ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Циклоалканы и арены из "Химия и технология нефти и газа Издание 3" Циклоалканы. В 1880-х гг. Марковников и Оглоблин показали наличие в бакинской нефти углеводородов циклического строения ряда С Н2 . Ими были открыты циклопентан, циклогексан, метилциклопентан и другие гомологи без расшифровки строения до С15 включительно. Эти полиметиленовые углеводороды, или циклопарафины, а по современной номенклатуре — циклоалканы и были Марковниковым названы нафтенами. В дальнейшем под нафтеновыми углеводородами стали понимать не только моноцик-лические, но и полициклические полиметиленовые углеводороды нефтяного происхождения. [c.24] По общему содержанию циклоалканы во многих нефтях преобладают над остальными классами углеводородов. В среднем в различных нефтях от 25 до 75 % полиметиленовых углеводородов всех типов. Циклоалканы входят в состав всех нефтей и присутствуют во всех фракциях. Их содержание, как правило, растет по мере утяжеления фракций. Только в наиболее высококипящих масляных фракциях их количество уменьшается за счет увеличения ароматических структур. Особенно богаты циклоалканами бакинские и эмбенские нефти (40—60 %, считая на нефть, а в отдельных фракциях до 60—80 %). Нефти восточных районов, наоборот, характеризуются значительно меньшим их содержанием. [c.24] Наиболее устойчивы пяти- и шестичленные циклы. Они и преобладают в нефтях. [c.24] В бензиновых и керосиновых фракциях различных нефтей обнаружено более 80 индивидуальных представителей этого класса углеводородов состава С5—С12. В относительно больших количествах в нефтях присутствуют метилциклогексан, циклогексан, метилциклопентан, некоторые диметильные гомологи циклопентана. В незначительных количествах обнаружены также циклогептан и метилциклогептан. [c.24] Открытые в нефтях бициклические циклоалканы по способу сочетания циклов относятся к следующим трем типам. [c.25] Гидриндан, декалин и его гомологи от моно- до тетраметил-производных найдены во многих советских нефтях. Пенталан выделен из калифорнийской нефти. [c.25] Число углеродных атомов в боковых цепях циклоалканов может быть самым разнообразным, от 3—10 в средних до 20—28 в высококипящих фракциях нефти. Высокомолекулярные циклические углеводороды с большим числом углеродных атомов в алка-новых цепях правильнее относить не к циклоалканам, а к смешанным (гибридным) алкано-циклоалкановым углеводородам. Полициклические циклоалканы с длинными алкановыми цепями имеют высокую температуру плавления и поэтому при переработке нефти попадают в состав парафинов и, главным образом, церезинов. [c.26] Пергидро- обозначает полную гидрогенизацию. [c.26] Использование реакций нитрования и дегидрирования сыграло огромную роль в установлении структуры циклоалканов нефти. [c.27] При повышенных температурах и в присутствии различных катализаторов циклоалканы распадаются, а также изомеризуются с изменением числа углеродных атомов в кольце. [c.27] Интересными физиологическими свойствами обладает нафта-ланская нефть, добываемая в Азербайджане и состоящая более чем наполовину из циклоалканов и смешанных полициклических углеводородов. Это единственная в мире лечебная нефть. Она оказывает болеутоляющее и рассасывающее действие и применяется для лечения заболеваний кожи, суставов и мышц. Эта нефть не содержит легких фракций и парафина, плотность ее близка к единице. Исследования Кулиева с сотрудниками показали, что именно циклоалкановая часть нафталанской нефти обладает целительным действием, в то время как выделенные из нее смолы и полициклические арены в концентрированном виде оказались токсичными. [c.27] Углеводороды ряда бензола были выделены из бакинской нефти в конце прошлого века. Общее содержание аренов в различных нефтях меньше, чем алканов и циклоалканов, и составляет в среднем 10—20 %, исключая ароматические нефти (такие, как чусовская), где содержание аренов составляет 35 %. [c.27] В бензиновых фракциях содержится 6—11 % аренов. Это моно-циклические углеводороды Се—Сю, т. е. бензол и его гомологи — толуол, 0-, М-, /г-ксилолы, этилбензол, псевдокумол. Содержание алкилбензолов, особенно с короткими боковыми цепями, выше, чем бензола. [c.27] Содержание аренов в средних фракциях всегда несколько выше, чем в бензиновых фракциях из той же нефти, и колеблется в пределах 15—35 %. [c.28] В высших фракциях нефти обнаружены более сложные полициклические арены с тремя, четырьмя и пятью конденсированными бензольными кольцами. Имеются указания, что они являются гомологами аценафтена, антрацена, фенантрена, пирена, бензан-трацена, хризена, перилена. [c.28] Следует, однако, отметить, что таких полициклических чисто ароматических углеводородов с короткими алкановыми боковыми цепями в нефтях очень немного, так как строение молекул высокомолекулярных соединений нефти имеет главным образом смешанный (гибридный) характер (см. 6). [c.28] По физическим свойствам бензол и его гомологи значительно отличаются от алканов и циклоалканов с тем же числом углеродных атомов в молекуле. Плотности и показатели преломления их выше. Бензол, п-ксилол, дурол, тетра-, пента- и гексаметилбензолы плавятся при температуре выше О °С. [c.28] При сульфировании гомологов бензола сульфогруппа становится легче всего в пара- и труднее в орто-положение. Поэтому толуол, м- и о-ксилолы сульфируются легче, чем м-ксилол, где параположение уже занято радикалом. Гексазамещенные с серной кислотой вообще не реагируют. Гомологи бензола с длинными боковыми цепями сульфируются труднее. При воздействии дымящей серной кислотой (олеумом) получаются ди- и трисульфокислоты. Обработка аренов нитрующей смесью (НЫОз + Н2504) приводит к образованию нитропроизводных. [c.28] При окислении гомологов бензола различными окислителями пли воздухом боковые алкильные цепи превращаются в карбоксильные группы. Таким образом можно получать соответствующие ароматические кислоты. Эта реакция имеет большое практическое значение для синтеза двухосновных фталевых кислот. [c.28] Над гидрирующими катализаторами (Pt, Pd, Ni) под давлением водорода бензольное кольцо сполна насыщается водородом и превращается в циклогексановое. Так же могут быть полностью или частично гидрированы и полициклические арены. [c.29] Вернуться к основной статье