Файл: 1. Нефть и нефтяные месторождения. Гипотезы происхождения нефти. Современные представления об образовании нефти и газа.docx

Не растворимы в воде и спирте, растворимы в эфире, бензине, жирных и эфирных маслах.

Влияние на свойства топлив:

Высокая температура застывания- что де­лает их присутствие в зимних видах топлива и смазочных масел нежела­тель­ным. Понижает: октановое число, плотности топлива, моторные свойства топлива. Повышает: теплотворную способность, воспламеняемость топлива, вязкость топлива.

Применение:

Исходное сырье ПАВ; когнатнные маски; мазевая основа (вазелин); лекарственная основа; для изготовления свечей и спичек; cмазка трущихся деревянных деталей; смазки для скольжения лыж; упаковочных материалов; аппретирования тканей, как электроизоляционный материал; как компонент пластичных смазок; присадки к смазочным маслам, и т.д.

Распределение по фракциям:

Содержаться во всех фракциях, но чем выше t_кип в фракции тем их больше. Высших Фракциях (может содержать до 45-55%). (Высшие Фракции- фракции с высокой температурой кипения).

Темные Фракций(мазут): масляные фракции, t_кип >350, С₁₉-С₅₀
№16.Нафтены. Содержание, строение (трех-, четырех-, пяти-, шестичленные циклы; моно-, би-, трициклические и др.), агрегатное состояние, свойства, распределение по фракциям. Влияние на свойства топлив. Применение.

Нафтены (циклоалканы нефтей) — Это группа циклических насыщенных углеводородов общей формулы для моноциклических соединений СnН2n.

Содержание:

Нефти содержат 40-70% циклоалканов. Их содержание обычно растет по мере утяжеления фракций.

Строение:



Агрегатное состояние:

(C3 — C4) — газы, (C5 — C11) — жидкости, начиная с C12 — твёрдые вещества.

Свойства:

Физические:

• 
  высокие температуры кипения и плавления
  
• 
  высокие показатели преломления
  
• 
  в воде практически не растворяются
  
• 
  высокие октановые числа
  

Химические

1. 
   Нафтены образуют соединения включения с тиомочевиной.
   
2. 
   Дегидрогенизация нафтенов: Циклогексан и его гомологи легко дегидрируются над Pt, Pb, Ni при 250-320°С, либо над Cr₂O₃ при 450°С с образованием ароматических углеводородов. Не подвергаются дегидрогенизации нафетны с шестичленным циклом, это гем-замещённые циклогексаны, мостиковые нафтены, углеводороды ряда адамантана.
   
3. 
   Циклизация алкилпроизводных нафтенов: Над платиной при 300°С алкилзамещенне нафтены с алкиной прямой цепью, содержащей три и более атомов углерода, циклизуются с образованием бициклических углеводородов.
   
4. 
   Изомеризация нафтенов: В присутствии (AlCl₃, AlBr₃) нафтены подвергаются изомеризации
   

---

Распределение по фракциям:

Моноциклические:  (от С3 до С12 в одном цикле). В нефтяных бензинокеросиновых фракциях цикланы C5-C8. В бензинах преобладают циклопентановые и циклогексановые углеводороды. Суммарно моноциклические нафтены содержатся во фракциях до 300 °С. Полициклические нафтены: содержатся в основном во фракциях нефти выше 300 °С, а во фракциях 400-550 °С количество всех изомеров достигает 70-80% (мас).

Бициклические нафтены: СnН2n-2 представлены в нефти бициклооктанами, бициклононанами, бициклодеканами со всеми алкилпроизводными. Суммарное их содержание в средних фракциях нефтей невелико 0,15-0,20% (мас.)

Из трициклических нафтенов СnН2n-4 в нефтях обнаружены лишь трициклодекан C10H16 - адамантан и его гомологи. Он обладает устойчивой структурой, и его термическая деструкция начинается при температуре 660 °С.

В высококипящих фракциях нафтеновых нефтей распределение нафтенов по числу циклов в молекуле примерно следующее: моноциклические - 30-40%, бициклические - 18-25%, трициклические - 17-20%, тетрациклические - 5-10%.

Влияние на свойства топлива и применение:

Нафтены - желательный компонент всех нефтяных топлив, поскольку обладают высокой теплотой сгорания и плотностью, с низкой температурой застывания. Обладают также хорошими вязкостно-температурными и смазывающими свойствами и поэтому составляют основную часть смазочных и специальных масел.

№17. Арены. Содержание в нефтях, строение (моноциклические, бициклические, три-, тетра- и др. полициклические арены), свойства, распределение по фракциям. Гибридные углеводороды. Влияние на свойства топлив. Применение.

Арены (ароматические УВ) – непредельные циклические УВ, молекулы которых содержат три двойных связи и цикл. Общая формула при n>=6

Содержание в нефтях

от 15 до 50% аренов.

Строение

Ароматические углеводороды (арены) являются ненасыщенными циклическими соединениями и представлены в нефтях следующими углеводородами:

---

• 
  Моноциклическими=бензольными (бензол и его производные(бензол, толуол, этилбензол...))
  
• 
  Бициклическими=нафталиновыми (нафталин и его производные)
  

бензол

т олуол

нафталин

• 
  Трициклическими=антраценовыми
  

пирен

антрацен

ф енантрен

• 
  Тетрациклическими=пиреновыми (пирен)
  

Физические свойства

• 
  высокая плотность (880 – 900 кг/м3)
  
• 
  большой показатель преломления (1,5 – 1,55)
  
• 
  низкие энергетические свойства
  
• 
  растворимость в полярных растворителях, воде
  

Химические свойства

Для аренов наиболее характерны реакции:

• 
  галогенирование
  

• 
  нитрование
  
• 
  сульфирование
  
• 
  алкилирование (получение хлорбензола, нитробензола, этилбензола др. соединений.
  

Распределение по фракциям

Во фракциях до 200°С (бензиновые фракции) содержаться только гомологи бензола (С6-C9)).

Во фракциях 200-350 °С преобладают алкилбензолы, содержатся и гомологи нафталина, дифенила.

Во фракциях >350°С высшие гомологи бензола и гомологи нафталина, диарилалканы

В высших фракциях гомологи полициклических УВ с конденсированными кольцами.

Гибридные углеводороды

Это полициклические УВ, молекулы которых содержат ароматические, нафтеновые кольца и алкильные группы.

Влияние на свойства топлив

• 
  Увеличивается Октановое число
  
• 
  Увеличивается Нагарообразование (коптят)
  
• 
  Увеличивается Плотность
  
• 
  Ухудшается Воспламеняемость
  
• 
  Уменьшается Теплопроводность
  

---

Применение

• 
  Бензол в основном идет на производство этилбензола, из которого каталитическим дегидрированием при 600 °С получают стирол – исходный мономер для производства каучуков и ценных полимеров
  
• 
  Для производства других ценных продуктов – фенола и ацетона используют кумол (изопропилбензол), который окисляют в пероксид, разложением которого кислотой получают фенол и ацетон.
  
• 
  Из кумола каталитическим дегидрированием получают такой ценный мономер для производства каучуков, как α-метилстирол.
  
• 
  Вырабатывают товарные ароматические УВ, которые используются в качестве растворителей и являются ценным хим. сырьем.
  

---

№18. Олефины. Содержание в нефтях, строение, источник и механизм образования. Влияние на свойства топлив. Применение.

Олефины — непредельные углеводороды, содержащие в молекуле одну или несколько двойных связей между атомами углерода. Под олефинами подразумевают алкены, которые соответствуют общей формуле . 

Низшие алкены ( ) – газы, алкены – жидкости, более высокомолекулярные алкены – твердые вещества.

Содержание в нефти

В природной нефти олефинов практически нет, поскольку нефть залегает в жестких условиях. В этих условиях олефины превращаются в другие соединения. Если есть нефти, в которых встречаются алкены, то там их не больше 2%.

Строение

Атомы углерода, между которыми есть двойная связь, находятся в состоянии sр²-гибридизации. Перекрывание гибридных орбиталей приводит к образованию σ-связи, за счет негибридизованных р-орбиталей атомов углерода образуется π-связь.

Гибридные орбитали атомов, образующих двойную связь, находятся в одной плоскости, а орбитали, образующие π -связь, располагаются перпендикулярно плоскости молекулы. 

Источник и механизм образования

Олефины образуются при крекинге нефти, а также в небольшом количестве при сухой перегонке дерева и каменного угля.

Отнятие воды от предельных спиртов – дегидратация - один из способов получения олефинов.

В промышленных условиях пары спирта при 350–500 °C пропускают над катализатором, в качестве которого используют окись алюминия, графит или некоторые другие вещества.

В лабораторных условиях для получения олефинов нагревают спирты с водоотнимающими веществами, например концентрированной серной кислотой, хлоридом цинка и т. д.

Свойства

Олефины обладают повышенной реакционной способностью. В результате окисления олефинов образуются смолы. Олефины легко полимеризуются, восстанавливаются, вступают в реакции присоединения.

---