Понятие об углеводородах

Нефть – природный минерал, представляющий собой маслянистую жидкость от темно- коричневого до белого цвета со специфическим запахом. Основными элементами, образующими нефть, являются углеводород и кислород. В нефти содержится сера, кислород, азот в количестве 0,5 – 8%. Незначительную долю примесей (менее 0,02% по массе) составляют хром, никель, железо, кобальт, магний, титан, кальций, натрий, германий, фосфор, кремний и другие.

Углеводородные соединения, входящие в состав нефти, подразделяются на три группы: Метановые (алканы), Нафтеновые (цикланы), Ароматические (арены).

Метановые (парафиновые) углеводороды выражаются химической формулой СнН 2н+2, в которой н меняется от 1 до 60. В их молекулах каждый атом углеводорода связан с другими атомами одинарными связями, валентность их насыщена до предела. Поэтому они химически мало активны. Содержание парафиновых углеводородов в нефтях колеблется до 20 %, и они могут быть в виде газообразной (метан, этан, пропан, бутан), жидкой (от пентана до пентадекана С 15 Н 32) и твердой фазы (от гексадекана С 16 Н 34 и выше).

Нафтеновые углеводороды обозначаются формулой С н Н2н и также, как и метановые, относятся к группе предельных. Содержание нафтеновых углеводородов в нефти составляет 25 – 75%.

Ароматические углеводороды представлены классом соединений, выражающихся формулой СнН 2н-м, где «н» начинается с 6, а «м» - четные числа от 6 и выше. Молекулы их представлены тремя одинарными и тремя двойными связями, образуя шестичленный цикл. Ароматические углеводороды являются непредельными, вследствие чего атомы водорода в их молекулах могут замещаться атомами других элементов – хрома, брома, йода и других. В нефти ароматические углеводороды содержатся в количестве 15 –20%.

Азотистые соединения -- это высокомолекулярные вещества, связанные со смолистыми компонентами нефти, их содержится в нефти до 60%.

Сернистые соединения в нефти составляют 5 – 6% и представлены меркаптанами – слабыми кислотами с неприятным запахом и сероводородом. Они вызывают сильную коррозию оборудования.

Асвальто –смолистые вещества составляют до 76% от массы нефти (смолы составляют 60%). Они содержат до 93% кислорода, нафтеновые, жирные кислоты, фенолы, азот.

Смолы находятся в нефти в виде коллоидно –растворенных частиц, представляющих собой вязкие темно- окрашенные жидкости. При воздействии на них кислотами, повышенной температурой, светом -- превращаются в асвальтены – хрупкие твердые вещества обычно черного цвета, Отличаются большим содержанием металлов – ваннадия, никеля, железа.