химия нефти и газа экзамен

Свойства нефтей и нефтяных фракций: средняя температура кипения, плотность, мольная масса. Вязкость, индекс вязкости

Плотность. Плотность нефти - характеризует состав и качество нефти и легкость отстаивания её от воды. Плотность – величина, определяемая как отношение массы вещества к занимаемому им объёму. Для нефти и нефтепродуктов обычно пользуются относительной плотностью, определяемой как отношение плотности нефти при 20°С к плотности воды при 4°С. встречаются нефти с плотностью ниже 0,750 и густые асфальтообразные, плотность которых превышает 1,0.

Молекулярная масса. Как и плотность, молекулярная масса является опорной характеристикой, используемой для расчета ряда других показателей, для анализа группового состава нефтяных фракций. Молекулярная масса изменяется в широких пределах, но для большинства нефтей она колеблется в пределах 220 - 300. Она возрастает, так же, как и плотность, для нефтяных фракций с повышением температуры кипения.По мере увеличения пределов кипения нефтяных фракций молекулярный вес их (M) плавно увеличивается от 90 (для фракций 50—100°С) до 480 (для фракции 550—600°С).

Вязкость. Вязкость является важнейшей характеристикой нефтей, которая используется при подсчете запасов нефти, проектировании и разработке нефтяных месторождений, выборе способа транспорта и схемы переработки нефти. Различают три вида вязкости: динамическую, кинематическую и относительную.

Динамическая, или абсолютная, вязкость. Это сопротивление, оказываемое жидкостью при перемещении со скоростью 1 м/с относительно друг друга двух её слоев площадью 1 м2 каждый, находящихся на расстоянии 1 м, под действием приложенной силы в 1 Н.

Кинематической вязкостью νt называют отношение динамической вязкости ηt при данной температуре к плотности ρt при той же температуре:

Относительная (условная) вязкость (°ВУ) не представляет собой физической характеристики нефтепродукта, так как она зависит от способа определения, конструкции прибора и других условий, но удобна как сравнительная величина.

Индекс вязкости — это отношение кинематической вязкости нефтепродукта при 50 и 100 °С. Он характеризует только пологость вязкостно-температурной кривой при высоких температурах, когда вязкость изменяется уже относительно мало

Средняя температура кипения нефтяной фракции. Любая нефтяная фракция, как и нефть, представляет собой сложную смесь углеводородов, выкипающих в некотором температурном интервале. В инженерных расчетах используется понятие средней температуры кипения нефтяной фракции. Существует несколько ее модификаций, но наиболее употребительной является средняя молярная температура t срм, которая рассчитывается по формуле:

где i - число компонентов (узких фракций) от 1 до n;хi - мольная доля i-гo компонента;T_i - среднеарифметическая температура кипения узкой фрак­ции, в °С.

Характерные температуры: вспышки, воспламенения, самовоспламенения, помутнения, кристаллизации, застывания, плавления, точка росы, анилиновая точка

Температурой вспышки называется температура, при которой пары нефтепродукта, нагреваемого в определенных стандартных условиях, образуют с окружающим воздухом смесь, способную к кратковременному образованию пламени при внесении в нее внешнего источника воспламенения (пламени, искры). Температура вспышки зависит от фракционного состава нефтепродуктов. Чем ниже пределы перегонки нефтепродукта, тем ниже и температура вспышки.

Температурой воспламенения называется температура, при которой нагреваемый в определенных условиях нефтепродукт загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее 5 секунд. Температура воспламенения всегда выше температуры вспышки. Чем тяжелее нефтепродукт, тем больше эта разница. При наличии в маслах летучих примесей эти температуры сближаются.

Температурой самовоспламенения называется температура, при которой нагретый нефтепродукт в контакте с воздухом воспламеняется самопроизвольно без внешнего пламени. Температура самовоспламенения нефтепродуктов зависит и от фракционного состава и от преобладания углеводородов того или иного класса. Чем ниже пределы кипения нефтяной фракции, тем она менее опасна с точки зрения самовоспламенения. Температура самовоспламенения уменьшается с увеличением среднего молекулярного веса нефтепродукта.

Температура застывания характеризует возможную потерю текучести нефтепродукта в зоне низких температур. Чем больше содержание парафинов (твердых углеводородов), тем выше температура застывания нефтепродукта.

Температура помутнения указывает на склонность топлива поглощать при низких температурах влагу из воздуха (это особенно опасно для авиационных топлив, поскольку образующиеся кристаллики льда могут засорять топливоподающую аппаратуру, что может привести к трагедии).

Температура кристаллизации – температура, при которой начинается выпадение углеводородов (в основном парафина), сопровождающееся помутнением нефтепродукта и изменением его вязкостных характеристик.

Анилиновой точкой называют минимальную температуру, при которой равные объемы анилина и испытуемого нефтепродукта полностью растворяются, превращаясь в гомогенный раствор. Известно, что растворимость различных групп углеводородов в анилине различна: в нем хорошо растворяются ароматические углеводороды и плохо – парафиновые

Точка росы обычно характеризует влагосодержание природных и других газов. Присутствие влаги в них нежелательно как из-за выпадения ее в процессе сжатия, переработки и транспортиров­ки газа, так и из-за образования гидратных соединений, заби­вающих транспортные коммуникации и запорную арматуру.

Эксплуатационные свойства: фильтруемость, коксуемость, кислотность. Детонационная стойкость, воспламеняемость

Детонационная стойкость – способность топлива сгорать в цилиндре двигателя с принудительным зажиганием без детонации. Явление детонации – следствие аномального горения Топливно Воздушная Смесь в цилиндре. Наиболее детонационно стойкими являются ароматические УВ, причем с увеличением длины боковых алкильных цепей у них снижается детонационная стойкость. Нафтеновые УВ занимают промежуточное положение, и для них, как и для ароматических, увеличение длины алкильных цепей уменьшает детонационную стойкость, а рост разветвленности этих цепей – увеличивает. Олефины по детонационной стойкости близки к нафтенам. Наименьшей детонационной стойкостью обладают нормальные алканы, причем увеличение длины цепи ее снижает. Мерой детонационной стойкости топлива является октановое число (ОЧ).

Воспламеняемость нефтепродукта - эксплуатационное свойство, характеризующее пожаро- и взрывоопасность смеси паров нефтепродукта с воздухом. Чем короче во времени все процессы до воспламенения (задержка воспламенения, или индукционный период), тем лучше моторное свойство дизельного топлива – воспламеняемость. Воспламеняемость, как и детонационную стойкость, оценивают по условной шкале цетановым числом. По этой шкале за эталон воспламеняемости (100 пунктов) принят н-гексадекан – C₁₆H₃₄ (цетан), а за нуль принята воспламеняемость α-метилнафталина - C₁₁H₁₀. Цетановое число (ЦЧ) зависит от соотношения H : C в молекуле УВ (чем оно выше, тем выше ЦЧ) и строения молекул УВ. Наибольшее значение ЦЧ у алканов, причем с ростом длины их цепи оно растет.

Фильтруемость. Все топлива современных ДВС перед тем, как поступают в топливную аппаратуру, подвергаются тщательной фильтрации, и стабильная нормальная работа двигателя зависит от того, насколько долго работает фильтрующий элемент фильтра до забивки. Фильтр забивается примесями, имеющимися в топливах. Для оценки качества топлива по этому свойству стандартным методом (ГОСТ 19006-73) определяют коэффициент его фильтруемости. Коэффициент фильтруемости обычно лежит в пределах 1,5 - 3,5, а нормой для большинства ДТ является Кф < 3. Коксуемость. Это важное свойство характеризует коксообразующие (коксогенные) свойства НП (обычно тяжелых газойлей, мазутов и гудронов) в процессе их нагревания без доступа воздуха при высоких температурах (500 – 520°С). Коксуемость – технологическая характеристика, по которой оценивают возможное коксообразование в процессах термодеструктивных превращений нефтяных продуктов (термокрекинг, коксование) или коксоотложение на катализаторах.

Кислотность. Это прямой показатель содержания органических кислот в НП, выраженный количеством щелочи, пошедшей на их нейтрализацию.

Методика определения (ГОСТ 5985-79) предусматривает определение кислотности (в мг КОН на 100 мл) для светлых НП и кислотного числа (в мг КОН на 1 г) – для масел и смазок. Содержание органических кислот определяют их титрованием, раствором гидроксида калия в присутствии цветного индикатора.

Газы природные, попутные и газы нефтепереработки. Состав. Предварительный и полный хроматографический анализ газов

Природные газы состоят в основном из метана. Наряду с метаном в них обычно содержатся этан, пропан, бутан, небольшое количество пентана и высших гомологов и незначительные количества неуглеводородных компонентов: углекислого газа, азота, сероводо­рода и инертных газов (аргона, гелия и др.).

Углекислый газ, является одним из главных продуктов превращения в природе органического исходного вещества углеводородов, так как углекислый газ — активный компонент, он переходит в пластовую воду, образуя растворы бикарбонатов

Особое место в составе некоторых природных газов занимает гелий. В природе гелий встречается часто, но в ограниченных количествах. Хотя содержание гелия в природном газе невелико (максимально до 1–1,2%), выделение его оказывается выгодным из-за большого дефицита этого газа, а также благодаря большому объему добычи природного газа

Попутным газом называется не весь газ данной залежи, а газ, растворенный в нефти и выделяющийся из нее при добыче.Нефть и газ по выходе из скважины проходят через газосепараторы, в которых попутный газ отделяется от не­стабильной нефти, направляемой на дальнейшую переработку.Попутные газы являются ценным сырьем для промышленного нефтехимического синтеза. Качественно они не отличаются по составу от природных газов, однако количественное отличие весьма существенное. Содержание метана в них может не превышать 25–30%, зато значительно больше его гомологов — этана, пропана, бутана и высших углеводородов. Поэтому эти газы относят к жирным.

Газы нефтепереработки образуются при разложении углеводородов нефти в процессах ее переработки. Различают: 1) газы нефтепереработки, обогащенные предельными углеводородами и образующиеся при первичной перегонке, гидроочистке, 2) газы нефтепереработки, обогащенные непредельными углеводородами и получающиеся при каталитическом и термическом крекинге, а также при коксовании (так называемые непредельные газы нефтепереработки).

Состав этих газов существенно зависит от вида перерабатываемого сырья (нефть, дизельное топливо и т. п.) и условий его переработки. Кроме углеводородов газы нефтепереработки содержат влагу и сернистые соединения (тиолы, H₂S, CS₂ и др.)

Газовая хроматография — это вид хроматографического анализа, где в качестве элюента выступает газообразное вещество или пар. На сегодняшний день выделяют следующие категории:

1,Газоадсорбционная. В этом случае в качестве неподвижной фазы выступает твердое вещество.

2,Газожидкостная. В роли неподвижной фазы выступает жидкость

Хроматографический анализ проводится при помощи газового хроматографа. Поступление газа-носителя осуществляется из баллона повышенного давления в блок носителя (здесь же происходит дополнительная очистка газа). От исследуемой смеси отбирают пробу, которая при повышенной температуре вводится в газовый поток через резиновую мембрану. Введение пробы возможно также и посредством автоматических систем ввода — самплеров. Далее происходит испарение жидкой пробы и перенесение ее в колонку хроматографа потоком газа. Разделение осуществляется при температуре 200–400 градусов, но в ряде случаев возможно дифференцирование при более низких температурных показателях. Разделенные в потоке газа компоненты поступают в дифференциальные детекторы, регистратор фиксирует изменения во времени, и на основании полученных данных, вырисовывается хроматограмма

Строение, изомерия и свойства алканов нефтей, связь строения с октановыми и цетановыми числами

Парафиновые углеводороды составляют значительную часть групповых компонентов нефтей и природных газов всех месторождений. Общее содержание их в нефтях составляет 25-35 % маc., (не считая растворенных газов) и только в некоторых парафинистых нефтях достигает до 40-50 % мас. Наиболее широко представлены в нефтях алканы нормального строения и изоалканы преимущественно монометилзамещенные с различным положением метильной группы в цепи. С повышением молекулярной массы фракций нефти содержание в них алканов уменьшается. Попутные нефтяные и природные газы практически полностью, а прямогонные бензины чаще всего на 60-70 % состоят из алканов.

Газообразные алканы.Алканы С1–С4 метан, этан, пропан, бутан и изобутан, а также 2,2-диметилпропан при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии. Все они входят в состав природных, газоконденсатных и нефтяных попутных газов.

Природные газы добывают с чисто газовых месторождений. Они состоят в основном из метана (93-99 % мас.) с небольшой примесью его гомологов, неуглеводородных компонентов: сероводорода, диоксида углерода, азота и редких газов (Не, Аг и др.).Эти газы относятся к группе сухих.

Жидкие алканы.Алканы от С5до С15 в обычных условиях представляют собой жидкости, входящие в состав бензиновых (C5–C10) и керосиновых (С11–С15) фракций нефтей: жидкие алканы C5-C9 имеют в основном нормальное или слаборазветвленное строение.

