Комплекс по предмету “химия нефти и природного газа

Сульфирование ароматических углеводородов
Все ароматические углеводороды нефтей легко сульфируются концентрированной серной кислотой:
Так как сульфирование является обратимой реакцией, то для предотвращения десульфирования необходимо связывать выделяющуюся воду. С этой целью к концентрированной серной кислоте добавляют пентоксид фосфора (смесь Каттвинкеля). Сульфирование нефтяных фракций применяют для извлечения ароматических углеводородов. Сульфирование проводят при небольших температурах (обычно при комнатной), чтобы исключить изомеризацию углеводородов и окислительную дегидрогенизацию шестизвенных нафтенов; применяют избыток серной кислоты. Если ароматический углеводород содержит короткие алкильные цепи, то образующаяся сульфокислота растворяется в избытке серной кислоты и переходит в сернокислотный слой.
Если алкильная группа большая, то образующаяся сульфокислота будет плохо растворяться в серной кислоте и частично оставаться в углеводородной фазе.
Полученные при сульфировании сульфокислоты можно превратить в углеводороды, нагревая их с водой, с соляной кислотой (или обработкой водяным паром):
Однако эта реакция протекает не со всеми углеводородами гладко, поэтому в настоящее время она не применяется при анализе.
2. Природные нефти и продукты их перегонки содержат парафиновые (метановые), циклические (насыщенные) и ароматические углеводороды. В незначительных количествах иногда встречаются ненасыщенные углеводороды. По характеру преобладания той или иной группы углеводородов, нефти подразделяются на метановые, нафтеновые, ароматические. Метановые (парафиновые) углеводороды нефти содержат от одного до сорока атомов углерода в цепи. Первые пять соединений (от С1 до С5) в обычных условиях газообразны. Они в основном входят в природные или попутные газы, находясь в нефти в растворенном состоянии. В их составе преобладает метан (до 70%). Наряду с газообразными и жидкими углеводородами, нефти содержат высококипящие (~3000С) вещества, которые в обычных условиях бывают твердыми. Средняя относительная молекулярная масса их может быть близка к 500, что соответствует полимерам, содержащим в цепи 40 атомов углерода. Из твердых углеводородов нефти можно выделить три основных компонента - парафин, церезин и озокерит. Парафин - белый полупрозрачный продукт с температурой плавления 600С; он содержит в основном смесь предельных углеводородов нормального строения. Церезин состоит преимущественно из слаборазветвленных изопарафинов; температура его плавления близка к 800С. Озокерит представляет собой смесь высококипящих предельных углеводородов. Нафтены объединяют циклопарафиновые соединения. Это могут быть и моно-, и полициклические соединения с общей формулой CnH2n, CnH2n-2, CnH2n-4. Атомы углерода в них соединены простой одинарной связью в циклические структуры, содержащие чаще всего каркас из пяти и шести углеродных атомов. Обычно в нефтях может находиться до 80% циклопарафинов. Нафтены имеют более высокую температуру кипения и плавления, чем метановые углеводороды с тем же числом атомов углерода. Последняя группа углеводородов в составе нефти - ароматические. Их содержание в нефти может доходить до 35%. Ароматические углеводороды имеют более высокую температуру кипения, чем нафтеновые компоненты углеводородной части нефти. Этот класс соединений особенно беден водородом и обладает более высокой термической устойчивостью. Ароматические углеводороды представлены в нефти моно- и полициклическими соединениями. Алкены в природной нефти содержатся в крайне малых количествах. Также невелико содержание в нефти кислород - и азотсодержащих соединений. Основное количество кислородсодержащих соединений нефти приходится на органические кислоты и фенолы. Азотсодержащие соединения находятся в нефти в виде гетероциклических соединений, одно из них - производное пиррола - порфирин. Продукты преобразования его придают нефти такое отличительное свойство, как оптическая активность. Следует отметить сернистые соединения, содержащиеся в нефти: неорганические соединения - сероводород и свободная сера, органические - меркаптаны, алифатические сульфиды, сульфоновые кислоты, эфиры серной кислоты. Содержание сернистых соединений достаточно высоко и может достигать 6%. Они ухудшают качество нефти, снижают ее потребительную стоимость. После отгонки всех остальных фракций нефти остаются смолы - сложная смесь высокомолекулярных продуктов. Их в нефти может быть довольно много - до 40%. Один из компонентов смол - асфальтен. Это смесь твердых высоплавких веществ черного цвета. Наряду с органическими соединениями в состав нефти входят соли различных неорганических кислот. Нефть извлекает их, проходя через различные слои породы. Эти соединения играют значительную роль в характеристике зольного остатка после сожжения нефти. Содержание золы составляет сотые доли процента, а на долю металлов в них приходится до 60%.
3. Названия ненасыщенных и ароматических углеводородов

Алкены (соединения с одной двойной связью)

В главную цепь обязательно входит двойная связь с наименьшим порядковым номером. Окончание названия - суффикс «-ен» (алкены).

Название ненасыщенного углеводородного заместителя строится также, как и насыщенного, нумерацию проводят от свободной валентности:

Соединения с одной тройной связью, алкины

Положению тройной связи - наименьший номер.
Пример названия углеводородного заместителя с тройной связью:

Названия ненасыщенных карбоциклических углеводородов


· Диены
Названия осуществляют по принципам номенклатуры алкенов с применением умножительной приставки «ди-».


· Енины
Соединения с двойными и тройными связями (енины)
Двойная связь в номенклатуре ИЮПАК старше тройной, поэтому двойная связь имеет меньший порядковый номер.