Содержание в нефтях. Распределение по фракциям

Азотсодержащие соединения сосредотачиваются в основном в высококипящих фракциях нефти, в частности в тяжелых остатках. Среднее содержание азота в нефти составляет порядка 0,02 – 0,56%, доходя иногда до 1,7%.

В бензиновых фракциях его почти не бывает или его содержание невелико [0,0002-0,0005% (мас.)], а с повышением температуры выкипания фракций нефти его концентрация быстро нарастает. Основное количество азотсодержащих ГАС содержится во фракциях нефти выше 400-450 °С, где в основном концентрируются полициклические соединения.

Влияние на свойства нефтяных топлив и процессы нефтепереработки.

Азотсодержащие ГАС – нежелательные компоненты нефтяных топлив. В прямогонных бензинах количество азота ограничивается величиной 0,5 мг/кг [0,00005 % (мас.)], поскольку при больших его содержаниях быстро отравляются катализаторы ароматизации. В дизельных топливах присутствие азота ведет к интенсификации таких явлений, как осмоление и потемнение топлива.

В тяжелых дистиллятах (350-550 °С) азот (особенно основной) является ядом, необратимо дезактивирующим катализаторы в процессах каталитического крекинга и гидрокрекинга.

Удаляют азот из нефтяных фракций 25%-м раствором серной кислоты (в лабораторных условиях) и гидрированием (гидроочисткой) одновременно с очисткой от серы.

Применение Азотсодержащих ГАС

Значение азотсодержащих соединений нефти как природных поверхностно-активных веществ очень велико, они во многом наряду со смолоасфальтеновыми веществами определяют поверхностную активность на жидких границах раздела фаз и смачивающую способность нефти на границах раздела порода - нефть, металл - нефть. Азотсодержащие соединения и их производные - пиридины, гидроксипиридины, хинолины, гидроксихинолины, имидазолины, оксазолины и т. д. - являются природными нефтерастворимыми ПАВ, обладающими ингибирующими свойствами при коррозии металлов в процессе добычи, транспортировки и переработки нефти. Более слабыми поверхностно-активными свойствами характеризуются такие азотсодержащие соединения нефти, как гомологи пиррола, индола, карбазола, тиазолы и амиды.

 

Смолы и асфальтены. Содержание смол и асфальтенов в зависимости от типа и возраста нефти, распределение по фракциям. Схема выделения САВ из нефти. Влияние на свойства нефтяных топлив и процессы нефтепереработки. Применение.

Смолы и Асфальтены.

Нефтяные смолы состоят из нейтральных смол и асфальтеновых кислот:

· Нейтральные смолы – густые и вязкие вещества бурого цвета. Их плотность и молекулярная масса в пределах 600-700. Основными структурными единицами нейтральных смол являются конденсированные кольчатые системы, связанные между собой алифатическими цепочками и стостоящие из ароматических нефтеновых и гетероциклических колец с алкильными боковыми цепями 

·   Нейтральные смолы растворимы во многих растворителях, в том числе и в алканах

Нейтральные смолы под влиянием нагрева, освещения, под действием кислот легко подвергаются химическим превращениям, уплотняются и превращаются в асфальтены

· Асфальтеновые кислоты – это темные вязкие вещества, растворимые в щелочах, в спирте. Их молекулы содержат несколько гидроксильных и карбоксильных групп. В остальном их структура близка к структуре нейтральных смол. Отличаются от нейтральных смол не только кислотными свойствами, но и лучшей растворимостью в орг. Растворителях.

· Асфальтены – твердые высокоплавкие хрупкие вещества черного цвета, не растворимые в алканах, но растворимые в ароматических УВ и других растворителях. Молекулярная масса 2000-3000, иногда до 6000. При нагреве или освещении растворов, они подвергаются конденсации, превращаются в карбены и карбоиды, нерастворимые продукты еще большей молекулярной массы.
Содержание смол и асфальтенов в зависимости от типа и возраста нефти, распределение по фракциям

Наиболее богаты САВами молодые нефти иафтено-ароматического или ароматического основания особенно смолистые (до 50%). (Нефти Казахстана, Средней Азии, России и тд)
Старые парафинистые нефти метанового основания содержат меньше смол: от десятых долей(марковская нефть) до 2-4%(доссорская, сураханская, бибайбатская) и не содержат асфальтенов.

Смолы представляют собой вещества, занимающие область между углеводородными маслами и асфальтенами. Именно благодаря полидисперсности, широкому интервалу молекулярных масс, отсутствию относительно сформированной молекулы, небольшому размеру и малой степени ароматичности, межмолекулярные взаимодействия у них не приобретают решающего значения. Поэтому их можно разделить на фракции однотипных веществ.