Твердые алканы.Алканы С16 и выше при нормальных условиях — твердые вещества, входящие в состав нефтяных парафинов и церезинов. Они присутствуют во всех нефтях (до 5 % маc.) в растворенном или взвешенном кристаллическом состоянии.

Строение алканов:

-нормальные алканы (пентан)

-изо-строение (2-метилпентан)

Измомерия. Изомеры - это соединения, имеющие одинаковое количество атомов углерода, но при этом разливное строение.

Предельные углеводороды с числом атомов «С»=1,2 и 3 могут существовать только в виде одного изомера

-Структурная, по строению углеродного скелета

Химические свойства.

Способны только к реакциям замещения.

C6H14 + HNO3 —>(t=110-120) C6H13NO2 + H2O

C6H14 + SO2 + Cl2 —> C6H13SO2Cl + HCl

C6H14 + SO2 + 1/2 O2 —>(hv) C6H13SO2OH

Детонационная стойкость углеводородов характеризуется октановым числом. Н-Алканы обладают низким октановым числом, i- алканы имеют высокое октановое число, поэтому их присутствие желательно в карбюраторных топливах. За эталон хорошего карбюраторного топлива принят изооктан (октановое число 100). Октановое число н-гептана принято равным нулю.Если в карбюраторном двигателе воспламенение горючей смеси является принудительным, то в дизельном двигателе горючая смесь топлива и воздуха самовоспламеняется: в сжатый нагретый воздух (давление 4 МПа, температура 550—6000C) впрыскивается топливо. Чем легче самовоспламеняется топливо, тем легче запуск двигателя и равномернее нарастание давления при его сгорании.

Представители алканов в бензиновых и дизельных фракциях нефти. Влияние строения на эксплуатационные свойства

Бензиновая фракция нефтей и конденсатов представляет собой сложную смесь углеводородов (до С11) различного строения. Примерно 70 компонентов этой смеси выкипают до 125°C , а в интервале 125-150°C — выкипает 130 углеводородных компонентов этой фракции. Эта фракция используется для получения различных видов и сортов топлива для двигателей внутреннего сгорания. Она представляет собой смесь различных углеводородов, в том числе неразветвленных и разветвленных алканов. Поэтому бензиновую фракцию нередко подвергают термическому риформингу, чтобы превратить неразветвленные молекулы в разветвленные

В основном в состав бензиновых фракций нефти входят нормальные и изомерные парафиновые углеводороды С5 - Сп. Среди нафтеновых углеводородов в наибольшем количестве содержатся метилциклопентан, циклогексан, метилциклогексан, а также высокое содержание легких ароматических углеводородов - толуола и метаксилола. Особенно ценным является наличие в бензиновых фракциях нефти циклопентана, циклогексана и их производных. Из этих углеводородов получают ароматические углеводороды, например бензол, содержание которого в нефти незначительно

Дизельная фракция, выкипающая в пределах 180 - 360°C, используется в качестве товарного топлива для быстроходных дизелей, а также как сырье для других процессов переработки нефтепродуктов. Кроме названных фракций вырабатываются также углеводородные газы, керосиновые фракции. Дизельные фракции содержат мало ароматических углеводородов (до 25 %), а нафтены преобладают над парафинами. Эти фракции преимущественно состоят из производных циклопентана и цикло-гексана, имеют высокие цетановые числа и относительно низкие температуры застывания. Дизельные фракции парафинистых нефтей содержат значительное количество алканов нормального строения, благодаря чему имеют сравнительно высокую температуру застывания (-10) - (-11)°C. Для того чтобы получить из таких фракций дизельное зимнее топливо с температурой застывания — минус 45°C и дизельное арктическое топливо с температурой застывания — минус 60°C, эти фракции подвергают депарафинизации с применением карбамида.

Превращения алканов при термическом крекинге, пиролизе, каталитическом крекинге и риформинге. Механизмы превращений

Сущность крекинга заключается в том, что при нагревании происходит расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие, в том числе на молекулы, входящие в состав бензина. Обычно расщепление происходит примерно в центре углеродной цепи по С—С-связи

Однако разрыву могут подвергаться и другие С—С-связи. Поэтому при крекинге образуется сложная смесь жидких алканов и алкенов.

Получившиеся вещества частично могут разлагаться далее, например:

Такой процесс, осуществляемый при температуре около 470°С – 550°С и небольшом давлении, называется термическим крекингом. Этому процессу обычно подвергаются высококипящие нефтяные фракции, например, мазут. Процесс протекает медленно, при этом образуются углеводороды с неразветвлённой цепью атомов углерода.

Коренным усовершенствованием крекинга явилось внедрение в практику процесса каталитического крекинга. Его проводят в присутствии катализатора (алюмосиликатов: смеси оксида алюминия и оксида кремния) при температуре 450 — 500°С и атмосферном давлении. При каталитическом крекинге, который осу­ществляется с большой скоростью, получается бензин более высокого качества.

каталитический риформинг – превращение низкосортных бензинов в высокосортные высокооктановые бензины или ароматические углеводороды. При каталитическом риформинге исходный продукт преобразуется при одновременном воздействии высокой температуры катализатора.

Пиролиз. При сильном нагревании алканов в их молекулах происходит разрыв связей С-С и С-Н. В результате молекулы алканов могут быть полностью разрушены с образованием углерода и водорода. Разложение веществ при высоких температурах называют пиролизом

Строение, изомерия и свойства нафтенов нефтей. Связь между строением и физическими свойствами нафтенов

НАФТЕНЫ —насыщенные алициклические углеводороды, содержащиеся главным образом в нефти. Нафтены — Циклоалканы, также нафтены, цикланы или циклопарафины циклические насыщенные углеводороды, по химическим свойствам близки к предельным углеводородам.

Общая формула гомологического ряда циклоалканов CnH2n

Для  циклоалканов характерна структурная изомерия, связанная с разным числом углеродных атомов в кольце, разным числом углеродных атомов в заместителях и с положением заместителей в цикле.

Изомеры с разным числом атомов углерода в заместителях отличаются строением заместителей у одинакового углеродного цикла.

Изомеры с разным положением одинаковых заместителей в углеродном цикле.

Межклассовая изомерия: циклоалканы изомерны алкенам.

цис и транс изомерия. В цис-изомерах заместители находятся по одну сторону от плоскости цикла, в транс-изомерах – заместители расположены по разные стороны.

