Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Предмет товароведения. Этапы развитияСтр 1 из 8Следующая ⇒
Никитин Е.Е. НЕФТЯНОЕ ТОВАРОВЕДЕНИЕ
Учебное пособие
Санкт-Петербург УДК 66.0: 338(075.8) ББК 35.11
Утверждено редакционно-издательским советом СПбГИЭУ в качестве учебного пособия по спец. 080502 Рецензенты: зав. кафедрой технологии нефтехимических и углехимических производств СПбГТИ (ТУ) д. хим. наук, проф. В.М. Потехин зам. ген. директора ВНИГРИ, д.э.н., проф., засл. деятель науки РФ Ильинский А.А.
В учебном пособии рассматриваются основные понятия и методы общего товароведения, роль и место нефтяного товароведения в решении практических вопросов маркетинга нефтепродуктов. Сформулированы новые задачи товароведения нефтепродуктов на современном этапе. Раскрываются основополагающие показатели качества нефти и нефтепродуктов, ассортимент и новые требования к потребительским и экологическим характеристикам базовых нефтепродуктов. Проанализированы российские и международные стандарты на основные нефтепродукты, их взаимозаменяемость. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 080502– Экономика и управление на предприятии нефтяной и газовой промышленности
Оглавление
Предисловие
Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 080500 «Экономика и управление на предприятии нефтяной и газовой промышленности». Оно может быть также полезно для подготовки студентов по специальности «Экономика и управление на предприятии химической промышленности», для работников предприятий нефтегазохимического комплекса, в первую очередь, для переподготовки и повышения квалификации специалистов. В учебном пособии освещены основные понятия в области общего товароведения, отражены особенности и новые задачи товароведения нефтепродуктов на современном этапе развития. Приведена классификация нефти и нефтепродуктов в соответствии с международными, внутрироссийскими и отраслевыми стандартами, раскрыты основные показатели качества и ассортиментная характеристика основных нефтепродуктов. Особое внимание уделено рассмотрению основных свойств и показателей качества моторных топлив и масел. В пособии затронуты также вопросы химического, группового и фракционного состава нефтей, которые взаимосвязаны с качественными характеристиками нефтепродуктов. Учитывая то, что российский рынок нефтепродуктов все в большей степени приобретает характерные черты западного рынка, в учебном пособии показана взаимозаменяемость отечественных и зарубежных марок горючего и смазочных материалов. Основой настоящего учебного пособия являются учебники, учебные пособия, монографии, обзоры ведущих специалистов и ученых в области нефтепереработки.
Введение Нефтеперерабатывающая отрасль Российской Федерации в настоящее время вырабатывает более 500 наименований готовой продукции, которая занимает особое положение в экономике страны и от использования которой зависит ее безопасность. Надежность эксплуатации разнообразной техники, ее безопасность в большой степени определяется качеством применяемых нефтепродуктов. Следует учесть также, что нефтепродукты по своей химической природе представляют собой повышенную опасность для человека и окружающей среды. Требования к качеству нефтепродуктов многообразны и диктуются постоянно изменяющимися условиями применения и эксплуатации отдельных продуктов, поэтому роль и значение нефтяного товароведения в условиях рыночных отношений приобретает особое значение. Предполагаемое скорое вступление Российской Федерации во Всемирную торговую организацию (ВТО), а также тенденция приобретения российским рынком нефтепродуктов характерных черт западного рынка, особое значение приобретает не только контроль качества нефтепродуктов, но и совершенствование методов его оценки. В настоящее время к новой отечественной и зарубежной технике предъявляются все возрастающие требования по надежности, долговечности и экономичности. Поэтому знание состава, свойств, областей применения, эксплуатационных характеристик, токсикологических и экологических показателей таких эксплуатационных материалов, как топливо, масла, смазки и др. приобретают первостепенное значение. Все возрастающие требования к эксплуатационным и экологическим характеристикам товарных нефтепродуктов диктую и важнейшие задачи отечественной нефтеперерабатывающей промышленности. Это прежде всего необходимость организации производства высококачественных, экологически чистых видов горючего и смазочных материалов, соответствующих европейским и международным стандартам. В настоящее время нефтепродукты нефтеперерабатывающих предприятий по целому ряду показателей не соответствуют международным стандартам. Поэтому одной из основных задач российского нефтяного товароведения является выявление несоответствий российских и международных стандартов на продукты нефтепереработки и нахождение путей ликвидации этих несоответствий. В современных условиях задачей нефтяного товароведения является разработка таких требований к качеству нефтепродуктов, которые удовлетворяли бы как эксплуатационным характеристикам, так и международным экологическим нормам и требованиям. Очень важной составляющей является поддержка стимулирования государственными органами отечественных производителей и потребителей нефтепродуктов. В РФ в 1992 году были утверждены и введены в действия первые Правила сертификации автомототранспортных средств, включающие экологические показатели. Документы такого рода стимулируют производителей производить, а потребителей потреблять более высококачественные нефтепродукты.
