Главная -> Словарь

Гетероатомных соединений

МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ, РАЗДЕЛЕНИЯ И АНАЛИЗА ГЕТЕРОАТОМНЫХ КОМПОНЕНТОВ НЕФТИ

Среди гетероатомных компонентов дистиллята 455—538°С калифорнийской нефти найдены кислые и нейтральные вещества состава CnH.,n_zSO . Для нейтрального соединения с z = 26 предложено строение бензофуранодибензотиофена , а для кислых — структуры XLVII и XLVIII. Во фракциях той же нефти, выкипающих при меньших температурах, соединения типа XLVI отсутствовали .

Л. Снайдер и сотр., изучая состав гетероатомных компонентов высококипящих фракций нефти Уилмингтон , нашли, что одним из важнейших классов кислородных соединений являются фенолы состава СпНгп_20, где z = 6 -г 28. В ИК-спектрах концентратов наряду с поглощением свободных фенольных ОН-групп при 3620 см-1 наблюдалась четкая полоса при ~3540 см^1 , которая могла соответствовать группе ОН, участвующей в образовании внутримолекулярной водородной связи. В концентрационном распределении соединений по величинам «z» обнаружен заметный скачок при 2 = 14. На этом основании был сделан вывод о том, что среди фенолов в этой нефти достаточно распространены, а среди диароматических — преобладают о-фенилфенолы или даже о-гидроксидифенилметаны , тогда как алкилнафто-лы СПН2Т1_120, несмотря на выявленное достаточно высокое содержание соответствующих соединений с z = 12, в нефти содержатся в очень малой концентрации или даже отсутствуют . Это заключение выглядит более чем неожиданным и странным, если учесть многочисленные, почти постоянные аналогии в структуре и относительной концентрации самых различных компонентов неф-

Генетические особенности кислородсодержащих соединений изучены в настоящее время, по-видимому, лучше, чем любых других гетероатомных компонентов нефтей. В отличие от сернистых соединений в случае кислородсодержащих веществ нефти не возникает вопроса о достаточности природных ресурсов исходного биогенетического материала для их генерирования в недрах.

Нафтеновые, точнее нефтяные, кислоты — чуть ли не единственный класс гетероатомных компонентов нефти, нашедший себе практическое применение еще в начале XX в. и использующийся до настоящего времени. Этому в немалой степени способствовали многотоннажные объемы выработки этих соединений в качестве отходов от щелочной очистки керосиновых и соляровых дистиллятов нефтей. Свойства нефтяных кислот и их производных, а также возможности их промышленного использования явились предметом детального изучения; они обстоятельно описаны в более ранних работах . Для изучения химической природы смол и асфальтенов исследовались реакции их с HN03, H2S04, PCU, •с раствором КМп04 и др. Во всех этих случаях действие реагентов направлялось на периферийную часть молекул смол и асфальтенов и практически мало задевало центральную часть молекул, состоящую из полициклоконденсированных, преимущественно ароматических, колец. В реакцию вступали, следовательно, функциональные группы , а также —С—С-связи алифатических и предельных циклических звеньев молекул.

Рассмотренные методы выделения и разделения серусодержа-щих соединений широко применяются при исследованиях группового и индивидуального состава гетероатомных компонентов нефти. Промышленное значение имеют только те методы, которые используют дешевые регенерируемые реагенты и высокопроизводительные процессы, позволяют селективао выделять тиолы , сульфиды или сульфоксиды .

Топливо состоит из углеводородов, гетероатомных соединений , растворенных газов, растворен-64

При пропускании топлив через слой алюмосиликата они освобождаются от значительной части гетероатомных соединений , при этом противоизносные свойства их значительно ухуд-

При исследовании противоизносных свойств авиационных топлив необходимо наряду с изучением описанных выше зависимостей изучить механизм взаимодействия топлива с металлами контактируе-мых поверхностей. Многочисленные наблюдения за поверхностями трения, изучение состава продуктов износа, процессов, происходящих в тонких поверхностных слоях металлов, позволяют составить следующую общую схему взаимодействия топлив с металлами в процессе трения. Как только металлический образец погружается в топливо, на его поверхности адсорбируются поверхностно-активные молекулы гетероатомных соединений , а также молекулярный кислород и образуется тонкий граничный слой. Этот слой может воспринимать сравнительно большие, нормальные к поверхностям трения нагрузки и легко деформируется при приложении тангенциальных напряжений. При контактировании двух металлических поверхностей между ними будет находиться граничный слой из адсорбированных молекул. Если контактная нагрузка, скорость относительного перемещения и объемная температура топлива невелики, то тонкая граничная пленка выполняет роль эффективной смазки, а поверхностные слои окислов металла подвергаются в основном упругой деформации, причем деформацией охвачены очень тонкие слои окислов. При многократном упругом передеформировании окисных слоев происходит их усталостное разрушение, а на месте разрушенных окислов образуются новые вследствие окисления металла кислородом, всегда присутствующим в топливе или выделяющимся при разложении гетероатомных кислородных соединений.

Между содержанием гетероатомных соединений и плотностью нефтей наблюдается вполне закономерная симбатная зави — симость: легкие нефти с высоким содержанием светлых бедны гетс росоединениями и, наоборот, ими богаты тяжелые нефти. В рас тределении их по фракциям наблюдается также определенная

новых и керосиновых фракций и сравнительно мало серы и смол. Из :тих нефтей можно вырабатывать смазочные масла высокого качества. Тяжелые нефти, напротив, характеризуются высоким со — /держанием смолисто —асфальтеновых веществ, гетероатомных соединений и, потому мало пригодны для производства масел и дают относительно малый выход топливных фракций.

Головным процессом переработки нефти является атмосферная перегонка , на которой отбираются топливные фракции и мазут, используемый либо как компонент котельного топлива, или как сырье для последующей глубокой переработки. Топливные фракции атмосферной перегонки далее подвергаются облагораживанию не наблюдается.