Цикланы (нафтеновые углеводороды)

Это группа циклических насыщенных углеводородов общей формулы СnН2n.. По числу циклов в молекуле их делят на моно- и полициклические углеводороды.

Моноциклические (от С₃ до С12 в одном цикле). В нефтяных бензинокеросиновых фракциях цикланы C5-C8 распространены как в виде нормальных циклов, так и в виде изомеров с боко­выми метальными и этильными группами. В бензинах преобла­дают циклопентановые и циклогексановые углеводороды, при­чем на долю циклопентана и его изомеров (метилциклопентан, этилциклопентан, диметилциклопентан и др.) приходится до 15% всех углеводородов. Преобладают 2- и 3-замещенные изомеры.

Суммарно моноциклические нафтены содержатся во фракци­ях до 300 °С примерно 20-30% (маc.) в парафинистых нефтях (ставропольские, дагестанские нефти) и до 85-90% (маc.) в неф­тях нафтенового типа (анастасиевская, бузачинские и др.).

Полициклические нафтены содержатся в основном во фрак­циях нефти выше 300 °С, а во фракциях 400-550 °С количество всех изомеров достигает 70-80% (маc.). Изомеры полициклических нафтенов обычно имеют длинные боковые цепи, и чем длиннее такая алкильная цепь (нормального или разветвленного строения), тем в большей степени такие углеводороды приобре­тают гибридные свойства, т. е. сочетают свойства нафтеновых и парафиновых углеводородов.

Арены (ароматические углеводороды)

Ароматические углеводороды (АрУ) СnН_n являются ненасыщен­ными циклическими соединениями и представлены в нефтях следующими углеводородами:

моноциклическими (бензольными) – СnН_2n; бициклическими (нафталиновыми) – СnН2n-2 трициклическими (антраценовыми) – СnН2n-4; тетрациклическими (пиреновыми) – СnН2n-6. В основном все они представлены алкилпроизводными изомерами и содержатся во фракциях нефти в соответствии с их температурами кипения.

В среднем для нефтей характерно следующее соотношение этих групп углеводородов: бензольные - 67%, нафтеновые - 18%, фенантреновые - 8%, пиреновые - 5%, прочие - 2%.

Распределение АрУ по фракциям нефтей зависит от степени ароматизированности нефти, выражающейся в ее плотности. В легких нефтях, богатых алканами, АрУ представлены в основ­ном легкими моно- и бициклическими, и их общее содержание максимально в начальных фракциях и снижается к более высококипящим. В нефтях средней плотности, бога­тых нафтеновыми углеводородами, распределение АрУ более равномер­но, а в тяжелых смолис­тых нефтях картина обратная: содержание АрУ в низкокипящих фракциях невелико и нарастает в высококипящих.

В бензиновых фракциях нефти (30-200 °С) содержатся в основном бензольные АрУ (C6-C9).

В керосиновых фракциях (150-300 °С) кроме бензольных присутствуют нафталиновые АрУ (С10-С16), а в тяжелых дистиллятных фракциях (350-500 °С) - главным образом нафталино­вые и антраценовые.

В остатках нефти (выше 500 °С) концентрируются полицик­лические АрУ с числом циклов от трех до семи, причем “чистые” АрУ здесь уступают место “гибридным”, сочетающим в себе насыщенные и ненасыщенные циклы

Простейшие из них (индан, тетралин, флуорен и другие би- и трициклические соединения) содержатся в керосино- газойлевых фракциях нефти (150-350 °С). К характерным свойствам АрУ следует отнести высокую плотность (880-900 кг/м³), большой коэффициент лучепрелом­ления (1,5-1,55) и минимальное соотношение Н:С (5-8%), т. е. низкие энергетические свойства.