Соединения ароматического ряда как компоненты нефти

При помощи инфракрасной спектроскопии и аналитических методов можно определять структурные характеристики молекул, содержащихся во всех фракциях битумов, в частности в асфальтеновых, с расшифровкой типа конденсации, длины алифатических цепей, ароматичности и полярности> ИК-спектроскопию применяют также для изучения порфиринов ванадия и никеля, содержащихся в нефтях и битумах, для исследования кислородсодержащих функциональных групп в окисленных битумах. Таким методом показано, что омыляемые вещества битума содержат главным образом эфирные группы и что почти полностью отсутствуют ангидриды и лактоны. Методом селективного поглощения фракций показано различие химического состава битумов, полученных из разного сырья, а также изменение их строения по мере углубления окисления сырья. Растворы в четыреххлористом углероде или сероуглероде компонентов окисленных битумов (типов гель, золь — гель и золь), полученных разделением с использованием бута-нола-1 и ацетона и подвергнутых инфракрасному исследованию в области спектра 2,5—15 мк мкм) с призмой из хлористого натрия, показали, что в сильнодисперги-руемых битумах типа золь самое высокое содержание ароматических колец в каждом компоненте [480], Количество групп СНз почти одинаково в алифатических и циклических соединениях. Метиленовых групп парафиновых цепей значительно больше содержится в соединениях насыщенного ряда. Как правило, их число уменьшается при переходе битума от типа гель к типам золь — гель и золь. [c.22]

При Д. И. Менделееве вопрос получения углеводородов путем каталитического синтеза не был разработан в-достаточной степёди. С особой показательностью он выступает в вышеупомянутых опытах Сабатье, где роль катализаторов играет никель. В носдед-нее время исследования Бергиуса показали, что гидрогенизация непредельных соединений может происходить и без наличия катализаторов, но при высоком давлении и температуре в 200— 300° С. Опыты В.. Н. Ипатьева также показали, что в случае высокого давления и- присутствия окислов металлов возможны реакции полимеризации ацетилена и его ближайших гомологов и образование ароматических углеводородов, которые при последу-юш,ей. гидрогенизации дают нафтены. Другимп исследователями произведен ряд опытов по полимеризации и гидрогенизации разного рода ненасыщенных углеводородов, в результате которых получались углеводороды аро. штического и нафтенового рядов. Одним словом, при действии воды на карбиды и в результате последующих реакций полимеризации и гидрогенизации, при наличии катализатора, пли высокого давления и температуры могла возникнуть сложная смесь углеводородов, являющихся главнейшей составной частью современных нефтей. Допуская же существование в земных недрах не только карбидных, но и карбонильных соединений железа, никеля и других тяжелых металлов, а также нитридов металлов, п принимая во внимание наличие в земной коре сульфидов, можно вполне объяснить присутствие в нефти азотистых, сернистых соединений, водорода и окиси углерода, т. е. всех второстепенных компонентов современных нефтей и все разнообразие пх. [c.304]

Основным компонентом нефти являются углеводороды, которые различаются содержанием углерода и водорода в молекуле, а также ее строением. Углеводороды нефти относятся к следующим группам, или рядам парафиновые (насыщенные, алканы), нафтеновые (цикланы), ароматические (арены). В нефтях обычно преобладают парафиновые и нафтеновые углеводороды. В процессе переработки нефти образуются также олефиновые и диолефиновые (непредельные, ненасыщенные) углеводороды. Преобладание той или иной группы углеводородов в природной нефти или нефтепродуктах, а также присутствие в них серо-, азот- и кислородсодержащих соединений придает этим продуктам специфические свойства. [c.7]

Современное летнее ДТ, получаемое смешением компонентов из средней и нижней отпарных колонн установок прямой перегонки нефти, характеризуется сравнительно узким фракционным составом (t9o- t2o) = 98° и довольно высоким содержанием н-алканов (20.4%) и нафтено-изопарафиновых углеводородов (55.8%) [13, 40]. Нормальные парафиновые углеводороды включают соединения от С,о до С25, наибольшее количество приходится на долю углеводородов С,5-С,8 (8,93%). Содержание ароматических углеводородов в топливе достигает 24.2%, доля моно-, би- и полициклических соединений уменьшается в ряду 17.9 5.3 1.0. Имеет место преимущественное содержание моноциклических ароматических углеводородов, представляющих собой смешанные структуры со сравнительно короткими алкильными заместителями [40]. [c.23]

