В отличие от более легких компонентов нефти, признаком отнесения которых к своим группам было сходство их химического строения, критерием объединения соединений в класс под названием смолы и асфальтены служит их близость по растворимости в конкретном растворителе.
При действии на нефть и нефтяные остатки больших количеств петролейного эфира или низкокипящих алканов происходит осаждение веществ, называемых асфальтенами, которые растворимы в низших аренах, и сольватирование других компонентов - мальтенов, состоящих из углеводородной части и смол.
Что такое сольватация?
Сольватация - это взаимодействие растворенного вещества с растворителем, которое приводит к стабилизации растворенных веществ в растворе. В сольватированном состоянии ион или молекула в растворе окружены молекулами растворителя или образованы в комплекс.
Гетероатомы в смолах и асфальтенах
Азот в смолах и асфальтенах нефти преимущественно входит в гетероароматические фрагменты пиридинового (основного), пиррольного (нейтрального) и порфиринового (металлокомплексного) типа.
Сера в смолах и асфальтенах нефти входит в состав гетероциклов (тиофеновых, тиациклановых, тиазольных), тиольных групп и сшивающих молекулы сульфидных мостиков.
Кислород в смолах и асфальтенах нефти представлен в форме гидроксильных (фенольных, спиртовых), карбоксильных, эфирных (простых, сложных лактонных), карбонильных (кетонных, хинонных) групп и фурановых циклов.
Отличие нефти от асфальтов и битумов
Согласно классификации природных ископаемых с углеводородной основой:
- к нефтям относят те, что содержат до 35-40 % (масс.) смол и асфальтенов;
- природные асфальты и битумы содержат до 60-75 % (масс.) смол и асфальтенов, по другим данным - до 42-81 %.
Характерные особенности смол и асфальтенов в нефти:
- значительные молекулярные массы;
- наличие в их составе различных гетероэлементов;
- полярность;
- парамагнетизм;
- высокая склонность к межмолекулярному воздействию и ассоциации;
- полидисперсность;
- проявление выраженных коллоидно-дисперсных свойств.
Карбоиды и карбены
Карбоиды - это высокомолекулярные углеводороды, являющиеся результатом полимеризации и уплотнения масел и топлив при их термическом разложении. Отличительной особенностью карбоидов является нерастворимость в растворителях:
- сероуглероде;
- хлороформе;
- пиридине;
- бензоле;
- уксусной кислоте и т.п.
Карбены - это углеводороды с большим числом атомов углерода, образовавшиеся как продукт термолиза углеводородов вследствие их полимеризации и уплотнения. Характерная особенность карбенов - избирательное действие растворителей, в частности:
- они растворяются только в сероуглероде;
- осаждаются четыреххлористым углеродом.
Карбоиды и карбены, как правило, обнаруживаются в составе тяжелых продуктов деструктивной переработки нефти в количестве нескольких процентов. В составе сырых нефтей и в остатках первичной переработки нефти их практически нет.
Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.