1.4.4. Гетероатомные соединения

Серусодержащие соединения. Содержание серы во фракциях 350—500°С некоторых нефтей характеризуется данными табл. 1.21.

Содержание серы в сумме масляных фракций, как правило, выше, чем в нефти. С увеличением температур перегонки масляной фракции данной нефти содержание серы в ней практически всегда увеличивается. Так как средняя мо­лекулярная масса серусодержащих соединений, входящих в масляные фракции, высока, содержание этих соединений в масляных фракциях значительно. При содержании во фракции 350—500°С 2 % серы, средней молекулярной массе серусодержащих соединений 360 и при условии, что молекула содержит один атом серы, содержание их составляет: 2·360/32 = 22,5 %.

Сера в масляных фракциях содержится в значительной степени в виде суль­фидов (50—70 %) ив тиофеновых кольцах.

При гидрировании масляных фракций в мягких условиях, исключающих гид­рокрекинг, обессеривание их сопровождается снижением общего числа колец в средней молекуле без снижения молекулярной массы. Это показывает, что суль­фиды масляных фракций нефти являются циклическими.

Азотсодержащие соединения. Содержание азота в масляных фракциях неф­тей изменяется от 0,02 до 0,2 % без четкой связи с содержанием азота в нефти. По-видимому, это связано с различиями в термической стабильности азотсодер­жащих соединений, частью разлагающихся при перегонке нефти и переходящих в дистилляты. Как и для газойлевых фракций, большая часть азотсодержащих соединений имеет нейтральный характер.

Кислородсодержащие соединения. Содержание нефтяных кислот в масляных фракциях различных нефтей резко различается.

Изменение содержания нефтяных кислот с изменением температур перегонки фракций для различных нефтей также различается, что отчасти может быть связано с разницей в их термической стабильности.

При получении масляных фракций в промышленных условиях они всегда в небольшой и различной степени содержат непредельные продукты разложения, быстро окисляющиеся кислородом воздуха. Поэтому содержание как кислых, так и нейтральных кислородсодержащих соединений масляных фракций нефтей — величина весьма непостоянная. Без связи с содержанием кислорода в нефти содержание кислорода в масляных фракциях изменяется от 0,02 до 1 %.

1.5. Гудроны

1. Групповой состав

Остатки после отгонки фракций, перегоняющихся до 480—500°С, — гудроны — содержат, как и дистилляты, алканы, циклоалканы и арены и, кроме того, смолы и асфальтены.

Гудроны различных нефтей резко различаются по групповому составу. Они содержат меньше алкано-циклоалканов, чем высококипящие масляные фракции, в общем сохраняя особенности группового состава масляных фракций.

Твердые углеводороды

Нормальный алкан с наименьшим числом углеродных атомов, который мо­жет содержаться в гудроне, — пентатриаконтан С₃₅Н₇₂ имеет т. пл. 74, 7°С. Ме­жду тем твердые углеводороды гудронов, выделяемые депарафинизацией после удаления асфальтенов, имеют, как правило, температуры плавления не выше 65 °С, а во многих случаях значительно ниже. Это указывает, что твердые угле­водороды гудронов в основной массе не являются нормальными алканами. Дей­ствительно, твердые углеводороды из гудронов представлены в основном цикло-алканами (табл. 1.22). Петролатумы содержат также арены с одним, двумя и тремя ареновыми кольцами, которые могут содержать и циклоалкановые кольца. Так, из гудрона ромашкинской нефти были выделены твердые (т. пл. 33 °С) арены средней молекулярной массы 617 с эмпирической формулой Сч4,78Н7₆,бз(СяН2л-12.9). После гидрирования ареновых колец эмпирическая фор­мула была С_44,09Н_2n-3,8. Это соответствует содержанию в средней мо­лекуле двух конденсированных ареновых колец и одного — циклоаренового.

ТАБЛИЦА 1.22. Групповой химический состав твердых деасфальтирсванных углеводородов гудронов разных месторождений (в % на сумму)

Приведенные в таблице данные носят полуколичественный характер, но тем не менее они достаточно надежно описывают состав твердых углеводородов гудронов.