Азотистые соединения нефтей принадлежат к разным классам, отвечающим общей формуле H2n-z, где z может иметь значения от 4-2 до —28 (Л. Снайдер, 1969). Азотистые соединения основного характера, наиболее хорошо изученные в настоящее время, относятся к ряду пиридина, хинолина, изохинолина и их производных, содержащих насыщенные и ароматические циклы. Среди других азотистых соединений основными являются компоненты с пир-рольными циклами, относящиеся к группам пиррола, индола, кар-базола и бензокарбазола. [c.73]

Традиционно сложившееся понятие группового химического состава нефтепродуктов обусловливает выделение ряда углеводородных групп насьпценные, олефиновые, ароматические с одним, двумя, тремя и более конденсированными циклами. Неуглеводородные соединения выделяются в виде групп полярных соединений, или смол, без разделения на классы соединений. Отдельно выделяются обычно асфальтены как соединения, нерастворимые в легких парафиновых углеводородах. Эта традиционность связана, конечно, в первую очередь с невозможностью, а в большинстве случаев и ненужностью разделения нефти на индивидуальные компоненты. [c.11]

В работах сборника рассматриваются вопросы превращения и реакционной способности углеводородов на примере индивидуальных компонентов нефти. Большинство работ посвящено термокаталитическим превращениям углеводородов различных классов — метанового, нафтенового, ароматического и жирноароматического рядов — на алюмосиликатных катализаторах. Часть работ касается каталитических превращений кислородсодержащих соединений, являющихся довольно частыми компонентами некоторых типов нефтей, — кислот, фенолов и жирноароматических спиртов. Ряд статей освещает вопросы строения и состава керогенов сланца и проблемы, связанные с происхождением и метаморфизмом нефти. Две статьи посвящены изучению термической и термоокислительной устойчивости моторных топлив и исследованию режима их сгорания. в сборник включены также и работы по термодинамике и кинетике процессов превращения нефти. [c.2]

Метод ЯМР-спектроскопии наряду с другими физико-химическими методами широко применяется для целей СГА [1—11]. Была показана возможность применения метода ЯМР для количественного анализа состава фракций нефтей [6]. Проведено отнесение и выделение аналитических областей сигналов ядер и С в различных структурных фрагментах компонентов углеводородных смесей [6, 7, 10]. На основании экспериментальных данных по распределению атомов Н и С, подучаемых из спектров ЯМР, рассчитываются по различным схемам структурно-групповые (СГ) параметры средней молекулы [6—11]. В предлагаемых схемах расчета используются также дополнительные данные об элементном составе, средней молекулярной массе и другие физико-химические характеристики. На основе стехиометрических соотношений углеводородных соединений в наиболее распространенных нефтях и с использованием ряда допущений выведены системы уравнений, по которым определяют широкий набор структурны параметров степень ароматичности, количество и размеры ароматических блоков, количество и размеры циклических блоков, среднюю степень их замещения и др. Этот подход получил название интегральный структурный анализ (ИСА) [12, 13]. [c.138]

ДЛЯ ароматических углеводородов нефти и, как уже указывалось, связь между этими соединениями близка и, вероятно, имеет генетический характер. Структурно-групповой анализ ясно говорит о наличии в смолах 3—4 ароматических циклов, от 1 до 2 нафтеновых и метановых цепей. По-видимому, основными структурными элементами смолистых веществ являются конденсированные циклические системы из ароматических и нафтеновых колец, а также гетероциклических систем, связанных друг с другом короткими алифатическими цепями. В литературе можно найти несколько примеров подобных формул, в которых принимают участие из гетерогенных элементов сера и кислород. Хотя эти формулы строения не могут быть доказаны, тем не менее в них содержатся все структурно-групповые компоненты природных смолистых веществ. Для схемы, приводимой ниже, вычисленный молекулярный вес составляет 750 элементарный анализ близок к реальным смолам С — 83,20%, Н —10,40%, сера 4,27%, кислород — 2,13% гомологический ряд С,Д 2п-2б [c.149]

Деструктивная переработка нефти, ведущая к обогащению продуктов ненасыщенными углеводородами и некоторыми другими соединениями, в значительной степени усложняет анализ даже сравнительно низкокипящих фракций. Газообразная смесь, включающая углеводороды до С , может содержать более 20 компонентов, в том числе и такие трудноразделяемые пары, как изобутен — бутен-1. Б связи с этим вопросы хроматографического анализа содержащих олефины систем рассматривались во многих публикациях, дать подробный обзор которых не представляется возможным. В настоящей главе основное внимание будет уделено лишь тем методикам исследования смесей, содержащих олефипы, которые могут быть непосредственно использованы д.ття анализа продуктов крекинга и пиролиза нефтяных фракций. Кроме того, ряд методик (анализ водородсодержащих газов, ароматических углеводородов и т. д.), рассмотренных в предыдущих разделах книги, применим для исследования состава продуктов крекинга, каталитической ароматизации и других процессов глубокой переработки нефти. [c.157]

Одним из путей повышения индекса пенетрации является либо получение битума из нефтей нафтено-ароматического основания, таких как Ярегская и Анастасиевская, либо снижение содержания насыщенных соединений в масляной части гудронов за счет их легкого термокрекинга, что и осуществляется на ряде заводов России и за рубежом. В связи со строительством комплекса глубокой переработки нефти на Киришском НПЗ, где предусмотрен процесс висбрекинга, появится возможность повышения индекса пенетрации за счет использования тяжелых остатков висбрекинга в качестве компонента сырья для производства окисленных битумов. [c.332]

Среди неуглеводородных компонентов нефти основное место занимают смолы и асфальтены. Эти сложные соединения состоят из полициклических ароматических и (или) нафтено-ароматических колец и связанных с ними парафиновых цепей, гетероатомов кислорода, азота и серы. Серы в нефтях мало, но ее присутствие, особенно в количрстве более 1 %, — важный фактор как для технологических процессов переработки, так и для решения ряда геохимических задач. [c.12]

Характеристика нефтей может быть выражена через количество содержащихся в них газа, бензина, лигроина, керосина, газойля и остатка. Пределы излтенения содержания этих фракций в ряде типичных нефтей США указаны в табл. 6. Однако в большинстве случаев эти природные или прямогонные фракции не пригодны для непосредственной реализации (разумеется, за исключением нефтяного остатка, используемого в качестве топочного мазута, и газов метана, этапа п пропана). Бутан обычно разделяют фракционированием на изомеры н- и изобутан часть н-бутана часто подвергают изомеризации. Прямо-гонные бензин и лигроин имеют слишком низкое октановое число для использования в современных бензинах, хотя еще недавно прямогонные компоненты представляли значительную ценность в производстве авпационных бензинов. Керосин должен быть подвергнут очистке для удаления ароматических компонентов и сернистых соединений. Газойль также необходимо подвергнуть обес-сериванию. И, что важнее всего, относительное содержание этих фракций в нефти практически никогда не соответствует нужному для удовлетворения требований рынка. [c.43]

Нефтяные смолы и асфальтены - это смесь олигомеров и полимеров, образованных из окисленных компонентов нефти, они имеют твердую или вязкую консистенцию, пластичны, устойчивы к окислению в водоемах. Фракции нефтяных битумов частично откладываются в донных осадках. Биодеградация бензольных смол сопровождается деструкцией соединений ароматического ряда с образованием алкановых цепей и алифатических эфиров. По ходу биологической очистки водоема от нефтяной пленки увеличивается соотношение ХПК/ БПК, поскольку остаются только труднорастворимые комгюненты (см. с. 42). [c.45]

Ароматические УВ с конденсированными бензольными кольцами, их алкильные производные, некоторые гетероциклические соединения, дифенилполиеновые УВ, терпеповые соединения и ряд компонентов неизвестного состава, образующих смолистые вещества нефтей, обладают сильной люминесценцией в видимой области спектра. При комнатной температуре и атмосферном давлении спектры люминесценции растворов нефтей и битумоидов состоят из щироких размытых полос (200—300 см ), вид и расположение некоторых не позволяют проводить идентификацию отдельных компонентов. [c.273]

Вышесказанное еще раз убеждает в том, что для достаточно обоснованной и убедительной оценки связи ИК-иоглощения со свойствами и структурой компонентов нефти необходимо детальное изучение ее фракций, каждая из которых имеет в ИКС свои характерные аналитические области поглощения [8]. Для случая легких углеводородных фракций речь идет о поглощении метильных и метиленовых групп как в парафиновых цепях различной длины и разветвленностп, так и в нафтеновых и ароматических циклах. Для определения состава насыщенных фракций по ИКС используется ряд методических разработок [9—11]. Основной принцип расчетов для многокомпонентных систем — расчет группового коэффициента поглощения, т. е. максимального (а ) или интегрального (В) коэффициента экстинкции 1 г определенной группы соединений на данной частоте [9] [c.21]

