- •В.В. Васильев, е.В. Саламатова основы химии нефти
- •Санкт-Петербург
- •Введение
- •Тема 1. Общие свойства и классификация нефтей
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2. Происхождение нефти
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 3. Основные физико-химические свойства и технические характеристики нефти и нефтепродуктов
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 4. Нефть как многокомпонентная система
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 5. Алканы нефти
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 6. ЦиклоАлканы нефти
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 7. Арены и гибридные углеводороды
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 8. Гетероатомные соединения и минеральные компоненты нефти
- •1 Фенол, 2-4 крезолы, 5-8 ксиленолы.
- •Контрольные вопросы.
- •Заключение
- •Список литературы
- •Терминологический словарь
- •4. Содержание дисциплины
Контрольные вопросы.
1. Номенклатура аренов.
2. Способы получения аренов.
3. Основные физические и химические свойства аренов.
4. Моноциклические арены в нефтях.
5. Бициклические арены в нефтях.
6. Полициклические арены и гибридные соединения в нефтях.
Тема 8. Гетероатомные соединения и минеральные компоненты нефти
Аннотация
Приведенные в разделе гетероатомные соединения и минеральные компоненты достаточно полно характеризуют состав этих групп соединений, присутствующих в нефти. Изучение этого раздела особенно важно для понимания студентами процессов гидроочистки гидрооблагораживания и гидрокрекинга нефтяных фракций.
Помимо углеводородов все нефти содержат гетероатомные соединения. Содержание этих соединении от возраста месторождений и природы.
Обычно наибольшее содержание из гетероатомов в нефти приходится на серу. Сера может составлять от 0.02 до 7.0%. Это соответствует содержанию в нефти сернистых соединении от 0.2 до 70%.
Концентрация кислорода в нефти составляет от 0.05 до 4%, что соответствует содержанию кислородных соединений в нефти от 0.5 до 40%.
Содержание азота в нефтях обычно не превышает 1.7%, что соответствует 17% азотсодержащих соединений.
Серосодержащие соединения.
В нефтях содержится небольшое количество растворенной серы с количестве от 0.0001 до 0.1%. Кроме того, в нефти присутствует растворенный сероводород.
Меркаптаны. Содержатся в основном во фракциях, выкипающих до 300оС. В нефтях идентифицировано более 50 меркаптанов с числом атомов углерода от 1 до 8. Общая формула меркаптанов:
R-SH,
Где R – алкильный радикал.
Наиболее летучими, токсичными и дурно пахнущими соединениями являются сероводород (H2S), метилмеркаптан (CH3SH ) и этилмеркаптан (CH3CH2SH).
Сульфиды(R-S-R1). Наибольшее содержание сульфидов наблюдается в средних дистиллятах. С повышением температуры кипения фракций выше 300-350оС содержание сульфидов в них резко падает. Кроме линейных сульфидов в нефтях присутствуют циклические сульфиды (тиоцикланы). Во многих нефтях тиоцикланы составляют главную часть сульфидов.
Дисульфиды (R-S-S-R1) обнаружены в легких и средних нефтяных дистиллятах.
Тиофен и его производные. Эти соединения распределены по всем нефтяным фракциям. Сам тиофен и его алкилзамещенные (метил-, димети-, триметил- и алкилтиофены) распределены в во фракциях, выкипающих до 250оС, бензо- и дибензотиофены концентрируются в высококипящих фракциях (выше 300-350оС). Основное количество серы дизельных фракций сконцентрировано в бензотиофенах.
1 2 3 4
1 – тиофен, 2 – бензотиофен, 3 – дибензотиофен, 4 – нафтотиофен.
Меркаптаны, сульфиды сравнительно легко окисляются. При этом в мягких условиях окисления из меркаптанов образуются дисульфиды.
Практически все сернистые соединения нефти, кроме низших меркаптанов химически нейтральны. А производные тиофена по своим свойствам близки к ароматическим соединениям нефти (аренам).
Кислородсодержащие соединения. Общее содержание кислородных соединений в нефти не превышает 10%. Эти соединения представлены карбоновыми кислотами, фенолами, сложными и простыми эфирами, лактонами, кетонами и фурановыми производными.
Нефтяные кислоты. Низшие алифатические кислоты обнаружены во фракциях, выкипающих до 200оС. С ростом температуры кипения фракций в них обнаруживают кислоты с разветвленным строением.
CH3(CH2)n-COOH
Линейные кислоты
CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH(CH3)CH2CH2CH2CH(CH3)-COOH
2,6,10-триметилундекановая кислота
Разветвленные кислоты
Нафтеновые кислоты. В нефтях по содержанию нафтеновые кислоты занимают первое место. Они составляют около 90% от всех карбоновых кислот, содержащихся в нефти. Нафтеновые кислоты содержат от 1 до 5 полиметиленовых колец (пятичленных или шестичленных).
Нефтяные фенолы. Нефтяные фенолы в основном представлены крезолами и ксиленолами.