Жидкие продукты Жидкие нефтепродукты — самые обширные по ассортименту и массе. К ним относятся топлива, нефтяные масла, растворители и другие. Топлива нефтяного происхождения подразделяются на бензины, реактивные, дизельные и котельные топлива. Бензины, в зависимости от пределов выкипания и других показателей, подразделяются на автомобильные (40°—200°С) и авиационные (35°—180°С). К бензинам предъявляются требования по фракционному составу, детонационной стойкости, химической и физической стабильности и другим показателям. Фракционный состав должен обеспечить легкий запуск двигателя в любую погоду без образования паровых пробок, хорошую приемистость, независимо от условий эксплуатации, т. е. способность двигателя быстро развивать обороты при резком увеличении подачи топливовоздушной смеси в цилиндры, а также полноту испарения и, следовательно, полноту сгорания, или его экономичность. Фракционный состав нормируется температурами начала кипения, выкипания 10, 50 и 90%-ных фракций бензина. Детонация стойкости является одним из важнейших показателей качества бензина и характеризуется октановым числом. При детонационном сгорании скорость распределения пламени примерно в 100 раз превышает скорость распространения пламени при нормальном сгорании. Детонация приводит к перегреву двигателя, пригоранию колец, поршней и клапанов, разрушению подшипников и т. д. Кроме того, при детонационном сгорании снижается мощность. Октановое число определяется сравнением детонационной стойкости испытуемого топлива со стойкостью эталонной смеси, состоящей из изооктана 2, 2, 4—триметилпентана, октановое число которого принято за 100, и н-гептана с октановым числом, принятым равным 0. Если, например, эталонная смесь состоит из 76% изооктана и 24% н-гептана, то ее октановое число равно 76. Таким образом, октановое число испытуемого бензина равно процентному соотношению изооктана в эталонной смеси, детонационная стойкость которого одинакова со стойкостью испытуемого топлива. Октановые числа углеводородов определяются их химической природой и строением. Парафиновые углеводороды нормального строения имеют низкие октановые числа. Нафтеновые, изопарафиновые и ароматические углеводороды имеют более высокую детонационную стойкость. Так, прямогонные бензины из парафинистых нефтей обычно имеют октановые числа в пределах 20—40 пунктов. Для повышения октанового числа их подвергают термокаталитической переработке, в процессе которой изменяется их химическая природа и строение. Некоторого повышения октанового числа можно добиться добавлением к топливу тетраэтилсвинца в составе так называемой этиловой жидкости. Но тетраэтилсвинец сильно токсичен, поэтому повышение октанового числа бензинов их этилированием неперспективно. Для авиационных бензинов, кроме октанового числа, определяют еще сортность. Последняя представляет собой мощность в процентах, которую развивает двигатель при работе на испытуемом топливе по сравнению с работой на изооктане. Так, для бензина 95/115 первая цифра означает октановое число, а вторая — сортность. К бензинам предъявляются также следующие требования: бензины должны обладать высокой химической стабильностью, т. е. не должны образовывать смол и осадков при хранении, а также смолистых отложений; бензины не должны застывать и расслаиваться при низких температурах, не должны образовывать кристаллов льда; бензины должны быть химически нейтральными, т. е. не корродировать металл, продукты сгорания