Алканы. Парафины Содержание в нефтях в среднем 25-35% (не считая растворенных газов)
С H 4 метан С 2 H 6 этан С 3 H 8 пропан С 4 H 10 бутан С 5 H 12 пентан С 6 H 14 гексан С 7 H 16 гептан С 8 H 18 октан С 9 H 20 нонан С 10 H 22 декан
C 11 УНДЕКАН C 12 ДОДЕКАН C 16 ГЕКСАДЕКАН C 20 ЭЙКОЗАН C 21 УНЭЙКОЗАН C 22 ДОКОЗАН C 30 ТРИАКОНТАН C 40 ТЕТАКОНТАН C 50 ПЕНТАКОНТАН C 99 НОНАННОНАКОНТАН C 100 ГЕКТАН
С H 4 метан С 2 H 6 этан С 3 H 8 пропан С 4 H 10 бутан
С 5 H 12 пентан ….. С 15 H 32 пентадекан
Начиная с С 16 Н 34
Газы Содержание, % об. С H 4 94,7-98,3 С 2 H 6 0,2-1,8 С 3 H 8 0,1-0,6 С 4 H 10 0-0,4 С 5+ 0-0,5 Н 2 S До 3,0 CO 2 0,1-7,0 N 2 1,4-4,0 Редкие газы (гелий, аргон) 0,02-3,0
Газы Содержание, % об. С H 4 40,0-85,0 С 2 H 6 4,0-21,0 С 3 H 8 3,0-20,5 С 4 H 10 1,0-8,8 С 5+ 2,0-5,0 Н 2 S 0-2,8 CO 2 0,1-4,0 N 2 0,1-14,0
Газы Содержание, % об. С H 4 88,0-98,0 С 2 H 6 0,35-4,0 С 3 H 8 0,6-2,9 С 4 H 10 0,3-1,7 С 5+ 0,4-1,9 Н 2 S До 3,0 CO 2 0-4,7 N 2 + редкие газы 0,5-1,4
1. Выбирают самую длинную углеродную цепь (при одинаковой длине выбирают наиболее разветвленную)
CH 3 | H 3 C – C H 2 – C – C H – C H 3 | | CH 3 CH 3
CH 3 | H 3 C – C – C H 2 – C H 2 – C H 2 – C H 3 | C H 2 | C H 3
Формула Название CH 3 - Метил H 3 C –C Н 2 - Этил H 3 C –C Н 2 - C Н 2 - Пропил H 3 C –C Н- C Н 3 I Изопропил
CH 3 | H 3 C 5 – C 4 H 2 – C 3 – C 2 H – C 1 H 3 | | CH 3 CH 3
CH 3 | H 3 C – C 3 – C 4 H 2 – C 5 H 2 – C 6 H 2 – C 7 H 3 | C 2 H 2 | C 1 H 3
CH 3 | H 3 C 5 – C 4 H 2 – C 3 – C 2 H – C 1 H 3 | | CH 3 CH 3 2, 3, 3- триметил-
CH 3 | H 3 C – C 3 – C 4 H 2 – C 5 H 2 – C 6 H 2 – C 7 H 3 | C 2 H 2 | C 1 H 3 3,3-диметил-
CH 3 | H 3 C 5 – C 4 H 2 – C 3 – C 2 H – C 1 H 3 | | CH 3 CH 3 2, 3, 3- триметил-пентан
CH 3 | H 3 C – C 3 – C 4 H 2 – C 5 H 2 – C 6 H 2 – C 7 H 3 | C 2 H 2 | C 1 H 3 3,3-диметил-гептан
t кипения t плавления плотность Пентан (С 5 ) 36,08 -129,7 0,6264 Гексан (С 6 ) 68,8 -94,0 0,6594 Гептан (С 7 ) 98,42 -90,58 0,6837
Среди алканов нормального строения с ростом числа атомов углерода в молекуле растут: температура кипения температура плавления плотность
t кипения t плавления плотность Пентан (С 5 ) 36,08 -129,7 0,6264 2-метилбутан (С 5 ) 27,95 -159,6 0,6199 2,2-диметилпропан (С 5 ) 9,45 -166,3 0,6130
Среди алканов одинакового состава, но разного строения минимальными показателями: температура кипения температура плавления плотность обладают наиболее разветвленные из них
Циклоалканы. Нафтены. Содержание в нефтях в среднем 25-80%
Циклопропан Циклобутан Циклопентан Циклогексан Моноциклические нафтены (С n H 2n )
Конденсированного типа Сочлененного типа Изолированного типа ( CH 2 )
Мостикового типа
спиро [3,4] октан
Пергидроантрацен Пергидрофенантрен адамантан
Нафтены имеют более высокие температуры кипения и плавления и показатели преломления, чем соответствующие по числу атомов углерода алканы. Это объясняется тем, что вследствие более правильной, более жесткой структуры - молекулы нафтенов плотнее упаковываются в жидком или твердом состоянии, что увеличивает силы межмолекулярного взаимодействия.
t кипения t плавления плотность Пентан (С 5 ) 36,08 -129,7 0,6264 Циклопентан (С 5 ) 49,3 -94,4 0,7454 Гексан (С 6 ) 68,8 -94,0 0,6594 циклогексан (С 6 ) 80,8 6,5 0,7781
Циклопентан (С 5 ) -94 0 С Метилциклопентан (С 6 ) -142,7 0 С Циклогексан (С 6 ) +6,5 0 С Метилциклогексан (С 7 ) -126,3 0 С
Реакция дегидрогенизации. Реакция была открыта и изучена Н. Д. Зеленским Никола́й Дми́триевич Зели́нский ( 1861 - 1953 ) — выдающийся русский и советский химик -органик, создатель научной школы, один из основоположников органического катализа и нефтехимии, академик АН СССР ( 1929 ), Герой Социалистического Труда ( 1945 ), лауреат Ленинской и Сталинской премий.
При анализе нафтенов эта реакция используется для отделения шестичленных циклов от пятичленных
Нафтеновые углеводороды образуют соединения включения ( клатраты ) с тиомочевиной NH 2 CSNH 2. Молекулы тиомочевины за счет водородных связей образуют спирали внутрь, которых помещаются молекулы нафтенов. Прочность образующихся соединений зависит от величины и строения молекул циклоалканов. С помощью тиомочевины можно разделить моно- и полициклические нафтены (последние образуют более прочные комплексы с тиомочевиной ).
Алкилпроизводные нафтенов с достаточно длинной углеродной цепью ( С 3 и более) над платиной при 300 0 С образуют бициклические углеводороды:
При невысоких температурах ( ~20 0 С ) реакция идет в сторону образования шестичленных циклов, при повешенных - в сторону пятичленных.
Устойчивость к кислороду у нафтенового цикла ниже, чем у ароматического. При окислении нафтеновых углеводородов получаются спирты, двухосновные кислоты, кетокислоты. Образующиеся кислоты окисляются в оксикислоты, которые при дальнейшей конденсации дают смолы. Пятичленный цикл более устойчив к окислению, чем шестичленный
ОЧ Циклопентан 87 пентан 62 Циклогексан (С 6 ) 77 гексан 26 Нафтены имеют более высокие октановые числа чем соответствующие им алканы
В бензиновых фракциях содержатся моноциклические производные циклопентана и циклогексана; выше 160 0 С появляются бициклические углеводороды, число углеродных атомов до С 10.
Циклопентан содержится в очень небольших количествах (до 3% на сумму циклопентанов ); значительно больше метилциклопентана. Основное количество углеводородов ряда циклопентана представлено углеводородами С 7 -С 8, их суммарное содержание может составлять до 70-80% на углеводороды С 5 -С 8.
Ароматические углеводороды. Арены. Содержание в нефтях в среднем 10-20%
Бензол Радикал бензола - ФЕНИЛ
Толуол Метил-бензол
о-толил м-толил п-толил бензил
СН 3 1,2-диметилбензол Положение 1,2-орто О-диметилбензол о-ксилол СН 3
1,3-диметилбензол положение 1,3- мета м — диметилбензол м -ксилол
1,4-диметилбензол положение 1,4 –пара п -диметилбензол п -ксилол СН 3 СН 3
Двухядерные Нафталин
дифенилметан
Антрацен
ХРИЗЕН
ПИРЕН
t кипения t плавления плотность Бензол 80,08 5,5 0,8789 Толуол 110,8 -95,5 0,8670 О-ксилол 144,0 -25,2 0,8801 М-ксилол 137 -47,6 0.8641 П-ксилол 138,4 -13,3 0.8610
О-ксилол -25,2 М-ксилол -47,6 П-ксилол -13,3
Бензол не окисляется при нагревании такими сильными окислителями как концентрированные растворы KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, концентрированной HNO 3.
В зависимости от содержания и распределения аренов подразделил нефти на три класса
Первый класс – с плотностью 0,900 Второй класс - с плотностью 0,850-0,900 Третий класс- с плотностью менее 0,850
Тип углеводорода Содержание в нефтях,% БЕНЗОЛЬНЫЕ 64 НАФТАЛИНОВЫЕ 18 ФЕНАНТРЕНОВЫЕ 8 ХРИЗЕНОВЫЕ 3 ПИРЕНОВЫЕ 2 АНТРАЦЕНОВЫЕ 1
В бензиновой фракции нефти Понка-Сити соотношение аренов С 6 :С 7 :С 8 :С 9
