В состав нефти входят углеводороды - ХИМИЯ НЕФТИ

Знание химического состава природных нефтяных систем служит отправной точкой для прогнозирования их фазового состояния и свойств фаз при различных термобарических условиях, соответствующих процессам добычи, транспортировки и переработки нефтяных смесей. Тип смеси - нефть, газоконденсат или газ - также зависит от ее химического состава и сочетания термобарических условий в залежи. Химический состав определяет возможное состояние компонентов нефтяных систем при данных условиях - молекулярное или дисперсное.

Основной состав нефти и газа - Экология природных ресурсов

Среди них встречаются наиболее и наименее склонные к различного рода межмолекулярным взаимодействиям ММВчто в итоге обусловливает ассоциативные явления исходную дисперсность нефтяных систем при нормальных условиях. Кроме того, в нефти присутствуют:. Из других элементов в нефти присутствуют - железо, магний, алюминий, медь, олово, натрий, кобальт, хром, германий, ванадий, никель, ртуть, золото и. Углеводороды УВ представляют собой органические соединения углерода и водорода. В нефти в основном содержатся следующие классы углеводородов:.

Различают алканы нормального строения н-алканы - пентан и его гомологиизостроения изоалканы - изопентан и др. В нефти присутствуют газообразные алканы от С 1 до С 4 в виде растворённого газажидкие алканы С 5 — С 16составляют основную массу жидких фракций нефти и твёрдые алканы состава С 17 — С 53 и более, которые входят в тяжёлые нефтяные фракции известны как твёдые парафины.

В нефти присутствуют всевозможные изомеры алканов: Из них превалируют в основном монозамещенные, с одним разветвлением. Метилзамещенные алканы по степени убывания располагаются в ряд: К м годам относится открытие в нефтях разветвленных алканов изопреноидного типа с метальными группами в положениях 2, 6, 10, 14, 18 и т. Обнаружено более двадцати таких УВ в основном состава С 9 -С Таким образом, алканы в различных пропорциях входят в состав всех природных смесей и нефтепродуктов, а их физическое состояние в смеси - в виде молекулярного раствора или дисперсной системы - определяется составом, индивидуальными физическими свойствами компонентов и термобарическими условиями.

Циклоалканы или нафтеновые углеводороды — насыщенные алициклические УВ. К ним относятся моноциклические с общей формулой C n H 2nбициклические — C n H 2n-2трициклические — C n H 2n-4тетрациклические — C n H 2n По суммарному содержанию циклоалканы во многих нефтях преобладают над другими классами УВ: Они присутствуют во всех нефтяных фракциях.

Обычно их содержание растет по мере утяжеления фракций. Общее содержание нафтеновых углеводородов в нефти растёт по мере увеличения ее молекулярной массы.

Исключение составляют лишь масляные фракции, в которых содержание циклоалканов падает за счет увеличения количества ароматических углеводородов. Из моноциклических УВ в нефти присутствуют в основном пяти- и шестичленные ряды нафтеновых УВ. Распределение моноциклических нафтенов по нефтяным фракциям, их свойства изучены гораздо более полно по сравнению с полициклическими нафтенами, присутствующими в средне- и высококипящих фракциях. Из полициклических нафтенов в нефтях идентифицировано только 25 индивидуальных бициклических, пять трициклических и четыре тетра- и пентациклических нафтена.

Если в молекуле несколько нафтеновых колец, то последние, как правило, сконденсированы в единый полициклический блок. Бицикланы С 7 -С 9 чаще всего присутствуют в нефтях ярко выраженного нафтенового типа, в которых их содержание достаточно высоко.

Среди этих углеводородов обнаружены в порядке убывания содержания: Из трицикланов в нефтях доминируют алкилпергидрофенантрены. Тетрацикланы нефти представлены главным образом производными циклопентано-пергидрофенантрена - стеранами. Достоверных сведений об идентификации полициклоалканов с большим количеством циклов нет, хотя на основе структурно-группового и массспектрального анализа можно высказать предположения о присутствии нафтенов с числом циклов, большим пяти.

По некоторым данным, высококипящие нафтены содержат в молекулах до циклов. Различия в химическом поведении циклоалканов часто обусловлены наличием избыточной энергии напряжения. В зависимости от размеров цикла циклоалканы подразделяют на малые С 3С 4 - хотя циклопропан и циклобутан в нефтях не обнаруженынормальные С 5 -С 7средние C 8 -С 11 и макроциклы от C 12 и.

В основе этой классификации лежит зависимость между размером цикла и возникающими в нем напряжениями, влияющими на стабильность. Для циклоалканов и, прежде всего, для их различных производных, характерны перегруппировки с изменением размеров цикла.

Пяти- и шестичленные углеродные циклы образуются гораздо легче, чем меньшие и большие циклы. Поэтому в нефтях встречается гораздо больше производных циклогексана и циклопентана, чем производных других циклоалканов. На основе исследования вязкостно-температурных свойств алкилзамещенных моноциклогексанов в широком интервале температур выяснено, что заместитель по мере его удлинения уменьшает среднюю степень ассоциации молекул.

