А. Т. Сағынаев МҰнай мен газдың физикасы және химиясы
Мұнайдың гетероатомды қосылыстары
жүктеу/скачать 6,98 Mb. Pdf көрінісі
|
S4
| Мұнайдың гетероатомды қосылыстары.
Гетероатомды қосылыстар – бұл С мен Н басқа бір немесе бірнеше S, N, O, С1 атомдары және металлдар кіретін химиялық қосылыстар. Гетероатомды қосылыстар мұнайды өңдеу технологиясына, өңдеу өнімдерінің қасиеттеріне және қоршаған ортаның ластану деңгейіне әсерін тигізеді. Күкіртті қосылыстар. Күкірт мұнайдың құрамында қосылыстар күйінде 0,02-ден 6%-ке дейін кездеседі. Күкірттің мөлшері жоғарғы темпера- турада қайнайтын фракцияларда көбірек болады, ал ең көп мөлшерде вакуумды айдаудан кейінгі қалдықта болады. Мұнайда кездесетін күкіртті қосылыстардың типтері алуан түрлі. Кейбір мұнайларда күкірт бос күйінде кездеседі. Көп жағдайда күкіртті сутек, меркаптандар, сульфидтер, дисуль- фидтер, тиофендер, тиофандар түрінде кездеседі. Мұнайдағы және мұнай фракцияларындағы күкіртті қосылыстарды 3 топқа бөлуге болады. 1-ші топқа күкіртті сутек (H 2 S) пен меркаптандарды (RSH) жатқызады. Табиғи мұнайларда күкіртті сутек еріген күйде 0,01-0,03% шамасында кездеседі. Негізгі мөлшері мұнаймен бірге шығатын ілеспелі газбен кетеді. Күкіртті мұнайларды өңдеу кезінде термиялық және каталитикалық реакциялардың әсерінен көп мөлшерде күкіртті сутек бөлінеді. Меркаптандардың да мөлшері мұнайда онша көп емес, мұнайдағы барлық күкіртті қосылыстардың 2-10% құрайды. Меркаптандардың коррозиялық активтілігі өте жоғары, сондықтан олардың мөлшері авиация керосинінде 0,001-0,005%-тен, ал дизель отынында 0,01%-тен аспауы керек. Олар бензиннің антидетонациялық қасиеттерін, химиялық тұрақтылығын нашарлатады және толықтай жануын төмендетеді. Меркаптандардың иісі өте күшті, әрі жағымсыз болып келеді, ауада 10 -7 % болса сезіледі. 2-ші топқа салқында бейтарап, ал қыздырғанда тұрақсыз сульфидтер (R-S-R, Ar-S-Ar, R-S-Ar) мен дисульфидтер (R-S-S-R, R-S-S-Ar) жатады. Сульфидтердің иісі меркаптандарға қарағанда әлсіз, олар бейтарап қосылыстар. Дисульфидтердің мөлшері мұнайда онша көп емес, бірақ олар сульфидтерге қарағанда реакцияға қабілетті. Қыздырғанда H 2 S, RSH және RН ыдырайды. 3-ші топ күкіртті қосылыстарына химиялық активтілігі төмен, тотығуға және қыздыруға төзімді циклді қосылыстар – тиофандар мен тиофендер жатады. Көптеген күкіртті қосылыстар негізінде бояулар, полимерлер мен дәрілік заттар алынады. Азот және азотты қосылыстар. Мұнайдың құрамында азоттың пайда болуы белокты заттардың ыдырауы нәтижесінде болуы мүмкін. Әртүрлі мұнайлардың құрамындағы азотты қосылыстарды зерттеу, олардың негіздік, бейтарап және қышқылдық сипаттары болатынын көрсетеді. 21 Негіздік сипаты бар азотты қосылыстарға пиперидин, пиридин, хинолин, фенантридин және оның алкилді изомерлері жатады. Мұнайдағы негіздік азоттың үлесі, жалпы азот мөлшерінің 30-60% құрайды. Азоттың бейтарап қосылыстарына бензпиррол (индол) және карбазол жатады. Бұл топқа сонымен қатар порфириндер кіреді. Бұлар құрамына ванадий және никель кіретін, азот пен жоғары молекулалы көмірсутектердің комплексі. Қышқыл азотты қосылыстардың өкілдеріне пиррол және оның алкилтуындыларын жатқызуға болады. Мұнайдағы азоттың мөлшері 0,6%-тен аспайды. Бензинді фракциялардағы оның мөлшері көп емес (0,0002-0,0005%), фракциялардың қайнау температуралары жоғарылаған сайын азоттың концентрациясы тез көтеріледі. Азотты қосылыстар 500 о С жоғары фракцияларда көп болады. Азотты қосылыстар дезинфекциялаушы заттар, антисептиктер, коррозия ингибиторлары, майлағыш майлар мен битумдарға қосымша, антитотықтырғыштар ретінде қолданылады. Алайда, олардың пайдалы әсерлерімен қатар, зиянды қасиеттері де бар – мұнайды деструктивті өңдеу процестерінде катализаторлардың активтілігін төмендетеді, мұнай өнімдерінің шайырлануын туғызады. Оттекті қосылыстар. Оттегі мұнайда азғантай мөлшерде жай карбон қышқылдары, нафтен қышқылдары, фенолдар және асфальтты-шайырлы заттар түрінде болады. Мұнайда карбон қышқылдары 0,05-0,1%, нафтен қышқылдары 1,0-1,2 %, фенолдар 0,003-0,05% шамасында болады. Нафтен қышқылдары өткір жағымсыз иісі бар май тәрізді сұйық. Олар суда ерімейді, бірақ мұнай өнімдерінде, бензолда, спирттер мен эфирде жақсы ериді. Шпалдарға сіңіру үшін, сабын жасау өндірісінде, антисептикалық заттар ретінде қолданылады. Мұнай өнімдерінде нафтен қышқылдары көп болса, онда оның коррозиялық активтілігі артады. Металлорганикалық қосылыстар. Мұнайда 30 жуық металдар анықталған, негізінен айнымалы валентті металдар болып келеді (V, Ni, Fe, Mo, Co, W, Cu, Cr, Ti т.б.). Мөлшері көп емес, 0,05%-тен (500 мг/кг) көп аспайды. Көп зерттелгендері ванадийпорфириндер мен никельпорфириндер. Бұл қосылыстар әдетте 400 о С жоғары фракцияларда жиналады. Мұнайдың жоғарғы фракцияларында металлдардың болуы жақсы емес, себебі каталитикалық өңдеу кезінде металлорганикалық қосылыстар ыдырап, түзілген металлдар катализатордың тесікшелеріне қонып, оның активтілігін қайтымсыз жояды. Екіншіден, ауыр фракцияларды отын ретінде жаққан кезде күлдің құрамында ванадийдің пентаоксиді (V 2 O 5 ) түзіледі. Бұл коррозия туғызатын өте активті зат. жүктеу/скачать 6,98 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|