Гетероэлементы в нефтях

Азот в форме разнообразных органических соединений входит в состав практически всех нефтей и в большинстве случаев по своей распространенности занимает второе или третье место среди гетероэлементов нефти. Знание химической природы азотистых соединений (АС) так же, как и других нефтяных компонентов, необходимо для решения фундаментальных вопросов, связанных с образованием и превращениями нефтей в условиях осадочной толщи, с поиском новых путей рационального использования нефтяного сырья. Постоянный интерес исследователей к нефтяным азотсодержащим веществам нашел отражение в ранее опубликованных обзорных работах [2, 10, 80, 683—685]. [c.119]

Рис. 1.15. Распределение гетероэлементов в остатках, полученных последовательным растворением гудрона кувейтской нефти в гептане, пентане, бутане и пропане.

Каркас молекул ВМС нефти, подобно остальным нефтяным компонентам, сложен из атомов С, составляющих 78—89% мае. еще 8,0—10,5% приходится на долю водорода [6, И и др.]. В смолах и асфальтенах сосредоточена большая часть присутствующих в нефти гетероэлементов й металлов, могущих составлять суммарно до 14% мае., в том числе сера —до 9%, кислород — до 5 и азот — до 3%. Смолисто-асфальтовые компоненты окисленных битумов могут содержать еще большие, чем указано, количества кислорода, но меньше других гетероэлементов. Асфальтены обычно отличаются от смол того же источника повышенным содержа- [c.189]

Сырьевые или нативные-материнские факторы, определяемые физико-химическими свойствами сырья коксования, которые, в свою очередь, определяются физико-химическими свойствами нефтей, поступающих на заводы. Эти факторы относятся к наиболее трудно управляемой группе факторов, так как связаны с поступающей на завод нефтью, по которой трудно изменить ситуацию. В особенности проблемным обеспечение получения качественных коксов по первой группе факторов является для России, где на большинстве заводов перерабатываются сернистые нефти, а выделение отдельных малосернистых нефтей или привлечение гидроочищенных остатков вызывает существенное повышение себестоимости коксов. Указанное относится и к содержанию гетероэлементов, и к другим нативным факторам. [c.81]

Выше обсуждались вопросы, связанные с выяснением молекулярной структуры нефтяных асфальтенов вне зависимости от молекулярной структуры нефтяных смол. Между тем, в предыдущих главах мы неоднократно подчеркивали генетическую связь этих не-углеводородных высокомолекулярных соединений нефти. Рассмотрим теперь наличие общности и различия в строении молекул смол и асфальтенов, так же как мы сделали это в случае их элементного состава. Д. Эрдман в одной из своих работ [14] рассмотрению структурно-молекулярных вопросов смолисто-асфальтеновых веществ нефти предпослал характеристику их химического состава. Смолы и асфальтены, но мнению Эрдмана, представляют собою смеси высокомолекулярных неуглеводородных соединений нефти, в которых содержатся такие гетероэлементы, как кислород, азот и сера, а также небольшие количества ванадия и никеля. Используя большой комплекс физических методов для изучения углеродного скелета и соотношения в нем атомов углерода различной природы (ароматический, нафтеновый, парафиновый) в молекулах смол и асфальтенов, выделенных из сырых нефтей, природных асфальтенов и продуктов высокотемпературной переработки нефти, многие исследователи при решении принципиальных вопросов пришли к аналогичным выводам. В работах Эрдмана сделаны некоторые обобщения этих экспериментальных результатов. Важное научное значение имеет положение о том, что молекулы смол и асфальтенов состоят из нескольких плоских двухмерных пластин конденсированных ароматических и сферических нафтеновых структур, б.тиз-ких но своему строению. Принципиальное различие между смолами и асфальтенами, проявляющееся в различной их растворимости [c.98]

Методами масс-спектрометрии и радиоспектроскопии, в результате исследования более 2000 образцов, показано, что ни содержание серы, ни содержание других гетероэлементов, в том числе металлов, ни ароматичность не могут служить критериями существования асфальтенов в нефтях и продуктах вторичного происхождения (см. таблицу). [c.95]

Нефти содержат углерод, водород и небольшие количества серы, кислорода, азота И различных металлов. Эти гетероэлементы обычно входят в состав молекул сложных органических соединений, причем в товарных продуктах гетероэлементы могут находиться в виде соединений совершенно иного типа, чем в исходной пефти. В бензине содержится более тысячи различных органических соединений, в керосинах — более 100 ООО, а в тяжелых нефтяных фракциях — несколько миллионов. [c.95]

