какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

ХИМИЯ НЕФТИ

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕФТИ

Гетероорганические соединения

Гетероорганические соединения (серо-, кислород- и азотсодержащие) различного строения и молекулярной массы присутствуют в разнообразных пропорциях в дистиллятных и остаточных фракциях нефти. Особенно сложно изучение природы и состава высокомолекулярных гетероорганических соединений, основной частью которых являются смолоасфальтеновые вещества. Благодаря неподеленным парам электронов гетероатомы серы, кислорода и азота способны выступать в качестве координирующего центра при образовании ассоциатов в нефтяных системах.

Серосодержащие соединения

Серосодержащие соединения относятся к наиболее представительной группе гетероатомных компонентов газоконденсатных и нефтяных систем. Общее содержание серы в нефтегазовых системах колеблется в широких пределах: от сотых долей процента до 6-8 % (масс.) и более. Содержание серосодержащих соединений в некоторых нефтях достигает 40 % (масс.) и выше, в некоторых случаях нефть почти целиком состоит из них. В отличие от других гетероатомов, преимущественно концентрирующихся в смолисто-асфальтеновых веществах, значительная доля серы содержится в дистиллятных фракциях. Как правило, содержание серы в прямогонных фракциях возрастает по мере повышения температуры их кипения и общей сернистости исходной нефти.

В нефтегазовых системах присутствуют незначительные количества неорганических серосодержащих соединений (элементная сера и сероводород), они также могут образоваться как вторичные продукты разложения других серосодержащих соединений при высоких температурах в процессах перегонки, деструктивной переработки. Среди серосодержащих соединений, найденных в нефти, идентифицированы следующие:

какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

Распределение различных групп серосодержащих соединений в нефтях и в нефтяных фракциях подчиняется следующим закономерностям.

Диалкилдисульфиды в сырых нефтях не обнаружены, они обычно образуются при окислении меркаптанов в мягких условиях и поэтому присутствуют в бензинах (до 15 %). Основная доля серосодержащих соединений нефтей приходится на так называемую «остаточную» серу, не определяемую стандартными методами. В ее составе преобладают тиофены и их производные, поэтому раньше «остаточную» серу называли «тиофеновой», однако с помощью массспектрометрии отрицательных ионов в ней обнаружены ранее не определявшиеся сульфоксиды, сульфоны и дисульфан. В бензиновых фракциях содержание производных тиофена мало, в средних и особенно высококипящих фракциях оно достигает 50-80 % от суммы серосодержащих соединений. Относительное содержание тиофеновых производных, как правило, совпадает со степенью ароматичности нефтяной системы. Трудности, возникающие при выделении серосодержащих соединений (особенно из высококипящих фракций), вызваны близостью химических свойств аренов и тиофенов. Схожесть их химического поведения обусловлена ароматичностью тиофенов, возникающей как результат включения гетероатома серы в π–электронную систему до ароматического секстета. Следствием этого является повышенная склонность нефтяных тиофенов к интенсивному межмолекулярному взаимодействию.

Кислородсодержащие соединения

Кислородсодержащие соединения содержаться в нефтяных системах от 0,1-1,0 до 3,6 % (масс.). С повышением температуры кипения дистиллятных фракций содержание их возрастает, причем основная часть кислорода сосредоточена в смолоасфальтеновых веществах. В составе нефтей и дистиллятов содержится до 20 % и более кислородсодержащих соединений.

Среди них традиционно выделяют вещества кислого и нейтрального характера. К кислым компонентам относятся карбоновые кислоты и фенолы. Нейтральные кислородсодержащие соединения представлены кетонами, ангидридами и амидами кислот, сложными эфирами, фурановыми производными, спиртами и лактонами.

Содержание бициклических нафтеновых кислот в ряде случаев приближается, а иногда и превышает содержание моноциклических кислот, хотя индивидуальные их представители пока не идентифицированы.

Молекулы три-, тетра- и пентациклических кислот, выделенных из нефтей, построены в основном из сконденсированных между собой циклогексановых колец.