Химические свойства

Р.присоединения

Р.галогенирования и гидрогалогенирования ( Присоединение к гомологам циклопропана происходит по правилу Марковникова: водород к более гидрированному углероду, галоген к менее гидрированному)

РР.галогенирования

Р.нитрования

Р.дегидрирования

Р.окисления

Р. горения с получением углекислого газа и воды

Физические свойства циклоалканов закономерно изменяются с ростом их молекулярной массы. При нормальнный условия циклопропан и циклобутан-газы, С5-С16- жидкости, с С17-твердые выщества.

Термические превращения нафтенов в условиях каталитического крекинга и риформинга

Крекинг -  вторичный процесс переработки неф­тепродуктов, проводимый с целью повышения общего выхода бензина. Применение вторичных процессов в нефтепереработ­ке позволяет увеличить на 30—35% выход светлых продуктов (моторных топлив), повысить их антидетонационные свойства и термическую стабильность, а также расширить диапазон про­изводимого переработкой нефти химического сырья.  Крекинг нефтепродуктов может быть термическим и ката­литическим.  Нафтены де­гидрируются, деалкилируются и расщепляются с разрывом цикла при кат-м крекинге

Крекинг нефтяного сырья в присутствии катализаторов (каталитический крекинг) имеет ряд особенностей, которые обус­ловили широкое использование его в нефтеперерабатывающей промышленности для производства моторных топлив. К этим особенностям относятся:

- высокая скорость процесса, в 500—4000 раз превышаю­щая скорость процесса термического крекинга;

- увеличенный выход бензинов с большим содержанием изоалканов и малым содержанием алкенов, характеризующих­ся высоким октановым числом и стабильностью при хранении;

- большой выход газообразных продуктов, содержащих уг­леводороды C1—C4, являющихся сырьем для органического синтеза.

К катализаторам, используемым в каталитическом крекин­ге, предъявляются следующие требования:

- высокая активность при температуре крекинга,

- стабильность активности;

- устойчивость к истиранию, действию высоких температур;

Крекинг нафтеновых углеводородов. При крекинге нефтенов может одновременно происходить отщепление боковых цепей. На начальной стадии нафтеновые углеводороды с длинными алкильными цепями превращаются в алкилнафтеновые или алкилароматические углеводороды со сравнительно короткими боковыми цепями.

Риформинг -  вторичный процесс переработки нефтепродуктов, проводимый с целью получения индивидуаль­ных ароматических углеводородов, водорода или бензина с по­вышенным содержанием ароматических углеводородов. Про­цесс риформинга проводится в присутствии катализаторов (ка­талитический риформинг).

Целевые реакции риформинга

Дегидрирование нафтеновых углеводородов в ароматические:С₆H₁₂ → C₆H₆ + 3H₂ + 221 кДж/моль

Изомеризация пятичленных циклоалканов в производные циклогексана:С₅H₉-СН₃ → C₆H₁₂ — 15,9 кДж/моль

Изомеризация н-алканов в изоалканы:н-С₆H₁₄ → изо-C₆H₁₄ — 5,8 кДж/моль

Дегидроциклизация алканов в ароматические углеводороды (ароматизация):С₆H₁₄ → C₆H₆ + 4H₂ + 265 кДж/моль

Основой процесса каталитического риформинга бензинов являются реакции, приводящие к образованию ароматических углеводородов. Это реакции дегидрирования шестичленных и дегидроизомеризации пятичленных нафтеновых углеводородов, дегидроциклизация парафиновых углеводородов. Кроме того, второй по значимости в процессе каталитического риформинга является реакция изомеризации углеводородов.

Основные свойства и изомерия алкенов. Определения йодного числа: методика и назначение

Алкены (олефины, этиленовые углеводороды)– углеводороды, которые содержат в молекуле одну двойную связь. Общая формула – CnH2n. Первый член ряда – этилен (этен) C2H4:

1. Изомерия углеродного скелета.

2. Изомерия положения двойной связи.

3. Межклассовая изомерия (с циклоалканами)

4. Геометрическая изомерия.

Вращения вокруг двойной связи не происходит, ведь для этого нужно разорвать π-связь. Из-за этого у алкенов существует изомерия, связанная с тем, что заместители могут располагаться по одну или по разные стороны двойной связи, как, например, у бутена-2.

Для бутена-1 геометрическая изомерия невозможна (у одного из атомов С при двойной связи оба заместителя одинаковы: 2 атома водорода).

Йодное число: Йодное число, или так называемый коэффициент непредельности, характеризует степень ненасыщенности жира и выражается количеством йода в граммах, которое требуется для полного насыщения жирных кислот, содержащихся в 100 г жира (г I2/100 г жира). Это наиболее важная из констант жира. По величине этого показателя судят о преобладании в жирах насыщенных или ненасыщенных жирных кислот. Чем выше в жире содержание ненасыщенных жирных кислот, тем выше йодное число. Тугоплавкие жиры имеют низкое йодное число, легкоплавкие – высокое.

Метод определения йодного числа основан на способности галогенов (йода, хлористого йода, бромистого йода) присоединяться по кратным связям. Непрореагировавший галоген оттитровывают тиосульфатом натрия в присутствии крахмала в качестве индикатора.

Различные методики:

Метод Гюбля основан на присоединении по кратным связям хлористого йода (раствор Гюбля), который образуется при взаимодействии сулемы с йодом в спиртовых растворах:

Хлористый йод практически полностью насыщает кратные связи жирнокислотных радикалов в жирах

Метод Гануса основан на использовании бромистого йода, растворенного в безводной уксусной кислоте (реактив Гануса), который количественно присоединяется по кратным связям. Бромистый йод получают посредством смешения брома с йодом в безводной уксусной среде:

Избыток бромистого йода после введения йодида калия и воды оттитровывают тиосульфатом натрия.

Диены в продуктах переработки нефти. Состав, строение и применение

Общая формула С_пН2п-2

В продуктах парофазного крекинга и пиролиза может содержаться от 5 до 15 % диолефинов. Это - бутадиен, пиперилен, циклопентадиен. Все эти диолефины являются диолефинами с конъюгированными связями.

Реакционная способность диенов зависит от их строения

Отделение диенов и их количественное определение в нефтепродуктах основано на реакции диенового синтеза. Образец нефтепродукта нагревают с малеиновым ангидридом в течение нескольких часов, затем отделяют от смеси не вступивший в реакцию малеиновый ангидрид, действуя водным раствором щелочи. После промывки и сушки образца отгоняют углеводороды и получают в остатке кристаллы аддукта, по массе которых можно рассчитать процентное содержание диенов в нефтепродукте

Удаление диенов из продуктов крекинга и пиролиза можно осуществлять с помощью альдегидов и кетонов в присутствии щелочей за счет реакции образования фульвенов.

