Определение числа ароматических и нафтеновых колец

Методы, использующие данные по нефтяным фракциям. Прямой метод [41]. Этот метод называется прямым, потому что структурные группы определяются непосредственно , т. е. без корреляции между физическими константами н химическим составом. При помощи элементарного анализа и определения молекулярного веса до и после гидрогенизации масла, освобожденного от олефинов, в ароматической структуре может быть оценено процентное содержание углерода (% Сд) и среднее число колец (/ о)- Если гидрогенизация масла проведена таким образом, что в нафтеновые кольца превращены только ароматические кольца, то каждый ароматический атом углерода приобретает один атом водорода. Легко показать, что в этом случае [c.372]

Для определения химической структуры компонентов битума расчетным путем применяют метод денсиметрии, который основан на зависимости между мольным объемом и отношением Н С. Метод прост и требует лишь таких исходных данных, как плотность, молекулярный вес, содержание углерода и водорода. Его можно применять для определения числа атомов углерода в ароматических и нафтеновых кольцах и числа колец в любой фракции битума. Расчет заключается в определении следующих величин [c.30]

Строение углеводородного радикала, связанного с полярной группой, определенным образом влияет на способность растворителя переводить парафины в раствор. Так, наличие ароматического кольца в молекуле растворителя, при том же числе углеродных атомов повышает растворяющую способность, а нафтенового кольца — понижает по сравнению с алифатическими растворителями. [c.100]

Товарные авиационные керосины почти на 90% состоят из фракций нефти, выкипающих выше 150—175° С, и в некоторых из них содержится более 10% высокомолекулярных углеводородов, в том числе с температурой кипения выше 250° С, а топлива Т-5 и Т- почти целиком состоят из углеводородов с пределами выкипания 200—320° С. Поэтому в реактивных топливах некоторых сортов в отличие от бензинов могут содержаться углеводороды сложного строения бициклические, в том числе с конденсированными кольцами, моноциклические с длинными боковыми цепями, нафтеноароматические, а также небольшое количество трициклических углеводородов нафтенового и ароматического ряда. Определение групп углеводородов в таких топливах сопряжено со значительными трудностями и, кроме того, дает очень приблизительное представление о составе топлив, поскольку углеводороды сложного строения не имеют свойств, характерных для определенной химической группы, например парафиновых или ароматических, а наделены свойствами, присущими как тем, так и другим углеводородам. В связи с этим углеводородный состав керосино-газойлевых топлив характеризуют не только содержанием отдельных групп углеводородов, но и структурным составом, позволяющим представить соотношение циклов и парафиновых цепей в средней молекуле топлива, а также относительное содержание ароматических и нафтеновых колец. [c.15]

Известны многочисленные методы структурно-группового анализа нефтепродуктов, но ввиду сложности состава исследуемых объектов все имеют ограниченное применение. Наиболее общим является классический метод, основанный на определении элементного состава и молекулярного веса образца до и после исчерпывающей гидрогенизации [7]. Прирост содержания водорода после гидрогенизации рассматривается как результат гидрирования ароматических колец. Разность между содержанием водорода в парафиновом углеводороде и гидрированном образце равного молекулярного веса относится к замыканию цепей в нафтеновые кольца. Далее с учетом шестичленной шта-конденсации колец из результатов гидрирования и молекулярного веса вычисляется число нафтеновых и ароматических колец. Этот метод трудоемкий и поэтому широкого применения не нашел. Но на его базе разработаны более простые корреляционные методы, связанные с измерением физических констант исследуемого образца. [c.16]

За последние годы требования, предъявляемые к нефтепродуктам, в частности к моторному топливу, настолько повысились, что в некоторых случаях бывает недостаточно знать групповой углеводородный состав легких моторных топлив, так как знание его иногда недостаточно для определения поведения топлива в моторе. Необходимо знать число двойных связей в молекуле ненасыщенных углеводородов, вид содержащихся в топливе ароматических углеводородов (производные бензола, нафталина, антрацена, полугидрированных ароматических углеводородов), число углеродных атомов в кольце нафтеновых и число боковых цепей парафиновых углеводородов и многое другое. [c.520]