Циклоалканыв отличие от н-алканов с таким же числом углеродных атомов, находятся в ассоциированном состоянии при более высокой температуре. К ним относятся представители моноциклических: Среди нефтяных аренов преобладают соединения, содержащие не более трех бензольных циклов в молекуле.

Общей закономерностью является рост содержания аренов с повышением температуры кипения. При этом арены высших фракций нефти характеризуются не большим числом ароматических колец, а наличием алкильных цепей и насыщенных циклов в молекулах.

В бензиновых фракциях обнаружены все теоретически возможные гомологи аренов C 6 -C 9. Углеводороды с малым числом бензольных колец доминируют среди аренов даже в самых тяжелых нефтяных фракциях. Моноарены нефтей представлены алкилбензолами. Крупные алкильные заместители в молекулах алкилбензолов могут содержать более 30 углеродных атомов. В нефтях идентифицированы все индивидуальные алкилнафталины С 11С 12 и многие изомеры С 13 -C Содержание дифенилов в нефтях на порядок ниже содержания нафталинов.

К пентацикланам нефтей относятся углеводороды ряда гопана, лупана, фриделана. Состояние таких коллоидных систем зависит от многих факторов , важнейшими из которых являются химическая природа и молекулярный вес углеводородов, смол и асфальтенов, входящих в состав нефти , концентрация асфальтенов, количественное соотношение углеводородов, смол и асфальтенов в системе [2, Поэтому в нефтях встречается гораздо больше производных циклогексана и циклопентана, чем производных других циклоалканов. На протяжении уже многих лет обсуждались конкретные пути и механизм этих реакций, протекающих вследствие термического воздействия термолиз , каталитического воздействия термокатализ , а также под влиянием окислительного воздействия микроорганизмов биодеградация. Однако замечательное постоянство химического состава сырых нефтей стало понятным лишь около 40 лет назад. Посмотрите, как устроены молекулы пентана С5Н10, циклогексана С6Н12 и бензола С6Н6 — типичных представителей каждого из этих классов: Лишь в некоторых месторождениях нефть содержит значительные количества высших олефинов например, канадская нефть. Более тщательный анализ позволил обнаружить в природном газе и небольшие количества гелия. В нефти присутствуют углеводороды, начиная с пентана, гексана, которые входят в состав легких бензинов, и кончая высокомолекулярными жидкими и твердыми углеводородами смазочных масел и смолистого остатка нефти.

Из нафтенодиаренов в нефтях обнаружены аценафтен, флуорен и ряд его гомологов, содержащих метальные заместители в положениях Триарены представлены в нефтях производными фенантрена и антрацена с резким преобладанием первыхкоторые могут содержать в молекулах до насыщенных циклов.

Нефтяные тетраарены включают углеводороды рядов хризена, пирена, 2,3- и 3,4-бензофенантрена и трифенилена.

Справочник химика 21

Содержание в нефтях полиаренов с пятью и большим числом конденсированных бензольных циклов очень невелико. Из таких углеводородов в тяжелых нефтяных фракциях обнаружены: Повышенная склонность аренов, особенно полициклических, к молекулярным взаимодействиям обусловлена низкой энергией возбуждения в процессе гомолитической диссоциации.

Для соединений типа антрацена, пирена, хризена и т. С некоторыми полярными соединениями арены образуют достаточно устойчивые молекулярные комплексы.

Следствием эффекта сопряжения являются следующие свойства аренов:. Гибридные углеводороды церезины — углеводороды смешанного строения: В основном, это твёрдые алканы с примесью длинноцепочечных УВсодержащих циклановое или ароматическое ядро. Они являются основной составной частью парафиновых отложений в процессах добычи и подготовки нефтей. Меню раздела Классификация нефти Марки нефти Фракционный состав нефти Химический состав нефти Физико-химические свойства Температурные свойства Теплофизические свойства Свойства топлив Свойства высокомолекулярных нефтепродуктов.

Химический состав для нефти различают как элементный и вещественный. Кроме того, в нефти присутствуют: В вещественном плане нефть в основном состоит из углеводородов и гетероорганических соединений.

Углеводороды Углеводороды УВ представляют собой органические соединения углерода и водорода. В нефти в основном содержатся следующие классы углеводородов: Циклоалканы Циклоалканы или нафтеновые углеводороды — насыщенные алициклические УВ.

К пентацикланам нефтей относятся углеводороды ряда гопана, лупана, фриделана. Следствием эффекта сопряжения являются следующие свойства аренов: Церезины Гибридные углеводороды церезины — углеводороды смешанного строения: Курс валют предоставлен сайтом kursvalut.

Соотношение между группами углеводородов придает нефтям различные свойства и оказывает большое влияние на свойства получаемых продуктов и степень их воздействия на человека и окружающую природную среду.

Сырые фракции смазочного масла — дистилляты — требуют поэтому дополнительной очистки для удаления нежелательных компонентов и сохранения в масле наиболее ценных. Кислородные соединения в нефти, как правило, состоят из органических кислот и смолисто-асфальтовых веществ. В связи с этим важное значение имеет изучение закономерностей в содержании смол и асфальтенов в нефтях, так как аномалии вязкости нефти в пластовых условиях могут привести к ухудшению показателей разработки нефтяных залежей.