Химический состав и распределение групповых углеводородных компонентов по фракциям нефти

Наиболее важный показатель качества нефти, определяющий выбор метода переработки, ассортимент и эксплуатационные свой­ства получаемых нефтепродуктов, - химический состав и его рас­пределение по фракциям. В исходных (нативных) нефтях содержат­ся в различных соотношениях все классы углеводородов, кроме не­предельных (алкенов) соединений: парафиновые (алканы), нафте­новые (циклоалканы), ароматические (арены) и гибридные - пара-фино-нафтено-ароматические.

3.2.1. Парафиновые углеводороды

Парафиновые углеводороды - алканы С_пН_2п+2 - составляют зна­чительную часть групповых компонентов нефтей и природных га­зов всех месторождений. Общее содержание их в нефтях составляет 25 - 35% масс, (не считая растворенных газов) и только в некоторых парафиновых нефтях, например типа Мангышлакской, Озек-Суат-ской, достигает до 40-50% масс. Наиболее широко представлены в нефтях алканы нормального строения и изоалканы преимуществен­но монометилзамещенные с различным положением метильной груп­пы в цепи. С повышением молекулярной массы фракций нефти со­держание в них алканов уменьшается (рис.3.1). Попутные нефтяные и природные газы практически полностью, а прямогонные бензины чаще всего на 60 - 70% состоят из алканов. В масляных фракциях их содержание снижается до 5-20% масс.

Газообразные алканы. Алканы С,- С₄: метан, этан, пропан, бу­тан и изобутан, а также 2,2-диметилпропан при нормальных услови­ях находятся в газообразном состоянии. Все они входят в состав при­родных, газоконденсатных и нефтяных попутных газов.

Природные газы добывают с чисто газовых месторождений. Они состоят в основном из метана (93 - 99% масс.) с небольшой примесью его гомологов, неуглеводородных компонентов: сероводорода, диок­сида углерода, азота и редких газов (Не, Аг и др.). Газы газоконден­сатных месторождений и нефтяные попутные газы отличаются от чисто газовых тем, что метану в них сопутствуют в значительных концентрациях его газообразные гомологи С₂ -С₄ и выше. Поэтому они получили название жирных газов. Из них получают легкий га­зовый бензин, который является добавкой к товарным бензинам, а также сжатые жидкие газы в качестве горючего. Этан, пропан и бу-таны после разделения служат сырьем для нефтехимии.

Жидкие алканы. Алканы от С₅ до С₁₅ в обычных условиях пред­ставляют собой жидкости, входящие в состав бензиновых (С₅ - С₎₀) и керосиновых (С,, - С₁₅) фракций нефтей. Исследованиями установ­лено, что жидкие алканы С₅ - С₉ имеют в основном нормальное или слаборазветвленное строение. Исключением из этого правила явля­ются анастасиевская нефть Краснодарского края и нефть морского месторождения Нефтяные Камни, в которых содержатся сильнораз-ветвленные изопарафины. Исключительный теоретический интерес представляет открытие в 60-х гг. в составе некоторых нефтей изоал-канов со строго регулярным расположением метильных заместите-

лей вдоль углеродной цепи в положениях 2,6,10,14 и 18. Такое стро­ение скелета соответствует регулярной цепи гидрированных анало­гов полиизопрена - продукта полимеризации изопрена, поэтому они получили название «изопреноидных углеводородов» нефти. Обна­ружение изопреноидных алканов в нефтях, наиболее вероятным ис­точником образования которых могут служить природные полиизоп-ренолы, содержащиеся в хлорофилле растений, считается веским аргументом в пользу теории органического генезиса нефтей.

Твердые алканы. Алканы С₁₆и выше при нормальных условиях -твердые вещества, входящие в состав нефтяных парафинов и цере­зинов. Они присутствуют во всех нефтях чаще в небольших количе­ствах (до 5% масс.) в растворенном или взвешенном кристаллическом состоянии. В парафинистых и высокопарафинистых нефтях их со­держание повышается до 10 - 20% масс. Таковыми являются нефти озексуатская, жетыбайская и узеньская полуострова Мангышлак, грозненская парафинистая и др.

Нефтяные парафины представляют собой смесь преимущес­твенно алканов разной молекулярной массы, характеризуются пластинчатой или ленточной структурой кристаллов. При пере­гонке мазута в масляные фракции попадают твердые алканы С₁₈ - С₃₅ с молекулярной массой 250 - 500. В гудронах концентриру­ются более высокоплавкие алканы С₃₆ - С₅₅ - церезины, отличаю­щиеся от парафинов мелкокристаллической структурой, более высокой молекулярной массой (500 — 700) и температурой плав­ления (65- 88°С вместо 45-54°С у парафинов). Исследованиями установлено, что твердые парафины состоят преимущественно из алканов нормального строения, а церезины - в основном из цик-лоалканов и аренов с длинными алкильными цепями нормально­го и изостроения. Церезины входят также в состав природного горючего минерала - озокерита.

Парафины и церезины являются нежелательными компонента­ми в составе масляных фракций нефти, поскольку повышают тем­пературы их застывания. Они находят разнообразное техническое применение во многих отраслях промышленности: электро- и радио­технической, бумажной, спичечной, кожевенной, парфюмерной, хи­мической и др. Они применяются также в производстве пластичных смазок, изготовлении свечей и т.д. Особо важная современная об­ласть применения - как нефтехимическое сырье для производства синтетических жирных кислот, спиртов, поверхностно-активных веществ, деэмульгаторов, стиральных порошков и т.д.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: