Химический состав нефти

По химическому составу нефть представляет собой смесь различных углеводородов, сернистых, кислородных и азотистых соединений. В состав нефти входят углеводороды трех классов: парафиновые, нафтеновые и ароматические. В нефтепродуктах могут содержаться, иногда в значительных количествах, непредельные углеводороды, образующиеся в процессе переработки нефти и нефтепродуктов.

Парафиновые углеводороды являются гомологами простейшего углеводорода метана (СН₄). При последовательном замещении атомов водорода метана на радикал (СН₃ называемый метильной группой, получается гомологический ряд парафиновых углеводородов. Общая формула парафиновых углеводородовC_nH_n+2 — Начиная с метана (СН₄), эти углеводороды газообразные, начиная с пентана (С₅Н₁₂) — жидкие, а с гексадекана <�С₁₆Р₃₄) — твердые.

Твердые и газообразные углеводороды растворены в жидких. При повышении температуры испаряются газообразные углеводороды, а при понижении температуры выпадают твердые парафины.

Нафтеновые углеводороды имеют циклическое строение. Общая эмпирическая формула их С_пН_2п. В молекулы нафтеновых углеводородов входят замкнутые кольца атомов углерода. Циклическое строение этих углеводородов обусловливает их высокую химическую прочность.

Ароматические углеводороды имеют общую формулу С_nH_n-6. Наиболее важным ароматическим углеводородом является бензол (С₆Н₆). Ароматические углеводороды легко вступают в реакции замещения, образуя фенол, нитробензол и др.

Непредельные углеводороды образуются в результате переработки нефти. Между атомами углерода существуют двойные или тройные непрочные связи, легко разрушаемые под действием температуры. В связи с малой стабильностью непредельных углеводородов из них образуются оксиды, кислоты, смолисто-асфальтовые вещества.

Кислородные соединения в нефти, как правило, состоят из органических кислот и смолисто-асфальтовых веществ. Органические кислоты чаще всего представлены нафтеновыми кислотами, которые хорошо растворяются в нефти и сильно корродируют цветные металлы (например, свинец, цинк).

Смолисто-асфальтовые вещества подразделяютсяна нейтральные смолы, асфальтены, карбены, карбоиды и асфальтогеновые кислоты. Нейтральные смолы представляют собой высокомолекулярные компоненты нефти с нейтральными свойствами. В различных нефтях может содержаться от 1, 5 до 40% смол.

Асфалътены — это твердые хрупкие вещества обычно черного цвета, не плавящиеся при нагревании и нерастворимые в бензине.

Карбены представляют собой продукты уплотнения асфальтенов. Это твердые вещества с плотностью больше единицы. Они нерастворимы в бензоле.

Карбоиды образуются в результате уплотнения и полимеризации углеводородов при термическом разложении нефти. Они состоят в основном из углерода и небольшого количества водорода, практически нерастворимы в органических и минеральных растворителях.

Асфальтогеновые (полинафтеновые) кислоты — это полутвердые или твердые вещества, малорастворимые в бензине.