Основными компонентами вещества нефтей являются углеводороды метанового, нафтенового и ароматического гомологических рядов и гетероатомные соединения, сосредоточенные преимущественно в асфальтово-смолистых компонентах нефти. Доля последних в ее составе изменяется в довольно широких пределах - от 5-6 до 30 и даже 50%. В углеводородной части нефти за 52 года исследований, выполняемых Американским нефтяным институтом, обнаружено и идентифшщровано около 400 индивидуальных соединений. В СССР эффективно работают в этом направлении многие научные центры (Институт нефтехимического синтеза — ранее Институт нефти АН СССР, МГУ и ЛГУ, институты Министерства нефтяной промышленности и др.). Изучение этой части вещества нефти еще не закончено. Асфальтово-смолистая часть практически очень мало изучена, чему препятствуют пока методические затруднения. Сочетание, взаимосвязь и взаимоотношения различных компонентов в составе нефти остаются неясными и дискуссионными. [c.11]

Масляные фракции с высоким содержанием ароматических соединений можно получить, если подвергнуть фракции прямой гонки особой обработке, иапример извлечению растворителем или удалению при помощи хроматографии неароматических компонентов. Если такая обработка проведена тщательно и с применением надлежаще техники, то получаются однородные фракции , которые можно охарактернзовать по методу интерцепта рефракции (стр. 357) пли при помощи характеристических факторов по Смиттенбергу (стр. 191). В особых случаях (в случае низкокипящих фракций), когда в ароматической фракции нет нафтеновых колец, можно применить также метод Липкина—Куртца (стр. 352). Но так как до настоящего времени однородные фрак-ции были получены только в исследовательской работе, проводимой на высо ком уровне, указанные методы не имеют существенного практического значения нри анализе масляных фракций с высоким содержанием ароматических соединений. Тем не менее следует ожидать, что такого рода метод в будущем будет играть важную роль, так как хроматографическое разделение на ароматические и неароматические углеводороды и последующее фракционирование ароматической части с получением однородных фракций может стать довольно простым процессом. Мэр и др. [26] описали ряд ароматических масляных фракций, свохютва которых, повидимому, весьма подходят в качестве основных данных для сравнения различных методов анализа подобных фракций. Они извлекали ароматические углеводороды из нефти Среднеконтинентальных штатов (США), перегоняли экстракт и отбирали пять узких фракций, которые они обозначили начальными буквами алфавита. Эти образцы подвергали последовательно экстракции. [c.373]

Ответ докладчика. Сернистые соединения можно определять такими же способами, как и другие компоненты нефти. Значительная часть серы, содержащейся в тяжелых нефтепродуктах, присутствует в виде тиофеновых соединений, в частности бензотиофена, дибензотиофена и ряда нолицик.та-ческих соединений с тиофеновым кольцом. Молекулярное строение подобных соединений можно онределить на основе тех же принципов, которые используются при определении тина ароматических соединений. Другими словами, тиофеновые производные ведут себя при масс-спектральном анализе точно так же, как соединения бензольного ряда. Поэтому аналитическое определение всех этих циклических соединений осуществляется весьма легко. Наибольшие трудности встречаются при определении сульфидов, дисульфидов и меркаптанов.Эти соединения обычно не дают четко выраженных пиков в масс-спектрах и они всегда присутствуют совместно с ароматическими компонентами. Таким образом, задача сводится к идентификации таких [c.332]

Позднее Дж. Маккей и сотр. [129], исследуя кислые компоненты фракций 370—535° и 535—675°С из различных нефтей, в том числе и из не оти того же месторождения Уилмингтон, подтвердили наличие в нефтях гидроксисоединений с внутримолекулярной водородной связью и указали, что эти соединения должны относиться скорее к ряду производных о-фенилфенола (ЫХ). Однако они нашли, что даже в фенольном концентрате из нефти Уоссон (Техас), проявлявшем аномально высокое поглощение при 3542 см в ИК спектре, содержалось больше компонентов с 2 = = 10 и 12, чем любых других соединений. Какие именно вещества составляют ряд г = 12 —нафтолы или тринафтенофенолы,— к сожалению, не установлено. Основные выводы этих авторов [129] о составе нефтяных фенолов, выкипающих в пределах 400—500 С, сведены к следующим 1) большая часть этих веществ — свободные фенолы, поглощающие в ИК области спектра при 3585 см- (в метиленхлориде) 2) фенолы с внутримолекулярной водородной связью содержатся обычно в меньших количествах, чем свободные фенолы 3) молекулярные массы изученных фенолов колеблются от 225 до 425 ед. 4) содержание алкилфенолов (г = 6) невелико 5) среди фенолов значительно преобладают соединения, содержащие в молекуле насыщенные циклы с алкильными заместителями 6) с ростом числа ароматических колец в молекулах фенолов доля углерода в алкильных заместителях снижается. [c.107]