Основная область применения алкадиенов – это синтез каучуков.

Дивинил и изопрен вступают в полимеризацию и сополимеризацию (т.е. совместную полимеризацию) с другими непредельными соединениями, образуя каучуки:

Строение, изомерия и свойства аренов, химические свойства

Арены  или ароматические углеводороды - это циклические соединения, образованные атомами углерода и водорода, которые имеют в своем составе ароматическую систему.

Гомологи бензола – алкилбензолы имеют общую формулу СнН2н—

Изомерия аренов:

Структурная изомерия

Для  гомологов бензола характерна структурная изомерия .

Структурные изомеры — это соединения с одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле, т.е. строением молекул.

Изомерия углеродного скелета в боковой цепи характерна для ароматических углеводородов, которые содержат три и более атомов углерода в боковой цепи.

Изомерия положения заместителей характерна для аренов, которые содержат два и более заместителей в бензольном кольце.

Химические свойства бензола

            Реакции замещения.  Ароматические углеводороды вступают в реакции замещения.

1. Бромирование. При реакции с бромом в присутствии катализатора, бромида железа (ΙΙΙ), один из атомов водорода в бензольном кольце может замещаться на атом брома:

2. Нитрирование бензола и его гомологов. При взаимодействии ароматического углеводорода с азотной кислотой в присутствии серной (смесь серной и азотной кислот называют нитрующей смесью)  происходит замещение атома водорода на нитрогруппу —NO₂:

Восстановлением образовавшегося в этой реакции нитробензола получают анилин — вещество, которое применяется для получения анилиновых красителей:

Эта реакция носит имя  русского химика Зинина.  Реакции присоединения. Ароматические соединения могут вступать и в реакции присоединения к бензольному кольцу. При этом образуются циклогексан или его производные. 1. Гидрирование. Каталитическое гидрирование бензола протекает при более высокой температуре, чем гидрирование алкенов:

2. Хлорирование. Реакция идет при освещении ультрафиолетовым светом и является свободнорадикальной:

Арены как компоненты топлив

Ароматические углеводороды представлены в нефти бензолом и его гомологами, т. е. аренами. Наравне с алканами и циклоалканами, арены являются основными компонентами нефти, и их содержание составляют 15 – 50%. Ароматические углеводороды обладают высокой детонационной стойкостью, и, соответственно, высокими значениями октановых чисел. В то время как увеличение молекулярной массы не оказывает значительного влияния на детонационные свойства, положение радикалов вносит существенный вклад. Так метильная группа в мета- и пара- положениях увеличивает октановое число, а в орто-положении – снижает. Кроме этого, арены характеризуются наихудшей воспламеняемостью – низким цетановым числом. В связи с этим топлива с высоким содержанием ароматических соединений не используют в быстроходных дизелях. Арены являются ценным сырьем в нефтехимическом синтезе, в связи с чем наблюдается постоянный рост производства таких ароматических соединений, как бензол, толуол и ксилол. В настоящее время основным источником получения ароматических углеводородов является процесс каталитического риформинга. Кроме этого, арены также выделяют из пиролизной смолы, образующейся в результате пиролиза нефтяных фракций.

Реакции крекинга, изомеризации, дегидроконденсации. Общие представления о механизме реакций крекинга аренов

Кре́кинг (англ. cracking, расщепление) — высокотемпературная переработка нефти и её фракций с целью получения, как правило, продуктов меньшей молекулярной массы — моторного топлива, смазочных масел и т. п., а также сырья для химической и нефтехимической промышленности. Крекинг протекает с разрывом связей С—С и образованием свободных радикалов или карбанионов. Одновременно с разрывом связей С—С происходит дегидрирование, изомеризация, полимеризация и конденсация как промежуточных, так и исходных веществ. В результате последних двух процессов образуются т. н. крекинг-остаток (фракция с температурой кипения более 350 °C) и нефтяной кокс.Изомеризация — превращение химического соединения в изомер, перегруппировка атомов в молекуле вещества без изменения её качественного и количественного состава. Процесс изомеризации используется в органической химии, в том числе в производстве топлив и в пищевом производстве

Дегидроконденсация алкенов и алкадиенов, диеновый синтез и циклизация сильноненасыщенных соединений являются промежуточными ступенями, ведущими к ароматизации продуктов термических превращений углеводородов нефтяных фракций.. Протеканием дегидроконденсации объясняется выделение окса при пиролизе нефтепродуктов и газа

Методы определения группового состава бензинов прямой перегонки нефти, бензинов крекинга и пиролиза

Для определения группового состава крекинг-бензинов или жидких продуктов пиролиза анализ проводят последующей схеме:

1. Определение и отделение диолефинов от всей массы анализируе­мого бензина с помощью малеинового ангидрида.

2. Определение непредельных углеводородов в бензине после удале­ния диенов (метод бромных или йодных чисел).

Отделение и вторичное определение непредельных углеводоро­дов с помощью 80-процентной серной кислоты и получение смеси аре-нов, нафтенов и алканов.

3. Дальнейший анализ проводится по схеме для бензинов прямой гонки

Групповой состав олефинов крекинг-бензинов или жидких продук­тов пиролиза можно определить следующим образом:

1. После отделения диеновых углеводородов от крекинг-бензина или от фракции смолы пиролиза выделяют олефины с помощью уксус-нокислой ртути.

2. Гидрируют в ыделенные олефины над Ni при 150⁰C. При этом ал-кены превращаются в алканы, циклоолефины — в нафтены, а алкенил-бензолы в алкил бензолы.

3. Определяют групповой состав продукта гидрирования методом анилиновых точек.

