12. Циклоалканы и гибридные углев-ды н.

Циклоалканы присут-т во всех фр-х. Наиболее устойчивы 5 и 6 членные циклы. Они и приобл-т в Н. Массовое сод-е нафтенов от 25-75%. Обнаружены многие гамологи циклопентана и циклогексана. Высшие фр-и Н сод-т бициклич-е, трицикл-е угле-ы разл-го стр-я главным образом с 2мя общими ат. С. В Н найдены углев-ды предст-е собой различные комбинации 5 и 6членных циклов, часто содер-х аромат-е кольца, такие соед-я наз-т гибридными углев-ми. Нафтен-е углев-ды сост-т часть высококипящ-й фр-и любой Н. При их анализе испол-т стр-но групповые методы. Разработан масс-спектральный метод опред-я концентр-й нафтенов, содер-ся от 1 до 5 циклов в мол-ле. Относит-но концентрационное распред-е нафтенов в завис-ти от числа циклов в мол-ле наз-ся нафтеновым паспортом. Общие закон-ти нафтен-х паспортов явл-ся преобл-е моно- и бицикланов над остальными углев-ми. В среднем д/больш-ва Н сод-е моно- и бицикл-в состав-т 50-60% от всех нафтенов; Бициклические нафтены могут иметь различные типы строения

С ростом молек-й массы нафт-в повыш содер-е в них полиц-х мол-л. Мах сод-е циклов нафтенов может достиг-ть 8.

Сод-ие аренов в разл н-ях колебл 15-50%: бензол и его гомологи и производные би-и полициклическихув-дов. В н-ях содержатся и гибридные ув-ды, сод-ие не только ароматические циклы и алкильные цепи, но и насыщенные циклы. В фр-х, кипящих выше240, обнаружены гибридные моноароматические ув-ды, имеющие в сост-е от 3 до 5 насыщенных колец. В керосинов фр сод-ся нафталин и его гомологи

13) Кислородсодержащие. Эти соединения в нефти России редко превышают 10%. Они представлены в нефти кислотами, фенолами, кетонами, эфирами и редко ангидридами. Наиболее распространенными являются кислородосодержащие соединения кислоты и фенолы. Они обладают кислыми свойствами и м/б выделены из нефти с помощью щелочи. Для светлых нефтепродуктов – показатель кислотности – показыв-т сколько мг КОН требуетсядля нейтрализации кислых соед-ий, сод-ся в 100см3 н-продукта[мгКОН/100см3]. Для н-и и темных н-прод-ов – кислотное число – показывает сколько мг КОН требуется для нейтра-ии кисл, сод-ся в одном гр н-и или темн н-прод-та[мгКОН/г]. Нефтяные кислоты - это все алифатические, алициклические ароматические, гибридные кислоты Нефтяные фенолы-С₆-С₉ – низшие. В высококипящих фр сод-ся фенолы до 6 конденсированных колец. Промышленное значение имеют нафтеновые кислоты, точнее их соли (нафтенат) Большинство солей нафтеновых кислот не кристаллизуются. Их используют как моющие и чистящие средства. Натриевые и калиевые соли служат эмульгаторами при получении эмульсиевых масел и деэмульгаторы при обезвоживании нефти.

14)Серосодержащие. Сера в нефти встречаются в виде растворимой элементной серы, виде сероводородов, меркоптанов, сульфидов, бисульфидов, в виде сложных соединений, содержащих атомы серы и кислорода, азота. При нагревании нефти выше 100 сероводород может образовываться за счет нестабильных сернистых соединений. Меркоптан R-SH(тиоспирты, тиолы). По содержанию тиола нефти подразделяют на: меркаптиновые и безмеркаптиновые.

Меркаптиновые имеют СН функциональную группу R-СН тилоэфир R₁-S-R₂ распространены в средах дистиллированных фракций нефти. Нефтяные сульфиды подразделяют на 2 группы - соединения, содержание атома серы и циклические сульфиды, в которых атом серы входит в полиметиленовое кольцо. Циклическое содержание атома серы может входить в состав конденсиро­ванной циклической у/в системы, включающей до 7 колец. Дисульфиды R₁-S-S-R₂. Встречаются в легких и средних фракциях по свойствам они сходны с сульфидами. Все серосодержащие соединения кроме низших меркаптанов химически нейтральны и очень близки по свойствам аренам. Для удаления серосодержащих соединений из нефтяных фракций используют гидрированием и вся сера удаляется.

15) Азотсодержащие. Содержание азота в нефти редко превышает 1%. Азотосодержащие соединения сосредоточены в высококипя­щих фракциях и особенно в тяжёлых ос­татках. Обычно азотосодержащие соединения делят на 2 группы - азотистые основания и нейтральные азотистые соединения Азотистые основания легко выде­ляются минеральными кислотами и поэтому они наиболее, изучены. В настоящее вре­мя в нефти и их фракциях идентифицировано более 50 индивидуальных азотистых оснований. Среди них такие пиридинпроизводные как

моно, ди и триметилпиридины, а также их производные. По степени цикличности азотистые основания являются ароматическими гомоло­гами пиридина.

