10. Гетероатомные соединения нефти. Общая характеристика, распределение по фракциям нефти.
В нефтях кроме углеводородов имеется значительное количество соединений включая такие гетероатомные, как S, O2, N2.
По содержанию S нефти различают:
- малосернистые 0,02 – 0,5 %
- сернистые 0,6-1,8 %
- высокосернистые 1,8-3,5 %
- особо высокосернистые >3,5 %
Сера неравномерно распределяется по фракциям одной и той же нефти.
В высокипящих фракциях серы содержится больше, чем в низкокипящих.
Сера является одним из нежелательных элементов нефти, так как с углеводородами она образует коррозионно-активные соединения, а при сгорании образует оксиды SO2, SO3, а через них серную кислоту. Все это загрязняет атмосферу.
N – Содержится в нефтях в значительно меньших количествах, чем S. 0,01 – 0,6 % и лишь в отдельных случаях содержание составляет 1,5 %. N – концентрируется в основном в тяжелых фракциях нефти, выкипающих выше 4000С. Так же как и S является нежелательным элементом нефти.
O2 – представлен в нефтях такими соединениями: нафтеновыми кислотами, фенол, эфир.
Содержание O2 – 0,005 – 0,8 % и иногда 3 %. Концентрируется в основном в тяжелых фракциях. Нежелательность присутствия O2 обусловлена высокими коррозионными свойствами его соединений
11. Кислородосодержащие соединения. Нефтяные кислоты, фенолы, эфиры.
Кислородосодержащие соединения.
Кислородосодержащие компоненты нефти представлены кислотами, фенолами и эфирами. Основная часть кислородосодержащих соединений сосредоточена в высококипящих фракциях нефти. O2 – представлен в нефтях такими соединениями: нафтеновыми кислотами, фенол, эфир.
Содержание O2 – 0,005 – 0,8 % и иногда 3 %. Нежелательность присутствия O2 обусловлена высокими коррозионными свойствами его соединений
Нефтяные кислоты.
Они представлены главным образом нафтеновыми кислотами. Нафтеновые кислоты содержат 5 и 6 – численное кольцо (циклоалкановое кольцо).
В промышленности применяются соли нафтеновых кислот (как моющие средства)
Фенолы.
Среди кислородосодержащих соединений по содержанию в нефти фенолы стоят на 2 месте. Содержание фенола в нефтях 0,003 – 0,04 %. В большом кол-ве содержатся фенолы состава C6 – C8.
В более высококипящих фракциях содержатся полуциклические фенолы.
Эфиры.
Основная масса эфиров сосредоточена во фракциях, выкипающих выше 3700С. В тяжелых останках их масса может достигать 1,3 %.
12) Серосодержащие соединения. Классы серосодержащих соединений, общая формула, некоторые представители, распределение по фракциям.
Серосодержащие соединения неравномерно распределены по фракциям нефти. С увеличением температуры выкипания фракции их содержание увеличивается от 70 – 90%. Сернистые соединения сосредоточены в тяжелых фракциях и остатках.
По хим. составу сернистые соединения весьма разнообразны, и могут содержаться как в растворенном, так и в коллоидном состоянии.
В нефтях встречается элементарная сера, сероводород.
Меркаптаны
Сульфиды, циклические сульфиды, тиофены, бензо и дибензодиафены в смолисто-асфальтеновой части нефти содержится соединение содержащее одновременно атомы серы, кислорода, азота.
В настоящее время обнаружено в нефтях более 250 соедтнений серы.
Сероводород встречается в нефтях достаточно часто, также следует иметь в виду, что сероводород может образовываться за счет нестабильности серных соединений уже содержащихся в нефтях.
Количество сероводорода в сырых нефтях обычно не превышает 0,02%. Меркаптаны встречаются главным образом в бензиновых и частично в керосиновых фракциях. Их содержание не велико; все меркаптаны имеют резкий неприятный запах.
Меркаптаны имеют общую формулу
R-S-H
C3’H7-S-H
C4H9SH
Встречаются меркаптаны содержащие ароматический радикал.
Сульфиды содержатся в нефтях в значительно больших количествах, чем меркаптаны.
Сульфиды имеют общую формулу
R-S’-R’
R1R’ - радикалы
CH3-S-C2H5 - метилэтил сульфид
Также одним из радикалов может быть ароматическим.
Дисульфиды встречаются в нефтях в большем количестве чем сульфиды
CH3-S-S-CH3 – диметилдисульфид
При нагревании дисульфиды легко разлагаются с образованием меркаптанов сероводорода и углерода.