Главная -> Словарь

Нафтенового ароматического

В противоположность насыщенной структуре парафиновых и цикло-парафиновых углеводородов ароматические углеводороды обладают двойной связью, сообщающей им ароматические свойства, т. е. аномальную удельную дисперсию, высокую растворяющую способность, реакционную способность водородных атомов в кольце и т. д. Подобно нафтеновым углеводородам ароматические углеводороды в низкокипящих фракциях являются моноциклическими, а в высококипящих фракциях — полициклическими. Полициклические углеводороды в нефти часто содержат Циклопарафиновые и ароматические кольца. Ароматические углеводороды также являются важными компонентами нефти, в особенности ее высококипящих фракций.

Приписывая нафтеновым углеводородам и кислотам тожественность в строении ядра, Энглер делает предположение, что содержание нафтеновых кислот должно быть больше у масел нафтенового характера, нежели у парафинистых.

Добавление ТЭС по-разному влияет на чувствительность углеводородов. Так, при добавлении ТЭС к низкооктановым парафиновым и нафтеновым углеводородам их чувствительность снижается;

при добавлении ТЭС к парафиновым и нафтеновым углеводородам с октановым числом выше 80 — увеличивается. Наличие ТЭС в оле-финовых и диеновых углеводородах вызывает повышение чувствительности, а в ароматических — понижение .

Выше отмечалось, что по параметру а топлива близки к парафиновым и нафтеновым углеводородам, у которых прочность С—Н-связей находится в диапазоне 395— 380 кДж/моль. Для таких углеводородов предпочтителен бимолекулярный механизм зарождения , и, видимо, именно он преобладает в топливах в присутствии кислорода. Однако значения энергии активации зарождения цепей в топливах позволяют предположить, что заметный вклад в инициирование вносит и тримолекулярная реакция. С этим согласуется и диапазон предэкспоненциальных факторов А , если их вычислить из величин vio, полагая =7 моль/л, a = 10~2 моль/л. Из величин Ею оценим значения jDR_H наиболее слабых С—Н-связей в топливах по двум формулам ?R_H= кДж/моль и Z)R_H ='/г +570) кДж/моль .

По строению нафтеновые кислоты природных нефтей соответствуют нафтеновым углеводородам, найденным в различных нефтях.

Были составлены три смеси, первые две состояли из 70% нафтеновых углеводородов и 30% ароматических, различающихся по числу колец в молекуле, третья смесь содержала кроме углеводородов еще и смолы . На основании вычисленных значений коэффициента разделения установлено, что по мере роста цикличности .молекул компонентов, добавляемых к нафтеновым углеводородам, избирательность растворения повышается. Данные экстракции масляной фракции 400—500 °С фенолом и фурфуролом показывают, что фенол эффективнее извлекает смолы. Растворение смол в полярных растворителях определяется ори-ентационным взаимодействием и способностью к образованию водородных связей с молекулами растворителя. При растворении в

ьыли составлены три смеси, первые две состояли из 70% нафтеновых углеводородов и 30% ароматических, различающихся по числу колец ,в молекуле, третья смесь содержала кроме углеводородов еще и смолы . На основании вычисленных значений коэффициента разделения установлено, что по мере роста цикличности .молекул компонентов, добавляемых к нафтеновым углеводородам, избирательность растворения повышается. Данные экстракции масляной фракции 400—500 °С фенолом и фурфуролом показывают, что фенол эффективнее извлекает смолы, ь-астворение смол в полярных растворителях определяется ори-ентационным взаимодействием и способностью к образованию водородных связей с молекулами растворителя. При растворении в

сокие значения для ароматических и изопарафиновых углеводородов. Для нафтеновых углеводородов она имеет более низкие значения, уменьшающиеся с увеличением числа колец в нафтеновых углеводородах. Рассмотрение рефракций, выделенных растворителем фракции показало, что фракции содержат очень небольшое количество непредельных углеводородов. в то время как примесь к нафтеновым углеводородам значительного количества ароматических углеводородов является весьма вероятной.

Подобно нафтеновым углеводородам ароматические углеводороды принадлежат к циклическим соединениям, однако в отличие от первых они содержат двойные связи. Простейшим представителем ароматических углеводородов является бензол С6Н6.

К метано-нафтеновым углеводородам относят фракции с показателем

с химическим, термокаталитическим и геологическим процессом греобразования исходного органического материала — продукта сютосинтеза — в многокомпонентные непрерывные смеси углеводородов парафинового, нафтенового, ароматического рядов и гибридного строения. В отличие от генезиса твердых горючих ископа — е мых нефтесинтез включает дополнительно осадочно-миграционные стадии с накоплением первоначально рассеянной по осадочным породам микронефти в природных резервуарах макронефти. По этому признаку употребление термина "месторождение" вполне справедливо применительно только к твердым горючим ископаемым, но по отношению к нефтям и природным газам не имеет буквального смысла как места их рождения. Более правильно употреблять термины "залежи" нефти или "залежи" газов. Не исключено, что каустобиолиты, как твердые, так и жидкие и газообразные, первоначально на химических стадиях их синтеза имели общую "родину", затем расслоились и разошлись по новым "квартирам". В настоящее время по генетическому признаку в качестве близких "родственников" природных нефтей признают сапропели — товых углей. Следовательно, нефть, природный газ, сланцы, сапропелитовые угли и богхеды, исходным материалом для синтеза которых являются водная растительность и микроорганизмы, генетически взаимосвязаны и образуют группу сапропелитовых каустобиолитов. А торф, бурые и каменные угли и антрацит принадлежат к группе гумусовых каустобиолитов. На наш взгляд, в процессе образования нефти, особенно природного 1аза, может, в принципе, участвовать и легко разрушаемая био — организмами часть органики наземной растительности.

Основными типами сернистых соединений в ТНО являются высокомолекулярные сульфиды с углеводородной частью парафинового, нафтенового, ароматического и смешанного строения, а также гомологи тиофанов и тиофенов. Молекулярная масса сернистых соединений составляет 250 — 10000. Основная часть сернис — тых соединений в ТНО соединена с ароматическими и смолисто — асфальтеновыми структурами, в состав которых могут входить и другие гетероатомы. Проявляется следующая закономерность в гетеросоединений: в нативных ТНО с высоким : смол и асфальтенов содержится больше сернистых, азотистых, кислородных и лоорганических

тических молекул с числом бензольных колец от 10 до 15, соединенных посредством алкильных или гетероалкильных групп , имеет повышенную по сравнению с асфальтенами плотность и примерно на порядок выше парамагнитность. Многие исследователи считают, что мезофазе предшествует образование в карбонизируемой среде карбенов. По мнению З.И.Сюняева, мезофаза - это ассоциаты асфальтенов, образованные за счет межмолекулярных физических сил. С ростом температуры физические силы переходят в химические и формируется углеродный кристаллит анизотропной структуры. В состав мезофазы входят также менее конденсированные структуры маточного раствора, что обусловливает ее жидкокристаллические свойства. Нерастворимость части мезофазы вызвана, очевидно, появлением поперечных связей между плоскоконденсированными структурами. В условиях термолиза микросферы мезофазы растут за счет подвода молекул из маточной среды и коалес-ценции мелких сфер с последующим осаждением их за счет разности плотностей анизотропной и изотропной фаз. На процесс формирования мезофазы существенное влияние оказывают вязкость и растворяющая способность среды. Так высокая вязкость и низкая растворяющая способность дисперсионной среды способствуют образованию мелкозернистых структур, т.е. мелких сфер мезофазы с беспорядочной ориентацией осей жидких кристаллов, и, в условиях коксования, -образованию мелкокристаллического кокса. Качество ТНО как сырья термодеструктивных, а также каталитических процессов определяется, кроме группового их состава, в значительной степени и содержанием в них гетеросоединений. Как правило, с утяжелением нативных ТНО практически все основные гетероатомные элементы концентрируются в высокомолекулярной их части. Содержание гетеросоединений в ТНО колеблется в широких пределах в зависимости от качества исходной нефти, глубины отбора и технологии получения остатков. Основными типами сернистых соединений в ТНО являются высокомолекулярные сульфиды с углеводородной частью парафинового, нафтенового, ароматического и смешанного строения, а также гомологи тиофанов и тиофенов. Молекулярная масса сернистых соединений ТНО составляет 250 - 10000. Основная часть серы соединена в ТНО с ароматическими и асфальто-смолистыми структурами, в состав которых могут входить и другие гетероатомы. Проявляется следующая закономерность в распределении гетеросоединений: в нативных нефтяных остатках с высоким содержанием асфальтенов и смол содержится больше сернистых, азотистых и металлоор-ганических соединений. Содержание азота в нефтяных остатках составляет 0,2 - 0,6 . Установлено, что азотсодержащие соединения в ТНО относятся преимущественно к структурам с третичным атомом азота, среди них преобладают алкил- и циклоалкилгфоиэводные пиридинов, хинолинов, акридинов и нейтральные соединения типа пиррола, индола, карбаэола. В остат-

Вторую серию составляли углеводороды с молекулярным весом 300—450. В нее входили углеводороды нафтенового, ароматического и парафинового рядов с 22 и 32 атомами углерода. Углеводороды этой серии., по молекулярному весу отвечающие углеводородам трансформаторных и турбинных масел, были синтезированы и в лаборатории С. Пилят и описаны в работах Н. Туркевича , Кло-са,1 Нейман-Пилят и С. Пилят , Нейман-Пилят и С. Пилят . Окисление углеводородов обеих серий проводилось кислородом в запаянных стеклянных трубках при 120°. По количеству поглощенного кислорода можно было судить о склон-

Из всех углеводородов, содержащихся в масляных фракциях: нефти, наименьшей растворимостью в избирательных раствори-телях обладают твердые углеводороды парафинового, нафтенового, ароматического и нафтено-ароматического рядов с длинными ал-кильными цепями нормального строения. Если к избирательному растворителю добавить бензол , то можно подобрать такую* смесь, которая при смешении с маслом при соответствующих температурах не будет растворять твердые углеводороды, содержащиеся в масле, и будет растворять все остальные углеводороды.

Из всех углеводородов масляных фракций наименьшей растворимостью в избирательных растворителях обладают твердые углеводороды парафинового, а также нафтенового, ароматического и нафтено-ароматического рядов с длинными алкильными цепями нормального строения. Если к избирательному растворителю добавлять бензол или толуол , то можно подобрать такую смесь, в которой при определенных температурах не растворяются твердые углеводороды масла и растворяются все остальные углеводороды. Например, при добавлении к жидкому сернистому ангидриду бензола растворяющая способность смеси настолько повышается, что при —30°С в ней растворяются все углеводороды, содержащиеся в дистилляте средней вязкости, за исключением твердых углеводородов. С увеличением длины углеводородного радикала в молекулах растворителей, например в кетонах, увеличивается растворимость всех компонентов масла. Но при этом растворимость жидких компонентов возрастает намного быстрее, чем твердых, что позволяет достичь полной растворимости жидких компонентов в уело-

Нефтеобразование по механизму имеет много общего с углеоб-разованием, является длительным сложным многостадийным биохимическим, термокаталитическим и геологическим процессом преобразования исходного органического материала - продукта фотосинтеза - в многокомпонентные непрерывные смеси углеводородов парафинового, нафтенового, ароматического рядов и гибридного строения. В отличие от генезиса твердых горючих ископаемых нефте-синтез включает дополнительно осадочно-миграционные стадии с накоплением первоначально рассеянной по осадочным породам микронефти в природных резервуарах макронефти. По этому признаку термин «месторождение» вполне справедливо применять только к твердым горючим ископаемым, но по отношению к нефтям и природным газам не имеет буквального смысла как места их рождения. Более правильно употреблять термины «залежи» нефти или «залежи» газов. Не исключено, что каустобиолиты как твердые, так и жидкие и газообразные, первоначально на химических стадиях их синтеза имели общую «родину», затем расслоились и разошлись по новым «квартирам». В настоящее время по генетическому признаку в качестве близких «родственников» природных нефтей признают сапропелитовые угли. Следовательно, нефть, природный газ, сланцы, сапропелитовые угли и богхеды, исходным материалом для синтеза которых являются водная растительность и микроорганизмы, генетически взаимосвязаны и образуют группу сапропелитовых каустобиолитов. А торф, бурые и каменные угли и антрацит принадлежат к группе гумусовых каустобиолитов. На наш взгляд, в процессе образования нефти, особенно природного газа, может в принципе участвовать и легко разрушаемая биоорганизмами часть органики наземной растительности.

Основными типами сернистых соединений в ТНО являются высокомолекулярные сульфиды с углеводородной частью парафинового, нафтенового, ароматического и смешанного строения, а также гомологи тиофанов и тиофенов. Молекулярная масса сернистых соединений составляет 250 -10000. Основная часть сернистых соединений в ТНО связана с ароматическими и смолис-то-асфальтеновыми структурами, в состав которых могут входить и другие гетероатомы. Проявляется следующая закономерность в распределении гетеросоединений: в нативных ТНО с высоким содержанием смол и асфальтенов содержится больше сернистых, азотистых, кислородных и металлоорганических соединений.

Основными типами сернистых соединений в ТНО являются высокомолекулярные сульфиды с углеводородной частью парафинового, нафтенового, ароматического и смешанного строения, а также гомологи тиофанов и тиофенов. Молекулярная масса сернистых соединений составляет 250-10000. Основная часть сернистых соединений в ТНО связана с ароматическими и смолисто-асфальтеновыми структурами, в состав которых могут входить и другие гетероатомы. Проявляется следующая закономерность в распределении гетеросоединений: в нативных ТНО с высоким содержанием смол и асфальтенов содержится больше сернистых, азотистых, кислородных и металлоорганических соединений.

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.

Широкие исследования были проведены под руководством Н. И. Черножукова и С. Э. Крейна 121))) к области окисления минеральных масел, высокомолекулярных индивидуальных углеводородов нафтенового-ароматического, нафтено-ароматического и парафинового рядов и их смесей. В результате этих исследований удалось установить ряд закономерностей окисления этих клессов нефтяных углеводородов.

С целью проверки формулы ЦИАТИМ было рассчитано содержание водорода в углеводородах парафинового, нафтенового, ароматического и непредельного рядов, теплотворная способность которых известна по литературным данным .