Сторінка
2
Визначення кількісного вмісту нафтенів у сумішах вуглеводнів проводиться після попереднього видалення неграничних і ароматичних вуглеводнів, у результаті чого задача зводиться до визначення нафтенів у суміші з алканами. Цю суміш називають граничним залишком. Вміст нафтенів у граничному залишку визначається методом анілінових точок чи методом питомих рефракцій.
Нафтенові вуглеводні входять до складу всіх нафт (25-75 %), причому в більшості нафт вони переважають. Кількість нафтенів у фракціях зростає в міру збільшення їхньої густини. Моноциклічні нафтени містяться в основному у фракціях до 300 °С, біциклічні з'являються в середніх бензинових (130-150 °С) і зберігаються у висококиплячих, трициклічні знаходяться у фракціях, що википають при температурі понад 200 °С.
Неграничних вуглеводнів природні нафти не містять чи містять дуже мало, але вони часто складають значну частину рідких і газоподібних продуктів термічної деструктивної переробки нафти і її фракцій. Висока реакційна здатність неграничних вуглеводнів дозволяє використовувати їх як сировину для органічного синтезу, однак вони знижують хімічну стабільність нафтопродуктів.
Асфальтосмолисті речовини є невід'ємним компонентом майже всіх нафт. Після відгону з нафти світлих фракцій, легких олій, а також важких мазутних фракцій залишається складна суміш смолистих продуктів, що представляють собою темну і густу масу - гудрон, кількість якого в смолистих нафтах може досягати 40 %. Смолисті й асфальтові речовини, що складають гудрон, розглядаються як високомолекулярні (молекулярна маса понад500) гетероорганічні сполуки складної гібридної будови, що включають вуглець, водень, кисень, сірку й азот.
За розчинністю смолисті й асфальтові речовини поділяють на групи:
- нейтральні нафтові смоли - розчинні в петролейному ефірі , який не має ароматичних вуглеводнів;
· нафтові нейтральні асфальтени - розчинні в бензолі, але не розчинні в петролейному ефірі;
· асфальтенові кислоти і їхні ангідриди - смолисті речовини кислотного характеру, розчинні в спирті і не розчинні в петролейному ефірі;
· карбени - речовини частково розчинні в піридині і сірковуглеці;
· карбоїди - речовини, не розчинні ні в яких розчинниках.
Загальний вміст смолистих і асфальтових речовин у нафтах коливається від 1 до 40 %, причому кількість смолистих речовин найбільша у нафтах високої густини, багатих ароматичними вуглеводнями. Вони використовуються в дорожному будівництві, виробництві лаків, в будівельній справі і для інших цілей.
До кисневих сполук нафти відносять нафтенові і жирні кислоти, феноли. Нафтенові кислоти є у всіх нафтах (0,07-5 %), однак найбільше їх у нафтенових нафтах. Нафтенові кислоти утворюють солі з металами, і таким чином руйнують їх. У зв'язку з цим нафтенові кислоти з нафтопродуктів намагаються видалити у вигляді лужних солей, наприклад, натрієвих мил, відомих за назвою "милонафт".
Жирних кислот і фенолів у нафтах дуже мало, за винятком Бориславської нафти, у якій частка цих речовин складає до 30 % від усіх кислих сполук.
Сірка в нафті присутня у різній формі від елементної сірки і сірководню до сірчистої органіки, що включає понад 120 сполук.
Меркаптани (тіоспирти) R-SН є в нафтах у малих кількостях, але можуть утворюватися при переробці нафтової сировини за рахунок розкладання інших сірчистих сполук. Перші члени ряду меркаптанів, починаючи з етилмеркаптану C2H5SH - легкокиплячої рідини із сильним неприємним запахом, що відчувається вже при концентрації їх у повітрі 1·10-7 мас. %, використовуються для виявлення витоку побутового газу по запаху, наприклад, етилмеркаптану.
Моно - і дисульфіди аналогічно ефірам можуть бути у вигляді тіоефірів R-S-R1 і дітіоефірів R-S-S-R1. Тіоефіри нейтральні рідини без запаху, містяться як у сирій нафті, так і в продуктах її перегонки, складаючи в легких і середніх фракціях 50-80 % загальної сірки. Дітіоефіри важкі нейтральні рідини з неприємним запахом, знаходяться в нафтах у невеликих кількостях.
Вміст циклічних моносульфідів, тіофанів і тіофенів, у нафтах незначний, але в продуктах їхньої термічної переробки вони часто присутні у великих кількостях.
Вміст сірчистих сполук у нафтах і нафтопродуктах визначають різноманітними методами якісного і кількісного аналізу. Найчастіше визначають загальний вміст сірки, для чого застосовують методи спалення проби в калориметричній бомбі, "памновий метод" для легких нафтопродуктів, спалювання в трубчастій печі для олій і метод Ешка для важких нафтопродуктів.
Вміст загальної сірки в нафтах звичайно менше 1 %, однак він коливається в межах 0,05-6 %. Сірчисті сполуки в нафтах і нафтопродуктах є шкідливими компонентами, що кородують метали, крім того вони додають нафтопродуктам неприємний запах і токсичні властивості, а також погіршують антидетонаційні властивості бензинів.
Загальний вміст азоту в різних нафтах становить 0,03-0,52 %. Азотисті сполуки в нафтах зв'язані головним чином зі смолистими речовинами. Як правило, чим більше густина нафти, тим більше в ній міститься смолистих речовин, сірчистих і азотистих сполук. У складі азотистих сполук переважають органічні гетероциклічні луги: піридин, хінолін, їх метиловані гомологи і гідровані форми, аміни, а при перегонці нафт виділяється аміак. Витяг з нафти азотистих сполук здійснюється у вигляді солей шляхом обробки її сумішшю, що складається зі слабкої сірчаної кислоти і спирту при температурі близько 50 °С. При розкладанні солей, що випали в осад, лугом виділяються основи (піридин, хінолін і ін.).
Під мінеральними речовинами нафти розуміють речовини, що входять до складу золи від спалювання нафти, і воду. При зберіганні нафти більша частина води і механічних мінеральних домішок відстоюються, проте вода (до 4 %) з розчиненими в ній солями і домішки залишаються в нафті. Мінеральні домішки, що залишаються після відстоювання в нафті, називають "внутрішньою золою", про кількість якої судять по горючому прожареному залишку після спалювання наважки відфільтрованої нафти. Внутрішня зольність нафти невелика - від тисячних до десятих часток відсотка, причому, чим більш насичена нафта кислотними компонентами і смолистими речовинами, тим більше їхня зольність.
Завантажити реферат