Нефть и нефтепродукты состоят из низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений. Низкомолекулярные соединения представляют собой в основном парафиновые, нафтено-парафиновые и ароматические углеводороды. Высокомолекулярная часть нефти состоит главным образом из углеводородов смешанного строения— парафинов, моно- и конденсированных нафтено-парафпно-вых, а также моно- и бициклических ароматических углеводородов ряда бензола и нафталина. В процессе термодеструктивных пре-вращ,ений эти углеводороды при определенных условиях могут образовывать конденсированные иолициклические структуры — основу для получения различных видов нефтяного углерода. В наиболее тяжелую часть высокомолекулярных компонентов входят смолы и асфальтены, а в состав продуктов вторичного происхождения— еще карбены и карбоиды. [c.11]

Осно вными компонентами каменноугольной смолы являются ароматические углеводороды ряда бензола, образующие при конденсации соединения нафталинового и антраценового рядов. В противоположность этому нефть в основном состоит из насыщенных алифатических и алициклических углеводородов, которые и являются составными частями нефтяных битумов. Это главным образом нафтены, нафтилены и их производные. [c.45]

Сравнение полученных структурных моделей позволило выявить осноавыв принципы отроения молекул высокомолв17лярных соединений нефти в генетическом ряду ароматические масла -смолы - асфальтены. Установлено, что эти компоненты характеризуются наличием полициклического конденсированного ядра нафтено-ароматического (гетероароматического) строения. Размер ядра для всех фракций примерно одинаков и составляет 5-6 циклов, из которых 1-3 ароматические. В алифатическое окружение полицйклических систем входит около 30 % атомов углерода. [c.124]

В области химии и переработки нефти известпы лиЩь немногочисленные системы, способные к образованию молекулярных соединений. Однако в последнее время привлекает впимание ряд соединений, образуемых полностью галоидированными метанами (ССЦ, СВг и др.) с различными ароматическими углеводородами [27]. Общий вид фазовой диаграммы для системы, компоненты которой дают молекулярные соединения, представлен па рис. 7. В этом случае оно содержит эквимолекулярные количества обоих компонентов А я В, температура плавления его занимает промежуточное положение между температурами плавления компонентов и Линия АЕг изображает равновесие между чистым компонентом А в твердом Состоянии и находящимся в контакте с ним раствором, содержащим некоторое количество соединения АВ. Аналогично линия ВЕ2 дает кривую равновесия для чистого твердого соединения В, находящегося в [c.60]

Дрегер, Гуин, Лизман и Морроу [347] тщательно проанализировали имеющиеся в литературе данные о процессе получения высокооктановых компонентов бензина и исследовали термодинамическую устойчивость этих фракций. Они показали, что с термодинамической точки зрения наиболее вероятны реакции, приводящие к образованию низкомолекулярных соединений из парафинов и нафтенов с высоким молекулярным весом и ароматических углеводородов с длинными алкильными боковыми цепями. Разница в устойчивости между соединениями с низким и высоким молекулярным весом увеличивается с ростом температуры, что указывает на большую целесообразность проведения крекинга при высоких температурах. В ряду парафинов с одинаковым молекулярным весом нормальные соединения более устойчивы при высоких (выше 590° К) температурах и менее устойчивы при низких температурах, чем соответствующие им разветвленные парафины. Однако последние характеризуются более высокими октановыми числами. Отмеченные термодинамические особенности поведения парафинов справедливы только для равновесных реакций в реальных же процессах переработки нефти указанное равновесие не всегда достигается. [c.179]

Кроме чисто углеводородных радикалов нефтяные кислоты из калифорнийской нефти Мидвай Сансет содержат гетероциклические радикалы с атомами серы, азота или кислорода в кольце. Число выделенных или идентифицированных до настоящего времени индивидуальных нефтяных кислот не превышает 50 эти кислотные компоненты относятся к ряду насыщенных жирных кислот и к производным изопреноидов, циклопентанов и циклогексанов. Кислоты с ароматическими и более сложными полициклическими радикалами еще не выделены в виде индивидуальных соединений и представления об их структуре базируются, главным образом, на изучении масс-инфракрасных и масс-ультрафиолето-вых спектров их узких фракций. [c.77]

Тиофеновые и тиофено-полициклические сернистые соединения составляют в нефтях от 45 до 92% от всего количества серосодержащих компонентов. Тиофен и шестнадцать его гомологов С4-С9 были выделены из разных нефтей. Изучая групповой состав высокомолекулярных сернистых соединений, М.А.Бестужев установил существование полициклических структур гибридного типа. Эти структуры могут содержать, кроме тиофенового ядра, от одного до четырех ароматических и от одного до трех нафтеновых колец. Среди высококипящих сернистых соединений могут быть следующие полициклические структуры ряда СпНгп-р (р= 20, 24, 26, 28, 30 и 32) [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология