Главная -> Словарь

Углеводородов преобладают

Парафиновые углеводороды с 6 —10 атомами С, кроме использования их в качестве специальных растворителей, находят лишь ограниченйое применение в нефтехимической промышленности. Напротив, важную роль играют высокомолекулярные углеводороды с 10—20 атомами С. Газообразные члены парафинового ряда, содержащиеся в природном нефтяном газе, в газах, сопровождающих нефть при ее добыче, и в отходящих газах нефтеперегонных установок вследствие большой разницы в температурах кипения могут быть сравнительно простыми методами разделены на технически чистые индивидуальные углеводороды. Для получения углеводородов, кипящих при более высоких температурах, чем бутан, сырьем может служить газовый бензин, ниже рассматриваемый подробно. Из него методом четкой ректификации можно получать пентан, гексан и гептан. Парафиновые углеводороды с 6—10 атомами С и парафиновые углеводороды с 10— 20 атомами С в настоящее время получают в чистом виде из нефтяных фракций посредством экстрактивной кристаллизации с мочевиной. Парафин, являющийся смесью высокомолекулярных парафиновых углеводородов преимущественно с прямой цепью, получают в больших количествах Депара-финизацией масляных фракций. Продукт этот является чрезвычайно ценным сырьем.

Для подтверждения возможности органического синтеза нефти были проведены прямые лабораторные экспериментальные исследования . Так, еще в 1888г. немецкий химик К. Энглер впервые в мире произвел перегонку рыбьего жира при давлении 1 МПа и температуре 42 °С и получил 61 % масс, масла плотностью 0,8105, состоящего на 90 % из углеводородов, преимущественно парафиновых от Сь и выше. В тот же период им были получены углеводороды из растительных масел: репейного, оливкового и др. В 1919 г. акад. Н.Ф. Зелинский произвел перегонку сапропелита оз. Балхаш и получил 63,2 % смолы, 16 % кокса и 20,8 % газа. Газ состоял из метана, окиси углерода, водорода и сероводорода. После вторичной перегонки смолы были получены бензин, керосин и тяжелые масла, в состав которых входили парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды. В 1921 г. японский ученый Кобаяси получил искуственную нефть при перегонке рыбьего жира без давления, но в присутствии катализатора — гидросиликата алюминия. Подобные опыты были проведены затем и другими исследователями. Было установлено, что природные алюмосиликаты — глины-являются катализатором в химических реакциях нефте — образования. Акад. А.Д. Архангельский глинистые породы назвал нефтепроизводящими, или нефтематеринскими. Подтверждающие органическую концепцию нефтесинтеза результаты дали также исследования самих осадочных пород различного геологического возраста на присутствие углеводородов. Органические вещества в пределах 0,2 — 0,9 % от массы осадочных пород были обнаружены во всех оседочных образованиях — от докембрия до современных осадков, причем глины оказались в среднем в 2 — 4 раза богаче органическим веществом, чем пески и карбонаты. Более богатыми органикой оказались глинистые породы нефтегазоносных провинций. Так, глины девонских отложений Волго —Урала и юрских отложений Западной Сибири содержали до 10— 15 % органического вещества. Исследования химического состава органических веществ осадочных пород, определяемого по степени растворимости в различных растворителях, показали, что они состоят из битумоидов , гуминовых кислот и на 70 —80 % из нераство —

Свойства и реакции радикалов. Радикалы, имеющие неспа — ренные электроны, образуются при гемолитическом распаде углеводородов преимущественно путем разрыва менее С-С-связи: С2Н„ — 2 СН3, С-Н-связи: С2Н„ — H-+C2HS.

При крэкинге под давлением отмечается распад тяжелых углеводородов, преимущественно по середине цепи, с образованием двух молекул равного веса, тогда как в температурных условиях крэкинга под атмосферным давлением преимущественно имеет место распад по крадем цепи с образованием газообразных углеводородов и тяжелых углеводородов лишь с немного меньшим молекулярным весом, чем исходные.

При высоком содержании ароматических углеводородов в бензинах присутствует много парафиновых углеводородов преимущественно нормального строения, а среди нафтеновых, содержание которых здесь невысокое, преобладают пятичленные.

При крекинге высших олефиновых углеводородов преимущественно образуются парафиновые углеводороды и бутадиен. Константа скорости реакции крекинга олефинов уменьшается с увеличением их молекулярного веса .

Выход жидких продуктов пиролиза зависит от применяемого'сыръя и условий пиролиза. При пиролизе газов получают 2—8% жидких продуктов, бензины образуют 20—25% , а керосино-газойлевые фракции•— 35—40% жидких продуктов пиролиза. В них может содержаться 60—90% ароматических и 10—40% неароматических углеводородов . .

Жидкие продукты пиролиза, независимо от применяемого сырья и условий пиролиза, имеют примерно одинаковый фракционный и углеводородный состав. За исключением фракции С5, которая состоит в основном из диеновых углеводородов и небольшого количества олефинов, все последующие фракции жидких углеводородов содержат преимущественно ароматические углеводороды со.сравнительно небольшой примесью непредельных показали, что глубина отбора дистиллятных фракций заметно сказывается как на составе гудрона, так и на характере изменения и глубине термоокислительного превращения последнего. Детальное исследование элементного и компонентного составов тяжелых нефтяных остатков, полученных различными вариантами термической обработки, позволило выяснить характер влияния на направление и глубину превращения их в процессе производства. Полученные экспериментальные данные дали возможность составить общее представление об основных направлениях химических изменений составляющих битум компонентов в процессе его производства в заводских условиях. Чем более жесткой высокотемпературной обработке подвергаются тяжелые нефтяные остатки, тем большую роль в стадии окисления играет углеводородная часть битума. Это видно из данных, характеризующих количественное и качественное изменения в составе углеводородов. При переходе от гудрона к окисленному битуму содержание углеводородов снижается с 65—70 до 40—46%. При этом в окисленном битуме практически отсутствуют парафино-циклопарафиновые углеводороды, а среди ароматических углеводородов преобладают структуры, содержащие в молекуле ди- и поликонденсированные ароматические ядра. Жидкие продукты окисления битума на первой стадии окисления состоят из низкомолекулярных кислородных производных углеводородов преимущественно алифатической природы.

Углеводородная часть остатков изучена достаточно хорошо и в основном представлена алканами, циклоалканами, циклоалкано-алка-нами и аренами с различной степенью цикличности. В составе группы насыщенных углеводородов преобладают циклоалканы и циклоалкано-алканы. Арены состоят из легких , средних , тяжелые , содержащие большую долю конденсированных систем преимущественно из ареновых колец и по характеру скелета приближа- показали, что глубина отбора дистиллятных фракций заметно сказывается как на составе гудрона, так и на характере изменения и глубине термоокислительного превращения последнего. Детальное исследование элементного и компонентного составов тяжелых нефтяных остатков, полученных различными вариантами термической обработки, позволило выяснить характер влияния на направление и глубину превращения их в процессе производства. Полученные экспериментальные данные дали возможность составить общее представление об основных направлениях химических изменений составляющих битум компонентов в процессе его производства в заводских условиях. Чем более жесткой высокотемпературной обработке подвергаются тяжелые нефтяные остатки, тем большую роль в стадии окисления играет углеводородная часть битума. Это видно из данных, характеризующих количественное и качественное изменения в составе углеводородов. При переходе от гудрона к окисленному битуму содержание углеводородов снижается с 65—70 до 40—46%. При этом в окисленном битуме практически отсутствуют парафино-циклопарафиновые углеводороды, а среди ароматических углеводородов преобладают структуры, содержащие в молекуле ди- и поликонденсированные ароматические ядра. Жидкие продукты окисления битума на первой стадии окисления состоят из низкомолекулярных кислородных производных углеводородов преимущественно алифатической природы.

рождений Узень и Жетыбай весьма схожи. Это тяжелые высоко-парафинистые и высокосмолистые нефти с низким содержанием серы. По углеводородному составу к ним близко подходит нефть месторождения Котуртепе. Барсакельмесская нефть значительно отличается от нее по компонентному и групповому углеводородному составу. Нефти бухарских месторождений резко отличаются по своей химической природе от нефтей месторождений восточного побережья Каспия. Они характеризуются сравнительно высоким содержанием серы , более низким содержанием предельных и более высоким содержанием ароматических углеводородов. Среди ароматических углеводородов преобладают ди- и полициклические соединения. Содержание смолисто-афаль-теновыхвеществ в них невелико , но доля асфальтенов в смолисто-асфальтеновой части достигает 28%.

Тяжелые нефтяные остатки, в которых смолисто-асфальтено-вая часть составляет 50% и больше, а в структуре углеводородов преобладают конденсированные полициклические системы с большим удельным весом ароматических колец, характеризуются низким содержанием водорода. Поэтому использование этой части нефти в качестве топлива сопряжено с необходимостью предварительного обогащения ее водородом. Этот процесс можно осуществить либо глубокой термической деструкцией типа полукоксования, либо прямым каталитическим гидрированием, сопряженным с крекингом тяжелого сырья. В первом случае часть углерода выводится из сырья в виде кокса или полукокса, содержание водорода в котором не превышает 2—3%. Освободившийся в процессе коксования водород перераспределяется среди газообразных и жидких продуктов пиролиза. Второй процесс включает две реакции: каталитический крекинг и каталитическое гидрирование. Вводимый в реакцию свободный молекулярный водород непосредственно присоединяется к осколкам крекируемого сырья, насыщая их водородом. Для переработки тяжелых нефтяных остатков предлагаются разные варианты технологических процессов, в основе которых лежит один из названных выше приемов обогащения водородом или комбинация их обоих. Процесс прямого насыщения водородом сырья затрудняется быстрой дезактивацией катали-

1,2,4-трехзамещенные бензола, в небольших количествах возможны также 1, 2,3-трехзамещенные, 1,2-дизамещенные и четырех-замещенные бензола. В па-рафино-циклопарафиновой части присутствуют гидрированные аналоги этих моноциклоароматических углеводородов. Среди бициклоконденсированных ароматических углеводородов преобладают ди- и трехзамещенные. В небольших количествах обнаружены гомологи антрацена и фенантрена.

Нафтеновые углеводороды прямогонных бензиновых фракций состоят в основном из метилзамещенных циклогексана и циклопентана. Содержание нафтеновых углеводородов с боковыми группами С2 и выше относительно невелико. И среди этих углеводородов преобладают этилзамещенные. В бензиновых фракциях нефтей могут находиться и бициклические нафтеновые углеводороды. При этом их содержание от общей суммы нафтеновых углеводородов во фракции 120н-150°С составляет менее 1%, а во фракциях 15СЫ75°С и 175^200°С соответственно в среднем 5 и 15% .

мальных углеводородов преобладают однозамещенные. В жирнов-ской нефти не оказалось также простейших нафтенов, например циклопентана и циклогексана. В нефти из месторождения Нефтяные Камни в бензиновой части изометановых углеводородов с одним третичным углеродным атомом найдено несколько меньше половины всех метановых углеводородов, затем следуют углеводороды с двумя заместителями и совсем мало с тремя.

Из приведенных в табл. 39 данных видно, что оба исследованных церезина весьма близки между собой по химической природе углеводородов, их составляющих. Они характеризуются резко выраженным преобладанием гибридных структур углеводородов парафипо-циклопарафи-пового характера при сравнительно небольшом содержании чисто парафиновых углеводородов и практически полном отсутствии парафино-ароматических структур у шорсинского и незначительном содержании их у бориславского церезина. Интересно также отметить, что чисто парафиновые углеводороды представлены исключительно изомерами нормального строения, а в гибридных, парафшю-циклопарафиновых формах углеводородов преобладают изомеры с разветвленными парафиновыми цепями. Приведенные здесь основные результаты, полученные II. И. Черножуковым и Л. П. Каза-