2020-07-12
1384
Кислородосодержащие соединения в нефтях редко составляют больше 10%. Эти компоненты нефти представлены кислородами, фенолами, кетонами, эфирами и лактонами, реже ангидридами и фурановыми соединениями. Их относят к различным классам соединений, тождественным по структуре углеродного скелета углеводородам данной фракции.
Кис.ГАС делятся на три группы: нефтяные кислоты, нефтяные фенолы, нейтральные соединения.
Нефтяные кислоты. Термин подразумевает все алифатические, алициклические ароматические, гибридные кислоты, входящие в нефть.в бензиновых фракциях встречаются только алифатические кислоты, т.к. остальные кислоты кипят выше 200С. Эти кислоты имеют преимущественно нормальное или слаборазветвленное строение (с 1 метильным заместителем в боковой цепи). Алифатические кислоты обнаружены также в высококипящих фракциях.
В настоящее время из нефтей выделены все кислоты нормального строения до 25 атомов углерода в цепи. По мере повышения температуры кипения нефтяных фракций в них появляются алиф. кислоты разветвленной структуры, содержащие 2 и более метильных заместителя в основной цепи.
Алициклические кислоты особенно характерны для нефтей нафтенового основания. Их содержание в различных нефтях 0.03-3%.
Нафтеновые кислоты – кислоты общей формулы CnH2n-1COOH, являются производными нафтеновых углеводородов – циклопентана и циклогексана (карбоксильная группа удалена от ядра на 1-5 атомов углерода). Общий вид формулы: 
, где n=1-5.
Алифатические (жирные) кислоты представлены в нефтях как кислотами линейного строения, так и изостроения, в том числе изопреноидного строения.
Ароматические кислоты нефтей являются производными бензола и полициклических аренов.
Химические свойства нефтяных кислот. Нефтяные кислоты могут быть превращены в сложные эфиры, амиды, галоидангидриды:
Соли щелочных металлов этих кислот обладают хорошими моющими свойствами (мылонафт). Соли меди и марганца растворимы в углеводородах, дают ярко окрашенные растворы и применяются в качестве катализаторов жидкофазного окисления углеводородов. Водный раствор калиевых солей нафтеновых кислот (40%) используется в качестве ускорителя роста растений.
Нефтяные фенолы. Изучены недостаточно. Наиболее известны низшие фенолы (С6-С9). В высококипящих фракциях нефтей присутствуют фенолы, содержащие в молекуле до 6 конденсированных колец, однако их строение пока не расшифровано.
Нейтральные соединения. Одним из представительных классов этих соединений являются кетоны. Выделено 6 индивидуальных кетонов: ацетон, метилэтил-, метилпропил-, метилизопропил-, метилбутил-, изопропилкетоны.
К нейтральным кислородсодержащим соединениям нефти относят также сложные и простые эфиры. Большинство сложных эфиров содержатся в высококипящих фракциях или нефтяных остатках. Многие из них являются ароматическими соединениями, иногда представленными внутренними эфирами – лактонапи. Имеются сведения, что в калифорнийской нефти найдены эфиры насыщенной структуры типа: 
Простые эфиры, по мнению многих исследователей, носят циклический характер, типа фурановой структуры. Например, в калифорнийской нефти обнаружены соединения алкилдигидробензофураны (кумароны):
В западно-сибирской нефти найдены ди- и трибензофураны, а также их динафтенопроизводные.
Распределение по фракциям. Кислородсодержащие соединения нефти концентрируются в керосиногазойлевых (средних) фракциях нефти,выкипающих выше 250°С, в количестве 2-3 %.
Номенклатура.
Применение. Промышленное значение из всех кислородных соединений нефти имеют только нафтеновые кислоты, а более точно их соли — нафтенаты.
· нафтеновые кислоты и их соли щелочных металлов используют как моющие и чистящие средства;
· натриевые и калиевые соли нафтеновых кислот → эмульгаторы при получении эмульсионных масел и деэмульгаторы при обезвоживании нефти;
· нафтенаты кальция и алюминия → загустители при получении консистентных смазок;
· соли кальция и цинка → диспергирующие присадки к моторным маслам;
· нафтенаты свинца, кобальта и марганца → ускорители полимеризации олифы в лакокрасочной промышленности;
· соли меди → защита древесины и текстиля от бактериального разложения;
· соли алюминия в растворе скипидара → лаки.
Азотсодержащие ГАС. Классификация и номенклатура. Содержание в нефтях, строение, распределение по фракциям, свойства, влияние на свойства нефтяных топлив и процессы нефтепереработки. Применение.
Азотсодержащие соединения нефти - функциональные производные аренов. В связи с чем имеют сходное с ними молекулярно-массовое распределение. В отличие от аренов азотсодержащие соединения концентрируются в высококипящих фракциях нефти и являются составной частью CAB.
Свойства.
Азотсодержащие основания являются единственными носителями основных свойств в нефтяных системах.
Классификация.
Азотсодержащие соединения делят на две группы:
· Азотистые основания (30 - 40 % от суммы всех азотистых соединений)
· Нейтральные азотистые соединения
Азотистые основания - это гетероциклические соединения с замещенным атомом азота в одном (иногда в двух) из колец, и общим числом колец до трех. В основном азотистые основания - это гомологи пиридина, хинолина и акридина, а также соединения с тремя циклами – фенантридин и его алкилзамещенные изомеры, и могут быть выделены из нефти обработкой серной кислотой.
Азотистые основания используются в качестве дезинфицирующих средств, сильных растворителей, добавок к смазочным маслам, битумам, а также как ингибиторы коррозии и антиокислители.
По степени цикличности азотистые основания являются ароматическими гомологами пиридина, например:
Структуры типа акридина встречаются редко.
Нейтральные азотсодержащие соединения нефти представлены арилпроизводными пиррола и видами кислот.
Повышение температуры кипения нефтяных фракций сопровождается увеличением содержания нейтральных азотистых соединений и уменьшению содержания азотистых оснований.