не должны корродировать детали двигателя. Топлива для воздушно-реактивных двигателей (ВРД) представляют собой керосиновые и керосино-бензиновые фракции нефтей, выкипающие в пределах 150°—280°С. Важнейшими характеристиками топлив для ВРД являются теплота сгорания и плотность, так как они определяют возможную дальность полета самолета при заданном объеме топливных баков. Содержание ароматических углеводородов в топливах для ВРД не должно быть более 20—22%, непредельных — не более 1, 4—2, 4%. К этим топливам предъявляются и другие требования: термическая стабильность, отсутствие твердых парафинов или льда при низких температурах, коррозии и др. Дизельное топливо впрыскивается в цилиндры двигателя в жидком виде, так как его трудно испарить перед ними вследствие высоких пределов выкипания (250-350°С). Дизельное топливо не должно иметь или образовывать никаких механических взвесей и других отложений (смолы, нагар), корродировать детали двигателя. В нагретой среде цилиндра двигателя топливо должно самопроизвольно воспламеняться, и если этот процесс происходит со значительной задержкой, то двигатель работает со стуком «жестко», что является ненормальным. «Мягкой» работе двигателя способствуют парафиновые углеводороды нормального строения. Чем «мягче» сгорает топливо, тем выше его цетановое число, которое выражается процентом цетана (н-гексадекана) в эталонной смеси с альфаметилнафталином, имеющей такую же характеристику «жесткости», что и испытуемое топливо. Дизельное топливо бывает арктическим, зимним, летним и специальным. Котельное топливо предназначено для сжигания в топках судовых и стационарных котельных установок, а также при выплавке стали и для других целей. Котельное топливо по составу представляет собой остатки прямой перегонки нефти и крекинг-остатки (мазуты). Иногда для этих целей используются сырые тяжелые нефти, лишенные легких фракций. Жидкие котельные топлива имеют существенные преимущества перед твердыми. К мазутам предъявляются требования по плотности, вязкости, температурам вспышки и застывания, теплоте сгорания. Нефтяные масла представляют собой самую разнообразную группу нефтепродуктов. Моторные масла применяются для смазки двигателей внутреннего сгорания. Они подразделяются на масла для карбюраторных автотракторных двигателей или автолы, дизельные и авиационные. По способу производства они могут быть дистиллятными, остаточными, компаундированными и загущенными. Масла обычно содержат присадки, улучшающие их свойства. Трансмиссионные и редукторные масла используют для смазывания зубчатых передач и других деталей машин. Их работа определяется температурным режимом, удельным давлением в зубчатых передачах и скоростью скольжения поверхностей трения. Рабочие жидкости для гидравлических систем используются в гидросистемах летательных аппаратов, подвижной наземной и корабельной техники, а также в гидротормозах и амортизаторах. Индустриальные масла служат для смазывания разнообразных пар трения различных механизмов (станки металлорежущие, ткацкие, деревообрабатывающие, прессы). Вырабатывают также масла турбинные, компрессорные, электроизоляционные (трансформаторные, кабельные, конденсаторные), приборные, технологические и белые. Из нефтей получают также широкий ассортимент пластичных смазок, смазочно-охлаждающих жидкостей, растворителей. К твердым продуктам, вырабатываемым из нефти, относятся твердые углеводороды (парафины, церезины), битумы, кокс нефтяной и др.
Контрольные вопросы к I разделу «предмет товароведения, этапы развитиия»
1. Цель и задачи товароведения 2. Этапы развития товароведения 3. Основные положения системы стандартизации в РФ 4. Виды, назначение и содержание стандартов 5. Формы сертификации продукции 6. Задачи нефтяного товароведения 7. Общая характеристика основных нефтепродуктов Парафиновые углеводороды В состав нефти могут входить газообразные (С1—С4), жидкие (С5—С15), и твердые (С16—С60) парафины. Преимущественно это углеводороды нормального строения. Парафины с разветвленной цепью составляют доли процента и построены на основе изопреноидных структур: При нормальных условиях (Р = 0, 1013 МПа и Т = 273 К) парафины С5—С15 являются жидкостями и входят в состав бензиновых (С5—С10) и керосиновых (С11—С15) фракций. Большая их часть нормального строения. Жидкие парафины существенно влияют на величину октанового и цетанового числа топлива (подробнее ниже) Углеводороды с числом углеродных атомов более 16 являются твердыми веществами: • углеводороды нормального строения С16—С35 — парафины; • углеводороды изомерного строения > С36 — изопарафины или церезины. Отличаются церезины более высокой молекулярной массой и температурой кипения. По химическим свойствам церезины менее инертны, чем парафины. Они легко реагируют с серной, азотной и хлорсульфоновой кислотами. Парафины, наоборот, очень стойки на холоде к воздействию различных сильнодействующих реагентов и окислителей. Нафтеновые углеводороды Нафтеновые (циклановые или полиметиленовые) углеводороды весьма равномерно распределены в нефтях независимо от их геологического возраста. В среднем нефти содержат до 25—75 % мас. нафтенов. Нафтены представлены в нефтях моно-, би- и полициклическими соединениями. Особенно велико содержание в бензиновых и керосиновых фракциях нефти метилзамещенных циклопентанов и циклогексанов. Полициклические конденсированные соединения содержатся в высококипящих фракциях нефти Нафтены благотворно влияют на технологические свойства масляных дистиллятов, так как обладают достаточно высокой температурой затвердевания и практически не изменяют коэффициент вязкости с температурой. Ароматические углеводороды Арены (ароматические углеводороды, содержащие одно или несколько бензольных колец, в том числе конденсированных) в нефти представлены соединениями следующих рядов: • бензол и его гомологи, СnН2n-6; • нафталин и его гомологи: СnН2n-12; • сложные конденсированные системы, состоящие из 3, 4 и 5 конденсированных ядер; • гибридные, или смешанные, углеводороды, состоящие из нафтеновых и ароматических фрагментов. Экспериментально было установлено, что для каждой из фракций нефти характерны свои ароматические углеводороды. Причем с увеличением молекулярной массы фракции содержание аренов в них повышается; ароматические углеводороды становятся все более конденсированными. Углеводороды гибридного (смешанного) строения имеют в своем составе различные структурные элементы: ароматические кольца пяти- и шестичленные циклопарафиновые циклы и алифатические парафиновые цепи. Сочетание этих элементов может быть разнообразным, а число изомеров - огромным. Например, изопропилбензол состоит из алифатической парафиновой цепи и ароматического кольца. В данном случае в ароматическую систему входит около 61 % атомов углерода, и именно ароматическое кольцо оказывает влияние на физические и химические свойства вещества. Поэтому изопропилбензол не является гибридным и относится к классу ароматических углеводородов. Для бензиновых, фракций характерно наличие почти всех изомеров гомологов бензола. При этом чем более насыщена углеродом молекула и чем более она разветвлена, тем больше их содержится во фракции. Например:
