Комплекс по предмету “химия нефти и природного газа

Гетероатомные соединения. Гетероатомными называют соединения, в которых кроме атомов углерода содержатся гетероатомы (O, S, N). Во всех нефтях присутствуют гетероатомные соединения: кислородные, сернистые, азотистые. В нефтях содержатся гетероатомные соединения как циклического, так и в значительно меньшей степени ациклического характера. Содержание и соотношение их зависит от возраста и происхождения нефти.
Количество гетероатомных соединений в низкомолекулярной части нефти невелико (до 10%). Основная их масса концентрируется в высокомолекулярной части (до 40%) нефти и особенно в смолисто-асфальтовом остатке (до 100%).
Смолисто-асфальтовых веществ больше в молодых нефтях, и поэтому они обычно содержат больше гетероатомных соединений.
Присутствие определённых гетероатомных соединений и их содержание в нефтях имеет большое значение для решения вопроса об исходном материале нефти и процессов её преобразования в период созревания.
Влияние химического состава бензинов на их антидетонационные свойстваорганический топливо моторный нефть
Антидетонационные свойства бензиновых фракций нефтей определяются, в основном, соотношением групп алканов, изоалканов, циклопентанов, цкклогексанов и аренов. Физико-химические свойства автомобильных бензинов и регулировочные параметры двигателей должны быть тщательно увязаны друг с другом.
К основным характеристикам автомобильных бензинов относят:
 детонационную стойкость;
 испаряемость (фракционный состав и давление насыщенных паров);
 плотность;
 углеводородный состав.
Одним из основных показателей качества автомобильных бензинов является их детонационная стойкость, от которой в наибольшей степени зависят надежность, повышение мощности, экономичность и продолжительность эксплуатации двигателя автомобиля.
Бензин прямой перегонкивосточных сернистых нефтей являются низкооктановыми (ОЧ = 43-53). В них содержится 5-11% ароматических углеводородов, 10-30% нафтеновых, 60-80% - нормальных парафиновых, 1,2% олефиновых и 0,048-0,2% серы. Высокостабильны. Содержат мало фактических смол. Используются для производства автомобильных бензинов.
Бензин прямой перегонкималосернистых нефтей типа бакинских, майкопских, эхабинских, туркменских обладают большей детонационной стойкостью (ОЧ = 62-70). Почти не содержат серы.
Бензины термического крекинга (ОЧ = 66-70) получают из остатков переработки нефти (мазута). Содержат много олефиновых углеводородов и серы (0,3-0,4%) и обладают низкой химической стабильностью. Ароматические углеводороды 2,5-14%, Олефины 21-52%, нафтены 8-10%, парафины 35-60%. При хранении и транспортировании образуются смолы, их октановое число понижается.
Бензины каталитического крекинга получают из легкого сырья - керосино-газойлевой фракции прямой перегонкой (авиационный бензин) и из тяжелого дистиллята - вакуумного газойля (фракции 320-4200С) (автомобильный бензин). Высокая детонационная стойкость (ОЧ = 75-77). Содержат ароматические углеводороды 20-26%, олефины 12-28%, нафтены 10-18%, паврафины и изопарафины 33-48%.
Разработка методов оценки антидетонационных свойств бензиновначалась в 1918-1919 гг. почти одновременно с изучением явления детонации в двигателях, когда Г. Рикардо создал двигатель с переменной степенью сжатия и предложил оценивать топливо значением степени сжатия, при котором двигатель развивает максимальную мощность. Этот показатель был назван наивысшей полезной степенью сжатия.
Дальнейшие исследования показали несостоятельность метода, так как значение наивысшей полезной степени сжатия не только не оставалось постоянным при переходе на другой двигатель, но изменялось даже при работе на одном и том же двигателе в зависимости от условий окружающей среды.
Позже был разработан метод оценки детонационной стойкости топлива с помощью топливных эквивалентов, основанный на сравнении антидетонационных качеств испытуемого топлива с антидетонационными свойствами некоторых определенных видов топлива, принятых за эталон.В качестве эталонных видов топлива выбирались два: одно из которых детонирует слабо, а другое - сильно, с таким расчетом, что все виды топлива, подлежащие испытанию, по своей склонности к детонации находились между выбранными эталонами. За величину, характеризующую антидетонационные качества топлива, было принято процентное содержание слабодетонирующего топлива в эталонной смеси, эквивалентной по детонационной стойкости исследуемому образцу.
Введение сравнительной оценки антидетонационных свойств бензина дало возможность оценивать эти качества с помощью некоторой условной единицы, а также контролировать антидетонационные качества топлива на специальных одноцилиндровых моторных установках, что существенно упростило испытания.
Сравнительные испытания проводили на разнообразных установках (двигателях) и при различных режимах работы. В качестве эталонных топлив применяли бензол, толуол, спирт, которые смешивали с каким-либо легкодетонирующим бензином. Однако такие эталоны не позволяли получать удовлетворительные результаты, так как условия работы двигателя на бензоле, толуоле и спирте значительно отличаются от условий работы на товарных бензинах.
Кроме того, при использовании в качестве легкодетонирующего эталона промышленного бензина невозможно повсеместно обеспечить строгое постоянство его антидетонационных качеств. Накопленный опыт показал, что относительное расположение топлива по антидетонационным свойствам не является постоянным, а зависит в значительной степени от режима работы испытательной установки, метода сравнения топлива с эталоном, состава сравниваемых видов топлива и т. д. В связи с этим возникла необходимость установить единую единицу измерения, оценивающую антидетонационные качества топлив, а также разработать единообразные условия испытания.
Мерой детонационной стойкости бензина является октановое число(ОЧ) по условно принятой шкале. В этой шкале в качестве эталонного топлива стали применять химически чистые углеводороды - сильно детонирующий нормальный гептан(С7Н16) и слабо детонирующий изооктан(2,2,4-триметилпентан) (С8Н18) и их смеси, удовлетворяющие основным требованиям к эталонному топливу:
 постоянный состав и возможность получения идентичного качества;
 длительный срок хранения;
 антидетонационные свойства, охватывающие весь диапазон бензинов;
 близость условий сгорания в двигателе к условиям сгорания товарных бензинов.