Главная -> Словарь

Структуры углеводородов

Из многочисленных опытных данных следует, что сераорганичс-ские соединения высокомолекулярной части сырых нефтей полностью или в большей своей части относятся к типу соединений, у которых атом серы обеими своими валентностями соединен с атомами углерода. В зависимости от структуры углеводородных радикалов, соединенных с атомом серы, все сернистые соединения можно разделить на три группы:

В настоящее время слабо освещен в литературе вопросю влиянии ассоциации молекул растворителей на дисперсионный и индукционный эффекты и влияние структуры углеводородных радикалов на процесс ассоциации молекул растворителей.

Так, в работах /123, 124/ на основе данных электронной и /125/ рентгеновской дифракции был сделан вывод, что для структуры углеводородных цепей в жидкой фазе характерна высокая упорядоченность. Упорядоченные области, образованные параллельными участками цепей в транс-конформациях, могут в случае н-алканов и полиэтилена простираться на расстояния ~ 1О нм и занимать до 6О% объема расплава.

Из многочисленных опытных данных следует, что сераорганические соединения высокомолекулярной части сырых нефтей полностью или в большей своей части относятся к типу соединений, у которых атом серы обеими своими валентностями соединен с атомами углерода. В зависимости от структуры углеводородных радикалов, соединенных с атомом серы, все сернистые соединения можно разделить на три группы:

Химизм, термодинамика, механизм, кинетика и основные факторы процессов перехода от нефти и углеводородных газов к углероду изучены достаточно глубоко и рассмотрены во многих работах . Поэтому ниже автор ограничивается лишь кратким рассмотрением результатов исследований состава и молекулярной структуры углеводородных газов, нефти и важнейших промежуточных продуктов, образующихся при переходе к углероду и представляющих интерес с точки зрения технологии получения пеков, коксов и углеродных волокон.

1 Переработку нефтяного сырья, основанную на изменении структуры углеводородных молекул, часто называют деструктивной переработкой '..

Из многочисленных опытных данных следует, что сераорганиче-ские соединения высокомолекулярной части сырых нефтей полностью или в большей своей части относятся к типу соединений, у которых атом серы обеими своими валентностями соединен с атомами углерода. В зависимости от структуры углеводородных радикалов, соединенных с атомом серы, все сернистые соединения можно разделить на три группы:

Сульфиды присутствуют во всех фракциях нефти и имеют разнообразные структуры углеводородных радикалов. Они могут быть разделены на три большие группы: сульфиды с насыщенным углеводородным радикалом, тиофаны и сульфиды с ароматическим или нафтено-, или парафино-ароматическим радикалами.

Так, в работах /123, 124/ на основе данных электронной и /125/ рентгеновской дифракции был сделан вывод, что для структуры углеводородных цепей в жидкой фазе характерна высокая упорядоченность. Упорядоченные области, образованные параллельными участками цепей в транс-конформаниях, могут в случае н-алканов и полиэтилена простираться на расстояния ~ 10 нм и занимать до 60% объема расплава.

Давление. В температурных пределах, обычных для жидкофазного крекинга , наиболее летучие углеводороды нагреваются выше своих критических температур, и только менее летучие углеводороды находятся в жидком состоянии под давлением. По мере увеличения давления более летучие углеводороды растворяются в большей степени в сжиженных тяжелых остатках, так что только при очень высоких давлениях мы имеем дело с истинной жидкофаз-ной системой. Кроме того весьма сомнительно, чтобы действительно существовал жидкофазный процесс в обычном смысле этого слова. Технические условия, которые обусловили бы существование жидкой фазы для исходного сырья, перестали бы существовать при нарушении структуры углеводородных молекул с образованием низкокипящих фракций. По мере увеличения превращения в жидкие углеводороды отношение количества паров к количеству жидкости возрастает, так что такого рода процессы, несомненно, протекают в гетерогенной системе газ — жидкость. Влияние давления на характер продуктов крекинга находится в тесной зависимости от степени растворения продуктов крекинга в сжиженных маслах.

1,5%). Несмотря на сравнительно малое количество неуглеводородных примесей, они, как мы убедимся в этом дальше, оказывают большое влияние на эксплуатационные характеристики авиационных топлив. Главными же носителями энергетических и некоторых эксплуатационных характеристик топлив являются углеводороды. Постоянное стремление к повышению весовой и объемной теплоты сгорания, улучшению характеристик сгорания, низкотемпературных и высокотемпературных свойств топлив привело к необходимости глубокого изучения химической структуры углеводородов и к разработке таких технологических методов производства топлив, когда в их состав включаются нужные углеводороды. Углеводороды, входящие в состав топлив, разделяют на следующие группы.

Для установления структуры углеводородов, входящих в состав пятой фракции 170—179° ароматических углеводородов, последняя в количестве 1,73 г нитровалась аналогично' предыдущим опытам. Полученное нитросоединение после обработки эфиром было перекристаллизовано из спирта, ацетона и бензола.

"ели, такие, как индекс вязкости , отношение вязкостей v50/v100 и др. Индекс вязкости — условный показатель, представляющий собой сравнительную характеристику испытуемого масла и эта — лонных масел. Значение ИВ рассчитывается по специальным таблицам на основании значений УИ и v00 масел. Чем меньше меняется нязкость масла с изменением температуры, тем выше его ИВ. Установлено, что ИВ зависит от химического состава масла и структуры углеводородов. Наибольшим значением ИВ обладают парафиновые углеводороды, наименьшим — полициклические ароматические с короткими боковыми цепями.

Установлено, что при экстракции неполярными экстрагентами при гемпературах вблизи критического состояния растворителей также проявляется избирательная растворимость высокомолекулярных углеводородов масляных фракций. Обусловливается это тем, что с приближением температуры экстракции к критической происходит резкое снижение плотности растворителя и соответственное ослабление прочности связей между молекулами растворителя и растворенных в нем углеводородов. В то же время силы дисперсионного взаимодействия между молекулами самих углеводородов при этом практически не изменяются. В результате, при определен — ных гемпературах внутримолекулярные силы углеводородов могут превысить межмолекулярные силы взаимодействия между растворителем и углеводородами и последние выделяются в виде дисперсной фазы. При этом, поскольку энергия дисперсионного взаимодействия является функцией от молекулярной массы молекулы, в первую очередь из раствора выделяются наиболее высокомолекулярные смолисто-асфальтеновые соединения, затем по мере повышения температуры — углеводороды с меньшей молекулярной массой. При температурах, превышающих критическую,из раствора выделяются все растворенные в нем соединения независимо от моле кулярной массы и химической структуры углеводородов .

Шеппардом . Довольно хорошо согласующиеся данные по инфракрасным спектрам олефинов получены из различных источников . Разделение олефинов на пять типов в зависимости от положения замещающей группы относительно двойной связи заимствовано у Шмитта и Бурда . Частоты и интенсивности полос инфракрасных спектров, относящихся к этим типам, чрезвычайно постоянны и являются удачным примером установления соответствия полос элементам структуры углеводородов. Этот вопрос будет обсуждаться в дальнейшем при обсуждении качественного определения структурных групп.

Обе эти группы уделяли много внимания различным предосторожностям, чтобы избежать сомнений в отношении чистоты и структуры углеводородов. Целью этой главы является краткое рассмотрение наиболее важных принципиальных основ и технических приемов получения высокомолекулярных углеводородов высокой степени чистоты.

Сравнивались скорости реакции серы с этаном, пропаном, «-бутаном, н-понтаном, м-гексацом, циклогексаном, 2-метилпонтаном, 3-мотщшен-таном, 2,3-димотилбутаном и м-октаном при 320° . В ряду нормальных парафинов скорость реакции м-октана с серой примерно в 400 раз выше, чем скорость реакции этана, что значительно меньше того увеличения скорости; реакции этих двух углеводородов, которое наблюдается при взаимодействии их с кислородом. Скорость реакции серы с гексанами, имеющими разветвленную цепь, лишь немного выше скорости реакции с н-гексапом, а скорость окисления 2,3-диметилбутана в 1580 раз выше, чем м-гексапа. При реакции циклогексана с серой наблюдается индукционный период, после которого реакция протекает со скоростью, в 8 раз превышающей скорость реакции н-гексана. Рассматривая влияние структуры углеводородов на скорость реакции, Брайс и Хиншельвуд пришли к заключению, что реакции нормальных и разветвленных углеводородов с серой напоминают значительно больше скорости реакции термического разложения , чем скорости реакций с кислородом. Эти авторы отмечают, что в начальной стадии реакции число образующихся двойных связей в несколько раз превосходит то'число их, которое должно было бы соответствовать количеству образовавшегося сероводорода при простой реакции дегидрогенизации. Это указывает на наличие каталитического пиролиза углеводорода, который может быть объяснен •свободно-радикальным механизмом:

была разработана Дином и Девисом с целью оценки эксплуатацией-ных свойств смазочных масел. Чем меньше меняется вязкость смазочного масла с изменением температуры, тем выше его индекс вязкости и тем выше считается его качество. Индекс вязкости зависит от группового углеводородного состава нефтепродукта и от структуры углеводородов. Наибольшим индексом вязкости обладают парафиновые углеводороды,

В случае,крекинга тяжелых видов сырья получается бензин в основном за счет новообразования, т. е. когда определяющими реакциями можно считать термический распад, деалкилирование и деполимеризацию. Накопление бензина в результате реакций синтеза —• вторичный фактор, а изменение формы и структуры углеводородов, образовавшихся в результате первичных и вторичных процессов,— уже третичный фактор формирования бензиновой смеси углеводородов.

При риформишо оснлипов первичными реакциями являются элементарные термические процессы изменения структуры углеводородов исходного сырья, в то время как процессы распада и термического синтеза представляют собой вторичный фяктор. Риформипг лигроинов с этой точки зрения занимает промежуточное положение между риформингом бензина и крекингом тяжелого сырья.