Табиги газды енд1ру мен тасымалдауда туындайтын экологиялык меселелер мен оларды шешудщ жолдары

6 -Т А Р А У

М У Н А Й Д Ы Ц Х И М И Я Л Ь Щ Қ У Р А М Ы

6.1. Мунайларды жштеу

Эр турл1 кен орындарыныц мунайлары 6ip-6ipiHeH физикальщ және химиялык касиеттер1 бойынша ерекшеленед1. Мунайдыц касиеттер1 оныц ецдеу багытын аньщтайды, алынатын мунай ешмдершщ сапасына айтарлыцтай есер етедь Сондыктан да, мунайды ендеудщ ец тшмд1 нусцасын тацдау ymiH олардыц химиялык табигатын аныктайтын мунайлар жштелушщ мацызы зор.

Мунайлардыц ер турл1 химиялык, генетикалык, ендо picTiK және тауарлык ж1ктеулер1 бар. Ец мацыздысы -химиялык және технологияльщ жштеулер. Химиялык жштеу Heriei мунайлардыц топтык кем1рсутектш к." рамы болып табылады - ашьщ фракцияныц болуы (кайнау температурасы 300ｰС-ка дешн), парафиндер (катты кем1рсутектер), шайырлар, асфальтендер, асфальтшайырлык заттар (3-кесте).

Осы компоненттердщ мелшерше байланысты мунай 17 непзп класса белшедо: ашыц фракция мелшер1 төмен (0-25%), ашыц фракция мелшер1 орташа (25-50%), ашыц фракция мелшер1 жогары болатын (50-75%), ашыц фракция мелшер1 ете жогары болатын (75-100%), аз парафинденген (0-5%), парафищц (5-10%), жогары парафицдо (>10%), шайырлыгы аз (0-5%), шайырлы (5-10%), жогары шайырлы (>10%), аз асфальтендо (0-1%), асфальтендо (1-3%), жогары асфальтендо (>3%), аз асфальт-шайырлы (0-10%), асфальт-шайырлы (10-20%), жогары асфальт-шайырлы (20-35%), ете жогары асфальт-шайырлы (>35%).

Мунайдыц технологиялык классификациясы бойынша олардагы куюрттщ мелшерше байланысты 4 класца белшедо: I класс - к уйрт мелшер1 0-ден 0,5%-га дешн болатын аз KyKipTTi мунайлар; II класс - куюрт мелшер1 0,5-тен 1% -га дешн болатын орташа KyKipTTi мунайлар; I I I класс - кук1рт мелшер1 1-ден 3%-га дейш болатын KyKipTTi мунайлар; IV класс - куюрт мелшер1 3% -дан жогары болатын жогары KyKipTTi мунайлар. Opi карай мунайды 350ｰС-ка дейшп шыгатын фракциялары бойынша типтерге; базалык майларыныц потенциалдык мелшерше байланысты топтарга; базалык майларыныц тутцырлык индекс! бойынша топшаларга беледь

6.2. Мунайдыц фракцияльщ дурамы

Мунай немесе мунай ешмдерш б1рйндеп кетер1летш температурада зертханальщ жагдайда айдаганда, жеке компоненттер1 олардыц дайнау температурасы арту ретамен немесе басдаша айтданда, олардыц цаныццан буыныц дысымыныц азаюы ретамен айдалады. Ендеше, мунай және оныц ешмдер1 дайнау температураларымен емес, дайнаудыц басталу және аядталу шепмен және белгШ 6ip температуралык аралыдта айдалатын жеке фракциялардыд шыгымымен сипатталады. Айдау мелЬ меттер1 бойынша фракциялыд курам туралы жорамалдайды.

Жаца мунайларды зерттегенде, фракциялыд курамын ректификация мунарасымен жабдыдталган стандарттык айдау аппараттармен аныктайды. Ол белшудщ надтылыгын айтарлыдтай жадсартуга және фракциялаудыц мел1меттер1 бойынша нагыз дайнау температураларыныц дисыгы деп аталатын координаттарында температура және фракцияныц шыгымы (массалык % бойынша) болатын кисыкты тургызуга мумкшдхк береді 200ｰС-ка дешнп фракцияларды белш алу атмосфералык кысымда журпз1лед1, ал калгандарын термиялык ыдыраудан сактау упйн - ер турл1 вакуумде журйзедь Кабылданган ед1стеме бойынша кайнау басталганнан бастап 300ｰС-ка дешнп фракцияларды 100-д1к, содан соц 500-дш фракцияларды дайнау шей 475-550ｰС-ка дешн белш алады.

Мунайды енд1р1сйк жагдайларда айдаганда, оны ертурл1 фракцияларга белу ymiH зертханалык аппараттардагы сиякты б1рйндеп буландыру емес, б1рден буландыру деп аталатын буландыру колданады да, epi карай ректификациялайды. Бул кезде мынадай фракциялар немесе дистилляттар алады: дайнау басталганнан бастап 180ｰС-да дешн айдалатын бензиндш, керосиндш (120-315ｰС), дизельдш немесе керосин-газойлдш (180-350ｰС) және турл1 аралыд айдандылар. Бул дистилляттардан ашык мунай ешмдерш алады: авиациялыд және автокелш бензиндерк бензин-ер1тк1штер; авиациялыц және жарык беретш керосиндер; дизельдш отындардыц турл1 сорттары. Бул барлык мунай ен1мдер1 y n i iH сейкес МЕМСТ-тары бойынша белгШ 6ip фракциялык курам нормаланады.

Ашыц дистилляттарды белш алганнан кейшй калдык; мазут деп аталады. Мазутты вакуум астында ер турлі майлы фракцияларга айдайды, олардан майлагыш және арнайы майлар алынады. Мазутты айдаганнан кешнп (500ｰС-ден жогары) калдьщ, тутцырлыгына байланысты, гудрон немесе жартылай гудрон деп аталады. Гудрон жогары тутцырлы майлагыш майлар және ер турлі битумдер алу ушш шиюзат болып табылады.

Эр Турл1 кен орындарыныц мунайлары 6ip-6ipiHeH фракциялык; цурамы бойынша, бензищцк, керосинд1к, дизельдш және майлы дистилляттары бойынша к у п терекшеленедк Кандай да 6ip мунайдыц _______фракциялык; курамы оныц енеркэсштш енделу жолдарын алдын ала аныктайтыны белгйп. Майлы фракциясы аз мелшерде болатын жещл мунайлар ете сирек кездеседй

6.3. Мунайдыц химиялык курамы

Мунай курамына юретш нейзй элементтер - кем1ртек пен сутек. Мунайларда кем1ртек мелшер1 - 82-87%, сутек - 11-14%, куйрт 0,1-5% аралыгында болады. Мунайлардың көппшпйнде азот пен оттектщ мелшер1, едете пайыздыц оннан 6ip б е л тн ен аспайды.

Мунай алканды (парафищц), циклоалканды (нафтендш) және ароматты кем1рсутектердщ коспасынан турады, сонымен катар оттекй, кушртй және азоты косылыстардан турады. Соцгылары мунайдыц гетероорганикалык косылыстары деп жш айтылады, олар ауыр фракцияларда, ecipece шайырлы-асфальтендш белштершде болады.

Алкандар. Мунай алкандары газ тер1зд1, суйык және катты заттар болып келед1. Газ тер1зд1 алкандар (С,-С4 алкандар) Luecne және табиги газдардыц курамына Kipe дь Кем1ртек атомдары 5-тен 15-ке дей1н болатын косылыстар (С5-С15 алкандар) суйьщ заттар. Гексадеканнан бастап (С16Н34) калыпты алкандар - катты заттар, олар KOfliMri температурада мунайда және жогары кайнайтын фракцияларда epireH немесе кристалдык куйде болады.

Мунай алкандары калыпты және тармакталган курылысты изомерлер, олардын, салыстырмалы мелшер1 мунайдың тишне байланысты болады.

Ор турл1 мунайлардагы алкандардыц жалпы мелшері 10-нан 70% -га дешн болады. Ka3ipri уацытта белшген немесе накты аныкталган алкандардыц саны 600-ден жогары. Ец жацсы зерттелгендер1 калыпты алкандар болып саналады. Мунайда барлык калыпты алкандардыц, бутаннан бастап (t й 0,5ｰС) тритриаконтанга дешн C33H6g (tKa. 475ｰС) бар е к е н д т аныкталган.

Катты алкандарга парафиндер мен церезиндер жатады. Парафиндер - тармакталган алкандар коспасы болатын калыпты курылысты катты алкандардыц коспасы.

Церезиндер - тармакталган курылыстылары басымырак болатын катты алкандардыц коспасы. Катты парафиндер барлык мунайларда болады, 6ipaK аздаган мелшерде, онныц б е л т н е н 5%-га дешн болады. Т и г т к парафиндо мунайларда олардыц мелшер1 7-12% дешн болады.

Катты парафиндершщ мелшер1 (15-20%) ете жогары болатын Мацгыстау тубепнщ мунайларында болады (Жейбай, 0зен кен орындары).

Катты парафиндер мунайда epireH немесе жузпщц кристалдык кушнде болады. Мазутты майлы фракцияларга айдау кезшде курамы С18-С35 болатын парафиндерде болады. Гудрондарда жогары температураларда балкитын кем1рсутектер С36-Сб3 жинакталган. Бул KeMipcy тектердщ мумкш болатын изомерлер1 ете көп. Мысалы, гексадеканныц 266-288,5ｰС аралыгында кайнайтын 10359 изомер1 бар. Алайда, көптеген зерттеулер керсеткеншдей, мунайдыц катты парафиндершщ шамамен жартысыныц курылысы калыпты болып келед1 де, ал калгандары бушрлш т1збектер1 онша улкен емес (нензшен метилдж және этилдж топтар) аз тармакталган курылысты болады. Кейб1р мунайларда С17 бастап кем1рсутектердщ уздшйз катарыныц болуы байцалган.