Нейтральные азотистые соединения нефти представле­ны структурами следующего типа.

16) Смолисто-асфальтеновые вещества. Они сосредоточены в тяжёлых остатках, а именно в гудронах и битумах. Химической характеристикой состава тяжёлых нефтяных остатков является количественное содержание в них групповые компонентов. Оно заключается в отделении асфальтенов от мальтинов. Разделение асфальтинов и мальтинов заключается в различном их отношении к алканам. Асфальтины нерастворимы в алканах, мальтины растворимы. Мальтины методом адсорбционной хромотографии на селикогелях или на оксиде алюминия делят на 5 компонентов: парафино-нафтеновые соед-ия, моно-, би-циклоароматические соединения, тоуольные и спиртотолуольные смолы. Первые 3 компонента представляют собой - остаточные масла – это вязкие жидкости, имеющие цвет от желтого до темно-коричневого цвета, с молек массой 400-600аем. Смолы - вязкие малоподвижные жидкости или аморфные твёрдые тела от темно-коричневого до темно-бурого цвета, м м =700-1000аем. Смолы нестабильны, они могут превращаться в асфальтены, т.е. перестают растворяться в нормальных алканах С₅-С₈ Асфальтены - аморфные твёрдые тела черного или темно-бурого цвета, при нагревании переходят в пластичное состояние (t 300) При более высокой t они разлагаются с образованием газообразных и жидких веществ и твёрдого остатка (кокс). Фрагменты асфальтенов имеют 3 ароматических или гетероароматических кольца. Молекула состоит из 4-5 таких фрагментов.

17) Плотность нефти и методы определения пл-ть н/п. Плотность нефти и н/п определяют при 20⁰С и относят к плотности воды при 4⁰С и полу-т относительную плотн. В качестве стандартных в России приняты ареометрический и пикнометрический методы определения плотности. В среднем относительная плотность нефти колеблются от 0,82 – 0,90, однако встречаются нефти с плотностью близкой к 1 и нефти с низкой плотностью вплоть до 0,72. ПИКНОМ М-Д: каждый пикном хар-ся «водным числом»-масса воды в объеме данного пикном при 20 град. Виды пикном: со шкалой, сметкой, с капиллярной трубкой. Пл-ть н-и с вязк при 50 град не более 75мм2/с опр-ют след образом:пикном с н-тью термостатируют при 20 град, взвешивают. «Видимая» пл-ть ρ’=(m3- m1)/m, где 3 –с н-тью, 1- пустой, м- водное число. Плотн н-и с вязкостью при 50град более 75мм2/с и твердых н-пролд-ов при комнат t опр-ся в пикном с меткой. Пикн наполовину заполнят н-ю,взвешивают(м3), заполняют дистил водой и термостатируют при20град, взвешив(м4). «видимая» плотн ρ’=(m3-m1)/[m-(m4-m3)], где м1- пустой пикном, м- водн число. АРЕОМЕТР М-Д: ареом-ом опр-т плотн н-ей, светл и темн н-прод-ов и масел. Опр-ие плотн основ-о на зак Архимеда. В стеклянный цилиндр диаметр не менее 5 см наливают н-ть, ареом опускают в н-ть. Отсчет по шкале ареом дает плотн н-ти при t аналтза. Для приведения к плотности при обычной t польз форм ρ₄^t=ρ₄²⁰-γ(t-20)

18) Вязкость. Для характеристики нефти и н/п широко применяется кинематическая вязкость ν(м2/с), динамич вязк= кинем в делить на плотность жидкости ν=ή/ρ. Условная вязкость применяется для характеристики высоковязких элементов. Эта величина, которая выражается отношением времени вытекания определенного объема воды и н/п из стандартного прибора. У.В. определяется сравнением времени вытекания 200 см^З воды при 20⁰С. Для оценки вязкостно-температурных свойств масел применяют индекс вязкости и температурный коэффициент вязкости. ИВ - отношение кинематической вязкости н/п при 50⁰ С и при 100 град. Многие нефти и некоторые масла при охлаждении до опред t образуют дисперсные системы в результате кристаллизации или коагуляции части входящих в них компонентов (асфальтены парафины, церезины). В этом случае течение жидкости перестает быть пропорциональным приложенной нагрузки, т.к. не подчиняется закону Ньютона из-за образования внутри жидкости – структуры из скристаллизованных частиц, вязкость таких систем - структурная. Для разрушения структуры требуются усилия - предел упругости. После разрушения структуры появляются Ньютоновские свойства. ТКВ хар-ет зав-ть вязкости от температуры в интервале от 0 до 100⁰С или от 20 до 100⁰ С. Исходными данными для расчета является значение кинематической вязкости при 0, 50, 100⁰С.