ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.07.2024
Просмотров: 122
Скачиваний: 0
Глава
пятая
МЕТАНОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ НЕФТИ (АЛКАНЫ)
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ В НЕФТЯХ
Метановые углеводороды относятся к ряду C„H2;j+2, они занимают
исключительно важное место среди углеводородов нефти. Так, при родные газы представлены исключительно метановыми углеводоро дами и чаще всего почти целиком самим метаном. Легкие фракции лю бых жидких нефтей также почти целиком состоят из метановых угле водородов. Правда, по мере повышения среднего молекулярного веса фракций нефти содержание в них метановых углеводородов резко уменьшается. В средних фракциях, выкипающих в пределах 200— —300° С, метановых углеводородов содержится обычно уже не более 25—33%, а к 500° С метановые углеводороды нефти практически пол ностью выклиниваются. В высших фракциях нефти метановые угле водороды представляют собой твердые вещества — парафин и час тично церезин. Кроме того, большое влияние на структуру и свой ства сложных полиметиленовых, ароматических и так называемых гибридных углеводородов оказывают боковые цепи из радикалов ме танового ряда.
В конкретных нефтях метановых углеводородов может содер жаться больше или меньше. В общем очевидно, что метановые уг^ леводороды составляют основу большинства природных газов и легких фракций жидкой нефти, что заслуживает особого внимания, так как именно эти составляющие в наибольшей мере являются исходными веществами для современного органического и нефтехимического синтеза.
Содержание в нефтяных метановых углеводородов удобнее рас сматривать раздельно: газовые углеводороды, жидкие и твердые.
ГАЗОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
Месторождения природных газов разделяются на три основных типа: газовые, газоконденсатные и нефтяные.
К первому типу относятся природные газы, состоящие главным образом из метана с небольшой примесыо этана, пропана, бутана, еще реже паров пентана, а также неуглеводородных газов: углекис лоты, азота и очень редко — сероводорода. В табл. 28 представлен состав природных газов некоторых месторождений СССР. К наиболее крупным отечественным месторождениям природного газа относятся недавно открытые месторождения Сибири: Березовское и Усть-Ви- люйское (Тюменская область). В Европейской части СССР наиболее
55
крупными месторождениями являются залежи Ставропольского края и Саратовской области: Елшано-Курдюнское, Песчано-Уметское; Волгоградской области: Линевское, Саушинское; на Украине: Да- шаво-Угерское, Бильче-Волитское и Шебелинское; в Узбекской ССР: Газли и др. Эти газовые залежи содержат практически чистый метан. Усть-Вилюйское месторождение в отличие от других содержит до 2,5% сероводорода. Месторождения северной части Тюменской области называют открытием века. По разведанным запасам природного газа
СССР вышел на первое место в мире.
Та бл ица 28
Состав природных газов некоторых месторождений СССР
Месторождение
Удельный вес * (при 0° С и 760 мм pm. cm.)
X |
X |
X |
X |
X |
О |
О |
О |
J . |
О |
и |
и |
|
|
об |
% |
|
- СП |
|
|
|
£ |
Балаханы ........................... |
|
0,6287 |
93,4 |
0,06 |
0,03 |
0„23 |
0,68 |
5,6 |
28,0 |
Биби-Эйбат ........................... |
|
0,6271 |
93,7 |
2,15 |
— |
— |
1,68 |
2,4 |
71,8 |
Грозный ............................... |
|
1,350 |
44,0 |
8,1 |
14,2 |
18,4 |
15,3 |
— |
840 |
Майкоп ............................... |
|
1,05 |
53,6 |
14,2 |
11,7 |
8,2 |
5,4 |
6,9 |
220 |
Сураханы ........................... |
|
0,6645 |
89,8 |
0,16 |
0,13 |
0,28 |
1,26 |
8,4 |
52 |
Малгобок............................... |
|
— |
86,6 |
— |
6,6 |
— |
— |
6,8 |
— |
Н еби т -Д аг........................... |
|
— |
90,7 |
— |
6,3 |
— |
— |
3,0 |
— |
Ишимбай............................... |
|
— |
42,9 |
— |
47,3 |
— |
— |
0,3 |
— |
Краснокамск |
....................... |
— |
19,4 |
— |
48,6 |
— |
— |
0,4 |
— |
Макат ................................... |
|
— |
91,4 |
— |
4,4 |
— |
— |
0,4 |
— |
Фергана ............................... |
|
— |
63,0 |
— . |
27,3 |
— |
— |
3,0 |
— |
Елшанка ............................... |
|
— |
93,2 |
— |
3,4 |
— |
— |
— |
— |
Д а ш а в а ............................... |
-. . |
— |
97,8 |
— |
0,8 |
— |
— |
— |
— |
М ел ьн и ко в е |
— |
68,0 |
— |
0,2 |
— |
— |
— |
— |
|
Шебелннка . |
........................ |
— |
93,0 |
4,5 |
0,8 |
0,6 |
0,5 |
0,1 |
— |
Баг-Бога............................... |
|
0,560 |
94,7 |
— |
0,3 |
— |
— |
1,6 |
— |
Ставрополь ........................... |
|
0,560 |
98,8 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
—- |
0,2 |
— |
Г а з л и ................................... |
|
0,589 |
94,9 |
3,5 |
0,9 |
0,6 |
— |
0,1 |
— |
* Удельный вес по отношению к воздуху.