В результате все нефти по составу бензинов были разделены на четыре подгруппы I А, I Б, ИА, 11Б (табл. 11), Нефти первой подгруппы имеют повышенные плотность, содержание гетероэлементов и асфальто-смолистых веществ. Часто подобные нефти считают окисленными или образовавшимися из незрелого ОВ. Нефти же, близкие по свойствам второй группе, называют катагенно измененными. Некоторые из них очень похожи на конденсаты. [c.39]

Как и кислородсодержащие соединения нефти, серосодержащие неравномерно распределены по ее фракциям. Обычно их содержание увеличивается с повышением температуры кипения. Однако, в отличие от других гетероэлементов, содержащихся в основном в асфальто-смолистой части нефти, сера присутствует в значительных количествах в дистиллятных фракциях. Например, в нефтях Волго-Уральской впадины и Западной Сибири до 60 % серы находится во фракциях, выкипающих до-450 °С. [c.279]

Металлы составляют обширную фуппу гетероэлементов, образующих с углеводородами сложные соединения. Содержание металлов в нефтях невелико и редко превышает 0,05% (мае.) (500 мг/кг). Всего в нефтях разных месторождений обнаружено около 30 металлов, среди которых наиболее распространенными являются ванадий, никель, железо, цинк, медь, магний, алюминий. В табл. 2.1 приведены данные по содержанию металлов в нефтях, позволяющие получить общую количественную картину. [c.71]

Металлсодержащие ГАС. В нефтях обнаружено около 30 гетероэлементов - металлов, главным образом металлов переменной валентности (V, N1, Ре, Мо, Со, W, Си, Сг, Т1 и др.). Содержание их невелико и, как было указано выше, редко превышает 0,05% (мае.) [500 мг/кг]. [c.96]

Асфальтены - концентрат наиболее высокомолекулярных соединений нефти (в основном ГАС) со спектром молекулярных масс от 1500 до 4000. В нефти они находятся в виде коллоидных частиц, а будучи вьщелены из нефти, представляют собой твердые аморфные частицы черного цвета. Содержание асфальтенов в нефти обычно не превышает 10% (мае.). Они более бедны водородом, чем смолы (Н С =9+11%), и концентрация гетероэлементов в них выше (серы - до 9, азота - до 3, кислорода - до 8, металлов - до 0,15%). [c.98]

Основные химические элементы, из которых состоит нефть, — углерод и водород. Содержание углерода в нефти 83-87%, а водорода 11,5—14,5%. Главные компоненты нефти — углеводороды (УВ), кроме того, в нефти присутствуют гетероэлементы — кислород, азот, сера, фосфор и др. Концентрации основных из них сера до 7-8% (обычно меньше), азот до 2%, кислород до 4%, фосфор до 0,1%, а также многочисленные микрокомпоненты, среди которых по концентрации вьщеляются ванадий и никель, а также железо, цинк, вольфрам, ртуть, уран и др. [c.14]

Помимо углеводородов в нефтях присутствуют соединения, содержащие гетероэлементы (кислород, азот, серу, а также десятки других элементов), из-за малого содержания которых они называются микроэлементами (МЭ). Микроэлементы — это металлы V, Ni, Fe, u, Mn, Ti, Со, r, Ba, Sr, Pb, Hg, Mo, U и др. и неметаллы Br, I, С1 и др. [c.27]

Подавляющая часть гетероэлементов и МЭ присутствует в смолах и асфальтенах, однако не исключено попадание их в процессе аналитических операций в малых количествах и в углеводородные фракции нефти. Существует связь между количеством гетероэлементов в нефтях и ее плотностью. [c.27]

Из всех фракций нефти более всего обогащены МЭ асфальтены. Установлено, что при этом асфальтены характеризуются повышенным содержанием гетероэлементов, кроме того, концентрация МЭ растет с увеличением молекулярной массы асфальтенов. [c.32]

Битуминозные компоненты ОВ аналитически вьщеляются как битумоиды (в отличие от битумов — природных продуктов преобразования нефти). Битумоиды — компоненты ОВ, извлекаемые из ОВ и породы органическими растворителями — хлороформом, бензолом, петролейным эфиром, ацетоном, спирто-бен-золом, четыреххлористым углеродом и др. Битумоиды, извлекаемые различными растворителями, количественно и качественно отличаются друг от друга, поэтому необходимо указывать вид растворителя. В практике геохимических исследований и нефтепоисковых работ обычно используется хлороформ, экстрагирующий наиболее нейтральные, близкие к нефти по составу фракции ОВ, и спирто-бензол, извлекающий более кислые компоненты — смолы, кислоты. В таком случае выделяют соответственно хлороформенный битумоид (ХБ) и спирто-бензоловый битумоид (СББ). Элементный состав битумоидов изменяется в зависимости от степени катагенетического преобразования ОВ пород и генетического типа ОВ. По сравнению с нефтью ХБ беднее углеродом и водородом и богаче гетероэлементами С = 73-82%, Н - 8-11%, 1(0+К+8) = 7-20%. [c.79]

