Главная -> Словарь

Углеводородного компонента

Из легких растворителей наиболее низкой плотностью обладают растворители углеводородного характера с наибольшим содержанием алканов и минимальном ароматических углеводородов. При этом чем меньше молекулярный вес данных растворителей, тем ниже их плотность. Но с уменьшением молекулярного веса растворителей снижается пх температура кипения и возрастает летучесть, что приводит к повышению потерь растворителей и усилению пожарной опасности при их применении. Обычно при депарафинизации в качестве легкого растворителя используют нафту — узкую бензиновую фракцию парафинистых нефтей . В практике некоторых зарубежных заводов в качестве легкого растворителя применяют технический к-гептан или к-гексан.

На северо-западном и юго-восточном окончаниях Кавказского хребта находится целый ряд образований, носящих название грязевых вулканов, или грязевых сопок, известных также и за пределами СССР. Из них время от времени происходят значительные грязевые извержения с большим выделением газов, главным образом углеводородного характера.

Но есть еще и друше соображения, заставляющие критически относиться к ха-we-леоновой пробе: это почти те же, какие высказаны были в главе об йодных и бромных числах. Во-перных, известно , что хорошее промывание водой продукта, очищенного кислотой и щелочью, повышает стойкость по отношению к йодным числам и хамелеоновой пробе. В бензоле и толуоле всегда могут присутствовать, во-первых, непредельные углеводороды, .

чем больше углеводородных соединений в боковых цепях и чем меньше кислородсодержащих соединений. Сапропелевые угли и споровые вещества каменных углей обладают высокой спекающей способностью, при термической деструкции до 550 °С они дают большой выход летучих продуктов, в которых преобладают соединения углеводородного характера.

дородов, тогда -как для получения углеводородов из твердых горючих ископаемых необходима их специальная термическая обработка — нагревание без доступа воздуха, в результате которой получается смесь жидких продуктов углеводородного характера и значительные количества остатка. Общий выход углеводородов при их получении из нефти значительно выше, чем из других горючих ископаемых. Это объясняется различием элементного состава нефти и других горючих ископаемых .

Вторая причина многообразия структурных форм высокомолекулярных соединений нефти заключается в том, что с ростом молекулярного веса увеличивается число элементов, участвующих в построении молекул. Так, в углеводородной части масляных фракций из сернистых нефтей уже содержатся значительные примеси сернистых соединений, но практически отсутствуют кислородные соединения; в составе смол наряду с серой уже находятся значительные количества кислорода, а нередко и азота; наконец, в асфальтенах, кроме серы и кислорода, сконцентрирована основная масса азота, ванадия, никеля и некоторых других микроэлементов. Таким образом, с увеличением молекулярного веса фракций нефти наблюдается постепенный переход от компонентов чисто углеводородного характера к смесям, состоящим из углеводородов и гетеро-органических соединений. Структура и состав этих соединений непрерывно усложняются в 'результате увеличения числа гетеро-атомов, входящих в Молекулу. Однако углеводородный скелет по-прежнему остается несущим каркасом молекул. Поэтому огромное разнообразие возможных структурных форм высокомолекулярных соединений нефти в случае смол и асфальтенов, в отличие от углеводородов, обусловлено не только изомерией углеродного скелета молекулы, но и изомерией, вызванной наличием в молекулах атомов серы, кислорода, азота и других элементов. В наиболее высокомолекулярной смолисто-асфальтеновой части нефтей уже встречаются заметные количества металлоорганических соединений, что еще более увеличивает качественное разнообразие структурных форм этих соединений.

Изучение состава, строения химических реакций и свойств гетероорганических соединений нефти особенно важно для решения такой принципиальной научной проблемы, как генезис нефти. Именно среди гетероорганических компонентов нефти встречаются соединения, в разной степени приближающиеся к соединениям чисто углеводородного характера, которые, вероятно, являются отдельными звеньями длинной цепи химических превращений, соединяющей нефть с органическим веществом растительного и животного происхождения, из которого эта нефть образовалась. Чем больше звеньев в этой цепи удастся расшифровать при помощи современных экспериментальных методов, тем ближе мы подойдем к раскрытию и правильному пониманию геохимической истории многообразных химических превращений в недрах земных от органического вещества растительного и животного происхождения до нефти. Наиболее простые по химическому составу кислород- и серусодержащие соединения являются, по-видимому, одной из последних ступенью в ряду этих превращений. Так, содержащиеся в нефтях карбоновые кислоты и сернистые соединения, как показали многочисленные экспериментальные исследования, имеют такую же или очень близкую структуру углеводородной части молекулы, как и углеводороды соответствующих фракций тех же нефтей.

Синтетические масла углеводородного характера, получаемые полимеризацией олефинов и алкилированием ароматических углеводородов, обладают определенными преимуществами по сравнению с маслами, вырабатываемыми непосредственно из нефти. Основным преимуществом синтетических масел является узкий углеводородный состав; однородность строения в связи с определенной направленностью синтеза сообщает синтетическим маслам хорошие вязкостно-температурные свойства и высокую подвижность прв низких температурах. Однако во всех остальных отношениях синтетические углеводородные масла сходны с природными нефтяными маслами, и поэтому применение синтетических углеводородных масел в общем ограничено той же областью, где применяются обычные нефтяные масла.

Ароматические углеводороды нефти могут иметь различное происхождение. Во-первых, ароматические группировки содержатся уже в самом сапропелитовом материале на более или менее глубоких стадиях его изменения. 13 керогене эстонских сланцев X. Т. Раудсепп нашел до 26% ароматических систем, конечно еще не углеводородного характера, а так как ароматические кольца не уничтожаются, они переходят из одного класса органических соединений в какой-то другой класс и в конце концов в ароматические углеводороды. Постоянное содержание кислорода в ароматических углеводородах, выделенных из нефти физическими методами, является возможно признаком, унаследованным от исходного материала. Последний мог содержать ароматические системы лигнина водяных растений. Попадавшие в сапропелевые илы в виде растительного детрита остатки наземной флоры т'акже могли повысить ресурсы ароматических структур. Значительное содержание ароматических углеродных атомов в гумусовых углях, несмотря на то что клетчатка их не содержит, иллюстрирует возможность значительного содержания ароматических систем и в исходном материале нефти. Во всяком случае речь может идти только о полициклических ароматических системах, а, следовательно, и об углеводородах этого ряда. С этой точки зрения содержание кислорода именно в высших членах ароматического ряда, выделенных из нефти, показательно в том отношении, что эти углеводороды ближе к начальному веществу нефти, чем углеводороды прочих рядов, особенно среднего и низкого молекулярного веса. Вместе с тем подкрепляется положение, что во всех нефтях близость группового состава характерна именно для высших фракции высокого молекулярного веса. Различные типы нефти в основном зависят от позднейших ее превращений. Разукрупнение высших гибридных углеводородов

Вторая причина многообразия структурных форм высокомолекулярных соединений нефти заключается в том, что с ростом молекулярного веса унеличшшотся число элементов, участвующих в построении молекул. Так, например, в углеводородной части масляных фракций из сернистых нефтей уже содержатся значительные примеси сернистых соединений, но практически отсутствуют кислородные соединения; в составе смол наряду с серой уже находятся значительные количества кислорода, а нередко и азота, наконец, в асфальтенах, кроме серы и кислорода, сконцентрирована основная масса азота, ванадия, никеля и некоторых других микроэлементов. Таким образом, с увеличением молекулярного веса фракций нефти наблюдается постепенный переход от компонентов чисто углеводородного характера к смесям, состоящим из углеводородов и готерооргаппческих соединений. Структура и состав последних непрерывно усложняются в результате увеличения числа гете-роатомов, входящих в состав их молекул. Однако углеводородный скелет по-прежнему остается несущим каркасом молекул этих сложных по составу и строению гетероорганпческих соединений. Поэтому огромное разнообразие возможных структурных форм высокомолекулярных соединении нефти в случае смол и асфальтепов в отличие от углеводородов, обусловлено не только, а может быть даже и не столько, изомерией углеродного скелета молекулы, но и изомерией, вызванной наличием в молекулах атомов серы, кислорода, азота п других элементов. В наиболее высокомолекулярной смолисто-исфальтсновои части нефтей уже встречаются заметные количества метал.юоргапнческих соединений, что еще более увеличивает качественное разнообразие структурных форм этих соединении.

для решения такой принципиальной научной проблемы, как гепе;шс нефти. Именно среди гетероорганическпх компонентов нефти встречаются соединения, в разной степени приближающиеся к соединениям чисто углеводородного характера, которые, вероятно, являются отдельными звеньями длинно)))! цепи химических превращении, соединяющей нефть с. органическим веществом растительного п животного происхождения, из которого эта нефть образовалась. Чем больше звеньев в этой цени нам удастся расшифровать при помощи современных экспериментальных методов, тем ближе мы подойдем к раскрытию п правильному пониманию истории многообразных химических превращений от органического веще-стна растительного и животного происхождения до нефти. Наиболее простые по химическому составу кислород- и серусодержащие соединения являются, по-видимому, одной из последних, если не самой последней ступенью в ряду этих превращении. Так, например, содержащиеся в неф-тях карбоновые кислоты п сернистые соединения, как показали многочисленные экспериментальные исследования, имеют такую же или очень близкую структуру углеводородной части молекулы, как н углеводороды соответствующих фракций тех же пефтей.

Низкий температурный эффект процессов депарафинизации данной группы обусловливается слишком высокой растворяющей способностью применяемых углеводородных разбавителей в отношении застывающих компонентов. Для повышения температурного эффекта депарафинизации к углеводородному растворителю-разбавителю добавляют растворитель-осадитель, обладающий пониженной растворяющей способностью к перерабатываемому сырью, главным образом к его застывающим компонентам. Растворитель-осадитель вводят в депарафинизируемый раствор в таких количествах, чтобы при существенном снижении растворимости застывающих компонентов низкозастывающие компоненты оставались полностью в растворенном состоянии. % В качестве растворителей-осадителей применяют легкокипящие полярные растворители, в частности ацетон, метилэтилкетон, дихлорэтан и др. В качестве же углеводородного компонента обычно берут низкокипящие ароматические углеводороды — ббнзол или смесь его с толуолом, поскольку эти углеводороды хорошо растворяют входящие в депа рафинируемый продукт низкозастываюшие масла.

Природа углеводородного компонента эмульсии также несколько сказывается на ее стойкости: эмульсии с пентан-амиленовыми фракциями обладают повышенной стойкостью по спавнению со стойкостью эмульсий из бутан-бутиленов. При этом влияние последнего фактора нивелирует влияние объемного соотношения компонентов и создает особенно значительную разницу в стойкости эмульсий из углеводородов фракции С4 и фракции С5 при содержании кислоты в смеси, отличающемся от 40—45 объемн. %.

Рис. 11. Стойкость эмульсии серная кислота — углеводороды в зависимости от их объемного соотношения при использовании в качестве углеводородного компонента:

В настоящее время разработан ряд автоматических хроматографов. В этих приборах при прохождении газа через разделительную колонку количества содержащихся в нем компонентов измеряют при помощи специальных детекторов. Для определения количества какого-либо компонента по теплоте сгорания в детектор помещают одно плечо мостика Уитстона с заранее известным сопротивлением. При прохождении газа-носителя через детектор температура спирали и ее сопротивление не изменяются. При появлении в газе углеводорода и сгорании его на раскаленной спирали выделяется тепло, повышается температура спирали и изменяется ее сопротивление. По изменению сопротивления определяют количество углеводородного компонента.

Карбамидные комплексы различных органических соединений устойчивы при температурах не выше 133° О ^температура плавления карбамида). В табл. 1 приведены температуры диссоциации комплексов карбамида с некоторыми производными нормальных парафинов .

В табл. 3, 4 приведены значения отношений компонентов в карбамидном комплексе, найденные разными авторами. В табл. 5 приведены аналогичные отношения для метиловых эфиров жирных кислот С8—С18. Зависимость состава комплекса от длины цепи для к-парафинов и для карбоновых кислот показана на рис. 6 . Как видно из приведенных данных, с увеличением длины цепи углеводородного компонента отношение карбамид : связываемое вещество возрастает. Это объясняется тем, что, чем больше цепь

Термическая устойчивость комплекса уменьшается по мере повышения температуры и возрастает по мере повышения молекулярного веса углеводородного компонента. Для разрушения комплексов, полученных из легких нефтяных фракций, обычно достаточно нагревать их до 70—80° С, для разрушения же комплексов твердых углеводородов температуру необходимо повышать до 100° С. По данным Ята , температуры диссоциации комплексов, образованных к-гептаном, w-гексадеканом и н-генэй-козаном, соответственно равны 46, 78 и 90° С. Значения температуры диссоциации карбамидных комплексов с различными кислотами, спиртами и эфирами в зависимости от их молекулярного веса приведены в табл. 1. Разрушение комплекса, как показал А. М. Кулиев с сотр. , затрудняется при большом содержании активатора, участвовавшего в образовании комплекса.

Природа углеводородного компонента эмульсии также сказывается на ее стойкости: эмульсии с пентан-пентеновыми фракциями обладают повышенной стойкостью по сравнению со стойкостью эмульсий из бутан-бутиленов. Особенно значительная разница в стойкости эмульсий из углеводородов фракции С$ и фракции GS наблюдается при содержании кислоты в смеси 40% .

Литература Х.фрязинов В. В. Исследование влияния углеводородного компонента

Литература Т.Фрязинов В.В.Исследование влияния углеводородного компонента

В настоящее время опубликовано еще недостаточно материала, чтобы можно было более подробно остановиться на вопросах, касающихся углеводородного компонента и катализатора при реакциях изомеризации при низких содержаниях водорода в реакционной смеси. Исследователи считают наиболее показательными в этой области работы с к-пентаном. Реакции при