Главная -> Словарь

Соединения составляют

Химическая природа нейтральных соединений, входящих в состав типичного сырья жидкофазной гидрогенизации — полукоксовых смол, изучена недостаточно. Лучше и полнее изучены углеводороды и легкие фракции, значительно меньше — нейтральные кислородсодержащие соединения, составляющие значительную часть высококипящих фракций.

Теоретические основы. В ходе процесса, осуществляемого в мягких технологических условиях, гидрированию подвергаются в основном наиболее легко гидрируемые компоненты — серу- и кислородсодержащие соединения, составляющие основу смолистых соединений. Вследствие разрушения последних улучшается цвет масла, повышается его стабильность. Гидрируются

Образовавшиеся многоядерные ароматические углеводороды^ находясь в зоне высоких температур, уплотняются дальше, образуя еще более высокомолекулярные соединения, составляющие смолы, асфальтены и, наконец, карбоиды.

тяжелых сортов нефти — писал Менделеев, — должно прийти на помощь технике» . Только сейчас мы можем в полной мере понять и оценить значение этого замечательного предвидения. Действительно, только глубокое научное исследование химического состава, свойств и превращений тяжело^, части нефти позволит создать предпосылки для рациональной и глубокой переработки тяжелых нефтей. Никогда еще в химии нефти не приходилось встречаться с такими сложными и запутанными вопросами, какие возникли при исследовании высокомолекулярной части нефти. Именно в ней сосредоточены наиболее высокомолекулярные углеводороды сложного строения, а также серу-, кислород- и азотсодержащие высокомолекулярные гетероорганические соединения, составляющие смолисто-асфальтеновые вещества нефти. Кроме того, здесь присутствуют элементоорганические высокомолекулярные вещества, молекулы которых содержат металлы . При термической и термокаталитической переработке нефти вещества эти, как весьма нестойкие, распадаются с образованием летучих металлоорганических соединений, которые способны отравлять катализаторы, а при сгорании корродировать наиболее ответственные детали двигателей.

Для успешного развития этой новой и весьма обширной области науки и техники потребовалось создать целый арсенал методов научного исследования и новые технологические процессы, с учетом состава, строения и свойств высокополимерных материалов. В разработке этих методов исследования исключительная роль принадлежит физике, физической химии и коллоидной химии. Высокомолекулярные соединения, содержащиеся в природных нефтях, весьма существенно отличаются по строению и свойствам от таких классических представителей высокомолекулярных природных и синтетических соединений, как белок, целлюлоза, каучук, эбонит и др., но все же они имеют и много общего с последними. Поэтому многие методы исследования, разработанные в химии высокомолекулярных соединений за последние 25—30 лет, вполне применимы для исследования высокомолекулярных соединений, содержащихся в нефти. Высокомолекулярные соединения, составляющие наиболее тяжелую часть нефти, по размерам молекул относятся к начальной, самой низшей ступени обширной области высокомолекулярных природных и синтетических органических веществ.

С повышением температур начала и конца кипения нефтяных фракций резко усложняются состав и строение циклоалканов. Для выделения би- и трициклоалканов проводят ректификацию, деаро-матизацию и депарафинизацию узких фракций нефти. Смесь изо-алканов и циклоалканов разделяют термической диффузией . Гидрокрекингом на платиновом катализаторе при 380—450 °С удалялись неадамантановые соединения, составляющие 80—90 % суммы трициклоалканов. С помощью газожидкостной хроматографии идентифицированы следующие производные адамантана: 1-метил-, 2-метил-, 1,3-диметил-, 1,4-диметил , 1,2-диметил-, 1-этил-, 2-этил-, 1,3,5-триметил-, 1,3,6-триметил-, 1,3,4-триметил-, 1,3,4-триметил- и 1-метил-З-этиладамантаны.

Мировое производство каменноугольной смолы достигает 15—16 млн. т, однако в больших количествах производят лишь чистый нафталин. Остальные продукты представляют собой каменноугольный пек, масла для пропитки древесины и сырье для технического углерода и др. Это объясняется тем, что полициклические ароматические углеводороды и гетероарома-тические соединения, составляющие каменноугольную смолу, являются подходящим сырьем для производства технического

Соединения Составляющие группы

К*нденсир»ванные ароматические соединения, i. дясь в зоне высоких температур, продолжают уплотняться, и таким образом появляются еще более высокомолекулярные соединения, составляющие смолы, асфаль-тены и, наконец, карбоиды .

Нейтральные азотистые соединения, составляющие большую часть всех азотсодержащих компонентов нефтей, представлены в основном производными индола и карбазола

Химическая природа нейтральных соединений, входящих в состав типичного сырья жидкофазной гидрогенизации — полукоксовых смол, изучена недостаточно. Лучше и полнее изучены углеводороды и легкие фракции, значительно меньше — нейтральные кислородсодержащие соединения, составляющие значительную часть высо-кокипящих фракций.

Нейтральные азотистые соединения составляют большую часть азотсодержащих соединен и и нефти. Они представлены гомологами пиррола , бензпиррола —индола и карбазола .

Помимо моноциклических сернистых соединений, в высших фракциях нефти присутствуют также би- и полициклические серусодержащие соединения, строение которых большей частью не выяснено. В результате систематического анализа сернистых соединений установлено, что эти соединения составляют так называемую «остаточную» серу.

Для более детального исследования состава азотистых оснований дистиллята 180—200СС был использован метод хромато-масс-спектрометрии. Хроматограмма азотистых оснований, полученная на карбоваксе 20 М, состоит из двух групп пиков. Хромато-масс-спектрометрический анализ каждого пика показал, что вторая, более четкая группа пиков, состоит из алкиланилинов с заместителями у атома углерода. Эти соединения составляют 90% выделенных азотистых оснований. Остальные 10% поданным масс-спектрометрии представлены алкиланилинами с заместителями у атома азота и алкилпиридинами с молекулярными весами 121, 135, 149, 163.

ризенотиофена.мп . диметилендиантриленсульфидами. аиенами с 6...10 и 14 ароматическими кольцами, диаценилами с 10 и 11 ароматическими кольцами, диантриламп, ди-, тетра- и октагидроаценами с 7...13 ароматическими кольцами, тетрагидротетраценилтетраценами, антрилхризенами, ди-ам11. тетрагидрохризенилтетрагидроантрилметана-ми, антрилхризенилметанами и тетрагидропентаценилхризенилметанами. Периконденсированные соединения составляют малую часть асфальтенов пека А-240 и представлены периленами и динафтопиренами. Число атомов углерода в алкнльных заместителях в основном находится в пределах 1...9 .

N, S-содержащие соединения составляют в НАС примерно пятую часть и представлены производными тиопиридонов и тиофеноиндолов с преобладанием последних . Алкил- и нафтенопроизводные в обоих концентратах содержатся примерно в одинаковом количестве. В АК-5 несколько преобладают алкилзамещенные структуры , а в АК-4 — их нафтенопроизводные.

Карбонилсодержащие соединения составляют одну из основ-

Нейтральные азотистые соединения составляют большую часть азотсодержащих соединений нефти. Они представлены гомологами пиррола , бензпиррола-индола и карбазола .

Нейтральные азотистые соединения составляют большую часть азотсодержащих соединений нефти. Они представлены гомологами пиррола, бензпиррола — индола и карбазола.

Второй железный катализатор, для которого имеется обширная сводка очень детальных данных, представляет собой оксид железа, промотированный К2С03 . Типичное распределение продуктов для этого катализатора было показано в табл. 19-1. При использовании этого катализатора кислородсодержащие соединения составляют 27% от общего количества продуктов, причем получается также относительно большая фракция олефинов, особенно с низкими углеродными числами. Было показано, что содержание олефинов является функцией содержания щелочей, поэтому на катализаторах, не содержащих щелочей, получается очень мало олефинов.

В продуктах прямой перегонки больше алифатических сульфидов, в продуктах термического крекинга больше ароматических сульфидов. Дисульфидов, как термически нестабильных соединений, намного меньше, чем сульфидов. В продуктах термического крекинга, полученных в условиях более высокого температурного режима, дисульфидов очень мало или они отсутствуют. Неопределяемые соединения составляют значительную часть всех сернистых соединений.

Основная масса мономеров кислородных соединений, накапливающихся в среднедистиллятных топливах, приходится на долю нейтральных соединений: спиртов, гликолей, простых и сложных эфиров и небольшого количества соединений с карбонильной группой. Спирты, гликоли, простые и сложные эфиры являются сравнительно стабильными соединениями. Возможность их накопления в углеводородной фракции для последующего извлечения и использования в качестве целевых продуктов может представлять самостоятельный интерес. При этом химическая промышленность получила бы новое сырье при одновременной стабилизации топлива за счет удаления окисленных компонентов. В лигроино-керосиновых фракциях прямой перегонки нефтей нейтральные кислородные соединения составляют 90— 95% от всей суммы мономеров.