Установлено присутствие в нефтях гексациклических нафтеновых кислот с циклогексановыми кольцами. Ароматические кислоты в нефтях представлены бензойной кислотой и ее производными. В нефтях обнаружено и множество гомологических рядов полициклических нафтеноароматических кислот, а идентифицированы моноароматические стероидные кислоты в самотлорской нефти.

Из кислородсодержащих соединений нефтяные кислоты характеризуются наибольшей поверхностной активностью. Установлено, что поверхностная активность как малосмолистых, так и высокосмолистых нефтей значительно снижается после удаления из них кислых компонентов (кислот и фенолов). Сильные кислоты принимают участие в образовании ассоциатов нефтей, что показано при изучении их реологических свойств.

Источник

Химический Состав Нефти

Химический состав нефти довольно сложен и зависит от ряда факторов, таких как: условия образования и происхождение залежей, их географическое месторасположение, глубина залегания и др. В среднем в состав нефти входит около 1000 индивидуальных соединений.

Кроме углеводородов, в состав нефти входят гетероатомные соединения, содержащие в своей структуре как органическую составляющую, так и неорганические элементы, в том числе металлы. Так, например, специфический запах и цвет в основном обусловлены присутствием азот-, серо- и кислородсодержащих соединений, в то время как большинство углеводородов в химическом составе нефти, за исключением ароматических, в чистом виде лишены запаха и цвета.

В химический состав нефти входит ряд неорганических веществ. В первую очередь это вода, содержание которой иногда доходит до 10%, а также некоторое количество растворенных в ней минеральных солей.

В таблице ниже приведен стандартный химический состав нефти:

Углеводороды

Углеводороды в нефти представляют три основные класса:

Гетероатомные органические соединения

Гетероатомные органические соединения нефти представлены следующими группами:

Минеральные соли

Вода и механические примеси

Механические примеси нефти представляют собой взвешенные частицы песка, известняка и глины.

Попутный нефтяной газ

В процессе добычи, сырую нефть подают в специальные трапы-сепараторы, где ПНГ отделяют путем последовательного снижения давления. Увлеченный вместе с газом конденсат отделяют в промежуточных приемниках. Далее ПНГ отправляют на газоперерабатывающий завод. После таких процедур в нефти, тем не менее, остается около 4% растворенных газов, которые высвобождаются в процессе перегонки.

Источник

Глава 2. Гетероатомные соединения нефти

К гетероатомным компонентам нефти относятся сернистые, кислородосодержащие, азотосодержащие и высокомолекулярные (асфальтено-смолистые) соединения, содержание которых колеблется от 5 до 20% масс. До 70–90% гетероатомных компонентов (сернистых в виде меркаптанов (тиолов), сульфидов, тиофенов и тиофанов, а также полициклических) концентрируется в остаточных продуктах – мазуте и гудроне; азотосодержащие в виде гомологов пиридина, хинолина, индола, карбазола, пиррола, а также порфирины концентрируются в тяжелых фракциях и остатках; кислородосодержащие нафтеновые кислоты, фенолы, смолисто-асфальтеновые вещества сосредоточены обычно в высококипящих фракциях. Элементный состав (%): С 82-87; Н 11-14,5; S 0,01-8; N 0,001-1,8; O 0,005-1,2. С ростом температуры кипения нефтяных фракций и средней температуры кипения нефтей количество гетероатомных соединений увеличивается. Рассмотрим основные группы гетероатомных веществ.

Серосодержащие соединения нефти

Сера является наиболее распространенным гетероэлементом в нефтях и нефтепродуктах. Интерес к серосодержащим соединениям нефти возрос в связи с проблемой переработки высокосернистых нефтей. В пластовых нефтях содержится от 0,01 до 14% масс. серы. Низким содержанием серы характеризуются нефти Беларуси, Азербайджана, значительным количеством серосодержащих соединений – нефти Урало-Поволжья и Сибири; количество серы в Арланской нефти достигает до 3,0 % масс., а в Усть-Балыкской – до 1,8% масс. Из зарубежных наиболее высоким содержанием серы отличаются нефти: месторождения Элбано-Панук (Мексика – 5,4% масс.), Роулз Пойнт (США – до 14% масс.).