Находят процентное содержание алканов, равное процентному со­держанию алкенов, процентное содержание нафтенов, равное процентному содержанию циклоолефинов, и процентное содержание алкилбензолов, равное процентному содержанию ал кен ил бензолов. Быстрым методом определения группово­го состава бензинов крекинга и риформинга (определение олефинов, ароматических угле-водородов, суммь/ нафтенов и алканов) является метод жидкостно-адсорбционной хрома­тографии в присутствии флюоресцирующих веществ. К исследуемому бензину добавляется в небольшом количестве смесь флюоресцирующих веществ (полициклические соединения, выделяемые из нефтяных смол, вместе с жировым красителем судан III). Полученный раст-вор заливают в стеклянную колонку с силика-гелем, после его впитывания заливают вытес­нитель (этиловый спирт). По высоте колонки происходит распределение углеводородов вместе с соответствующими красителями (рис. 53). Кра­ситель судан концентрируется на границе раздела спирт: ароматические углеводороды. Колонку освещают ультрафиолетовым светом; каждая зо­на в ультрафиолетовом свете имеет определенную окраску, кроме зоны нафтенов и алканов, которая не окрашена. Измеряют длину каждой зоны и рассчитывают объемное содержание каждой группы углеводоро­дов, допуская, что длина каждой зоны пропорциональная объему углево­дородов. Групповой и одновременно индивидуальный состав бензино­вых фракций успешно определяется методом газо-жидкостной хрома­тографии с применением капиллярных колонок. Таким образом, можно определить групповой и индивидуальный состав легких бензиновых фракций с температурой кипения до 150—18O⁰C. С этой целью образец бензина анализируют на хроматографе с применением капиллярной ко­лонки и получают довольно сложную хроматограмму. Каждый пик мож­но идентифицировать с помощью модельных углеводородов, затем мож­но определить концентрацию каждого углеводорода и, следовательно, рассчитать групповой и детализированный групповой составы.

Строение и свойства кислородсодержащих соединений нефти. Применение нефтяных кислот. Фенолы нефтей

Основная часть кислорода нефтей входит в состав асфальто-смолистых веществ и только около 10 % его приходится на долю кислых (нефтяные кислоты и фенолы) и нейтральных (сложные эфиры, кетоны) кислородсодержащих соединений. Они сосредоточены преимуществен­но в высококипящих фракциях. Нефтяные кислоты (C_nH_mCOOH) пред­ставлены в основном циклопентан- и циклогексанкарбоновыми (наф­теновыми) кислотами и кислотами смешанной нафтеноароматической структуры. Из нефтяных фенолов идентифицированы фенол (C₆H₅OH), крезол (СН₃С₆Н₄ОН), ксиленолы ((СН₃)₂С₆Н₃ОН) и их производные.

Из бензиновой фракции некоторых нефтей выделены ацетон, метилэтил-, метилпропил-, метилизопропил-, метилбутил- и этил-изопропилкетоны и некоторые другие кетоны RCOR'.

В средних и высококипящих фракциях нефтей обнаружены цикли­ческие кетоны типа флуоренона, сложные эфиры (ACOR, где АС -остаток нефтяных кислот) и высокомолекулярные простые эфиры (R'OR) как алифатической, так и циклической структур, например типа бензофуранов, обнаруженных в высококипящих фракциях и остатках.

В бензиновых фракциях нефтей встречаются в малых количествах только алифатические кислоты нормального и слаборазветвленного строения. По мере повышения температуры кипения их фракций в них появляются алифатические кислоты сильноразветвленной структуры, например изопреноидного типа, а также нафтеновые кислоты. Послед­ние составляют основную долю (до 90 %) от всех кислородсодержащих соединений в средних и масляных фракциях.

Промышленное значение из всех кислородных соединений нефти имеют только нафтеновые кислоты и их соли - нафтенаты, обладаю­щие хорошими моющими свойствами. Поэтому отходы щелочной очи­стки нефтяных дистиллятов - так называемый мылонафт - использу­ется при изготовлении моющих средств для текстильного производства.

Технические нефтяные кислоты (асидол), выделяемые из керосино­вых и легких масляных дистиллятов, находят применение в качестве растворителей смол, каучука и анилиновых красителей; для пропитки шпал; для смачивания шерсти; при изготовлении цветных лаков и др. Натриевые и калиевые соли нафтеновых кислот служат в качестве деэмульгаторов при обезвоживании нефти. Нафтенаты кальция и алюми­ния являются загустителями консистентных смазок, а соли кальция и цинка являются диспергирующими присадками к моторным маслам. Соли меди защищают древесину и текстиль от бактериального разложения.

Строение серосодержащих соединений нефти. Влияние сернистых соединений на свойства нефтепродуктов и катализаторов процессов переработки нефтяного сырья. Сернистые соединения и охрана окружающей среды

О количестве сернистых соединений в нефтях судят по результатам определения общего содержания серы, выраженного в процентах..

Сера является наиболее распространенным гетероэлементом в нефтях и нефтепродуктах. Содержание ее в нефтях колеблется от сотых долей до 5-6 % масс., реже до 14 % масс.

. В нефтях идентифицированы следующие типы серосодержащих соединений:

1) элементная сера и сероводород - не являются непосредственно сероорганическими соединениями, но появляются в результате деструк­ции последних;

2) меркаптаны - тиолы, обладающие, как и сероводород, кислот­ными свойствами и наиболее сильной коррозионной активностью;

3) алифатические сульфиды (тиоэфиры) - нейтральны при низких температурах, но термически мало устойчивы и разлагаются при нагре­вании свыше 130-160°С с образованием сероводорода и меркаптанов;

4) моно- и полициклические сульфиды - термически наиболее устойчивые.

Элементная сера содержится в растворенном состоянии (до 0,1 % масс.) в нефтях, связанных с изве­стняковыми отложениями. Она обладает сильной коррозионной актив­ностью, особенно к цветным металлам, в частности, по отношению к меди и ее сплавам.

Сероводород (H₂S) обнаруживается в сырых нефтях не так часто и значительно в меньших количествах, чем в природных газах, газокон­денсатах и нефтях.

Меркаптаны (тиолы) имеют строение RSH, где R - углеводород­ный заместитель всех типов (алканов, цикланов, аренов, гибридных) разной молекулярной массы. Температура кипения индивидуальных алкилмеркаптанов С₁-С₆ составляет при атмосферном давлении 6-140°С. Они обладают сильно неприятным запахом. Это свойство их используется в практике газоснабжения для предупрежде­ния о неисправности газовой линии. В качестве одоранта бытовых газов используется этилмеркаптан.

Обнаружена следующая закономерность: меркаптановая сера в нефтях и газоконденсатах сосредоточена главным образом в головных фракциях.

Элементная сера, сероводород и меркаптаны как весьма агрессив­ные сернистые соединения являются наиболее нежелательной составной частью нефтей. Их необходимо полностью удалять в процессах очистки всех товарных нефтепродуктов.