Более важной, а вместе с тем и более доступной характеристикой масляных фракций является так называемый кольцевой , типовой или структурно-групповой анализ. Под этими терминами понимают определение среднего числа нафтеновых и ароматических колец в высокомолекулярных углеводородах, составляющих масляные фракции, или же среднего распределения углерода по кольцевым структурам и парафиновым цепям. Такую характеристику масляных фракций можно получить по данным прямого определения содержания углерода и водорода до и после количественного гидрирования, сделав определенные предположения о типе присутствующих кольцевых структур (конденсированы кольца или нет, какова величина нафтеновых колец). Однако этот прямой путь весьма трудоемок и неудобен для массовых определений. Элементарный анализ и гидрирование в кольцевом анализе обычно заменяются определением 3—4 физических свойств (показателя преломления, плотности, молекулярного веса, анилиновой точки и т. п.) и использованием эмпирических соотношений между составом и свойствами углеводородов. [c.53]

Для изучения парафино-нафтеновых УВ использовался метод ИКС, с помощью которого изучалось распределение (процентное) в парафино-нафтеновой фракции СНа- и СНз-групп, доля цепей с числом СН -групп 4—6, 3 и 1—2. Рассматривалось также местоположение СНз-групп (изолированное положение — на концах цепей, в нафтеновых кольцах и в метильных разветвлениях геминальное — изопропильные окончания и в гемдиметильных и других группировках). Ароматические УВ изучались методом УФ с определением массового содержания УВ бензольного, нафталинового и фенантренового рядов. [c.118]

Если состав масла выражен количеством структурных групп, то аналпз называется структурно-групповым. Прежде считалось, что минеральное масло состоит из ароматических и нафтеновых колец (насыщенные углеродные кольца) и парафиновых цепей ( свободных или же связанных)). Существуют два метода интерпретации результатов структурно-группового анализа. Первый метод состоит в определении числа колец или других [c.367]

Пом1ИМо химической природы на величину КТР влияет и строение молекул углеводородов. Та , с увеличением числа колец в углеводородах их КТР резко снижается, с увеличением длины алкильных цепей — повышается. Зависимость снижения КТР от числа колец в молекулах ароматических и нафтеновых углеводородов прямолинейна. С увеличением числа колец в молекуле КТР пятичленных нафтеновых углеводородов снижается более интенсивно, чем шестичленных. Следователыно, в полярном растворителе в первую очередь растворяются полицикличеоние ароматические углеводороды, слабо экранированные боковыми алкильными цепями и нафтеновыми кольцами, так как именно в этих углеводородах прежде всего возникает наведенный дипольный момент. Для нафтеновых и парафиновых углеводородов этот показатель невелик вследствие малой поляризуемости таких соединений. Поэтому при определенной температуре эти углеводороды растворяются в полярных растворителях преимущественно под влиянием дишерси-онных сил. [c.74]

Структурно-групповой состав определяли методом я—d—Mtr [3]. Показатель преломления определяли на рефрактометре ИРФ-22, плотность — пикнометрическй, молекулярную массу М — криоскопией в Нафталине или в уксусной кислоте (для низкокипящих фракций). По результа- 1гам определений рассчитывали число нафтеновых колец /Гн и Число ароматических колец /Сар в смеси. Массовые доли парафиновых, циклопарафиновых и ароматических структур находили, условно принимая, что циклопарафиновые Кольца представлены циклогексано1и, а ароматические — бензолой, по формулам [c.26]

Целесообразно также дать объяснение понятия группа соединений в варианте метода определения группового состава. Как правило, под этим термином в масс-спектрометрии понимается сумма всех УВ с данным Z. Например, для ряда с Z = О это будет целиком весь класс алканов нормального и изостроения. Для ряда Z = 12 фракции ПЦП это будет сумма всех гептациклических нафтеновых УВ независимо от типа расположения (конденсации) колец в молекуле. Нафтеновые кольца могут содержать любое число С-атомов и иметь разнообразные алкильные заместители. Для этого же ряда Z = 12 ароматической фракции понятие группа соединений может определяться как сумма нафталинов и трициклоалканобензолов, причем последние, как и в предыдущем случае, без ограничения характера сочленения колец, числа С-атомов в нафтеновых кольцах, числа и строения алкильных заместителей. Однако в рассматриваемом ниже примере методика анализа группового состава позволяет провести раздельное онределение нафталинов и трициклоалканобензолов, из которых каждая группа будет определяться как самостоятельная группа соединений . Из этого следует, что понятие группа соединений не отвечает никакой строгой химической классификации (терминологии) и во многом определяется методом расчета. В этом смысле масс-спектрометрия в общем случае варианта анализа группового состава может определять группы циклических УВ с точностью только до типа конденсации (расположения) циклов, количества С-атомов в нафтеновых кольцах, числа и строения алкильных фрагментов. [c.209]

Как выше отмечалось, в настоящее время существуют подробные таблицы отнесения групповых частот, определение которых в принципе возможно по ИК-спектрам. Однако в действительности такая возможность сильно зависит от группового состава смеси. Опыт работы показывает, что в сложных углеводородных смесях наиболее надежно могут быть определены структурные группы и их совокупности, представленные в табл. 1. Под структурными группами (СГ), обозначенными в таблице как нафтеновые циклы , следует понимать нафтено-парафиновые структуры, так как нафтеновые кольца определяются вместе с алкильными заместителями с длиной цепи не выше С4. Данные этой таблицы по ароматическим структурам более правильно относить не к типу замещения (число и расположение заместителей в бензольном кольце), . а к числу и расположению незамещенных Н-атомов, так как поглощение в этой спектральной области связано с неплоскими колебаниями атомов водорода в цикле. При таком понимании в указанных интервалах частот могут поглощать соответствующие гетероциклические соединения. Например, 2,3- и 2,4-диметилхинолинЫ содержащие группу из четырех незамещенных Н-атомов в углеводородном цикле и по одному в гетероцикле, имеют интенсивные полосы в области 755 и 900—850 см , соответствующие орто-замещению для углеводородного кольца и пентазамещению для гетероцикла [3]. Это относится также к полиядерным соединениям, для которых показано [14], что присутствие в них одиночных, двойных, тройных и четверных С—Н-групп вызывает появление [c.139]

Одной из попыток выяснения их природы является метод так называемого кольцевого анализа , подробно описанный в книге Ван-Неса и Ван-Вестена [И]. В основе этого метода лежит свойство приблизительной аддитивности ряда физических параметров в сложных углеводородных смесях для отдельных фрагментов молекул, подобно тому, что широко используется в рефрактометрическом анализе. Однако тщательное рассмотрение этих методов (в настоящее время их имеется довольно много) показывает, что надежными являются лишь выводы об элементарном составе фракций, что в сочетании с определением молекулярного веса и с независимым определением числа бензольных колец позволяет судить о среднем числе нафтеновых колец, присутствующих в молекуле нефтепродукта. Ни о природе этих колец, ни об их взаимном расположении на основании кольцевого анализа узнать нельзя. Даже относительная концентрация углеродных атомов, приходящихся на парафиновые цепочки, нафтеновые и ароматические кольца, может быть оценена лишь с большой условностью. Необходимо введение гипотезы о типе нафтеновых и ароматических систем, за каковой школа Уотермана принимает тип линейно-конден-сированных бензольных и циклогексановых колец, как в антрацене и пергидроантрацене. [c.446]

Состав выражен в виде среднего отношения структурных грунн (структурно-грунповой анализ). В качестве структурных групп издавна приняты ароматические кольца, нафтеновые кольца и парафиновые цепи. С одной стороны, принято определять число колец и других структурных элементов в предполагаемой так называемой усредненной молекуле образца (т. е. в такой молекуле, в которой структурные группы находятся в том отношении, которое определено при помощи структурно-группового анализа). Такие данные обычно называют содержанием колец . С другой стороны, вошло в обычай определять количество атомов углерода, входящих в ароматические, нафтеновые и парафиновые структуры, считая на 100 атомов углерода в образце, т. е. выражать процентное содержание углерода, входящего в различные структуры. Такой вариант структурно-группового анализа авторы называют определением распределения углерода , так как он дает распределение углерода между ароматическими, нафтеновыми и парафиновыми структурами. Таким образом, распределение углерода указывает на относительные количества углерода в ароматических, нафтеновых или парафиновых структурах. [c.19]

Первое изменение относится к выражению результатов структурного анализа и заключается в применении доли углерода, содержащейся в ароматических, нафтеновых и парафиновых структурах вместо процентного содержания ароматических колец, нафтеновых колец и парафиновых боковых цепей . Эта замена приводит к тому, что больше не требуется знать распределения водорода по различным структурным элементам, так как принимается во внимание только углеродный скелет. Очевидно, что состав масляной фракции лучше выразить распределением углерода между парафиновыми, нафтеновыми и ароматическими структурами в процентах от общего числа атомов углерода, так как в этом случае распределением атомов водорода между кольцами и цепями можно пренебречь. Это хорошо видно на с-ледуюшем примере. Гексилбензол и гексаметилбензол имеют одну и ту же эмпирическую формулу С 2Н 8. В обоих случаях углерод, содержащийся в ароматических структурах (% С а), составляет 50%. Однако процентное содержание ароматических колец для гексил-бензола равняется 47,5 и для гексаметилбензола—44,4, так как в первом случае в качестве части ароматического кольца включено пять атомов водорода, а во втором случае—ни одного. Из этого примера ясно, что для точного определения процентного содержания ароматических колец требуется значительно больше сведений о строении фракции, чем для определения процента углерода, содержащегося в ароматических структурах, причем этими сведениями мы обычно не располагаем. Таким образом, применение понятия распределения углерода среди ароматических, нафтеновых и парафиновых структур не только проще, но и более логично, так как такие цифры лучше отран ают экспериментально определяемые величины. [c.297]

В последнее время для детального изучения масляных фрак ций стали применять также масс-спектроскопию и спектроскопию в ультрафиолетовой области. Такие детализированные исследования весьма трудоемки. Более доступными являются методы. группового анализа. Однако само понятие о групповом анализе для масляных фракций отличается от аналогичного понятия для бензино-керосиновых фракций. Как уже неоднократно подчеркивалось, в высокомолекулярных погонах нефти преобладают смешанные гибридные углеводороды с разным числом колец и самых различных гомологических рядов. Именно поэтому в последнее время отказались от широко распространенного ранее метода анилиновых точек определения ароматических, нафтеновых и парафиновых. углеводородов, в котором удаление ароматических углеводородов проводилось серной кислотой. Принципиальный недостаток этого метода — отнесение к ароматическим всех сульфирующихся углеводородов, в которых доля ароматического кольца может быть очень невелика. Кроме того, весьма приблизительны и расчетные коэффициенты. Четкое разделение компонентов масляных фракций на группы углеводородов с общей эмпирической формулой пока еще неразрешимая задача. Кроме того, исследование химического состава масел находится еще на таком уровне, что не реальна даже сама постановка этого вопроса, так как точно не известно, какие именно группы высокомолекулярных углеводородов присутствуют в нефти. Поэтому, когда говорят о групповом составе, масляных фракций, то имеют в виду лишь те группы углеводородов с более или менее общими свойствами, которые на современном этапе удается концентрировать и отделять друг от друга путем избирательной адсорбции на некоторых адсорбентах. [c.139]

Уменьшение плотности конденсатов, возрастание в них содержания наиболее миграционноспособных УВ (метана) и снижение количества ароматических УВ с параллельным уменьшением их цикличности связано, по-видимому, с определенными фильтрационными процессами, при которых конденсаты, прошедшие наибольшее расстояние при миграции, имеют меньшую плотность по сравнению с теми, залежи которых расположены вблизи этой области [11]. Увеличение цикличности парафино-нафтеновой фракции при фильтрации, на первый взгляд, не должно происходить, однако следует учесть, что в этой фракции, лишь треть молекулы связана с кольцами, т. е. очень мало нафтеновых колец и много разветвленных цепей и, по-видимому, не исключена возможность потерь нафтеновых колец с большим количеством боковых цепей, за счет чего и наблюдается относительное и очень небольшое увеличение числа нафтеновых циклов. [c.114]

Однако в применении к масляным фракциям этот метод имеет ряд существенных недостатков. Не говоря уже о том, что не имеется достаточно обоснованных коэффициентов для расчета как ароматических, так и особенно нафтеновых углеводородов, укажем на следующий принципиальны недостаток. При обработке фракции серной кислотой вместе с типичными ароматическими углеводородами (производными бензола, нафталина, антрацена и других 1<ольчатых структур с короткими боковыми цепями) в реакцию будут вступать также и такие углеводороды, в которых ароматические кольца имеют подчиненное значение. К ним относятся ароматические с длршными парафиновыми боковыми цепями или большим числом более коротких, смешанные нафтено-ароматические с боковыми цепями различной длины, углеводороды типа тетра-лина, гидроантрацена и т. и. Все эти углеводороды будут удаляться в той или иной степени серной кислотой, если только ароматическое кольцо не окажется полностью экранированным радикалами неароматического характера. Следовательно, по результатам анализа все подобные вещества будут отнесены к чисто ароматическим углеводородам. Это и принципиально неверно, так как свойства таких углеводородов отражают их многофункциональное строение, а пе только наличие ароматического кольца, и, кроме того, это скажется на результатах определения нафтенов и парафинов. Таким образом, групповой анализ масляных фракций дает весьма ириблизительное представление об их химическом составе. [c.160]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология