Файл: Сыркин, А. М. Соединения нефти и методы ее переработки учебное пособие для студентов нехимических специальностей.pdf

для реактивных топлив, поскольку при сгорании они выделяют много тепла н обладают низкой темпреатурой замерзания.

Что же касается смазочных масел, то роль нафтеновых угле­ водородов в них исключительна. Они содержат 55—80% нафтенов. Но не все нафтены являются желательным компонентом ма­ сел. Полициклические нафтены характеризуются хорошей вяз­ костью, но имеют крутую вязкостно-температурную кривую. Ус­ тановлено, что особенно ценными для масел являются моноциклические нафтеновые углеводороды с длинной боковой парафино­ вой цепью. Последние отличаются хорошими вязкостно-темпера­

СССР: Тунгорского, Первомайского (Сахалин) — 23—26%, Прорвинского (Казахская С С Р )— 30%, Бугурусланского, СевероЗирганского (Башкирская АССР)— 20—23%.

Ароматические углеводороды, несмотря на то, что содержат­ ся в нефти в очень малых количествах по сравнению с парафи­ нами и нафтенами, являются очень важным компонентом, от ко­ торого во многом зависит качество жидких топлив и смазочных масел. Именно ароматика является носителем антидетонационных свойств в карбюраторных топливах. Некоторые ароматичес­ кие углеводороды значительно улучшают вязкость смазочных масел.

С химической стороны ароматические углеводороды характе­ ризуются особой циклической структурой из шести углеродных атомов, соединенных между собой последовательно чередующи­ мися простыми и двойными связями. Такая циклическая струк­ тура называется бензольным кольцом, которое имеет следую­ щий вид:

СН

СН ^ С Н

СН ^ /С Н

СН Первым представителем ароматического ряда является бензол

(СбН6). За ним идут нафталин (СюН8), антрацен (С^Ню) и т. д. Бензол представляет собой бесцветную летучую жидкость с особым запахом, легко воспламеняется, плохо растворяется в

воде, но хорошо растворяется в других углеводородах. Бензол растворяет жиры, каучук и другие органические вещества, а так­ же неорганические — серу и другие. Как и другие ароматичес­ кие углеводороды, бензол устойчив к температурному воздейст­ вию. Сравнительно легко вступает в различные реакции замеще­ ния, в частности, взаимодействует с серной и азотной кислотами.

14

Важное значение имеют реакции ароматических углеводоро­ дов с ненасыщенными углеводородами (в присутствии катализа­ торов), которые называются реакциями алкилирования. В ре­ зультате получаются гомологи ароматических углеводородов с боковыми цепями. Так, например, бензол реагирует с пентеном:

С6Н6 + СН2=СН—СН2—СН2—СН3 -> ЗеНзСзНц.

Из многих нефтей выделены и идентифицированы бензол и все его изомеры в ряду С7, Се, Сд и частично Сю. Заместителем чаще всего является радикал—метил. Присутствие бензольных гомоло­ гов с одной прямой цепью, более длинной, чем пять атомов угле­ рода, не обнаруживается. Толуол, метаксилол и 1, 2, 4-триме- тилбензол представляют основные компоненты нефти. В средних фракциях нефти наряду с производными бензола обнаружены нафталин и его ближайшие гомологи, т. е. бициклические конден­ сированные ароматические углеводороды.

Ароматические углеводороды в высококипящих нефтяных фракциях представлены в основном три- и полициклическими соединениями. Обычно полициклические ароматические углеводо­ роды встречаются в нефти в довольно незначительных количест­ вах и представлены главным образом своими метановыми гомологами. Следует подчеркнуть, что в высококипящих нефтя­ ных фракциях все эти структуры можно найти в нафтено-арома­ тических соединениях, потому что каждая ароматическая струк­ тура может быть частью одного или нескольких смешанных (гиб­ ридных) соединений, содержащих нафтеновые кольца разного типа.

Физико-химические свойства некоторых ароматических соеди­ нений нефти представлены в табл. 4.

По физическим свойствам бензол и его гомологи значительно отличаются от алканов и цнкланов с тем же числом углеродных атомов в молекуле. Плотность и показатель преломления у них выше.

Ароматические углеводороды резко отличаются от других уг­ леводородов сильно выраженной селективностью растворения в некоторых веществах. К числу таких растворителей относится ме­ тиловый спирт, сернистый ангидрид, ацетон, анилин и многие другие вещества, которыми пользуются в технике для выделения ароматических углеводородов.

Над гидрирующими катализаторами под давлением водорода бензольное кольцо насыщается водородом и превращается в цик­

15

Ароматические углеводороды являются ценным химическим сырьем при производстве синтетических каучуков, пластических масс, синтетических волокон, анилино-красочных и взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов.

Непредельные углеводороды

До этого рассматривались углеводороды, содержащиеся в сы­ рой нефти и определяющие ее химическую природу. Существует еще один класс углеводородов, которые, несмотря на незначитель­ ное содержание в сырой нефти, имеют важное значение в нефте­ переработке и нефтехимии. Это непредельные или ненасыщенные углеводороды, получающиеся преимущественно при термическом разложении нефтяных фракций (крекинге) и служащие основой для многих синтезов.

Графические формулы простейших представителей ряда не­ насыщенных углеводородов имеют следующий вид:

этилен Н2С=СНг; ацетилен НС = СН

Ненасыщенные углеводороды легко вступают в реакции с други­ ми соединениями, так как двойные и тройные связи непрочные и легко разрываются. Именно способность ненасыщенных угле­ водородов присоединять в месте разрыва другие вещества опре­ деляет их большое значение в современной химии синтеза высо­

НН

I I

Н—С—с= с—н

н и - с —и

н

изобутилен Гоо. и, С.

и а у у ч ® - ту ,

Cuvi. w <.

ч*г,