Соотношение гомологов бензола в бензиновых фракциях: В бензиновой фракции присутствует простейший гибридный, или смешанный, углеводород — индан. Условно гибридные углеводороды можно подразделить на три типа: алкано-нафтеновые; алкано-ареновые; алкано-нафте-но-ареновые. Алкано-нафтеновые углеводороды представляют собой либо длинные парафиновые цепи с циклопарафиновыми заместителями, либо моно- или полициклические структуры с несколькими более короткими боковыми парафиновыми цепями. Эти углеводороды свойственны легкокипящим фракциям нефтей. Алкано-ареновые углеводороды представляют собой нормальные парафины с фенильными заместителями в конце цепи. Число ароматических колец в них не превышает двух. Такие углеводороды встречаются в керосиновых фракциях. Алкано-нафтено-ареновые углеводороды, как правило, содержат одно или два ароматических кольца конденсированного типа и от одного до трех полиметиленовых колец. Число ароматических колец в таких системах редко достигает трех. Этот тип гибридных углеводородов наиболее распространен среди углеводородов высокомолекулярной части нефти. В керосиновых фракциях ароматические углеводороды также представлены гомологами бензола, но с более длинными углеводородными цепями, чем в бензиновых фракциях: где R1 и R2 — углеводородные радикалы < С12. Наряду с ними, в керосиновых фракциях установлено наличие заметных количеств гомологов нафталина. Среди них встречаются метил- диметил- и полиметилзамещенные нафталины. Обнаружены также и гибридные углеводороды — тетралин и его гомологи. В более тяжелых — керосино-газойлевых, дизельных и масляных фракциях — ароматические углеводороды представлены гомологами нафталина и конденсированными ароматическими углеводородами. Причем, чем выше температуры кипения углеводородов во фракции, тем более насыщена кольцами молекула, а количество гомологов нафталина уменьшается. Например, в масляных фракциях обнаружены аналоги антрацена. В очищенных товарных маслах гибридные углеводороды алкано-нафтенового типа представлены преимущественно моно- и бициклическими ц кланами с длинными алкильными цепями (до 50-70 % масс.). Выделенные и из нефти арены можно использовать в разных целях. Главным образом - это ценное сырье для промышленного органического и нетфехимического синтеза (бензол, толуол, этилбензол, ксилолы, нафталин). Возможна их добавка к моторным маслам, так как они наименее склонны к детонации. А вот в дизельном топливе они нежелательны, так как ухудшают процесс его сгорания. Серосодержащие соединения Содержание сернистых соединений в нефтях колеблется в широких пределах — от следовых количеств до 7 % маcc. Насчитывается более 200 различных сернистых соединений, найденных и идентифицированных в нефтях. В основном сера в нефти содержится в виде: элементной серы, сероводорода, меркаптанов, сульфидов (тиоэфиры) и дисульфидов (дитиоэфиры), циклических соединений и их гомологов. Сера как простое вещество и в виде сероводорода содержится в нефтях в раворенном состоянии. Содержание меркаптановой серы достигает 15 % масс. от ее общего содержания. Сосредоточены меркаптаны в бензиновых фракциях. Сульфиды распространены в бензиновых и легроино-керосиновых фракциях, где они составляют от 50 до 80 % масс. от суммы всех сернистых соединений, а дисульфиды — в керосино-газойлевых фракциях. На них приходится до 15 % масс. всей серы. Циклические соединения — тиацикланы (циклические сульфиды), тиофен и их гомологи — сосредоточены в керосиновых и масляных фракциях. Они составляют всего лишь несколько процентов от суммы сернистых соединений. В сырой нефти сера преобладает в меркаптанах, сульфидах и дисульфидах, а после термической обработки входит в состав тяжелых продуктов переработки в основном в ароматические гетероциклические соединения. Сера — самый вредный элемент в нефти, так как входит в очень агрессивные соединения (сера, сероводород и меркаптаны), приводящие к коррозии металла и ухудшающие антидетонационные свойства топлив и качество вторичных продуктов переработки нефти (нефтяной кокс). Азотсодержащие соединения Большая часть азота сосредоточена в смолистых веществах, но встречается и в виде аминогрупп ароматического или алифатического характера. Азотистые соединения нефтей подразделяют на две основные группы: азотистые основания и «нейтральные» (слабоосновные) соединения. Азотистые основания равномерно распределены по фракциям нефти и составляют от 20 до 40 % масс. от общего количества азотистых соединений. Очевидно, в низкокипящих фракциях нефти сосредоточены аминогруппы алкильного характера, а в высоко-кипящих - молекулы, содержащие несколько конденсированных бензольных или нафтеновых циклов. К «нейтральным» азотистым соединениям относят производные индола и карбазола, циклические амиды и порфирины. Кроме того, в нефтях обнаружены также гетероциклические соединения, содержащие, кроме азота, серу (тиазолы).