Сульфиды (тиоэфиры) составляют основную часть сернистых соединений в топливных фракциях нефти (от 50 до 80 % от общей серы в этих фракциях). Нефтяные сульфиды подразделяют на две группы: диалкилсульфиды (тиоалканы) и циклические диалкилсульфиды RSR' (где R и R' - алкильные заместители). Тиоалканы содержатся преиму­щественно в парафинистых нефтях, а циклические - в нафтеновых и нафтено-ароматических. Тиоалканы C₂-C₇ имеют низкие температу­ры кипения (37-150°С) и при перегонке нефти попадают в бензиновые фракции. С повышением температуры кипения нефтяных фракций количество тиоалканов уменьшается, и во фракциях выше 300°С они практически отсутствуют. В некоторых легких и средних фракциях нефтей в небольших количествах (менее 15 % от суммарной серы в этих фракциях) найдены дисульфиды RSSR'. При нагревании они образуют серу, сероводород и меркаптаны.

Моноциклические сульфиды представляют собой пяти- или шести-членные гетероциклы с атомом серы. Кроме того, в нефтях идентифици­рованы полициклические сульфиды и их разнообразные гомологи, а также тетра- и пентациклические сульфиды.

В средних фракциях многих нефтей преобладают тиоцикланы по сравнению с диалкилсульфидами. Среди тиоцикланов, как правило, более распространены моноциклические сульфиды. Полицик­лические сульфиды при разгонке нефтей преимущественно попадают в масляные фракции и концентрированы в нефтяных остатках.

Строение и свойства азотсодержащих соединений нефти. Влияние азотистых соединений на свойства нефтепродуктов и катализаторов процессов переработки нефтяного сырья

Содержание азота в различных нефтях колеблется от 0,1 до 1,5 мас. %. Азот входит, в основном, в состав смолисто-асфальтеновых веществ нефти, которые при перегонке разлагаются с образованием азотистых соединений и таким образом попадают в нефтяные фракции [6]. Обычно азотсодержащие соединения нефти делят на две большие группы (табл. 1.3): азотистые основания (с пиридиновым атомом азота –N=) и нейтральные азотистые соединения (с пиррольным атомом азота HN=). Различия заключаются в следующем [55]: Азотистые основания – π-дефицитные ароматические системы. Неподеленная электронная пара атомов азота лежит в плоскости, перпендикулярной плоскости π-системы и не принимает участия в создании ароматического секстета, следовательно атом азота обладает основными свойствами и предполагается, что проявляет большее отравляющее действие на кислотные катализаторы; Нейтральные азотистые соединения – π-избыточные ароматические системы. Ароматический секстет электронов образован в них за счет π-электронов двойных связей и неподеленной пары электронов азота, поэтому они проявляют свойства слабых NH-кислот и предполагается меньшее отравляющее действие на кислотные катализаторы. Кроме приведенных в таблице 1.3 монофункциональных соединений, в нефтях в небольших количествах присутствуют полифункциональные азотсодержащие соединения типа индоло- и карбазолохинолинов, фенантроллинов, гидроксибензохинолинов, хинолонов, пиридонов, бензотиазолов и др. Порфирины присутствуют в нефтях только в виде комплексов с ванадилом VО, никелем и железом. Алкиламины в нефтях не встречаются [56]. Изучение 19 состава нефтей и дистиллятов возможно с помощью методов газовой хроматографии, хромато-масс-спектрометрии, ионизации распылением в электрическом поле, а также масс-анализом ионно-циклотронного резонанса с Фурье-преобразованием и др. [57-59]. Содержание азотсодержащих соединений в нефтяных фракциях обычно возрастает с увеличением температуры кипения фракций (в остатках, кипящих выше 450 °С концентрируется около 90 мас. % азота), при этом изменяется структура азотсодержащих соединений: в легких и средних преобладают пиридины, в более тяжелых – хинолины, бензхинолины и полициклические азотистые соединения, увеличивается содержание нейтральных азотсодержащих соединений и падает содержание основных.

Минеральные компоненты и микроэлементы нефтяного сырья

К минеральным компонентам нефти относят содержащиеся в нефти соли, образованные металлами и кислотами, металлические комплексы, а также коллоидно-диспергированные минеральные вещества.

Элементы, входящие в состав этих веществ, часто называют микроэлементами, содержание которых колеблется от 10-8 до 10-2 %. В нефтях обнаружено более 60 микроэлементов: щелочные и щелочноземельные металлы (Li,Na,К,Ва,Са,Sr,Mg), металлы подгруппы меди (Cu,Ag,Au), подгруппы цинка (Zn,Cd,Hg), подгруппы бора (В,Al,Ga,In,Tl), подгруппы ванадия (V,Nb,Ta), многие металлы переменной валентности (Ni,Fe,Mo,Co,W,Cr,Mn,Sn и др.), а также типичные неметаллы (Si,P,As,Cl,Br,I и др.).

Микроэлементы унаследованы нефтью от исходного нефтематеринского биоорганического материала или привнесены в нефть при ее контакте с вмещающими породами и пластовыми водами.

Элементы, содержащиеся в микроколичествах в нефти, могут находиться в ней в виде мелкодисперсных водных растворов солей, тонкодисперсных взвесей минеральных пород, а также в виде химически связанных с органическими веществами комплексных или молекулярных соединений.

Характерной особенностью нефти является то, что в ней ванадий и никель встречаются в значительно больших концентрациях, чем другие элементы. Ванадий и никель практически полностью сконцентрированы в смолисто-асфальтеновой части нефти, т.е. во фракциях, выкипающих при температуре выше 3500С.

Наиболее изученными соединениями этих металлов являются порфириновые комплексы (до 50% ванадия и никеля).В зависимости от летучести порфириновых комплексов, эти металлы могут быть обнаружены в дистиллятных фракциях, но, как правило, концентрируются в смолистых (никельпорфирины) и асфальтеновых (ванадилпорфирины) фракциях нефти.

Несмотря на малое содержание в нефти, микроэлементы значительно влияют на процессы ее переработки и дальнейшее использование нефтепродуктов. Поэтому для правильной организации технологического процесса необходимо знать состав и количество микроэлементов. В нефтяных топливах содержание ванадия не должно превышать 0,0002-0,0004%. Ограничения содержания ванадия в топливах связаны с ванадиевой коррозией, возникающей на стенках камер сгорания газовых турбин и топочных устройств.

Металлы в нефти и нефтепродуктах можно определять химическими, физико-химическими и физическими методами. Современными методами определения металлов в нефтях и нефтепродуктах являются атомно-спектрометрические методы анализа. Эти методы позволяют определять металлы в широком диапазоне их концентраций. Они характеризуются высокой чувствительностью и селективностью, доступностью и относительно недорогой аппаратурой.