Калдык мунай ешмдершен жогары туткырлы майлар алганда, оларды депарафиндейдо. Бул удергстщ калдыктары - гачтер, петролатумдар мунай церезиндерш алу yniiH непзп шиюзат болып табылады. Церезиндер қурамы мен касиеттер1 бойынша парафиндерден ерекшеленедь Тауарлык; парафиндердщ балку температуралары - 45-54ｰС, ал церезиндердак 65-88ｰС. Парафиндер пластинка және пластинкалык таспа туршде оцай кристалданады; церезиндердщ майда ине тер1здо курылымы болады және киын кристалданады. Парафиндердщ балку температурасы 550ｰС-ка дешн, ал церезиндердош - 600ｰС-ка жогары болады. Парафиндердщ молекулалык массасы 500-ден төмен, ал церезиндердш1 500-700 болады.

Химиялык касиеттер1 бойынша церезиндердщ инертT i n i r i парафиндерге Караганда аз. Церезиндердщ химиялык курамы курдел1, ж еткЬйкй түрде зерттелмеген және бастапкы шишзатца байланысты болады.

Церезиндердщ курамына KipeTiH алкандардыц курылымы непзшен тармакталган болады. Kaeipri кезде осы изопарафиндердщ басты кем1ртект1к йзбегшде циклопарафиндж және ароматтык радикалдары да болуы мумкш деп есептейда. Церезинде калыпты және тармакталган курылысты узын парафиндж т1збектер1 бар таза циклдш кем1рсутектердщ болуыныц да ьщтималдыгы жогары.

Парафиндер мен церезиндердщ көптеген енеркесш салаларында: электр және радиотехникалык, кагаз, йрщке, химиялык, Tepi, парфюмер л iK, т.б. турл1ше техникалык колданыста болады. Парафин коюландыргыш ретшде пластикалык майлагыштар енд1р1сшде колданылады.

Суйык және катты парафиндердщ шик1зат ретшде микробиологиялык синтез зауыттарында акуызды-деруменд1 концентраттар, сонымен катар мунайхимиялык синтез зауыттарында синтетикалык май кышкылдарын, спирттерд1 және беттж активй заттарды алу yniiH ерекше мацызы бар.

Циклоалкандар. Жалпы мелшер1 бойынша циклоалкандар (нафтендер) кешшлж мунайларда, калган кем1рсутектер кластарына Караганда, басым болады. 0р турл1 мунайларда орташа есеппен полиметилендж кем1рсутектершщ барлык типтер125-тен 75% -га дешн болады. Нафтендер барлык мунайдыц курамына Kipefli және барлык фракцияларда да болады. Олардыц мел niepi, едетте, фракциялар ауырлаган сайын артады. Тек ец жогары температураларда кайнайтын майлы фракцияларда, ароматтык курылымыныц артуынан, олардыц мелшер1 кемидди Баку және Емб1 мунайлары нафтендерге ерекше бай (мунайга есептегенде 40-60%, ал жеке фракцияларга есептегенде 60-80% -га дешн болады).

Царапайым циклоалкандар - циклопропан, циклобутан және олардыц гомологтары мунайдан табылган жок.

СпН2п катарындагы моноциклд1 нафтендер мунайларда циклопентандык және циклогександык курылымдар туржде кец таралган. Турл1 мунайлардыц бензинд1к және керосиндж фракцияларында осы кластыц С5-С12 курамдагы 80-нен астам кем1рсутектердщ жеке ешлдер1 байцалган. Мунайларда салыстырмалы көп мелшерде болатындар: метилциклогексан, циклогексан, метилциклопентан, кейб1р циклопентанныц диметилдж гомологтары.

Сондай-ак, циклогептан мен метил циклогептан да аздаган мелшерде байцалган. 200ｰС-ден жогары фракцияларда циклогексанныц гомологтарымен катар, цикл сандары алтыдан аспайтын (CnH2n-4-CnH2n-10) бициклдж (Сп-С2п-2) және полициклдж нафтендер болады. Оларды мунайдан белу немесе ец болмаганда оларды аныцтау ете киындыкка тусед1. Бул кем1рсутектердщ көп массаларыныц imiHfle eeipre 25 жеке бициклдж (С8-С12), бес ушциклдж (С10-С13) және терт тетрациклдж және пентациклдж нафтендер бар екеш делелденген.

Мунайдагы ашылган бициклдж нафтендер циклдердщ 6ipiryi бойынша келеа. уш типке жатады:

I. Циклдер арасында С-С карапайым байланысы болатын конденсирленбеген, мысалы, дициклогексил (к.темп. 238,5ｰС),

Конденсирлендеген кем1рсутектер дициклопентил мен циклопентилциклогексилдщ гомологтары, сондай-ак; дициклогексил-метандагы сшщты цикл арасында кем1рсутектш Kenipnieci бар жуйелер туршде де болуы мумкш:

II. Б1рдей және ер турл1 циклд1, eKi ортац кем1ртек атомы бар конденсирленген:

пенталан, немесе гидриндан, немесе декалин, немесе бицикло[3.3.0] бицикло [4.3.0] бицикло[4.4.0] октан* нонан декан

Гидриндан, декалин және оныц гомологтары монодан бастап тетраметилтуындыларына дешн көптеген мунайларда табылган. Пенталан калифорниялык; мунайдан белшген.

III. IniKi кем1ртектш кешршелер1 бар конденсирленген нафтендер. Эр турл1 мунайларда бициклогептандар, бициклооктандар және бициклононандар және олардың кейб1р гомологтары табылган, мысалы:

бицикло [2.2.1]-гептан бицикло [3.2.1]- бицикло [3.3.1]- (нонборнан) октан нонан Мунайларда трициклдш нафтендер де көптеген мелшерде болады, 6ipaK олардыц тек адамантан деп аталатын трицикло [3.3.1.1] декан (С10Н16) және оныц гомологтары 1 және 2-метил, 1,3-диметил мен 1,3,5-триметиладамантандар аныцталган. Адамантан - кристалдьщ зат, балку температурасы 269ｰС (белгШ кемарсутектердщ iiniHfleri ец жогаргы балку температурасы). Адамантанда ал маска уксас кем1ртек атомдарыныц жуйей болады. Адамантандык ядросы болатын косылыстар еймдш және жануарлар текй заттардыц iniiHfle байкалмаган. Ka3ipri кезде адамантан химиясы айтарлыктай каркынды түрде дамуда. Оны алудыц синтетикалык eflici белгШ. Адамантанныц туындылары ер турл1 салаларда (дер1лж заттар, полимерлер, т.б.) кец колданыс табуда.

НС

н 2с- сн - сн.2

Адамантан

Арендер. Арендер (ароматты кем1рсутектер) мунайларда, едетте, алкандар мен циклоалкандарга Караганда аз мелшерде болады. Эр турл1 мунайларда осы кем1рсутектердщ жалпы мелшер1 кен; аралыкта езгеред1, орташа 10-20% (масс) К.РаЙДЫ. Ароматты мунайларда олардын; молшер1 35% (масс) дешн жетед1 және одан да көп болуы мумкш.

Мунайдыц арендер1 баска кем1рсутектерге Караганда жаксы зерттелген. Кем1рсутектердоц бул класы мунайда бензол және оныц гомологтары, сондай-ак бициклдш және полициклдак косылыстардыц туындылары ретшде

болады. Мунайлардыц бензиндш фракцияларында С9-га дешнп болатын барлык алкилбензолдар аныкталган.

Арендердац басым к еш ш л т толуол, м-ксилол және псевдокумол (1,2,4 -триметилбензол) болып келеда.

Керосиндш және газойлдш фракцияларда бензол катарыныц кем1рсутектершен баска, нафталин және дифенилдщ гомологтары аныкталган. Мунайдыц ауыр газойлдш, майлы және жогаргы фракцияларында сондай-ак уш және одан да көп циклдер1 бар полициклдак арендер де байцалган. Ауыр фракцияларда 7 сакиналы полициклд1к арендер табылган.

Бензол, толуол, этилбензол, изопропил бензол, ксилолдар, нафталин - мунайхимиялык және органикалык синтездщ, оныц iiniHfle химиялык енеркесштщ синтетикалык каучуктер, пластикалык массалар, синтетикалык талшыктар, жарылгыш заттар, анилин-бояу және фармацевтикалык заттар ещцрктершщ көптеген yflepicTepi ушш ете багалы химиялык шшазат болып табылады.

Аралас курылыстыкем1рсутектер. Кем1рсутектердщ көппшпк б е л т н щ аралас немесе кабылданган термин бойынша гибридтш курылысы болады. Ол мундай кем1рсутектердщ молекулаларында ер турл1 курылымдың элементтер, атап айтканда: ароматтык сакиналар, бес немесе алты мушел1 циклопарафиндш циклдер және алифатты парафиндж йзбектер болады деген сез. Ол элементтердщ 6ipiryi ер турл1 және изомерлер саныныц ете көп болатындыгы тусшшть Керосиндш фракцияларда карапайым гибридтш бициклдш кем1рсутектер - тетрагидронафталин (тетралин) және оныц кейб1р гомологтары - аныкталган: тетралин 1,2,3,4-тетраметил тетралин

Мунайдыц керосиндш фракциясында тетралин, метнлтетралин, диметилтетралин, этилтетралин, тетраметилтетралин болатыны делелденген.

Майлы фракциялардыц барлыгы дерлш аралас курылыстагы кем1рсутектерден турады. Оларды уш типке белуге болады: 1) парафин-циклопарафиндш; 2) парафин-ароматтыц; 3) парафин-циклопарафин ароматтык.

BipiHmi топтыц кем1рсутектер1 циклопарафиндш орынбасары бар узын парафиндш пзбектер туршде: циклдШг! ер турл1 дережедеи б1рнеше цысца буМрл!к парафиндш т1збектер1 бар циклопарафиндш кем1рсутектер туршде болады, мысалы:

Аралас парафнн-ароматтык кем1рсутектер йзбек соцында фенилдш орынбасарлары бар узын парафиндш йзбектерден туруы ыцтимал. Бул курылымдарда ароматтык сакиналардыц саны екщен аспайды. Циклопарафиндж немесе фенилдш орынбасарлары бар айтылгандарга уксас кем1рсутектер катты парафиндер мен церезиндердщ курамына юредо. Kaeipri уакытта олар таза кушнде белшбеген. Молекулаларында барлык курылымдык

Элементтер - ароматтьщ, циклопарафиндж және парафиндш - болатын аралас курылыстагы кем1рсутектердщ yniiHHii THni мунайдыц улкен молекулалык б е л т нщ кем1рсутектер1н1ц арасында ец көп тараган.

Осы типй заттардыц жеке еюлдершщ курылысы туралы мел1меттер e3ipre ете аз. Көптеген зерттеунплер осы кем1рсутектердщ молекулалары нейзшен конденсирленген курылысты болады деп есептейд1. Ец ьщтимал ароматтьщ курылымы нафталиндж ядро болып табылады. Сациналардыц (циклдердщ) жалпы саны екщен алтыга дей1н езгередь Гетероорганикальщ косылыстар. Барлык мунайларда кем1рсутектерден баска кук1рт, оттек және азот сиякты гетероатомдары бар косылыстардыц 6ipa3 мелшер1 болады. Гетероатомдардыц мунайдыц фракциялары бойынша таралуы б1ртекй емес. Одетте, олардыц кешшлж белай ауыр фракцияларда, ecipece, шайырлы сфальтендж калдыкта жинакталган. Мунайдыц турше байланысты 400-450ｰС-ден жогары температураларда айдалатын фракциялар толыгымен гетероатомдык косылыстардан турады.

Оттект! косылыстар. Мунайда болатын оттектщ нейзй б е л т шайырлы заттардыц курамына Kipefli және тек оныц 10% -ы гана кыпщылды органикалык косылыстардыц - карбон кыпщылдары мен фенолдардыц - уле ciHe келедь Бейтарапты оттектж косылыстар мунайда ете аз. Кыпщылды косылыстардыц iiniHfle карбоксильдж топтарымен сипатталатын мунай кышкылдары басым болады. Мунайлардагы фенолдардыц мелшер1 ете аз болады (0,1% -га дейш). Ашык фракциялардан белшген мунай кышкылдарыныц курылысын зерттеу карбоксильдж топтыц нейзшен циклопентандык және кей кезде циклогександьщ кем1рсутектердщ калдьщтарымен, ете сирек парафиндж радикалдармен байланысқанын керсетт1. Жогары температураларда кайнайтын фракцияларда циклопарафиндш, ароматтьщ және гибридтж радикалдары бар полициклдж кыпщылдар табылган.

Майлы карбон кыпщылдарыныц СпН2п+1СООН мунайлардагы мелшер1 пайыздьщ жуздеген белштершен аспайды. Эр турл1 мунайларда олардыц кем1ртек атомдары Cj-ден С25-ке дешнп 40-ца жуьщ жеке ек1лдер1 аньщталды. Карбон кынщылдарыньщ жалпы формуласы С Н, -1С00Н немесе С Н, О, болатын моноциклдш П Zn П /П с Z нафтендердщ туындылары нафтен кыпщылдары деп аталады. Бул кластыц 10-нан астам ешлдер1 мунайдан белшш алып, жаксы зерттелген. Бул кыпщылдардагы карбоксильдш топтар циклопарафиндш радикалмен тшелей байланысуы мумкш немесе бушрлш йзбектщ Курамына Kipefli. Мысалы: Мунай цыпщылдары физикалык касиеттер1 бойынша май кыпщылдарыныц шсш еске туйретш суйык, немесе кристалдык заттар. Олардыц тыгыздыгы 6ipre жакын. Химиялык касиеттер1 бойынша олар майлы карбон кыпщылдарына ете уксас.

Кышкылдардыц мунай фракциялары бойынша таралуы б1рдей емес. Бензиндш фракцияларда олар болмайды.

Керосиндш фракцияларда олар жещл, майлы фракция л арга Караганда аз мелшерде болады.

Мунай кыпщылдарыныц сйгшпк туздарыныц жаксы жуғыштык касиеттер1 болады. Сондыктан сабыннафт деп аталатын й л й лш тазартудыц калдьщтары текстилдш OHflipicTe жуғыш заттар дайындау кезшде колданылады.

Керосиндш және жещл майлы дистилляттардан белЬ нетш техникалык мунай кышкылдары (асидол) ер турлі колданыста болады: шайырлардыц, каучуктердщ және анилиндш бояулардыц epiTKimTepi ретшде; шпалдарга 3-метилциклопентанкарбон циклопентантрке кышкылы кышкылы cinipy yniiH; жундо басканда оларды жуктыру унпн; туей лактарды дайындауда; текстиль енд1р1сшде антисептик ретанде, т.с.с. Нафтен кыпщылдарыныц баска туздарыныц мацызы аз емес. Кальций, барий, коргасын және алюминий туздары консистенттак майлагыштар дайындауда цоюлаткыш ретшде пайдаланылады. Барий, мырыш, калайы, алюминий, кобальт және никель туздары майлагыш майларга коспа ретщце косылады. Хром нафтенаты - жаксы жел1мдепш зат. Марганец нафтенаты – парафиннщ тотыгу удерктершде белгип катализатор.

KyKipTTi косылыстар. KyKipTTi косылыстардыц мунайдагы мелшер1 туралы кушрттщ пайызбен ернектелген жалпы мелшерш аньщтау мел1меттер1 бойынша жорамалдайды. Бул аныктау егер олардыц орташа молекулалык массасы б елп й з болса, онда KyKipTTi косылыстардыц мелшерш дел керсете алмайды. Талдау аркылы аныкталган кушрттщ мелшершен мунайдагы KyKipTTi косылыстардыц мелшерш шамамен 10-20 есе артык деп алуга болады. 8рине, төменй молекулалык фракциялар ymiH коэффициент төмен болады, ал жогары молекулалык калдыктар ymiH ол 15-ке дешн жету1 мумшн.

Мунайдагы KyKipTTi косылыстардыц Heriari массасының молекулалық массасы және кайнау температурасы да жогары болады. Сондыктан барлык KyKipTTi косылыстардыц 70-тен 90% -га дешнп мвлшepi мазут пен гуронда концентрленген.

Көптеген мунайларда элементтш кушрт байкалган.

Мунайда ол epireH кушнде болады және айдаганда дистилляттык ешмдерге imiHapa етед1. Элементтш кушрт туей металдар, ecipece мыс және оныц корытпалары ymiH arpeccHBTi агент.

Kefi6ip мунайларда epireH кушнде кушртсутек те болады.

А л айда, оныц дистилляттарда болуы - баска куюртта косылыстардыц термиялык ыдырауыныц салдары. Кугарт-сутек улы, коррозияны болдырады. Кушрттщ нензп массасы ер турлд органикалык косылыстардыц - кем1рсутектердің туындылары және шайырлы заттардыц – курамына шредо.

Эр турл1 мунайларда мына типи. KyKipTTi косылыстар аньщталган: меркаптандар немесе тиоспирттер (тиолдар); алнфатты сульфидтер немесе тиоэфирлер (тиоалкандар); моноциклдж сульфидтер немесе полиметиленсульфидтер; тиофен және оныц туындылары; полициклдш KyKipTTi косылыстар.

Мунайдыд меркаптандары жаксы зерттелген. Мунайлардан бул кластьщ көптеген жеке косылыстары, кем1ртек атомдарыныд саны Cj-ден С8-ге дешн болатын 6ipi. HinuiiK, екшпшпк, уппнпшпк және моноциклдш меркаптандар бел1нген. Мысалы:

уппн-гексилмеркаптан циклогексантиол (З-метилпентантиол-З)

Меркаптандар тауарлык ешмдерге ете жагымсыз KipMe болып табылады, ейткеш коррозияга ушыратады, ecipece TycTi металдардыц коррозиясын болдырады, крекинг-бензиндерде шайыр туз1луш куаттайды және мунай ешмдерше жагымсыз шс беред1.

Элементтш кушрт, кушртсутек және меркаптандар ете агрессивтш заттар ретшде мунайдыц ец жагымсыз курам белштер1 болып есептеледь Оларды тазарту удерктершде толык жою керек және тауарлык ешмдерде болуын катац кадагалап отыру кажет.

Алифаттык сульфидтердщ курылысы RSR' болады.

Олар жагымсыз mcTi, суйык заттар. С2-С7 сульфидтершщ кайнау температуралары төмен (37-150ｰС) және мунайды айдаганда бензиндш

Сульфидтер тусйз дистилляттарга айдауда тусейн KyKipTTi косылыстардыц непзп б е л т н курайды. Олардың бензиндерде, керосиндерде, дизельдок отындардагы мелшер1, осы фракциялардагы KyKipTTi косылыстардың жиынтығыныц 50-ден 80% -на дешн ауытциды. Мунайдың меркаптандары сиякты, сульфидтер! де жаксы зерттелген. Меркаптандар мен сульфидтердщ шамамен 180 жеке еюлдер1 көптеген мунайлардан белшш алынган немесе аныцталган.

Kefi6ip мунайларда аздаган мелшерде RSSR сиякты дисульфидтер де табылган. Кыздырганда олар кушртй, кук1ртсутект1 және меркаптандарды беледь Азотты косылыстар. Мунайда азотты органикалык Косылыстар орташа есеппен 2-3% -дан аспайды және максималды болганда (жогары шайырлы мунайларда) 10% -га дешн жетедо. Азоттыц көп б е л т ауыр фракциялар мен калдык ешмдерде концентрленген. Мунайдыц азоты косылыстарын нейздш және бейтарапты деп ешге белу кабылданган.

Нейздок сипаттагы азотты косылыстар мунайдан елйз кук1рт кыпщылымен ецделш алынады. Азотты нейздердац мелшер1 орташа есеппен азоттыц барлыц косылыстарыныц сомасыныц 30%-ын курайды. Айдаганда олар дистилляттык ешмдерге туседь Мунайдыц азотты нейздер! сацинаныц 6ipeyiHfle азот атомы бар, сациналар саны б1рден ушке дешн болатын гетероциклдак косылыстар болып табылады. Нейзшен олар пиридиншц (I), хинолиншц (II), изохинолиншц (III), сонымен 6ipre аз дережеде акридиншц (IV) гомологтары болып табылады:

I ' II III IV

Кейб1р мунайларда пирролдыц (V), индолдыц (V I), карбазолдыц (V II) гомологтарыныц болуы делелденген деп есептеуге болады:

V VI VII

Нейздш те, бейтарап та азотты косылыстар - айтарльщтай термияльщ туракты, ecipece, оттек бол маган да, және мунай ешмдершщ пайдалану сапасына айтарльщтай есер етедь Алайда, дизельдш отындар мен мазуттарды сактаганда кейб1р азотты косылыстардыц шайыр туз1лугц кушт1 куаттайтыны байкалган.

Азотты косылыстардыц iiniHfle порфирин (V III) ерекше орын алады, ол көптеген мунайлардан және бос кушнде байкалган, алайда ол ванадий, никель немесе тем1рмен жиынтьщ туршде жш кездеседк Олардыц молекулалык массасы 420-дан 560-ка дешн болады (C27N 4-C33N 4). Оздершщ курылысы бойынша олар еымдш хлорофилше және канныц боягыш заты - геминге жацын болады.

Шайырлы-асфальтендш заттар. Олар - мунайдыц ең улкен молекулалык. гетероорганикалык заттары, олардың курамына б1рден кем1ртек, сутек, оттек, азот пен металдар да Kipefli, оларды шайырлы-асфальтещцк заттар деп атайды. Олардыц упщыштыгы онша емес, сондьщтан мунайды айдаганда олар непзшен цалдьщ мунай ешмдершде концентрлenefli. Олар бензиндш дистиллятка туспейдь Фракцияныц айдау шектер1 негурлым жогары болса, олармен шайырлар согурлым көп айдалады.

Алайда, олардыц барлык дистилляттардагы у л е т мунайдагы жалпы мелшердщ 15%-нан аспайды.

Шайырлы заттар термияльщ және химиялык турацсыз және салыстырмалы түрде оцай тотыгады, конденсация л анады, ал кыздырганда ыдырайды. Одетте, шайырлы заттар бейтарапты болып келедь Оларды жеке компоненттерге белу - eeipre TinTi орындалмайтын меселе. Сондыктан оларды зерттеу олардыц курамын карапайымдандыру, ягни ортак касиеттер1 бар тар фракцияларды концентрлеу және бел in алу жолымен журпзуде.

Шайырлардыц барлык массаларынан химиялык керсетKimTepi бойынша тек кышкыл сипатты асфальтогендж кышкылдар деп аталатын заттардыц аздаган мелшерш гана белуге болады. Табиги асфальттарда олардыц мелniepi 6-7%-га дешн жетед1. Сырткы Typi бойынша олар туткыр кара шайырлар. Олар спиртте, бензолда және хлороформда ерида. Олардыц тыгыздыгы б1рден жогары.

Асфальтогендш кышкылдар аз зерттелген. Олар cinйлермен ерекеттесед1, 6ipaK көп касиеттер1 бойынша нафтендш кыпщылдардан ерекшеленедь Бейтарапты шайырлы заттарды классификациялаудың нег1з1не олардыц ер турл1 epiTKinrrepre катынасы жатады. Осы керсетшпп бойынша мынадай топтарды айтуга болады: 1) бейтарапты шайырлар, женДл бензинде (петролейн эфир1, пентан, гексан) ерида; 2) асфальтендер, петролейн эфир1нде ер1мейда, 6ipaK ыстьщ бензолда ерщц; 3) карбендер, пиридинде және кук1рткем1ртекте iniiHapa ерида; 4) карбоидтар ic жузшде ешкандай ер1ттштерде ер1мейдь '

Барлык гетероорганикалык жогары молекулалык заттардың н епзп массасы бейтарапты шайырларга жатады.

Мунайда бейтарапты шайырларга Караганда асфальтендер айтарлыктай аз болады. Карбендер мен карбоидтар шиш мунайларда жоктыц касы, олар мунай фракцияларыныц термокатализдш ецдеушщ калдык; ешмдершде болады. 0р турл1 мунайларда шайырлы-асфальтендш заттардыц мелшер1 кен аралыкта 1-2-ден 40-45% -га дешн езгередь I^a3ipri кезде мунайды елемдш ендоруде жогары шайырлы мунайлардыц у л ей курт артуда.

Бейтарапты шайырлар жещл бензинде, мунай майларында, сондай-ак бензолда, эфирде және хлороформда жаксы еридь Мунай дистилляттарынан белшген шайырлардыц суйык және жартылай суйык консистенциясы болады; гудрондардан белшгендер1 катты дерлш, 6ipaK ежептеу1р пластикалыгы болатын заттар (мол.массасы 500-ден 1200-ге дейш) болады. Салыстырмалы тыгыздыгы 0,99-дан 1,08-ге дешн болады. Гетероатомдарыныц мелшер1 (О, S, N) 3-тен 12% -га дешн болады.

Шайырлардьщ Kynrri боягыштык каб1леттер1 болады.

Дистилляттардыц шик! мунай сиякты кара болуы нейзшен оларда болатын бейтарапты шайырлардыц бар болуынан. Бейтарапты шайырлардыц ездерше тен ерекшелштер1 - кыздыру, адсорбенттермен немесе кук1рт кыпщылымен ендеу сиякты факторлардыц есершен асфальтендерге тыгыздалу каб1лей. 0cipece, бул удерк кыздырганда және сонымен катар ауа урлегенде оцай журедь Асфальтендер - олар мунайдыц ец жогары молекулалык гетероорганикальщ косылыстары. Асфальтендер -сырткы Typi бойынша коцыр немесе кара т у ей унтак заттар. Олардыц салыстырмалы тыгыздыгы б1рден жогары; молекулалык массасы шамамен 2000 тец. Элементтш курамы бойынша асфальтендер бейтарапты шайырлардан сутектщ мелшершщ аздыгымен (1-2%-га) және оган сейкес кем1ртек пен гетероатомдардыц мелшершщ к еп т тм ен езгеше болады. Асфальтендер бензолда, кушрткем1ртекте, хлороформда, тертхлорлы кем1ртег1нде, жогары молекулалык ароматты кем1рсутектерде және шайырларда ерщц, 6ipaK жещл бензинде, спиртте және этил эфиршде ер1мейдь Асфальтендер бензол, шайырларга, т.б. катынасы бойынша лиофильдш коллоидтар болып табылады. Сондыктан, олар 6ipiHini топтыц заттарында icimn, жаксы ерид1 жёне е р т н д Ь лерден екшпп топтыц заттарымен шегед1. Будан асфальтендердщ мунайларда коллоидтык жуйелер туршде болатынын байцаймыз.

Кыздырранда асфальтендер жумсарады, 6ipaK балкымайды. 300ｰС-ден жогары температурада олар кокс және газ тузедо. К уйрт цышцылыныц эсер1мен, гудрондарды ауа урлеп кыздырганда немесе кушрт цатысында асфальтендер одан да жогары молекулалык кем1ртек пен оттекке каныккан заттарга - карбендерге тыгыздалуга бешм.

Мунайдыц шайырлы-асфальтендш заттары туралы бар мел1меттерд1 корыта келе, бейтараптык шайырлар да, асфальтендер де жогары молекулалык гетероатомдык косылыстардыц ете курдел1 коспалары болып табылады деп айтуга болады. Олар 6ip-6ipiHeH (кейде айтарльщтай) м о лекулалык массалары, элементтш курамы және Каньщпаушыльщ дережей бойынша айырылады. Жалпы формулада (гетероатомдарсыз) СпН2п х х-тщ меш бейтарапты шайырлар ymiH 10-34, ал асфальтендер ymiH 100-120-га дешн жету1 мумшн.

Барлык шайырлы заттар, ecipece, асфальтендер, карбендер және карбоидтар майлагыш майлардыц сапасына ете Kepi есер етедь Олар майдыц туйн езгертед]., кушк туз1луд1 арттырады, майлау каб1лейн төмендетед1, с.с. Сондыктан майлы дистилляттарды тазартуда басты меселелердщ 6ipi - шайырлы-асфальтендж заттарды кейру.

Сонымен катар шайырлы заттардыц багалы техникалык Касиеттер1 болады, мунай бптумдарыныц курамына Kipe отырып, оларга калдык етмдерд1 хальщ шаруашылыгында ер турл1 колданыстарга кец пайдалануга мумкшшйпк беретш сапа береда. Оларды пайдаланудыц басты багыттары: жолды жабу, курылыс кшдей гидроизоляциялык материалдар, жабын буйымдарыныц eHflipici.

Мунайдыц минералды компоненттерь Мунайдың минералдык компоненттерше металдар мен кышкылдардан туз1лейн туздар, сондай-ак коллоидты-диспергирленген минералдьщ заттар жатады. Осы заттардың курамына ш рейн элементтер микроэлементтер деп жш аталады. Олардыц жалпы мелшер! 0,02-0,03% (масс.) курайды.

Kaeipri кезде мунайларда 40-тан астам ер турл1 элементтер: 1) ауыспалы валентй металдар (V, Ni, Fe, Mo, Со, W, Cr, Cu, Mn, Pb, Ga, A g, T i); 2) с й т л ш және алтйпк-жер металдар (Na, К, Ва, Са, Sr, Mg); 3) галогендер мен баска элементтер (C l, Br, I, Si, A l, Zn, т.б.) табылган. Мунайда басда элементтерге Караганда айтарлыктай кеб1рек мелшерде ванадий мен никель болады.

Мунайдыц курамы мен микроэлементтерш зерттеудщ оны ецдеу меселелер! yn iiH де мацызы аз емес. Көптеген металдар, ец алдымен ванадий мен никель, катализаторлар ушш улар болып табылады. Сондыктан катализаторларды уланудан коргау шараларын дурыс тацдау ушш осы элементтердщ мелшерш бшу кажет.

Бацылау сурактары