Смолисто-асфальтеновые вещества В группу гетероатомных соединений нефти включают смолисто-асфальтеновые вещества, содержащие в себе все гетероатомы нефти: кислород, азот и серу. Суммарно содержание в них гетероатомов достигает 14 % масс. Гудрон, получаемый после отгонки из нефти светлых фракций и масляных дистиллятов, состоит из смолисто-асфальтеновых соединений. В составе этих соединений различают смолы и асфальтены. Смолы — это конденсированные циклические соединения с длинными алифатическими боковыми цепями. Густые вязкие вещества бурого цвета. Их плотность больше воды (1, 1 г/см3), и молекулярная масса колеблется в пределах 600—700 кг/кмоль. Асфальтены — полициклические ароматические сильно конденсированные системы с короткими алифатическими боковыми цепями. Твердые высокоплавкие хрупкие вещества черного цвета, не растворимые в алканах. Молекулярная масса равна 2000—3000, а иногда превышает 6000 кг/кмоль. Молекулы асфальтенов можно рассматривать как продукт конденсации (соединения) нескольких молекул смол. Классификация нефтей Классификация нефтей является базой, которая позволяет предопределить ассортимент и качество продуктов, подобрать наилучшие условия переработки тех или иных нефтей. С того момента, как добыча нефти и ее переработка вышли на промышленный уровень, классификация нефти претерпевала изменения и дополнения. Химическая классификация основана на групповом составе нефтей. По этой классификации различают следующие нефти: метановая; нафтеновая; метано-нафтеновая; ароматическая; метано-нафтено-ароматическая; нафтено-ароматическая. Существует промышленная классификация, основанная на плотности нефти. В этой классификации выделяют 3 типа нефти: легкие, чья плотность ниже 0, 878 г/см3; утяжеленные — от 0, 878 до 0, 884 г/см3; тяжелые — выше 0, 884 г/см3. Широкое распространение имела также технологическая классификация нефти. Согласно этой классификации нефть подразделяется на три класса по содержанию серы, три типа по выходу фракций, выкипающих до 350 °С, четыре группы по потенциальному содержанию базовых масел, две подгруппы по индексу вязкости и три вида по содержанию твердого парафина. В целом нефть характеризуется шифром, составляемым последовательно из обозначений класса, типа, группы, подгруппы и вида, которым соответствует данная нефть (табл.2) Таблица 2
В настоящее время действует классификация нефтей по ГОСТ Р 51858—2002. Согласно этому стандарту нефть по физико-химическим свойствам, степени подготовки, содержанию сероводорода и легких меркаптанов нефти подразделяют на классы типы, группы и виды. В зависимости от массовой доли серы нефти подразделяют на классы 1-4 (табл.3). По плотности, а при поставке на экспорт - дополнительно по выходу фракции и массовой доле парафина нефти подразделяют на пять типов (табл. 4) По степени подготовки нефти подразделяют на группы 1-3 (табл. 5). Па массовой доле сероводорода и легких меркаптанов нефти подразделяют на виды 1-3 (табл. 6). Условное обозначение нефти состоит из четырех цифр, соответствующих обозначениям класса, типа, группы и вида нефти. При поставке нефти на экспорт к обозначению типа добавляется индекс «э». Структура условного обозначения нефти: X X X X ГОСТР
Табл. 3 Классы нефтей
Табл. 4 Типы нефтей
Если по одному из показателей (плотности или выходу фракций) нефть относится к типу с меньшим номером, а по другому — к типу с большим номером, то нефть признают соответствующей типу с большим номером. Таблица 5 Группы нефтей
Таблица 6 Виды нефтей
Нефть с массовой долей сероводорода менее 20 мил-1 считают не содержащей сероводород. Рассмотрим несколько примеров классификации нефти. 1. нефть (при поставке потребителю в России): массовая доля серы 1, 15% (класс 2); плотность при 15оС 860, 0 кг/м3 (тип 2); концентрация хлористых солей 120 мг/дм3 , массовая доля воды 0, 40% (группа 2); при отсутствии сероводорода (вид 1) - обозначают «2.2.2.1 ГОСТ Р 51858-2002». 2. нефть (при поставке на экспорт): массовая доля современных представлений нефть состоит из низко- и высокомолекулярных углеводородных и неуглеводородных компонентов. Полностью разделить нефть на индивидуальные соединения невозможно, да этого и не требуется ни для технической характеристики нефтяного сырья, еш для его промышленного использования. Достаточно ее разделить на отдельные более или менее узкие фракции перегонкой, адсорбцией и др., методами. К тому же, по химическому составу нефти различных месторождений весьма разнообразны. По этой причине обсуждение можно вести лишь о характеристиках «среднестатистической» нефти. В качестве молекулярных характеристик нефти и нефтепродуктов необходимо использовать даже большее число, чем для макромолекул, различных по точности, объективности и глубине охвата показателей свойств. Их можно рассматривать в первом приближении по пяти группам. 1. Брутто-характеристики элементного состава. 6.Средняя молекулярная масса и связанные с ней физические характеристики (пределы выкипания, плотность и др.). 7.Групповой состав нефти и нефтепродуктов. 8.Показатели интегрального структурного анализа (ИСА). 9.Комплексные показатели свойств. Парафиновые углеводороды В состав нефти могут входить газообразные (С1—С4), жидкие (С5—С15), и твердые (С16—С60) парафины. Преимущественно это углеводороды нормального строения. Парафины с разветвленной цепью составляют доли процента и построены на основе изопреноидных структур: При нормальных условиях (Р = 0, 1013 МПа и Т = 273 К) парафины С5—С15 являются жидкостями и входят в состав бензиновых (С5—С10) и керосиновых (С11—С15) фракций. Большая их часть нормального строения. Жидкие парафины существенно влияют на величину октанового и цетанового числа топлива (подробнее ниже) Углеводороды с числом углеродных атомов более 16 являются твердыми веществами: • углеводороды нормального строения С16—С35 — парафины; • углеводороды изомерного строения > С36 — изопарафины или церезины. Отличаются церезины более высокой молекулярной массой и температурой кипения. По химическим свойствам церезины менее инертны, чем парафины. Они легко реагируют с серной, азотной и хлорсульфоновой кислотами. Парафины, наоборот, очень стойки на холоде к воздействию различных сильнодействующих реагентов и окислителей. Нафтеновые углеводороды Нафтеновые (циклановые или полиметиленовые) углеводороды весьма равномерно распределены в нефтях независимо от их геологического возраста. В среднем нефти содержат до 25—75 % мас. нафтенов. Нафтены представлены в нефтях моно-, би- и полициклическими соединениями. Особенно велико содержание в бензиновых и керосиновых фракциях нефти метилзамещенных циклопентанов и циклогексанов. Полициклические конденсированные соединения содержатся в высококипящих фракциях нефти Нафтены благотворно влияют на технологические свойства масляных дистиллятов, так как обладают достаточно высокой температурой затвердевания и практически не изменяют коэффициент вязкости с температурой. Ароматические углеводороды Арены (ароматические углеводороды, содержащие одно или несколько бензольных колец, в том числе конденсированных) в нефти представлены соединениями следующих рядов: • бензол и его гомологи, СnН2n-6; • нафталин и его гомологи: СnН2n-12; • сложные конденсированные системы, состоящие из 3, 4 и 5 конденсированных ядер; • гибридные, или смешанные, углеводороды, состоящие из нафтеновых и ароматических фрагментов. Экспериментально было установлено, что для каждой из фракций нефти характерны свои ароматические углеводороды. Причем с увеличением молекулярной массы фракции содержание аренов в них повышается; ароматические углеводороды становятся все более конденсированными. Углеводороды гибридного (смешанного) строения имеют в своем составе различные структурные элементы: ароматические кольца пяти- и шестичленные циклопарафиновые циклы и алифатические парафиновые цепи. Сочетание этих элементов может быть разнообразным, а число изомеров - огромным. Например, изопропилбензол состоит из алифатической парафиновой цепи и ароматического кольца. В данном случае в ароматическую систему входит около 61 % атомов углерода, и именно ароматическое кольцо оказывает влияние на физические и химические свойства вещества. Поэтому изопропилбензол не является гибридным и относится к классу ароматических углеводородов. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-05; Просмотров: 867; Нарушение авторского права страницы