4.3. Мұнай құрамындағы оттекті, күкіртті,
азотты қосылыстар
1.
Оттекті қосылыстар
. Мұнайдың құрамындағы оттектің
көп бөлігі шайырлы заттардың құрамына кіреді, оның 10%-ы
органикалық заттар – карбон қышқылдары жəне фенолдар. Моно-
циклді қосылыстардың формулалары:
С
n
H
2n-1
COOH немесе C
n
H
2n-2
О
2
Мұнай құрамында кездесетіндері нафтен қышқылдары болып та-
былады. Физикалық қасиеттері бойынша нафтен қышқылдары сұйық
немесе кристалды заттар. Олар сілтімен əрекеттесіп, тұз түзеді.
C
n
H
n
COOH + NaOH
C
n
H
n
COONa + H
2
O
Бұл реакция мұнай фракцияларынан қышқылдарды бөлуге
көмектеседі. Бұл қышқыл сілті металдарының тұздары суда жақсы
ериді. Нафтенді қышқылдардың металдарында тұздар түзіледі,
мұндай жағдайда олар мырышты, мысты, темірді, ең аз мөлшерде
алюминийді бұзады. Керосиндерден жəне майлы дисцилляттардан
бөлінетін техникалық нафтен қышқылы еріткіштер, каучук, анилин-
60
ді бояулар жəне əртүрлі лактар шығаруда қолданылады. Мұнай фе-
нолдары көп мөлшерде болса да толық зерттелмеген, олардың ара-
сында ең белгілісі төмен молекулалы (C
6
-C
9
) фенолдар. Бейтарапты
оттекті қосылыстарды негізінен кетондар құрайды. Олар орташа
жəне жоғары фракциялардан анықталады. Нафтен қышқылдарының
жəне олардың сілті металдары мен тұздары көптен бері сабын ретін-
де қолданылып жүр.
Мұнай қышқылдары
. Бұл термин соңғы жылдары ғана қолданыла
бастады. Ол оның жəне фракцияларының құрамындағы барлық
қышқылдарды білдіреді. Бұл терминді «нафтен қышқылдары» тер-
минімен шатастыруға болмайды, себебі олардың өзі, яғни нафтен
қышқылдары мұнай қышқылдарының құрамына кіреді.
Орташа жəне жоғарғы температурада қайнайтын мұнай фракция-
лары көбіне нафтен қышқылдарынан тұрады. Оларды 1874 жылы
мұнайдың керосиндік фракциясынан Д. Эйхлер тапқан. Химиялық
құрамы бойынша нафтен қышқылдары əртүрлі. Олардың радикал-
дары бес жəне алты мүшелі сақинадан құралып, бір-бірімен бір не-
месе бірнеше метиленді топтар арқылы жалғасады. Сонымен бірге,
сақинаның өзінде де метилен тобы болуы мүмкін. Молекулалық
салмақтарының өсуіне қарай оларда бір немесе бірнеше полицикл-
ді ядролар болады. Басқа да карбон қышқылдары сияқты, нафтен
қышқылдары да галогенангидридтерді, амидтерді, ангидридтерді
жəне күрделі эфирлерді түзеді.
Көміртегінің саны 6-ға тең (С
6
) алифаттық қатардың қышқылдары
мұнай өнімдерінде өте аз мөлшерде болады.
Мұнай қышқылы термині мұнай құрамына кіретін барлық алифат-
ты, алициклді (нафтенді), ароматты, гибридті (көміртек радикалының
аралас құрылысты) қышқылдарды қамтиды. Мұнай қышқылдары
мен фенолдар қышқылдық қасиет көрсетеді, олар мұнайдан жəне
оның фракцияларынан сілтілермен бөлінеді. Қышқылдық қасиет
көрсететін заттардың болуы, барлық оттекті қосылыстар сияқты
мұнай орындарының жасы мен тереңдігіне байланысты азаяды.
Мұнай қышқылдары мұнайдың 250°С-дан жоғары қайнайтын ор-
таша фракциясында болады жəне алифатты, нафтенді қышқылдары
көп болатын органикалық қышқылдар қоспасынан тұрады.
Бензин фракциясында тек алифатты қышқылдар кездеседі, се-
бебі қарапайым алициклді жəне ароматты қышқылдар 200°С-дан
жоғары температурада қайнайды. Бұл қышқылдардың қалыпты не-
61
месе əлсіз тармақталған құрылысы болады, яғни бүйір тізбегінде бір
метил орынбасары ғана болады. Алифатты қышқылдар, сонымен
қатар жоғары температурада қайнайтын фракцияларда анықталған.