Так как в смолистоасфальтовых соединениях концентрируется главная часть всех гетероэлементов, а плотность нефти тоже в большой степени связана с ее смолистостью, то наличие корреляций между содержанием азота и отмеченными выше физико-химическими свойствами нефтей становится не только понятным, но и необходимым. [c.123]

Указанные закономерности распределения серы широко проверены на нефтях разной химической природы и в разных лабораториях. Отсюда следует, что в высокомолекулярной части нефти практически вся сера соединена конституционно с ароматическими структурами как в виде сернистых производных углеводородов, так и в виде производных углеводородов, содержа-ш их, кроме серы, и другие гетероэлементы (О, К, металлы). Так, из учкызыльской нефти южноузбекистанских месторождений было выделено соединение, содержащее в молекуле одновременно атом серы и атом азота [13 . Соединению этому приписана тиазольная структура [c.336]

В нефтяных смолах и асфальтенах наряду с серой сосредоточен почти весь кислород нефти, а также др>гие гетероэлементы. Закономерности распределения серы и сераорганических соединений в высокомолекулярной обессмоленной части ромашкинской нефти видны из данных, приведенных в табл. 61 и 62 и на рис. 52. [c.336]

Еых элементов колеблется в более широких пределах в завпсимостп от природы нефти, а пмепно серы 0—9%, кислорода 1 — 9% и азота 0—1,5%. Следовательно, химическая прпрода нефтп наиболее сильно сказывается на качественном и количественном составе гетероэлементов в асфальтенах, тогда как содер -капие С п Н изменяется в сравнительно узких пределах. [c.512]

Характерные особенности смоло-асфальтеновых веществ (САВ) - значительные молекулярные массы, наличие в их составе различных гетероэлементов, полярность, парамагнетизм, высокая склонность к межмолекулярным взаимодействиям и ассоциации, полидисперсность и проявление выраженных ко.шюидао-дисперсных свойств -способствовали тому, что для их исследования оказались неподходящими методы, обычно применяемые при анализе шпкпкипяптих компонентов. Учитывая специфику изучаемого объекта, Сергиенко более 30 лет тому назад выделил химию высокомолекулярных соединений нефти в самостоятельный раздел химии нефти и внес крупный вклад в ее становление своими основополагающими работами [142, 143]. [c.24]

Падение уровня добычи нефти при возрастащем спросе на моторные топлива ставит перед нефтепереработчиками проблему переработки высокомолекулярного нефтяного сырья в более светлые нефтепродукты. Использование известных способов переработки, таких как каталитический крекинг, гидрокрекинг, ги 1рообессеривание, сильно затруднено высокой коксуемостью сырья и большим содержанием гетероэлементов 3, N, V, N1 ж другие) [I]. [c.156]

Из приведенных в табл. 95 и 96 данных видно, что все асфальтены характеризуются содержанием углерода в пределах 80—86%, содержанием водорода 7,5—9,5% и довольно постоянным (за редкими исключениями) отношением С Н, а именно 9—11-процентное или 0,85—0,90 атомное. Содержание в них гетероатомов (3, N, О) и зольных элементов колеблется в более. широких пределах в зависимости от природы нефти, а именно серы 0- -9%, кислорода 1-1-9% и азота О 1,5—2%. Следовательно, химическая природа нефти наиболее сильно сказывается на качествешюм и количественном составе гетероэлементов п асфальтенах, тогда как содержание С и Н изменяется в сравнительно узких пределах. [c.363]

Специфичность свойств смолоасфальтеновых веществ (значительные молекулярные массы, наличие гетероэлементов, парамагнетизм, полярность, выраженные коллоидно-дисперсные свойства, склонность к межмолекулярному взаимодействию и ассоциации) привела к обособлению самостоятельного раздела химии нефти -химии высокомолекулярных соединений нефти [43-45]. [c.33]

