Химический состав нефти Фракционный состав

Нефти различных месторождений заметно различаются по фракционному составу — содержанию легких, средних и тяже­лых дистиллятов. Большинство нефтей содержит 15—25% бен­зиновых фракций, выкипающих до 180 °С, 45—55% фракций, перегоняющихся до 300—350 °С. Существуют легкие нефти, в ко­торых больше низкокипящих фракций — так, в леляковской (Украинская ССР) и новодмитриевской (Северный Кавказ) неф-тях свыше 63% фракций, выкипающих до 350 °С, а в нефти место­рождения Серия (Индонезия) их содержание достигает 77%.

Добываются также очень тяжелые нефти, в основном состоящие из фракций, выкипающих выше 200 °С. Например, в нефти Ярег-ского месторождения (Коми АССР), добываемой шахтным спосо­бом, отсутствуют фракции, выкипающие до 180 °С, а выход фрак­ции 180—350 °С составляет всего 18,8%.

Принято также характеризовать нефти по содержанию в них светлых нефтепродуктов. Существуют различные методы опреде­ления потенциала суммы светлых нефтепродуктов, предложенные ВНИИ НП и БашНИИ НП.

Элементный состав

Основные химические элементы, входящие в состав нефти — углерод (82—87%), водород (11 — 14%), сера (0,1—7,0%), азот (0,001—1,8%), кислород (0,05—1,0%). В незначительных коли­чествах нефти содержат галогены — хлор, иод; металлы — вольф­рам, никель, железо, натрий, калий, медь. От других горючих ископаемых — угля, торфа, сланцев — нефть отличается более высоким содержанием углерода и водорода.

Углеводородный состаз

Основным компонентом нефти являются углеводороды — ал-каны, циклоалканы, арены. Алкенов в сырых нефтях, как пра­вило, не содержится, хотя они и были в незначительных коли­чествах обнаружены в пенсильванских и отдельных бакинских нефтях. Соотношение между группами углеводородов придает нефтям различные свойства и оказывает большое влияние на выбор метода переработки нефти и свойства получаемых продуктов.

Общее содержание алканов (парафинов) в нефтях равно 30— 35%, однако в некоторых нефтях может достигать 40—50% Из советских нефтей более всего богаты алканами нефти, добы­ваемые на полуострове Мангышлак, а также грозненская парафи-нистая и озексуатская. С повышением средней молекулярной массы фракций нефти содержание алканов в них уменьшается. В бензиновой и средних дистиллятных фракциях содержатся жидкие алканы С₆—С₁₅, а в тяжелых фракциях и остатке — твер­дые с числом углеродных атомов 16 и выше. В составе алканов нефти наиболее широко представлены соединения нормального строения и монометил замещенные с различным положением метильной группы в цепи.

Циклоалканы (циклопарафины, нафтены) содержатся во всех нефтях и входят в состав всех фракций. В среднем в нефтях раз­личных типов от 25 до 75% циклоалканов. К нефтям, богатым циклоалканами, относятся бакинские и эмбенские нефти, амери­канские нефти Гйлф-Коста. Простейшие циклоалканы — цикло­пропан и циклобутан — в нефтях не обнаружены. Моноцикли­ческие циклоалканы — гомологи циклопентана и циклогек-сана — входят в состав бензиновой и керосиновой фракций; в высококипящих фракциях содержатся углеводороды с двумя, тремя и четырьмя циклами. Обнаружены в нефти также угле­водороды, представляющие собой комбинацию пяти- и шестичленных циклов.

Арены (ароматические углеводороды) содержатся в нефтях, как правило, в меньшем количестве, чем алканы и циклоалканы. Общее содержание аренов в нефтях равно 10—20% и только в особо ароматизированных нефтях, например чусовской, может дости­гать 35%. В бензиновой фракции арены представлены бензолом и его гомологами, керосиновые содержат наряду с гомологами бензола производные нафталина. В тяжелых фракциях арены представлены в основном гомологами нафталина и антрацена.

Циклоалканоарены (нафтено-ароматические углеводороды). В отдельную группу выделяют достаточно широко представлен­ные в нефти, особенно в высших фракциях, гибридные углеводо­роды — циклоалканоарены. В молекуле этих углеводородов со­держатся циклоалкановые и ареновые циклы.

Неуглеводородные соединения

Кислородсодержащие соединения представлены кислотами, фенолами, кетонами и эфирами. Они сосредоточены в высококипя­щих фракциях. Нефтяные кислоты в основном представлены цик-лопентан- и циклогексанкарбоновыми нафтеновыми кислотами; обнаружены также алифатические кислоты с числом углеродных атомов 20—21. Содержание нефтяных кислот составляет 0,01 — 0,4%, а в бакинских и эмбенских нефтях достигает 0,8—1,7%. Фенолы в нефти содержатся в количестве 0,01—0,05%.