Влияние на свойства топлив

Повышают теплотворную способность, воспламеняемость, понижают темп застывания, повышает октановое число, понижают нагарообразование, понижают плотность.

Приминение:

Применяются в качестве компонентов топлива, исходных веществ в синтезе лекарственных препаратов, смазочных материалов.

Твердые парафины. Свойства. Распределение по фракциям. Влияние на свойства топлив. Применение.

Твердые парафины – смесь твердых углеводородов предельного ряда (алканов) получаемых при переработке нефти, имеют преимущественно линейное строение с 19-35 атомов углерода в молекуле. Твердые парафины получают при очистке гача (сырой продукт депарафилизаций масляных фракций). Твердые Парафин- сложная смесь алканов нормального строения и твердых изоалканов 20%, с примесью нафтенов. Твердые алканы входят в состав Цезин. Твердые парафины присутствуют во всех нефтях, но содержание их обычно не превышает 5%. В типично парафиновых нефтях содержание их повышается до 7-12%

Химическая формула парафинаC_nH_2n+2, где значение n = от 19 до 50.

Свойства:

Химические:

Т. Парафины инертны к большинству химических веществ. Окисляются азотной кислотой, кислородом воздуха (при 140 °C и выше) и некоторыми другими окислителями с образованием различных жирных кислот, аналогичных жирным кислотам, содержащимся в жирах растительного и животного происхождения.

Реагирует с хлором с образованием хлорпарафинов.

Физические:

Кристаллическое строение, белый полупрозрачный цвет, без вкуса и запаха, температура плавления 40-60 С, молекулярная масса 500, твердое вещество жирное на ощупь, температура t_кип =330 и выше, температура вспышки не ниже 160 С, температура самовоспламенения не ниже 300 С, плотность= 0,77-0,79, при застывании уменьшается в объеме на 15-17%. С увеличением молекулярной массы парафиновых углеводородов tпл их повышается.

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 (Общее содержание парафиновых углеводородов в нефтях и продуктах переработки составляет около 50... 60%, причем в нефтепродуктах наиболее высокое их содержание приходится на фракции, выкипающие до 150°С.). Понижает: октановое число, плотности топлива, моторные свойства топлива. Повышает: теплотворная способность, воспламеняемость топлива. Повышает вязкость топлива.

Применение:

Исходное сырье ПАВ; когнатнные маски; мазевая основа (вазелин); лекарственная основа; для изготовления свечей и спичек; cмазка трущихся деревянных деталей (направляющих выдвижных ящиков); цепи велосипеда; смазки для скольжения лыж; пищевая добавка E905; 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-С_50.

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. Может достигать иногда 80%. Их содержание обычно растет по мере утяжеления фракций. Моноциклические циклоалканы содержаться во фракциях до 300°С, бициклические появляются в средних фракциях 130-150°С, трициклические находятся во фракциях выше 200°С. Нафтеновые углеводороды составляют значительную часть высококипящих фракций любой нефти.

Строение:

Агрегатное состояние:

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

Свойства:

Физические:

· высокие температуры кипения и плавления

· высокие показатели преломления

· правильная и жесткая структура молекулы нафтенов, плотнее упаковывается в жидком и твердом состоянии, что увеличивает силы межмолекулярного взаимодействия, плотность

· нафтены в воде практически не растворяются

· высокие октановые числа

· инфрокрасные-спектры похожи на ИК-спектры алканов

· не поглощают ультрафиолетовые излучения в области длин волн выше 2000А, поэтому УФ-спектры не характерны для этих УВ.

Химические: напоминают свойства алканов

1. Образование комплексов с тиомочевиной: Нафтены образуют соединения включения (клатратные соединения) 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 (сжатие и расширение циклов, структрная изомеризация боковых цепей).

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 - адаман-тан 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:

Нафтены - желательный компонент всех нефтяных топлив, поскольку обладают благоприятным сочетанием таких свойств, как высокие теплота сгорания и плотность, с низкой температурой застывания. Чем больше циклоалканов содержат бензины и керосины, тем более высококачественными топливами они являются. По отношению к детонационной стойкости они занимают среднее положение между алканами и аренами. Наиболее высокими антидетонационными свойствами обладают циклопентан и циклогексан. Нафтены обладают также хорошими вязкостно-температурными и смазывающими свойствами и поэтому составляют основную часть смазочных и специальных масел.

Применение:

В нефтехимической промышленности нафтены являются источником получения ароматических углеводородов путём каталитического риформинга. Наибольшее практическое значение приобрёл циклогексан, применяемый для синтеза капролактама, адипиновой кислоты и других соединений, используемых в производстве синтетического волокна. Большинство углеводородных реактивных и ракетных топлив являются концентратами нафтеновых углеводородов. Нафтены - желательный компонент всех нефтяных топлив. Нафтены составляют основную часть смазочных и специальных масел. В нефтехимии нафтены служат одним из важнейших источников сырья для получения бензола и толуола, получения капролактама, получения лекарств (из производных адамантана) и специальных полимеров. Циклогексанол применяют как растворитель для полимеров, а циклогексанон - в производстве капролактама. Капролактам используется для получения полиамидного волокна - капрона.

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

В нефти от 15 до 50% аренов. В малопарафинистых нефтях - 37,4%, в среднепарафинистых - 30,6%, высокопарафиистых - 20,8%. (К малопарафинистым отнесены нефти, содержащие менее 1%, среднепарафинистым от 1 до 7% и высокопарафинистым свыше 7% твердых УВ). Арены представлены в нефтях бензолом и его гомологами, а также производными би- и полициклических УВ.

Строение

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

· Моноциклическими=бензольными (бензол и его производные(бензол, толуол, этилбензол...))