Кислородные соединения.

И примеры конкретных представителей этих типов

Основные типы азотсодержащих веществ нефти

Кислые	Нейтральные	Основные
пиррол	индол (бензпиррол)	карбазол	пиридин	пиперидин	хинолин

Азотистые соединения реагируют со щелочными металлами, образуя соли. Особое место занимают порфирины - сложные комплексы на основе ядра порфина, которые образуются с металлами и имеют сложное строение. Хлорофилл - магниевый комплекс порфирина, витамин В₁₂ - кобальтовый, железный комплекс - гемин - пигмент крови. В нефтях встречаются никелевый и кобальтовый комплексы порфирина.

В нефтях также встречаются аминокислоты и аммонийные соли. Они используются как добавки, способные повышать адгезионные свойства битумов.

Содержание азота в нефтяных фракциях возрастает с повышением их температуры кипения. Наибольшее их количество - в тяжелых остатках от перегонки. Обнаруживается связь с сернистыми соединениями и смолистыми веществами: тяжелые смолистые нефти содержат много серы и азота, легкие, малосмолистые - мало серы и азота.

Использование: азотистые основания используются как дезинфицирующие средства, антисептики, ингибиторы коррозии, добавки к смазочным маслам, битумам, как антиокислители.

Азотистые соединения снижают активность катализаторов в процессах деструктивной переработки нефти, вызывают осмоление и потемнение нефтепродуктов. При кат. риформинге высокое содержание азотистых соединений в бензине приводит к усиленному коксо- и газообразованию. Даже малое количество АС вызывает лакообразование в поршневой группе двигателя и отложению смол в карбюраторе.

Наиболее полно азотистые соединения удаляются из нефтяных фракций 25% раствором серной кислоты.

Отношение содержания азота к коксуемости нефтей дает возможность приблизительно оценить их геологический возраст.

Кислород в нефтях встречается в виде нафтеновых кислот, фенолов и асфальто-смолистых веществ.

Нафтеновые кислоты - карбоновые кислоты циклического строения, малолетучие, маслянистые жидкости с резким неприятным запахом. Циклы главным образом пятичленные. Бывают би, три и тетрациклические. Встречаются также и обычные карбоновые кислоты. Распределение кислот по фракциям неравномерно. Преобладают в легких и средних газойлевых фракциях. Нафтеновые кислоты нерастворимы в воде и легко растворяются в нефтепродуктах. Их содержание в нефтях характеризуется кислотными числами - числом миллиграммов КОН, расходуемого на нейтрализацию 1 г вещества в спирто-бензольном растворе в присутствии фенолфталеина.

Нафтеновые кислоты применяются для пропитки шпал, при регенерации каучука из вулканизированных изделий, как заменители жирных кислот при производстве мыла, как антисептические средства для борьбы с гнилостными грибками. Металлические соли нафтеновых кислот (F.E. кальциевые) используются для производства консистентных смазок. Для механизмов, работающих под большим давлением готовят смазки из нафтенатов свинца, серы и минерального масла.

Фенолы. Больше всего их в нефтях восточных районов страны. Есть все три изомера крезола, ксиленолы (диметилфенолы, имеют 6 изомеров) и b-нафтол. Процессы выделения их из нефтей пока не получили промышленного применения.

b-нафтол

Асфальто-смолистые вещества - компоненты почти всех нефтей (кроме "белых", очищенных в ходе миграции через толщи глин).Содержание и химический состав АСВ в значительной мере влияют на выбор направления переработки нефти и набор технологических процессов в схемах заводов.

Количество АСВ 4..5 % масс. (легкие нефти) - 20 % масс. (тяжелые нефти).

АСВ исключительно сложны по составу и их природа окончательно не установлена.

АСВ нефтей делятся на: 1) нейтральные смолы; 2) асфальтены; 3) карбены и карбоиды; 4) асфальтогеновые смолы и их ангидриды.

Нейтральные смолы - полужидкие, иногда почти твердые вещества темно-красного цвета. Плотность почти равна единице. Растворяются в петролейном (нефтяном) эфире, бензоле, хлороформе, четыреххлористом углероде, образуя, в отличие от асфальтенов, истинные растворы. В состав смол входят углерод, водород, сера, кислород, иногда азот. Углеводороды - в виде ароматических и нафтеновых циклов с боковыми цепями. Весовое соотношение углерод: водород = 8: 1. Сера и кислород входят в состав гетероциклических соединений. Смолы химически нестабильны. Под воздействием адсорбентов в присутствии кислорода происходит их частичная окислительная конденсация в асфальтены. С утяжелением фракции, смолы, из нее выделенные имеют большую плотность, молекулярный вес, красящую способность, содержат больше серы, кислорода и азота.

Асфальтены - черные или бурые твердые, хрупкие, неплавкие высокомолекулярные вещества плотностью больше 1. При температуре выше 300^оС асфальтены разлагаются с образованием газов и кокса. В петролейном эфире (неполярный растворитель), пентане, изопентане, гексане не растворяются. Отсюда петролейный эфир и пентан используют для разделения смеси смол и асфальтенов в лабораторных условиях. В промышленности для этого используют жидкий пропан (процесс деасфальтизации) - осаждение смол и асфальтенов из гудрона. Асфальтены растворяются в пиридине, сероуглероде, четыреххлористом углероде, бензоле и прочей ароматике. Соотношение углерод: водород = 11: 1. Молекулярный вес - тысячи. Серы, кислорода и азота - больше, чем в смолах. Содержание асфальтенов в смолистых нефтях - 2...4 % масс.

Продукты уплотнения асфальтенов - карбены. Затем - карбоиды. Карбены не растворяются в бензоле, частично растворяются в пиридине и сероуглероде. Карбоиды не растворяются ни в органических ни в минеральных растворителях.

Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды по внешнемувиду похожи на нейтральные смолы. Малянистые, вязкие иногда твердые черные вещества. Нерастворимы в петролейном эфире. Хорошо растворимы в бензоле, спирте, хлороформе. Природа практически не изучена. Плотность больше единицы.

Дата добавления: 2013-12-11