Кислородсодержащие соединения

В составе нефтей содержится до 20 % и более кислородных соединений кислого и нейтрального характера. К ним относятся нафтеновые кислоты, фенолы, спирты, кетоны, эфиры. Они присутствуют в основном в смолах. Лишь около 10 % кислородных соединений приходится на долю кислых органических веществ – карбоновых кислот и фенолов. Нейтральных кислородных соединений (НКС) в нефтях содержится очень мало.

7.3.1. Кислые соединения нефти. Среди кислых соединений пре­обладают нефтяные (нафтеновые) кислоты. Доля фенолов в нефтях не превышает 0, 1 %, а концентрация жирных карбоновых кислот С _п Н_{2 п +1}СООН – 0, 01 %. Здесь п может меняться от 1 до 25. Из нефти выделено до 40 представителей этого класса кислот. Среди них преобладают кислоты изостроения, в т. ч. и изопреноидные с четным числом углеродных атомов. Карбоновые кислоты с общей формулой С _п Н_{2 п +1}СООН или С _п Н_{2 п -2} О₂ получили название нафтеновых кислот. Примеры таких кислот приведены ниже:

С₂Н₅

СН₃ СООН С₁₇Н₃₅СООН СООН СН₂СООН

3-метилциклопентан- стеариновая 2-этилциклогек- циклопентануксус-

муравьиная кислота кислота санмуравьиная ная кислота

кислота

По физическим свойствам нефтяные кислоты – это либо жидкости, либо кристаллические твердые вещества, напоминающие по запаху жирные кислоты. Технические нефтяные кислоты, выделяемые из керосиновых и легких масляных фракций (асидол), используют в качестве растворителей смол, каучука и анилиновых красок; для шпалопропитки; смачивания шерсти при валянии; для изготовления цветных лаков; в качестве антисептика в текстильном производстве.

Путем взаимодействия нефтяных кислот со щелочами получают нафтенаты – соли нафтеновых кислот. Соли таких металлов, как Са, Ва, Рb, Al применяют в качестве загустителей в производстве консистентных смазок. Соли Ва, Zn, Sn, Al, Co, Ni используют в качестве присадок к смазочным маслам. Нафтенаты Сr – хорошее клеящее вещество, нафтенаты Mn, Co – известные катализаторы в органическом синтезе. Нафтенаты получают по реакции:

2С _п Н_{2 п + 1}СООН + Ва(ОН)₂ (С _п Н_{2 п + 1}СОО)₂Ва + 2Н₂О (7.1)

Доля нафтеновых кислот в нефтепродуктах характеризуется кислотным числом. Кислотное число – это количество миллилитров КОН, расходуемое на нейтрализацию 1г нефтепродукта в спиртобензольном растворе в присутствии фенолфталеина в качестве индикатора.

Методом хроматографии установлено присутствие в нефтях как самого фенола С₆Н₅ – ОН, так и его производных, в т. ч.: о -, м - и р- крезолов,
2, 6-ди­ме­тил-; 6-метил-2-этил-; 2-этил-; 2, 3- и 3, 4-диметил-; 4-этил-; 3, 5-ди­ме­тил-; 2, 5-диметил-; 2, 4-диметил-; 2, 3, 6-триметил-; 2-изопропил-; и
2, 4, 6-три­метилфенолов.

7.3.2. Нейтральные кислородные соединения. К ним относят спирты, альдегиды, кетоны, гидропероксиды и сложные эфиры. Эти соединения могут быть выделены из нефти в виде сложной смеси – адсорбционных смол. Их концентрация возрастает при переходе к более высококипящим фракциям. Значительные количества кислородных соединений содержатся в высококипящих и остаточных фракциях. Их доля в асфальтенах составляет до 9 %. Из них 60 % приходится на сложноэфирные структуры, до 20% – на карбонильные (альдегиды и кетоны) и гидроксильные структуры.