Принято считать, что элементы, содержащиеся в микроколичествах в нефти,, могут находиться в ней в виде мелкодисперсных водных растворов солей, тонкодисперсных взвесей минеральных пород, а также в виде химически связанных с органическими веществами комплексных или молекулярных соединений. Последние, по данным Камьянова, подразделяют на:

1)    элементорганические соединения, т. е. содержащие связь углерод—элемент;

2)    соли металлов, замещающих протон в кислотных функциональных группах;

3)    хелаты, т. ,е. внутримолекулярные комплексы металлов;

4)    комплексы  нескольких  однородных  или  смешанных  лигандов;

5)    комплексы с гетероатомами или п-системой полиароматических асфальтеновых структур.

Смолисто-асфальтеновые соединения нефтей: свойства и строение

Смолисто-асфальтеновые вещества (САВ) – это сложная смесь высокомолекулярных соединений темного цвета, присутствующих в нефтях и нефте-продуктах в растворенном состоянии или в виде коллоидных систем. Их содержание в нефтях колеблется в очень широких пределах – от нескольких десятых долей процента до десятков процентов. К САВ относят смолы, асфальтены, карбены, карбоиды, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды. Из них в нефти и ее фракциях в наибольших количествах содержатся смолы и асфальтены. При этом обычно смол содержится больше, чем асфальтенов. В зависимости от содержания САВ различают обычные нефти (25%), высоковязкие нефти (25-35%) и природные битумы. Обычные нефти по содержанию САВ можно разделить на три группы: малосмолистые – до 5%, смолистые – от 5 до 15%, высокосмолистые – выше 15%. Выделяют следующие классы природных битумов: мальты, асфальты, асфальтиты, кериты.

Смолы –вязкие малоподвижные жидкости или аморфные твердые тела от темно-коричневого до темно-бурого цвета (с относительной плотностью от 0,99 до 1,08, с молекулярной массой от 450 до 1500). Содержание гетероатомов (О, S,N) колеблется от 3 до 12%. Смолы хорошо растворяются в легком бензине, нефтяных маслах, а также бензоле, эфире и хлороформе. Смолы нестабильны, выделенные из нефти или ее тяжелых остатков могут превращаться в асфальтены, т.е. перестают растворяться в н-алканах С5-С8. Для моторных топлив определяют фактические смолы. Н-р, бензин марки А-76 на месте производства может содержать фактических смол не более 5 мг на 100 мл.

Асфальтены –весьма сложные высокомолекулярные, высоко-конденсированные гетероорганические соединения нефти; они представляют собой блестящие хрупкие неплавкие твердые аморфные порошкообразные вещества черно-коричневого цвета. Относительная плотность их выше 1. Средние молекулярные массы асфальтенов могут достигать 5000-6000.

Асфальтены растворяются в бензоле, толуоле, пиридине, циклогексане и др. Выделенные из нефти асфальтены обладают сравнительно высокой реакционной способностью. Они легко окисляются, галогенируются , гидрируются до смол и масел и др. На основании указанных реакций из асфальтенов можно получить сорбенты, ионообменные вещества и другие продукты. Образование асфальтенов в ходе окисления тяжелых нефтяных остатков с целью получения битумов является многотоннажным промышленным процессом. Битумы подразделяют на дорожные, строительные, кровельные и специальные. Все они находят широкое применение в соответствующих отраслях народного хозяйства.

Назначения и условия процессов гидрокрекинга и гидроочистки. Химизм превращений гетероатомных соединений в этих процессах

В процессе гидрокрекинга происходит одновременно расщепление и гидрирование сырья. Отличительная черта гидрокрекинга – получение продуктов значительно меньшей молекулярной массы, чем исходное сырье. С этой точки зрения процесс гидрокрекинга имеет много общего с каталитическим крекингом, но его основное отличие – присутствие водорода, тормозящее реакции, протекающие по цепному механизму. В результате в продуктах гидрокрекинга практически отсутствуют или содержатся в небольших количествах низшие углеводороды – метан и этан. Гидрокрекингу присущи также все основные реакции гидроочистки. Таким образом, гидрокрекинг представляет собой как бы сочетание процессов каталитического крекинга и гидроочистки.

Важнейшими реакциями гидрокрекинга являются:

• разрыв и насыщение (гидрогенолиз) парафиновых углеводородов по связи С-С;

• гидрирование присутствующих в сырье олефинов и других непредельных соединений;

• гидродеалкилирование и изомеризация;

• гидрирование моно-, би- и полициклических ароматических углеводородов;

• разрыв и насыщение кислородных, сернистых и азотистых соединений по связям С-О, C-S и C-N;

• разложение металлоорганических соединений;

• полимеризация и коксообразование на поверхности и в объеме катализатора.

Во всех таких соединениях помимо ароматических нафтеновых колец и гетероциклов могут быть боковые цепи. В молекулах сернистых соединений, нефтяных смол и асфальтенов могут присутствовать кислород и азот.

В условиях гидрокрекинга в первую очередь претерпевают превращение меркаптаны и сульфиды, затем тиофены и бензтиофены. Для удаления более сложных сернистых соединений нужны очень глубокие преобразования молекулы вещества. У меркаптанов, сульфидов и дисульфидов возможна прямая деструкция связи С-S с образованием сероводорода и соответствующего углеводорода, причем соединения алифатического ряда распадаются практически нацело. Ароматические сульфиды, в том числе алкилароматические, также претерпевают полное превращение.

RSH + H2 ———► RH + H2S

RSR + 2H2 ———► 2RH + H2S

RSSR + 3H2 ———► 2RH + 2H2S

Тиофаны и тиофены распадаются с разрывом кольца, степень их превращения значительно ниже и определяется условиями гидрокрекинга

Наибольшую трудность при гидроочистке и гидрокрекинге представляет удаление азотистых соединений. Степень удаления азотистых соединений ниже, чем сернистых. В нефтепродуктах присутствуют основные и неосновные азотистые соединения. К сильным основаниям относятся пиридины, пиперидины, хинолины, амины. Соединения слабоосновного характера представлены пирролом и индолом. Пиридин представляет собой гетероциклический аналог бензола, пиперидин – азотсодержащий аналог циклогексана, хинолин – азотсодержащий аналог нафталина.

Амины – это группа соединений общей формулы R-NH2. Радикал R может быть алифатического или ароматического характера.

Пиррол – пятичленный цикл, в состав которого входит азот, в индоле азот также входит в пятичленный цикл

Наиболее трудно подвергаются гидрокрекингу соединения, в которых азот содерожится в стабильном шестичленном кольце. В процессе гидрокрекинга азотистые соединения частично превращаются в азотсодержащие соединения меньшей молекулярной массы, которые концентрируются в продуктах, особенно в дизельных фракциях