Парафиновые углеводороды (ПУ).

Химический состав и распределение групповых углеводородных компонентов по фракциям нефти.

В исходных нефтях в различных соотношениях содержатся следующие классы углеводородов:

- парафиновые (алканы);

- нафтеновые (циклоалканы);

- ароматические (арены);

- гибридные (парафино-нафтено-ароматические);

- олефиновые.

Парафиновые углеводороды (ПУ).

Общее содержание их в нефтях 25-35% масс., не считая растворенных газов. В некоторых нефтях оно достигает 40-50% масс. В нефтях содержатся алканы нормального (молекула линейная) и изостроения (молекула разветвленная). С повышением молекулярной массы фракций нефти содержание в них алканов уменьшается. Попутные нефтяные и природные газы, практически, полностью, а прямогонные бензины на 60-70% состоят из алканов. В масляных фракциях их содержание снижается до 5-20% масс.

Газообразные алканы. Алканы C₁-C₄ при нормальных условиях газы: метан, этан, пропан, бутан и изобутан. Все они входят в состав природных, газоконденсатных и нефтяных попутных газов.

Природный газ в основном состоит из метана – 93-99%. В более жирном газе из газоконденсатных месторождений доля метана несколько ниже за счет более высоких концентраций углеводородов С₂-С₅ и составляет от 55 до 90%об. В попутных газах концентрации углеводородов C₁-С₃ соразмерны и более высоко содержание С₄-С₅. Во всех газах содержится некоторое количество инертных газов (азот, гелий, аргон), а также оксид углерода, сероводород и серооксид углерода.

Природный газ является в настоящее время одним из основных бытовых и экологически чистых промышленных топлив. Он используется также в качестве сырья для производства водорода и технического углерода (сажи).

Жидкие алканы. – это углеводороды с числом атомов углерода от С₅ (t_кип = 36 °С) до C₁₅ (t_кип = 271 °С). Они входят в состав легкой части нефти (бензино-керосиновые фракции).

Жидкие алканы C₅-C₉ в основном имеют нормальное и слаборазветвленное строение.

Из общего количества жидких алканов во фракциях нефти ИПУ, как правило, составляют основное их количество.

Жидкие ИПУ - ценнейшие компоненты всех моторных топлив, поскольку они обладают сочетанием необходимых для топлив свойств: максимальными (как и НПУ) соотношением Н: С и, соответственно, запасом энергии, низкими температурами застывания; вы­сокой детонационной стойкостью (что важно для бензинов), хорошей воспламеняемостью (важно для дизельных топлив).

Они (как и НПУ) имеют низкую плотность, что является от­рицательным качеством для авиационных топлив.

Твердые алканы. Алканы C₁₆ и выше при нормальных условиях твердые вещества. Они присутствуют в нефтях обычно в небольших количествах (до 5% масс.) в растворенном или взвешенном кристаллическом состоянии.

Твердые НПУ - наиболее высокозастывающие углеводороды нефти, они определяют температуру застывания нефти в целом и соответственно ее транспортабельность и другие эксплуата­ционные качества.

При перегонки мазута (300-500^оС) в масляные фракции попадают твердые алканы C₁₆-C₃₅. Твердые парафины состоят преимущественно из алканов нормального строения.

В гудронах (> 500^оС) концентрируются высокоплавкие алканы C₃₅-C₅₅. Их называют церезины. Церезины состоят в основном из циклоалканов и аренов с длинными алкильными цепями нормального и изостроения. Твердые алканы до С₂₆ входят в состав дизельной фракции и являются нежелательными компонентами в ее составе. Как и жидкие НПУ (см. выше) они ухудшают низкотемпературные свойства топлива, но еще сильнее.

Жидкие высокомолекулярные ИПУ обладая уникальными вязкостно-смазывающими свойствами, являются основой большинства смазочных и специальных ми­неральных масел, в состав которых кроме них входит большая группа цикланов с боковыми разветвленными цепями.

Церезины (твердые ИПУ) широко используются в промышленности и быту в качестве защитных покрытий, различных мазей и мастик, осно­вы канатных смазок и т. д.