Газы, содержащие метан с небольшими включениями алканов до С] включительно, называют.сухими. Те газы, которые содержат зна чительные включения алканов с числом углеродных атомов более С5, ■называют жирными. Большая часть залежей природного газа отно сится к так называемым сухим газам.
Состав газов газоконденсатных месторождений отличается от су хих газов большим количеством гомологов метана до С5 и выше. По следние при сбрасывании давления выпадают из раствора в метане и могут быть сконденсированы в виде жидкого конденсата; после от деления конденсата газ приближается по составу к сухим газам. Та кие газоконденсатные месторождения встречаются в Азербайджане, Коми АССР, Саратовской и Оренбургской областях.
56
Газы нефтяные залежей, выделяющиеся из нефти при ее извлече нии из земли, называются попутными. Здесь много этана, пропана, бутанов и более высокомолекулярных гомологов. Такие газы в отли чие от сухих принято называть жирными или богатыми. Выделение гомологов метана и их переработка является одной из основных за дач современной нефтехимии и в конечном итоге позволяет развить многообразные направления промышленного органического синтеза. В табл. 29 приведен состав некоторых попутных газов отечественных нефтей.
Т а б л и ц а 29’
Состав попутных нефтяных газов
М е с т о р о ж д е н и е |
X |
X |
X |
и |
О |
и |
с,н,„
об к
X |
о ‘ |
С/5 |
'2 ' |
|
о |
X |
|||
и |
Западный Куш-Даг (Туркмения) |
86,8 |
4,5 |
3,0 |
2,0 |
3,2 |
0,4 |
0 |
о, і: |
|
Анастасиевско-Троицкое (Крас- |
85,1 |
5,0 |
1,0 |
1,0 |
2,8 |
5,0 |
0 |
о, г |
|
нодарский край) |
. . . . . . . . |
||||||||
Ново-Дмитровское (Краснодар- |
69,2 |
10,0 |
10,0 |
5,0 |
5,0 |
0,7 |
0 |
0,1 |
|
ский к р а й ) ................................... |
(Саратовская |
||||||||
Соколово-Горское |
53,0 |
9,0 |
11,2 |
10,0 |
5,8 |
1,0 |
0 |
10,0 |
|
о б л а с т ь )....................................... |
|
||||||||
Шпаковское (Башкирская АССР) |
41,2 |
15,0 |
15,8 |
6,9 |
4,0 |
0,1 |
0 |
17,0 |
|
Ромашкинское (Татарская АССР) |
40,0 |
19,5 |
18,0 |
7,5 |
4,9 |
0,1 |
0 |
10,0 |
|
Бавлинское (Татарская АССР) |
38,5 |
21,0 |
20,0 |
8,0 |
3,5 |
0 |
0 |
9 |
|
Туймазинское |
(Башкирская |
32,0 |
14,0 |
12,0 |
7,5 |
5,5 |
0,7 |
0,8 |
29,5 |
А С С Р ).......................................... |
|
||||||||
Яблоновый овраг (Оренбург |
29,6 |
16,0 |
16,5 |
8,8 |
3,5 |
0,6 |
0 |
27 |
|
ская о б л а с т ь ) ........................... |
|
||||||||
Природные газы широко применяются не только как исходные ве щества для нефтехимической промышленности, но и как энергетиче ское, металлургическое и бытовое горючее, а выделенные в виде кон денсата высшие гомологи метана служат добавками в бензин для улуч шения его так называемых пусковых -качеств, т. е. для увеличения количества головных легкокипящих фракций.
ЖИДКИЕ МЕТАНОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
К жидким метановым углеводородам относятся углеводороды, со держащие от С5 до С15, т. е. от пентана до пентадекана. Углеводороды от пентана до декана со всеми изомерами по их температурам кипения относятся к бензинам. Это наиболее изученная часть метановых угле водородов, однако и они еще'не полностью изучены. Известно, что возможности изомерных разновидностей углеводородов быстро воз растают. Начиная с гептана, с ростом углеводородной молекулы только на один углеродный атом прирост возможных изомеров более чем удваивается (табл. 32).
Для наиболее высокомолекулярного жидкого метанового углеводо рода нефти — пентадекана может быть более четырех тысяч изомеров..
о\
С о
1" а б л и ц а 30
|
Содержание алканов С5—С7 в бензинах разных нефтей |
|
|
|
|
|
||||||||
|
(вес. |
% иа бензин |
с концом |
кипения |
150“ С) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
I |
Месторождение исходной нефти |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я |
|
|
|
|
|
|
|
кипенияТемпература, С° |
Баш(Туіімазннское )АССРкирская |
Елоховское-Ново |
)АССРТатарская( |
СО = |
Гроз(Суатское-Озек- )областьненская |
Азербай(Сураханское )джан |
ухарскоеЧ-Кара )Азербайджан( |
каминНефтяные )мореКаспийское( |
Анастасневское крайКраснодарский( ) |
Сибирь(Марковское) |
|
|
|
|
О |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CJ< |
|
|
ей |
|
|
|
|
|
Алканы |
|
|
|
|
|
|
|
<и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о к |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£ я |
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2g |
|
|
ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s n |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= ь |
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я о |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S "7* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
; 1 |
|
|
|
1 |
|
|
Пентан................................................................................ |
|
|
36,1 |
6,32 |
5,57 |
1,9 |
7,07 |
0,55 |
• 1,77 |
1,18 |
1 , 2 1 0,08 |
і , б |
||
2-Метилбутан..................................................................... |
|
|
27,9 |
3,57 |
4,73 |
0,7 |
3,58 |
0 , 8 |
3,55 |
0,13 |
1,82 |
0,36 |
1,13 |
|
Гексан ................................................................................ |
|
|
68,7 |
8,43 |
6 , 0 |
7,7 |
5,73 |
0,62 |
0,7 |
3,17 |
1,25 |
0,09 |
1 , 8 |
|
2-Метилпентан................................................................. |
|
|
60,3 |
3,06 |
— |
|
3,7 |
3,22 |
1,67 |
1,77 |
1 , 0 |
3,57 |
2,70 |
0,005 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
З-Метилпентаи................................................................. |
|
|
63,3 |
2,40 |
3,56 |
0,4 |
|
0 , 6 |
1,27 |
0,83 |
— |
1,85 |
0,61 |
|
2,2-Диметилбутан............................................................. |
|
|
49,7 |
0,17 |
— |
— |
— |
-0,44 |
0,96 |
0 , 1 1 |
0,84 |
— |
0,03 |
|
2,3-Диметилбутан............................................................. |
|
|
58,0 |
— |
4,4 |
1,1 |
0,31 |
1,07 |
0,55 |
0,06 |
0,83 |
1,07 |
0,96 |
|
Гептан ................................................................................ |
|
|
98,4 |
9,74 |
5,62 |
7,0 |
6,42 |
— |
— |
4,26 |
2,65 |
— |
1,4 |
|
2-Метилгексан................................................................. |
|
|
90,1 |
2,47 |
1,71 |
2 , 0 |
3,11 |
3,16 |
— |
1,47 |
0,82 |
— |
0,3 |
|
З-Метилгексан................................................................. |
|
|
91,9 |
3,43 |
3,73 |
2,1 |
— |
1,91 |
— |
1,17 |
1,24 |
0,50 |
0,3 |
|
....................................................................................З-Этилпентан |
|
|
93,5 |
— |
0 , 2 1 |
0 , 1 |
0,56 |
— |
— |
0,24 |
1 , 2 0 |
— |
— |
|
2,2-Диметилпентан...................................................................... |
|
|
79,2 |
— |
— |
0,3 |
0,37 |
0,28 |
0 , 6 6 |
0 , 2 |
0 , 8 8 |
0,09 |
0,07 |
|
2,3-Диметилпентан.......................................... |
' .......................... |
|
89,8 |
— |
— |
|
0,3 |
1, 01 |
|
1,99 |
— |
0,16 |
1,14 |
— |
2,4-Диметилпентан...................................................................... |
|
|
80,5 |
— |
0 , 2 2 |
1 , 0 |
— |
1,13 |
0,33 |
0,49 |
0,30 |
0,16 |
— |
|
3,3-Дпметилпентан...................................................................... |
|
. |
— |
— |
— |
— |
— |
0 , 6 8 |
0 , 6 |
0 , 2 |
0,38 |
0,26 |
0,53 |
|
2,2,3-Триметилбутаы........................................................ |
|
— |
— |
' -- |
— |
— |
0,28 |
— |
— |
0,38 |
0,13 |
— |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Т а б л и ц а 31
Октаны
Содержание алканов С8 в бензинах различных нефтей (вес. % на бензин с концом кипения 150°С)
|
, |
|
|
3: |
о |
о |
£ |
|
|
|
нефти |
|
Туймазннское Башкирская( АССР) |
Елоховское*Ново Татарская( АССР) |
CD |
Jaеиие нс кодной |
|||||||
|
Температуракипения С“ |
Заманкульское Ингушская-Чечено( )АССР |
Суатское-Озек |
Грозненская( об- )ласть |
S-0, |
5 < |
| 5 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О) |
“ST |
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
о |
в о |
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
! і |
" о |
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
2 о |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 й |
о в |
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
га |
. о |
к Е |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
5 |
« |
S.S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
“Г р) |
|
|
Анастасиевское (Краснодарский край) |
Марковское (Си бирь) |
Октан . ..................................................................................... |
126,6 |
7,12 |
6 ,0 |
7,7 |
9,28 |
0,43 |
5,24 |
1,44 |
|
0,46 |
2-Метилгептан......................................................................... |
117,65 |
4,69 |
3,47 |
1,9 |
3,52 |
— |
2,10 |
— |
— |
0,15 |
З-Метилгептан........................................................................ |
118,9 |
1,71 |
1,42 |
1,7 |
— |
1,07 |
3,37 |
5,55 |
— |
— |
4-Метилгептан......................................................................... |
117,71 |
0,80 |
1,27 |
— |
— |
0,54 |
0,64 |
— |
— |
0,14 |
З-Этилгексаи......................................................................... |
1-18,5 |
— |
— |
— |
— — |
0,63 |
— |
2,35 |
— |
|
2,2-Диметилгексан............................................................................... |
106,8 |
— |
— |
— |
— |
0,15 |
0,36 |
— |
0,88 |
0,05 |
2,3-Диметилгексан............................................................................... |
115,6 |
— |
— |
— |
1,23 |
— . |
0,4 |
0,56 |
1,67 |
0,84 |
2,4-Диметилгексан................................................................. |
109,4 |
— |
0,86 |
0,9 |
0,67 |
0,59 |
— |
1,51 |
2,08 |
— |
2,5-Диметилгексан..................................................... |
109,1 |
— |
|
— |
— |
— |
0,74 |
1,88 |
— |
1,01 |
3,3-Диметилгексан................................................................. |
112,0 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
3,4-Диметилгексан................................................................. |
117,72 — — — — — |
— |
— |
— |
— |
|||||
2,2,3-Триметилпентан......................................................... |
109,8 |
— — — — — |
— |
0,49 |
0,35 |
— |
||||
2,2,4-Триметилпентап......................................................... |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
0,11 |
— |
— |
2,3,3-Триметилпентаи......................................................... |
114,8 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
0,13 |
— |
2,3,4-Триметилпентаи......................................................... |
113,5 |
— — — — — |
— |
0,70 |
— |
— |
||||
2-Метил-З-этилпентан......................................................... |
115,7 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
1,12 |
— |
— |
З-Метил-З-этилпентаи............... .......................................... |
118,3 |
|
' |
|
“ |
|
|
0,49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
" |
|
“ |
" |
|