Исходным сырьем для получения нефтяных остатков являются малосериистые (мангышлакские, ширванские, котур-тепинские и др.), сернистые (западносибирские, ромашкинские) и высокосернистые (типа арланской, чекмагушской) нефти. Указанные нефти различаются содержанием не только серы, но и асфальто-смолистых веществ, парафиновых и других углеводородов и их соотношением, а также кислотностью и зольностью. Эти различия создают неодинаковые условия структурирования остатков в процессе их получения и дальнейшем воздействии на такие остатки параметров процесса. Происхождение нефтяных остатков (прямогонный, крекинг-остаток и дистиллятный крекинг-остаток) и содержание гетероэлементов (серы, металлоорганических соединений) существенно влияют на ход и технологическое оформление процесса производства пеков и кокса. Наиболее эффективные результаты при ироизводстве иеков и кокса игольчатой структуры получают из остатков дистиллятного ироисхождения. [c.222]

Часто все три рассмотренных выше гетероэлемента (сера, азот, кислород) присутствуют одновременно, а возможно, даже в одной и той же молекуле. Такие высококипящие остаточные комноненты или комплексы обычно отличаются низким содержанием водорода кроме того, иногда они связаны и с металлами, присутствуюшдлш в нефтях. Металлорганические соединения разлагаются в присутствии активных катализаторов с выделением свободного металла, являющегося каталитическим ядом, адсорбируемым или отлагающимся на поверхности катализатора и физически изменяющим природу этой поверхности следовательно, они влияют на активность и избирательность катализатора. [c.140]

Серосодержащие соединения нефти. Сера является наиболее распространенным гетероэлементом в нефтях и нефтепродуктах. Интерес к серосодержащим соединениям нефти возрос в связи с проблемой переработки высокосернистых нефтей. В пластовых нефтях содержится от 0,01 до 14% масс. серы. Низким содержанием серы характеризуются нефти Белоруссии, Азербайджана, значительным количеством серосодержащих соединений — нефти Урале-Поволжья и Сибири количество серы в Арланской нефти достигает до 3,0% масс., а в Усть-Балыкской — до 1,8% масс. Из зарубежных наиболее высоким содержанием серы отличаются нефти месторождения Эбано-Панук (Мексика, 5,4% масс.), Роузл Пойнт (США — до 14% масс.). В нефтях идентифицированы гомологи меркаптанов (тиолов), обладающие кислотными свойствами и коррозионной активностью. Кроме того, в значительных количествах содержатся органические сульфиды, полисульфиды и гомологи тиофена. [c.43]

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. Низким содержанием серы характеризуются нефти следующих месторождений Озексуат-ское (0,1%)), Сураханское (Баку, =0,05 %), Доссорское (Эмба, =0,15%>), Бориславское (Украина, 0,24%)), Узеньское (Мангышлак, 0,25 %), Ко-тур-Тепе (Туркмения, 0,27%), Речицкое (Белоруссия, 0,32%>) и Сахалинское (0,33-0,5%)). Богаты серосодержащими соединениями нефти У рало-Поволжья и Сибири количество серы в Арланской нефти достигает до 3,0% масс., а в Усть-Балыкской - до 1,8%> масс. Из зарубежных наиболее высоким содержанием серы отличаются нефти Албанская (5-6%) масс.), месторождения Эбано-Пануко (Мексика, 5,4% масс.), Роузл Пойнт (США - до 14%) масс.). В последнем случае практически все соединения нефти являются серосодержащими. [c.79]

Сера — наиболее распространенный гетероэлемент в нефтях и нефтепродуктах. Содержание ее в нефти колеблется от сотых долей процента до 14 % (нефтепроявление Роузл Пойнт, США). В последнем случае почти все соединения нефти являются серосодержащими. Наиболее богаты серосодержащими соединениями нефти, приуроченные к карбонатным породам. Нефти терригенных (песчаных) отложений содержат в 2—3 раза меньше серосодержащих соединений, причем максимум их содержания наблюдается у нефтей, залегающих на глубине 1500—2000 м, т. е. в зоне главного нефтеобразования ( нефтяное окно ). [c.279]

Содержание нейтральных гетероатомных соединений колеблется от 4,5 до 16,4/й мае. Содержание гетероэлементов в этих фракциях довольно высоко и взаимосвязано между собой. Большее содержание азота связано с относительно небольшим содержанием кислорода и серы (нейтральные ГАС гудронов котуртепинской нефти и нефти Нефтяные камни). В нейтральных ГАС гудронов сернистых нефтей (арланской и самотлорской) содержится меньшее количество азота и соответственно большее - кислорода и серы. Результаты определения элементного состава подтверждаются данными, полученными по ИК-спектрам нейтральные ГАС малосернистых остатков представлены в основном амидами и бензологами пиррола нейтральные ГАС сернистых остатков -кётонами возможно, тиофенами и сульфидами. [c.94]

Другой генетической классификацией горючих полезных ископаемых, построенной также по их элементному составу, является схема А.Ф. Добрянского. Она представляет собой треугольную диаграмму, по сторонам треугольника отложено в процентах содержание углерода, водорода и суммы гетероэлементов (кислорода, азота и серы). Все точки, соответствующие элементным составам каустобиолитов разных классов, сгруппированы в две расходящиеся вверху вытянутые линии, отражающие две ветви преобразования единого исходного вещества. Схема превращения сапропелитов от керогена горючих сланцев через оксиасфальты и мальты в нефти, предлагаемая А.Ф. Добрянским (правая ветвь диаграммы), не отвечает действительным соотношениям, существующим в природе. И.О. Брод обратил внимание на то, что генетическую классификацию каустобиолитов вряд ли целесообразно строить на основе элементного анализа, поскольку количественное соотношение атомов углерода и водорода может быть сходное у веществ, имеющих совершенно различное строение и генезис. При этом он отмечает удачность генетической классификации В.А. Клубова, построенной также по элементному составу, но, прибегая к иной системе изображения элементного состава, [c.11]

Гетероэлементы входят в состав неуглеводородных соединений — смол и асфальтенов. Содержание смолисто-асфальтеновых компонет ов, так же как и гетероэлементов, в целом в нефтях невелико, но их содержание во многом определяет свойства нефтей. Смолы — вязкие полужидкие образования, содержащие кислород, азот и серу, растворимые в органических растворителях, молекулярная масса изменяется в от 600 до 2000. Асфальтены — твердые вещества, нерастворимые в низко молекулярных алканах, содержащие высококонденсированные УВ структуры с гетероэле- [c.14]

Серосодержащие соединения. Сера является наиболее распространенным гетероэлементом в нефтях и продуктах ее преобразования. Содержание серы в недрах колеблется от сотых долей до 15% (некоторые нефти Калифорнии). Наиболее богаты серой нефти, пространственно связанные с не терригенными породами — карбонатами, эвапоритами, силицитами, вулканогенными породами. Сера присутствует как в смолисто-асфальтеновой части, так и в дистиллятных фракциях, причем в основном в высококипящих. В нефтях сера встречена в виде элементной серы, сероводорода, меркаптанов, сульфидов, дисульфидов и производных тиофена, а также в виде сложных соединений, содержащих кроме серы и другие гетероэлементы (рис. 1.8). [c.29]

Особенностью всех незрелых нефтей является их обогащенность смолисто-асфальтеновыми компонентами. В основном это тяжелые нефти, и если среди них встречаются нефти относительно легкие, как, например, нефти месторождения Окружное Восточного Сахалина, то содержание смолисто-асфальтеновых компонентов в них достаточно высокое (до 24%). Исходное ОВ нефтематеринских кремнистых толщ Сахалина и Камчатки по генезису отвечает типично сапропелевому, но несколько отличается повышенным содержанием гетероэлементов и структурой. Такой состав обусловлен значительным вкладом бактериального ОВ, присутствие которого подтверждено соответствующими биомаркерами. Процессы деструкции подобного вещества будут протекать несколько иначе. [c.185]

Опыты по термолизу различных фракций ОВ нефтематеринской толщи Восточного Сахалина — пиленгской свиты — показали, что эти нефти, так же как УВ битумоидов пиленгской свиты, генетически не связаны с керогеном, точнее, с теми структурными элементами керогена, которые сформировались к среднему протокатагенезу. Образование этих флюидов происходило прежде всего за счет растворимого смолисто-асфальтенового комплекса, обогащенного кислыми компонентами. Этот комплекс содержит в значительном количестве гетероэлементы. В диагенезе гетеро-элементы частично, в зависимости от структуры молекулярного веса и способа упаковки, или попадают в растворимую часть ОВ — битумоиды, или по большей части участвуют в формировании керогена, при этом в значительной степени разрыхляют его структуру. [c.186]

Таким образом, образование УВ в протокатагенезе в ощутимых количествах или формирование незрелых нефтей происходит в толщах, содержащих ОВ, изначально обогащенное липидными (битуминозными) компонентами, содержащими в повышеных концентрациях гетероэлементы. В кайнозойских кремнистых тол-шах это бактериально-фитогенное ОВ со значительной долей битуминозных компонентов, образовавшихся из липидов запасных веществ фитопланктона и бактериальных липидов. Ранние нефти будут генерироваться в значительных количествах далеко не любым ОВ, а только тем, в структуре которого заложены пред- [c.186]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология