную фракционировать любые растворы, в том числе и нефть. Правда, некоторые исследователи [Жузе, Сафронова, 1967] недооценивают эту способность у осадочных пород, полагая, что все сорбционные центры минеральной части пород уже загружены сорбированными солями и растворами со времени осад-конакопления. Осадки, превратившись в породу, уже не имеют существенного значения как сорбенты для мигрирующих через них компонентов вещества нефтей. Однако это лишь умозрительное заключение, выдвигавшееся, по-видимому, в порядке оправдания экспериментов, моделирующих процессы миграции углеводородов без учета влияния среды, представленной осадочными породами. [c.27]

chem21.info

Образование основных классов углеводородов нефти

    Образование основных классов углеводородов нефти [c.14]

    Крекинг газойля. Основная область применения цеолитных катализаторов в промышленности связана с процессом каталитического крекинга дистиллятов первичной перегонки нефти, содержащих алифатические, циклоалифатические (нафтеновые), олефиновые и ароматические углеводороды. При каталитическом крекинге нефтяных фракций протекают реакции дезалкилирования ароматических соединений, крекинга парафинов и олефинов, перераспределения водорода и циклизации олефинов. С основными представлениями о механизмах реакций, которые вносят вклад в процесс крекинга нефтяного сырья на цеолитных катализаторах, мы уже познакомились в предыдущих разделах этой главы. Однако использовать эти представления для анализа превращений отдельных классов углеводородов в крекинге все-таки очень трудно, так как продукты крекинга отличаются очень сложным составом. Первые работы Планка и Росин-ского [161, 297] по крекингу газойля, выкипающего в интервале 260—400° С, показали, что замена алюмосиликатного катализатора на цеолиты типа X дает следуюгцие преимущества 1) более высокую активность, которая сохраняется даже при повышенных содержаниях остаточного кокса, 2) более высокую селективность по бензину (Сз+) и снижение выхода газа (С4-) и кокса, 3) более высокую стабильность при термических и термопаровых обработках, характерных для процесса регенерации катализатора. Эти преимущества становятся еще более заметными при использовании в качестве катализаторов кальций-аммонийной и редкоземельно-аммонийной форм цеолита X. Моску и Моне [148] исследовали влияние жесткости термических и термопаровых обработок катализаторов РЗЭ-Х и РЗЭ- на эффективность крекинга газойля, выкипающего при 272—415° С. Они пришли к выводу, что удаление наиболее сильных кислотных центров в высокотемпературных условиях благоприятно сказывается на повышении выходов бензина. Для того чтобы рассмотреть причины повышения селективности по бензину, обратимся к последовательности превращения газойля, кинетическая модель которого [схема (71)] была разработана Уикманом и Нейсом [298]. В соответствии с этой моделью при первичном крекинге (эта стадия на схеме обозначена символом происходит образование бензина и некоторого количества газа, а также кокса, тогда как при вторичном крекинге (А ,) расщеплению подвергается бензин. [c.109]

    В процессах переработки нефти первоначальное содержание в ней углеводородов различных классов не оказывает определяющего влияния на коррозию оборудования. В связи с этим химическая классификация нефтей на три основные (метановый, нафтеновый, ароматический) и шесть смешанных типов неудобна для выявления агрессивности сырья. Для этой цели в известной степени пригодна технологическая классификация, строящаяся на различном содержании в нефтях общей серы I — малосернистые (до 0,50%), II —сернистые (0,51—1,90%) и III — высокосернистые (более 1,91%). Дело в том, что помимо определяющего влияния на технологию содержание серы в сырье — одна из важнейших причин образования коррозионноактивных веществ в процессе переработки нефти. Однако особенности образования агрессивных сернистых веществ накладывают на применение технологической классификации важные ограничения. [c.11]

    Рассмотренные материалы свидетельствуют о том, что образование всех основных классов углеводородов природных нефтей частично обусловлено процессом биосинтеза углеводородов в живом веществе, но главным образом — термическим или тер- [c.59]

    Рассмотренные материалы свидетельствуют о том, что образование всех основных классов углеводородов природных нефтей частично обусловлено процессом биосинтеза углеводородов в живом веществе, но главным образом — термическим или термокаталитическим превращением липидного материала биогенного сапропелевого органического вещества осадочных пород в зоне катагенеза при проявлении главной фазы нефтеобразования. [c.19]

    Если исходить из совершенно неправдоподобного допущения, что углеводороды нефти сразу, непосредственно возникают из погребенного органического вещества, минуя всевозможные промежуточные стадии, превращение нефти ограничивается переходом одних углеводородов в другие. Сюда же нужно включить не только изменение распределения и соотношения классов углеводородов, но и изменения молекулярного веса, т. е. образование низкомолекулярпых углеводородов из высокомолекулярных. Такое допущение находится в настолько полном противоречии с основными химическими законами, что о нем невозможно говорить даже в предположительной форме. [c.210]

    Изучение курса органической химии начинается с углеводородов. Это вызвано несколькими причинами, главная из которых та, что углеводороды являются основным классом органических соединений. Остальные классы органических соединений — производные углеводородов. Углеводороды — первое звено в цепи генетических превращений органических веществ в живой природе и в химическом производстве. Например, исходное сырье в производстве синтетического каучука — углеводороды природных газов превращаются в этилен, а гидратация этилена ведет к образованию этилового спирта. Из спирта делают бутадиен и затем бутадиен полимеризуют в каучук. Рассмотренная генетическая цепь углеводороды- -каучук выражает тенденцию современной химии к получению всех промышленных продуктов и товаров широкого потребления из самого дешевого сырья — природных газов и нефти, а также прямым синтезом из углерода и водорода. [c.33]

    В последние 10ды у нас и за рубежом проводились комплексные исследования более детального химизма нефтеобразования в условиях, максимально моделирующих природный нефтесинтез (за исключением продолжительности опытов по причине отсутствия у исследователей времени продолжительностью в миллион лет). В результате установлены общие закономерности образования основных классов углеводородов нефти из отдельных групповых компонентов растений и животных организмов, а также продуктов их первичных превращений (химический аргумент). [c.54]

    В предлагаемой книге в качостве основных гипотез принято сапропелевое происхождение нефти и превращение ее в различные классы под влиянием самопроизвольного изменения уровня свободной энергии, ускоряемого природными алюмосиликатами и другими аналогичными породами. Порядок превращения необходимым образом предполагает образование из сапропелитового материала в его различных формах состояния сперва высокомолекулярных и полициклизованных молекул, содержащих гетероатомы, затем превращение этих соединений в углеводороды. Такое направленное изменение энергетического уровня создает причинную взаимосвязь между классами углеводородов и отдельными их представителями. Эти замечания кажутся необходимыми, так как они объясняют, почему в разных местах текста указывается на превращение нефти как на причину, помогающую уяснить себе внутренний характер некоторых закономерностей. [c.4]

    Приведенные доказательства образования главных классов нефтяных углеводородов и.) жирных кислот имеют принципиальное значение. Можно, таким образом, достаточно обоснованно полагать, что жиры и жирные кислоты, входящие во фракцию липоидов в живом веществе и его остатках, во фракцию битумоидов в органическом веществе осадочных пород, могут обеспечить образование основной части нефтей. С количественной стороны это положение было обосновано Н. Б. Вассоевичем. [c.158]

    Образование высокомолекулярных аренов происходит уже после отмирания организмов — в водной голи е и илах. Источником их являются полиеиовые соединения типа каротиноидов. Частично полициклические системы образуются и из стероидных соединений. Однако основная масса аренов, как и других углеводородов, образуется в главной фазе нефтеобразования при термической и термокаталнтической деструкции сапропелевого органического вещества. Химическую основу процесса составляют реакции полимеризации непредельных жирных кислот и других непредельных соединений, о чем свидетельствуют наблюдения в природной обстановке и опыты по лабораторному моделированию этих реакций. Например, в опытах по термокатализу жирных кислот и термолизу керогена сланцев при низких температурах образуется смесь углеводородов, в которой содержатся различные арены в количестве от 15 до 40% (масс.) при этом идентифицированы все классы аренов, входящих в состав битумоидов и нефтей. [c.43]

    Основными компонентами нефтей и нефтяных фракций, наиболее склонными к межмолекулярным и коагуляционным контактам при различных внешних условиях, являются, наряду с высокомолекулярными парафинами, полициклоароматические углеводороды, смолисто-асфальтеновые соединения. Взаимодействие этих компонентов приводит к образованию сложных пространственных структур и экстремальному изменению физико-химических свойств нефтяных систем, поэтому выявление и изучение особенностей механизма этих взаимодействий представляют большой практический интерес. В настоящем разделе рассматриваются результаты экспериментов по изучению межмолекулярных взаимодействий в модельных двух- и трехкомпонентных смесях углеводородов различных классов. [c.148]

chem21.info