Групповой состав сернистых соединений весьма различен. Идентифицировано и частично выделено помимо элементарной серы и сероводорода около 250 сернистых соединений. В нефтях бывшего СССР (арланской, сургутской, тугоровской и др.) идентифицировано 18 тиолов, 22 алифатических сульфида, 20 циклических сульфидов. Большинство идентифицированных соединений относится к легким фракциям. Фракции с температурой кипения до 160°С содержат тиолы, алифатические и алициклические сульфиды, а в более высококипящих фракциях присутствуют замещенные тиофены и бициклические сульфиды. Установлено, что в прямогонном остатке 50% серы входит в состав тиофеновых колец. Сложность идентификации высококипящих сернистых соединений объясняется отсутствием модельных индивидуальных соединений.

Характер распределения сернистых соединений в нефтяных фракциях имеет определение закономерности.

Меркаптаны (тиолы) RSH – тип сернистых соединений, встречающийся только в легких фракциях бензина и отчасти керосина. В вышекипящих фракциях нефти меркаптаны отсутствуют. Идентифицировано около 50 меркаптанов С1–С8, в их числе 17 меркаптанов имеют прямую цепь, 22 – разветвленную (одна или две метильные группы), шесть – циклопентановые и один – циклогексановые радикалы. Меркаптаны обладают кислотными свойствами и коррозионной активностью.

Сульфиды RSR – присутствуют во всех фракциях нефти и имеют разнообразные структуры углеродных радикалов. Они могут быть разделены на три большие группы: сульфиды с насыщенными углеводородными радикалом, тиофены и сульфиды с ароматическим или нафтено- или парафино-ароматическим радикалом. Циклически насыщенные сульфиды являются главными сернистыми компонентами в керосиновых и газойлевых фракциях.

В высших фракциях нефти главную часть сульфидов составляют ароматические сульфиды, которые также могут быть полиароматическими циклами типа:

какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефтииSкакие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

Дисульфиды RSSR – сернистые соединения с двумя атомами серы в молекуле, легко образуются из меркаптанов при окислении воздухом. Поэтому дисульфиды присутствуют во всех фракциях нефтей, содержащих меркаптаны, и имеют вторичное происхождение. Первичных дисульфидов в легких и средних фракциях содержится незначительно. Из этих фракций выделены 2–метилтиено –(3,2)– и 3–метилтиено–(2,3)–тиофены. По мере увеличения молекулярной массы количество сернистых компонентов с двумя атомами серы возрастает, достигая максимального значения в асфальтено-смолистых веществах.

Тиофеновые и тиофено-полициклические сернистые соединения составляют в нефтях от 45 до 92% от всего количества серосодержащих компонентов. Тиофен и шестнадцать его гомологов С4–С9 были выделены из разных нефтей. Изучая групповой состав высокомолекулярных сернистых соединений, М.А.Бестужев установил существование полициклических структур гибридного типа. Эти структуры могут содержать, кроме тиофенового ядра, от одного до четырех ароматических и от одного до трех нафтеновых колец. Среди высококипящих сернистых соединений могут быть следующие полициклические структуры ряда СnH2np (р= 20, 24, 26, 28, 30 и 32):

Источник

Соединения в составе сырой нефти

Природная маслянистая горючая жидкость известная как нефть имеет сложный и разнообразный состав определяющий её качество. Состав сырой нефти представляющий собой жидкость находящуюся в недрах Земли включает углеводороды, органические соединения и небольшое количества металла.

какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

Компоненты состава сырой нефти

Хотя углеводороды обычно являются основным компонентом состава сырой нефти, их количество может варьироваться от 50% до 97% в зависимости от типа горючей жидкости и способа ее добычи. Органические соединения, такие как азот, кислород и сера, обычно составляют от 6 до 10% сырой нефти, в то время как металлы, такие как медь, мышьяк, никель, ванадий и железо, составляют менее 1% от общего состава.

Нефть состоит из следующих основных элементов:

Неорганические соли хлорида магния, хлоридов натрия и других минеральных веществ также сопровождаются с сырой нефтью из скважины либо из-за воды пласта или воды и химических веществ, закачиваемых во время бурения и добычи.

Типы углеводородов в сырой нефти

Существуют три основных типа углеводородов в сырой нефти: парафины или алканы (15-60%), нафтены или циклоалканы (30-60%), ароматические или арены (3-30%).

Парафиновые углеводороды

Общая молекулярная формула (CnH2n+2), С-углерод, H-водород, где n-число атомов углерода в этом соединении. Гомологичные ряды этих углеводородов называются алканами. Алканы относительно неактивны по сравнению с ароматическими веществами и олефинами. При комнатной температуре алканы не подвергаются воздействию концентрированной дымящей серной кислоты, концентрированных щелочей или мощных окислителей, таких как хромовая кислота. Алканы проводят реакции замещения медленно с хлором в солнечном свете и с бромом в присутствии катализатора.

Парафины выпускаются как обычные, так и изопарафины. Нормальные парафины представляют собой соединения с прямой цепью, а изопарафины — разветвленные соединения.

Изопарафины более реактивны, чем обычные парафины, и желательны в моторном топливе.

Нормальные парафины могут быть преобразованы в изопарафины термическим или химическим путем. Это называется реакцией изомеризации.

Олефины эта серия известна как алкены: это ненасыщенные углеводороды, что означает наличие двойной связи между двумя атомами углерода в формуле. Родовая формула (CnH2n), и самый низкий член этого гомологичного ряда этилен, C2H4. Алкены бывают как жидкость так и газ: этилен, бутен, изобутен. Они обладают высокой реакционной способностью и могут сами реагировать на моноолефины.

Олефины не присутствуют в сырой нефти, но они образуются путем термического и каталитического разложения или дегидрирования обычных парафинов.

Олефины обычно нежелательны в готовых продуктах, потому что двойные связи реакционноспособны, а соединения легче окисляются и полимеризуются с образованием смол и лаков, поэтому их можно удалить абсорбцией в серной кислоте.

Нафтены или циклопарафины

Нафтены или циклопарафины: циклические насыщенные углеводороды с общей формулой, как олефины,(CnH2n), также известные как циклоалканы.

Поскольку они насыщены, они относительно неактивны, как парафины. Нафтены являются желательными соединениями для производства ароматических веществ и высококачественных базовых запасов смазочных масел.

Ароматические соединения

Не имеют отношения к запаху и является понятием, характеризующим структурные молекулы. Термин устоялся из-за приятного запаха этих веществ.

Ароматические соединения часто называемые бензолами, химически очень активны по сравнению с другими группы углеводородов. Их общая формула (CnH2n-6) при n ≥ 6.

Эти углеводороды подвергаются воздействию кислорода с образованием органических кислот.

Ароматические вещества также могут быть получены дегидрированием нафтенов в присутствии платинового катализатора.

Низшие ароматические соединения, такие как бензол, толуол и ксилолы, являются хорошими растворителями и инициаторами для многих нефтехимических продуктов.

Ароматические вещества из нефтепродуктов могут быть отделены экстракцией растворителями, такими как фенол, фурфурол и диэтиленгликоль.

Виды углеводородов в сырой нефти
Тип углеводородовОтличительная чертаОсновные углеводородыОсобенности
Парафины (алканы)Прямая углеродная цепьМетан, этан, пропан, бутан, пентан, гексанТемпература кипения увеличивается по мере того, как число атомов углерода увеличивается. С количеством углерода 25-40 % парафины становится восковыми.
Изопарафины (изоалканы)Разветвленная углеродная цепь.Изобутан, изопентан, неопентан, изооктанЧисло возможных изомеров возрастает в геометрической прогрессии по мере увеличения количества углерода атомы увеличиваются.
Олефины (алкены)Одна пара углеродистых атомовЭтилен, пропилен, этен, пропен, бутен, пентен, гексенОбщая формула CnH2n. Олефины не присутствуют в сырой нефти, но образуются во время процесса.
Нежелательно в готовом продукте из-за их высокой реактивности. Низкая молекулярная масса олефинов имеет хорошие антидетонационные свойства.
Циклоалканы

(полиметиленовые углеводороды)

Насыщенные углеводороды

содержат замкнутый углеродный цикл.

Циклопентан, метил-циклопентан, диметилциклопентан циклогексан, 1,2-диметилциклогексанОбщая формула CnH2n, имеющая циклическое строение. Средняя сырая нефть содержит около 50 % нафтенов. Нафтены-скромно хорошие компоненты бензина.
Ароматические или арены6 атомов углерода в кольце с тремя вокругБензол, толуол, ксилол, этилбензол, кумол, нафталинАроматические вещества нежелательны в керосине и смазочном масле. Бензол является канцерогеном, следовательно, нежелательная часть бензина.

Неуглеводороды или гетероатомные соединения

Общие гетероатомы в углеводородах — это атомы серы, кислорода, азота и металлов.

Соединения серы

Соединения серы присутствуют в сырой нефти в виде меркаптанов органических веществ, сернистые аналоги спиртов, имеющие общую формулу RSH, где R — углеводородный радикал Примерами циклических соединений серы являются тиофены и бензотиофены.

Газ сероводород

Газ сероводород (H2S) связан с сырой нефтью в растворенном виде и выделяется при нагревании. H2S вызывает коррозию при высоких температурах и в присутствии влаги.

Сырая нефть, содержащая большое количество H2S, называется кислой сырой нефтью. Сера, присутствующая в нефтяных топливных продуктах, также образует различные оксиды серы (SOx) при горении, которые являются сильными загрязнителями окружающей среды. H2S может быть удален из газов путем абсорбции в растворе с производными аммиака.

В легких дистиллятах сера может присутствовать в виде H2S, меркаптанов и тиофенов, но в более тяжелых фракциях сырой нефти 80-90% серы обычно присутствует в сложной кольцевой структуре углеводородов. В этой комбинации атом серы стабилен и не реагирует. В результате сера из более тяжелой нефти не может быть удалена без разрушительной реакции, такой как тяжелые термические или каталитические реакции.

В настоящее время сера извлекается при рафинировании и продается в виде продукта. Сера также оказывает отравляющее действие на различные катализаторы.

Соединения азота

Состав сырой нефти может включать соединения азота которые обычно встречаются в более тяжелых видах.

Соединения азота ответственны за цвет и цветовую нестабильность. В общем, чем более асфальтирована нефть, тем выше в ней содержание азота. Азот в нефтяных топливах вызывает образование оксидов азота (NOx), которые также являются сильными загрязнителями атмосферы. Азот может быть удален из нефтепродукты методом каталитического гидрирования.

Соединения азота более стабильны, чем соединения серы, и поэтому их труднее удалить, даже если они присутствуют в очень низких концентрациях.

Кислородные соединения

Сырая нефть может содержать кислородсодержащие соединения, такие как нафтеновые кислоты, фенолы и крезолы, которые ответственны за коррозионную деятельность. Кислород также действует на многие катализаторы. Кислород может быть удален каталитическим гидрированием.

Избыток кислородных соединений может даже привести к взрыву.

Металлы

Металлические соединения ванадия, никеля, свинца, мышьяка и др., также содержатся в сырой нефти.

Ванадий и никель встречаются в виде металлоорганических соединений в основном в более тяжелых фракциях сырой нефти, где атомы металлов распределены внутри соединения в сложной форме, называемой порфиринами.

Нефтяное топливо, содержащее эти металлические соединения, может повреждать горелки, трубопроводы и стенки камер сгорания.

Источник

Гетероатомные соединения нефти

Помимо углеводородов, в нефти присутствуют и гетероатомные соединения. К гетероатомным соединениям относят органи­ческие соединения, в состав которых, кроме углерода и водоро­да, входят в больших или меньших количествах кислород, сера и азот. Несмотря на то, что по данным элементного анализа сум­марное содержание гетероатомов в нефти не велико, сами гетероорганические соединения могут доставлять до 20 % масс. от сырой нефти. Так же, как и для углей изучение состава и свойств гетероатомных соединений в нефти может помочь в определе­нии ее происхождения. Предполагают, что гетероатомные соеди­нения являются промежуточными продуктами различных пре­вращений нефти. Кислородные соединения

Кислород в нефти встречается в следующих функциональ­ных группах и соединениях: карбонильная группа (в основном кетоны), простые эфиры, сложные эфиры, фенолы, спирты ки­слоты, смолисто-асфальтеновые вещества.

какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

Подавляющее количество кислород, содержится в нефти в фенолах (особенно много фенолов в смолистых нефтях), нафте­новых и алифатических кислотах.

какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

Алифатические кислоты представлены в нефтях кислотами нормального и изомерного строения, в том числе изопреноидного. Нафтеновые кислоты являются производными нафтеновых уг­леводородов — циклопентана и циклогексана. Ароматические ки­слоты являются производными бензола и полициклических аренов. Следует отметить, что в парафиновых нефтях, т. е. в нефтях богатых парафиновыми углеводородами, преобладают алифатиче­ские кислоты, а в нафтеновых — нафтеновые.

какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

Нафтеновые кислоты стараются удалить из нефти, так как они образуют соли с металлами, что ведет к разрушению аппара­туры и трубопроводов. Вместе с тем, нафтенаты щелочных ме­таллов — это деэмульгаторы нефти и используются для ее обез­воживания.

Серосодержащие соединения

Содержание сернистых соединений в нефтях колеблется в широких пределах — от следовых количеств до 7 % маcc. Насчи­тывается более 200 различных сернистых соединений, найден­ных и идентифицированных в нефтях. В основном сера в нефти содержится в виде: элементной серы, сероводорода, меркапта­нов, сульфидов (тиоэфиры) и дисульфидов (дитиоэфиры), цик­лических соединений и их гомологов.

Сера как простое вещество и в виде сероводорода содержит­ся в нефтях в раворенном состоянии. Содержание меркаптановой серы достигает 15 % масс. от ее общего содержания. Сосредо­точены меркаптаны в бензиновых фракциях. Сульфиды распро­странены в бензиновых и легроино-керосиновых фракциях, где они составляют от 50 до 80 % масс. от суммы всех сернистых со­единений, а дисульфиды — в керосино-газойлевых фракциях. На них приходится до 15 % масс. всей серы. Циклические соеди­нения — тиацикланы (циклические сульфиды), тиофен и их го­мологи — сосредоточены в керосиновых и масляных фракциях. Они составляют всего лишь несколько процентов от суммы сер­нистых соединений.

В сырой нефти сера преобладает в меркаптанах, сульфидах и дисульфидах, а после термической обработки входит в состав тя­желых продуктов переработки в основном в ароматические гете­роциклические соединения.

Сера — самый вредный элемент в нефти, так как входит в очень агрессивные соединения (сера, сероводород и меркапта­ны), приводящие к коррозии металла и ухудшающие антидето­национные свойства топлив и качество вторичных продуктов пе­реработки нефти (нефтяной кокс).

Азотсодержащие соединения

Большая часть азота сосредоточена в смолистых веществах, но встречается и в виде аминогрупп ароматического или алифа­тического характера. Азотистые соединения нефтей подразделя­ют на две основные группы: азотистые основания и «нейтраль­ные» (слабоосновные) соединения.

какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

К «нейтральным» азотистым соединениям относят производ­ные индола и карбазола, циклические амиды и порфирины. Кроме того, в нефтях обнаружены также гетероциклические со­единения, содержащие, кроме азота, серу (тиазолы).

какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

В группу гетероатомных соединений нефти включают смолисто-асфальтеновые вещества, содержащие в себе все гетероатомы нефти: кислород, азот и серу. Суммарно содержание в них гетероатомов достигает 14 % масс. Гудрон, получаемый после от­гонки из нефти светлых фракций и масляных дистиллятов, со­стоит из смолисто-асфальтеновых соединений.

В составе этих соединений различают смолы и асфальтены.

Смолы — это конденсированные циклические соединения с длинными алифатическими боковыми цепями. Густые вязкие вещества бурого цвета. Их плотность больше воды (1,1 г/см 3 ), и молекулярная масса колеблется в пределах 600—700 кг/кмоль.

