Главная -> Словарь

Молекулах углеводородов

Смолы, содержащиеся в масляных фракциях нефти, неоднородны по структуре молекул. В их молекулах содержатся как нафтеновые, так и ароматические структуры, парафиновые цепи разных длины и степени разветвленное™ и атомы S, О и N. При помощи фенола смолы можно разделить на растворимые и нерастворимые в нем :. В молекулах смол, не растворимых в феноле, содержатся длинные алкильные цепи, экранирующие циклические структуры и гетероатомы. Смолы, не растворимые в феноле, при совместной кристаллизации с парафиновыми углеводородами изменяют структуру кристаллов последних . Это объясняется ориентацией боковых цепей молекул смол и самой цепочки «-парафина так, что полярные группы смол направлены наружу. В результате получаются крупные кристаллы неправильной формы. Поскольку полярность этих смол недостаточно велика, они не могут вызывать агломерацию кристаллов. В то же время, увеличение концентрации смол в растворе приводит к блокировке растущих центров кристаллов, затрудняя диффузию к ним молекул твердых углеводородов, что ведет к уменьшению размеров кристаллов.

Смолы, содержащиеся в масляных фракциях нефти, неоднородны по структуре молекул. В их молекулах содержатся как нафтеновые, так и ароматические структуры, парафиновые цепи разных длины и степени разветвленности и атомы S, О и N. При помощи фенола смолы можно разделить на растворимые и нерастворимые в нем :. В молекулах смол, не растворимых в феноле, содержатся длинные алкильные цепи, экранирующие циклические структуры и гетероатомы. Смолы, не растворимые в феноле, при совместной кристаллизации с парафиновыми углеводородами изменяют структуру кристаллов последних . Это объясняется ориентацией боковых цепей молекул смол и самой цепочки «-парафина так, что полярные группы смол направлены наружу. В результате получаются крупные кристаллы неправильной формы. Поскольку полярность этих смол недостаточно велика, они не могут вызывать агломерацию кристаллов. В то же время, увеличение концентрации смол в растворе приводит к блокировке растущих центров кристаллов, затрудняя диффузию к ним молекул твердых углеводородов, что ведет к уменьшению размеров кристаллов.

Моноциклические ароматические углеводороды, полученные при дегидрогенизации предельной части, отвечают общей формуле СпН2п—т-Это свидетельствует о том, что вместе с бензольными кольцами в их молекулах содержатся циклопарафиновые структуры; это положение подтверждается и данными структурно-группового анализа.

амидная Депарафинизация принципиально отличается от описанных выше процессов депарафинйзации, так как в этом случае для выделения твердых углеводородов сырье или его растворы не нужно охлаждать до низких температур. В 1940 г. Бенген открыл способность карбамида образовывать кристаллические комплексы с парафиновыми углеводородами нормального строе-ния, а затем было установлено, что карбамид способен давать комплексные соединения и со слаборазветвленными изопарафи-новыми и циклическими углеводородами, спиртами, кислотами, _эфирами и другими соединениями при условии, что в их молекулах содержатся длинные неразветвленные парафиновые цепи.

Моноциклические ароматические углеводороды, полученные после дегидрогенизации предельной части, отвечают общей формуле С„Н2п—7-Это говорит о том, что вместо с бензольными кольцами в их молекулах содержатся цпклопарафиновые структуры; это положение подтверждается и данными структурно-группового анализа.

При исследовании этих соединений оказалось, что, хотя в их молекулах содержатся одинаковые количества атомов углерода и водорода, свойства их различны.

Целый ряд очевидных фактов говорит в пользу того, что в основном в нефти не содержится иных колец, кроме пяти- или шестичленных*. Кроме того, известно, что среднее число колец в молекуле возрастает с увеличением молекулярного веса и что вообще в более тяжелых фракциях в молекулах содержатся наряду с ароматическими кольцами также нафтеновые кольца и парафиновые цепи. Однако до настоящего времени неизвестно, каковы относительные количества конденсированных и неконденсированных колец. Можно ожидать, что относительное количество конденсированных колец бывает различным в зависимости от характера нефти.

Исследование смолисто-асфальтеновой части нефтей основных месторождений СССР позволило установить, что в их молекулах содержатся ароматические и нафтеновые структуры с разным числом колец, парафиновые цепи разной длины и строения, на долю которых приходится от 78 до 88% молекулярной массы этих соединений. Суммарное содержание гетероатомов и металлов, а также степень экранизации их углеводородными радикалами, зависят от природы нефти. Как структурные особенности молекул смол, так и их состав определяют полярность этих компонентов масляного сырья, что особенно важно в процессах кристаллизации твердых углеводородов из нефтяных дисперсий.

Моноциклические ароматические углеводороды, полученные при дегидрогенизации предельной части, отвечают общей формуле С„Н2п-7. Это свидетельствует о том, что вместе с бензольными кольцами в их молекулах содержатся циклопарафиновые структуры; это положение подтверждается и данными структурно-группового анализа.

Среди циклических терпенов преобладают гексаметиленовые производные. Терпеноиды, содержащие только циклопентановые кольца, в живом веществе не встречаются. В очень редких случаях в молекулах содержатся пяти- и шестичленные циклы . Преобладающий тип заместителей в терпеноидах это метальные группы.

лись только для нескольких углеводородов, до настоящего времени из вращательных спектров удалось получить весьма ограниченные сведения о молекулах углеводородов, . .

Тетраэтилсвинец иногда может способствовать понижению критической степени сжатия и играть роль возбудителя детонации. Такое явление наблюдается, если ТЭС добавляют к циклическим диолефинам, ароматическим производным ацетилена, к некоторым ароматическим соединениям с ненасыщенной боковой цепью, к углеводородам типа индена и фульвена, причем, как правило, в молекулах углеводородов имеются сопряженные двойные связи. Примером таких углеводородов может служить циклопентадиен; вообще такой эффект действия антидетонатора наблюдается у тех углеводородов, которые сами являются замедлителями окисления; предполагается, что при их окислении образуется большое число очень коротких цепей . Эти соединения обладают высокой чувствительностью к изменению условий работы двигателя. Ловелл , Цанг и Ловелл достаточно полно описали действие ТЭС на индивидуальные углеводороды.

м-Г'ептан при 500—600 °С проявляет тенденцию к крекингу с образованием в основном частиц С5 и С6. Выход крекинг-продуктов достигает 16%, причем газообразные углеводороды содержат много олефинов, среди которых наблюдается большое количество изобутилена. к-Октан при крекинге в условиях, одинаковых с условиями крекинга к-гексана, распадается на 42%. Разветвление углеродной цепи безусловно влияет на скорость реакций, наблюдающихся при каталитическом крекинге. Это легко можно иллюстрировать на примерах крекинга н-октана и изооктана. В молзкуле изооктана одновременно присутствуют группы, ускоряющие и замедляющие скорость крекинга, значительная реакционная способность третичной группы нейтрализуется отрицательной реакционной способностью четвертичной группы; в результате по эффективности крекинга изооктан почти не отличается от н-октана. В одинаковых условиях изооктан подвергается крекингу на 49%, а н-октан — на 42%. В тех же случаях, когда в молекулах углеводородов изостроения четвертичная группа отсутствует, скорость крекинга изопарафинов, как правило, намного превышает скорость крекинга парафинов нормального строения. Так, 2,6- и 2,7-диметилоктаны подвергаются крекингу значительно легче, чем н-декан. В одинаковых условиях 2,6- и 2,7-дпметилоктаны распадаются на 47%, в то время как н-декап — только на 10%.

Одним из основных параметров очистки масляного сырья избирательными растворителями является температура проведения процесса, выбор которой зависит от состава сырья, свойств растворителя и требуемой глубины очистки. С повышением температурных пределов выкипания фракций одной и той же нефти растет их молекулярная масса. Это происходит в результате увеличения не только числа колец в молекулах углеводородов, но и числа атомов углерода в боковых целях. Такое изменение химического состава приводит к увеличению КТР сырья в данном растворителе, а следовательно, к повышению температуры очистки.

В основу процесса адсорбционной очистки масляного сырья на полярных адсорбентах положена разная адсорбируемость компонентов этой сложной смеси, которая зависит от химического состава этой смеси и структуры молекул веществ, входящих в ее состав. При адсорбции на полярных адсорбентах полярные силы преобладают над дисперсионными, поэтому адсорбируемость компонентов на адсорбентах такого типа тем выше, чем больше ди-польный момент их молекул. Адсорбция неполярных веществ, к которым относятся углеводороды, определяется образованием в молекулах углеводородов индуцированного дийоля. В процессе адсорбции в результате сил притяжеагия на поверхности адсор-

Кроме нормальных парафинов на активированном угле могут адсорбироваться изопарафины, имеющие прямой участок в цепи, нафтеновые и ароматические углеводороды с боковыми цепями нормального строения, однако их адоорбируемость значительно ниже. Различие в адсорбируемое™ на угле парафинов нормального строения, с одной стороны, и изопарафинов и циклических углеводородов с прямыми цепями, с другой стороны, объясняется стерическим фактором, появляющимся из-за наличия разветвлен-ности или колец в молекулах углеводородов. Стерический фактор, по-видимому, оказывает большее влияние при наличии колец, чем при разветвленное™ цепей, поэтому наиболее слабо на активированном угле адсорбируются нафтены, наиболее прочно — нормальные парафины, а изопарафины занимают промежуточное положение. Наличие длинных боковых целей у нафтеновых углеводородов приближает их по адсорбционной способности к парафинам нормального строения, а адсорбционная способность изопара-финов зависит от 'степени разветвленное™ их молекул, причем гари сильной разветвленное™ эти углеводороды по адсорбируемо-сти .приближаются к нафтенам. Поэтому на активированном угле нельзя полностью отделить нафтеновые и изопарафиновые углеводороды от парафинов нормального строения, а можно получить фракции, обогащенные нафтеновыми, изопарафиновыми и нормальными парафиновыми углеводородами.

Одним из основных параметров очистки масляного сырья избирательными растворителями является температура проведения процесса, выбор которой зависит от состава сырья, свойств растворителя и требуемой глубины очистки. С повышением температурных пределов выкипания фракций одной и той же нефти растет их молекулярная масса. Это происходит в результате увеличения не только числа колец в молекулах углеводородов, но и числа атомов углерода в бо'ковых цепях. Такое изменение химического состава приводит к увеличению КТР сырья в данном растворителе, а следовательно, к повышению температуры очистки.

В основу процесса адсорбционной очистки масляного сырья на полярных адсорбентах положена разная адсорбируемость компонентов этой сложной смеси, которая зависит от химического состава этой смеси и структуры ;молекул веществ, дегидрирование углеводородов происходит и в отсутствие катализаторов, однако в этих условиях интенсивно развиваются также реакции глубокого крекинга, приводящие к практически полному разложению всех неароматических углеводородов с числом атомов С больше 5. По этой же причине сравнительно редкими являются процессы дегидрирования соединений с гетероатомами в молекуле.