Əртүрлі мұнайда аз мөлшерде көміртек атомдарының саны 25-ке
дейін болатын қалыпты жəне тармақталған тізбекті барлық дерлік
қаныққан алифатты қышқылдар болатындығы анықталған. Жоғары
температурада қайнайтын фракциялардан бөлінген осы қышқылдар
сияқты изопреноидты құрылымды полиметил орын басқан кейбір
алифатты қышқылдар төменде берілген, 2,6,10-триметилундекан;
3,7,11-триметилдодекан, 2,6,10,14-тетраметилпентадекан (пристан)
жəне 3,7,11,15-тетраметилгексадекан (фитан):
Химиялық жəне физикалық қасиеттері бойынша бұл қышқыл-
дардың нафтен қышқылдарынан аз айырмашылығы бар. Пара-
финді мұнайда ғана, яғни көмірсутектерге бай мұнайда алифатты
қышқылдар, ал нафтенде нафтен қышқылдары көп болады.
М.А.Бестужев қорытындылаған мəліметтер бойынша мұнайдың
құрамында қалыпты құрылымды С
1
- C
24
қышқылдар, изоқұрылымды
C
4
-C
7
алифатты қышқылдар, C
11
- C
15
аралығындағы изопреноидты
қышқылдар, циклопентан, карбон қышқылдары жəне оның моно-, ди-
жəне триметилорынбасарлары, гомологтары, фенолдар болатындығы
дəлелденген.
Нафтен қышқылдары (техникалық атауы «асидол») жəне олардың
сілтілік металдар мен тұздарының («сабыннафт») беттік-белсенді
қасиеті жақсы болғандықтан, жуғыш жəне тазартқыш заттар ретінде
қолданылады. Нафтен қышқылдарының натрий жəне калий тұздары
эмульсиялық май алуда эмульгатор, мұнайды сусыздандыруда деэ-
62
мульгатор болып табылады. Кальций жəне алюминий нафтенаттары
қою жағар заттар алуда қоюландырғыш қызметін атқарады, кальций
мен мырыш тұздары мотор майларын шашыратушы қондырма бо-
лып табылады. Қорғасын, кобальт жəне марганец нафтенаттары лак-
бояу өндірісінде сиккативтер (сырмайдың полимерленуін тездетуші)
ретінде қолданылады. Мыс тұздары ағаш пен мақтаматаны ыдыра-
удан сақтайды. Алюминий тұздары скипидар ерітіндісімен бірге лак
ретінде қолданылады.
Жалпы формуласы С
n
H
2n-1
СООН нафтен қышқылдары нафтен
көмірсутектері – циклопентан мен циклогексанның туындылары
болып табылады. Нафтен қышқылдарының карбоксил тобы əдетте,
ядро дан 1-5 көміртек атомына аластатылған. Нафтен қышқылдары
қаныққан, олардың көбі бес мүшелі нафтен сақинасынан тұрады жəне
молекулаларының құрылысы төмендегі формуламен өрнектеледі:
Нафтен қышқылдары карбон қышқылдарына тəн қасиеттердің
барлығын көрсетеді. Оларды сілтілермен, сілтілік металдар карбо-
наттарымен немесе металл оксидтерімен өңдегенде көмірсутектерде
ерімейтін тұз түзу қабілеті өндірісте мұнай фракциясы мен шикі
мұнайды нафтен қышқылдарынан тазалау үшін қолданылады. Мұнай
өнімдерінің құрамында нафтен қышқылдары қоспасының болуы,
металдардың жемірілуге ұшырауына əкеледі.
Ароматты қышқылдар бензол мен полициклді арендердің туын-
дылары болып табылады. Мұнайдың жоғары фракцияларында аралас
құрылысты көмірсутектер туындылары болып табылатын қышқылдар
болуы мүмкін.
Мұнайдан бөлінген шикі мұнай қышқылдары қою жəне жағымсыз
иісі бар сұйықтықтар.
Бензин фракцияларының құрамына негізінен көмірсутектердің
3 класы кіреді: алкандар, циклоалкандар жəне бензол қатарының
арен дері.
63
Керосин жəне газойль фракцияларының көбін 2 жəне 3 сақиналы
көмірсутектер құрайды. Шикі мұнайларда қанықпаған көмірсутектер
болмайды, не болмаса тіптен аз мөлшерде болады.
Достарыңызбен бөлісу: |