Асфальтены — полициклические ароматические сильно кон­денсированные системы с короткими алифатическими боковы­ми цепями. Твердые высокоплавкие хрупкие вещества черного цвета, не растворимые в алканах. Молекулярная масса рав­на 2000—3000, а иногда превышает 6000 кг/кмоль. Молекулы ас­фальтенов можно рассматривать как продукт конденсации (со­единения) нескольких молекул смол.

Классификация нефтей

Классификация нефтей является базой, которая позволяет предопределить ассортимент и качество продуктов, подобрать наилучшие условия переработки тех или иных нефтей.

С того момента, как добыча нефти и ее переработка вышли на промышленный уровень, классификация нефти претерпевала изменения и дополнения.

Химическая классификация основана на групповом составе нефтей. По этой классификации различают следующие нефти: метановая; нафтеновая; метано-нафтеновая; ароматическая; метано-нафтено-ароматическая; нафтено-ароматическая.

Широкое распространение имела также технологическая классификация нефти. Согласно этой классификации нефть подразделяется на три класса по содержанию серы, три типа по выходу фракций, выкипающих до 350 °С, четыре группы по по­тенциальному содержанию базовых масел, две подгруппы по ин­дексу вязкости и три вида по содержанию твердого парафина. В целом нефть характеризуется шифром, составляемым последо­вательно из обозначений класса, типа, группы, подгруппы и вида, которым соответствует данная нефть (табл.2)

КлассСодержание серы, % массТипВыход светлых нефтепродуктов, %масс.ГруппаСодержание базовых масел, % масс.ПодгруппаИндекс вязкости базовых маселВидСодержание парафина, % масс.
I Малосер- нистая45,0М1>25И1П1 малопа-рафинистая2,00Т36,00

Условное обозначение нефти состоит из четырех цифр, соот­ветствующих обозначениям класса, типа, группы и вида нефти. При поставке нефти на экспорт к обозначению типа добавляется индекс «э». Структура условного обозначения нефти:

X X X X ГОСТР

какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Смотреть картинку какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Картинка про какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти. Фото какие группы гетероатомсодержащих соединений встречаются в составе нефти

Класс нефтиНаименованиеМассовая доля серы, % масс
МалосернистаяДо 0,60 включ.
Сернистая0,61-1,80
Высокосернистая1,81-3,50
Особо высокосернистаяСвыше 3,50
Наименование параметраНорма для типа нефти
0 (особо легкая)1 (легкая)2 (средняя)3 (тяжелая)4 (битуми- нозная)
Для экономики страныдля экспортадля экономики страныдля экспортадля экономики страныдля экспортадля экономики страныдля экспортадля экономики страныдля экспорта
Плотность при температуре 15 о С, кг/м 3Не более 834,5834,5 ÷854,4854,4÷874,4874,4÷899,3Более 899,3
Выход фракции, не менее,%, до температуры:
200ºС
300ºС
350ºС
Массовая доля парафина, не более, %

Если по одному из показателей (плотности или выходу фракций) нефть относится к типу с меньшим номером, а по другому — к типу с большим номером, то нефть признают соответствующей типу с большим номером.

Рассмотрим несколько примеров классификации нефти.

2. нефть (при поставке на экспорт): массовая доля современных представлений нефть состоит из низко- и высо­комолекулярных углеводородных и неуглеводородных компонентов. Пол­ностью разделить нефть на индивидуальные соединения невозможно, да этого и не требуется ни для технической характеристики нефтяного сырья, еш для его промышленного использования. Достаточно ее разделить на отдельные более или менее узкие фракции перегонкой, адсорбцией и др., методами. К тому же, по химическому составу нефти различных месторо­ждений весьма разнообразны. По этой причине обсуждение можно вести лишь о характеристиках «среднестатистической» нефти.

В качестве молекулярных характеристик нефти и нефтепродуктов необходимо использовать даже большее число, чем для макромолекул, различных по точности, объективности и глубине охвата показателей свойств. Их можно рассматривать в первом приближении по пяти груп­пам.

1. Брутто-характеристики элементного состава.

6.Средняя молекулярная масса и связанные с ней физические характеристики (пределы выкипания, плотность и др.).

7.Групповой состав нефти и нефтепродуктов.

8.Показатели интегрального структурного анализа (ИСА).

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *