Cтраница 3
Работы Иена и Эрдмана были основополагающими, они внесли большой вклад в исследование конденсированной структуры смолисто-асфальтеновых веществ нефти. [31]
Как показали исследования / 4 5 6 /, эти элементы строения находятся как в высококипящей углеводородной части ( до 45 - 50), так и в смолисто-асфальтеновых веществах нефтей и тяжелых остатков юс переработки. [32]
При высокотемпературной переработке смолисто-асфальтеновых веществ нефти получают малозольные и практически беззольные сорта нефтяного кокса, используемого в самых ответственных узлах современной техники ( черная и цветная металлургия, атомные реакторы и др.) - Но одним из главных направлений потребления смолисто-асфальтеновых веществ нефти является использование их для изготовления разнообразных материалов, применяемых в качестве дорожных покрытий, а также как кровельные и гидроизоляционные материалы в строительном деле. Мировое производство прямогонных битумов достигло 14 млн. т в год. [33]
Тот факт, что такие разные по химической природе растворители, как петролейный и диэтиловый эфиры, дают одинаковые количества осадка, говорит о том, что здесь имеет значение не только химическая природа, но и растворяющая избирательность растворителей. Это особенно следует учитывать в тех случаях, когда речь идет, как в смолисто-асфальтеновых веществах нефти, о сложных многокомпонентных смесях, способных образовывать коллоидные системы. [34]
В работе впервые сообщены данные по химии наиболее высокомолекулярных соединений нефти. Кратко рассмотрены их способы выделения и промышленного получения. Показано, что смолисто-асфальтеновые вещества нефти являются сырьевыми источниками для получения сульфированных, галогенированных, галогенметилированных, фосфорнокислых, а также кислород - и азотсодержащих производных. [35]
Но одним из главных направлений потребления смолисто-асфальтеновых веществ нефти является использование их для изготовления разнообразных материалов, применяемых в качестве дорожных покрытий, а также как кровельные и гидроизоляционные материалы в строительном деле. Мировое производство прямогонных битумов достигло 14 млн. ml год. Столь широкое использование смолисто-асфальтеновых веществ нефти в различных областях техники неизбежно сопровождалось разработкой рецептур технических смесей на их основе, новых процессов переработки и изготовления материалов и изделий различного технического назначения. [36]
Многие свойства асфальтов, тяжелых нефтей и нефтяных остат - ков объясняются склонностью асфальтенов образовывать коллоидные растворы в смолах и некоторых углеводородах. Отдельные из этих положений, так же как и-взгл-ады - Маркуссона [15] на химическую природу асфальтенов и смол, не потеряли своего значения и в настоящее время, хотя эти положения дают лишь чисто внешнюю, качественную характеристику свойств. За последние 30 лет мы не очень далеко продвинулись в познании химического строения и свойств смолисто-асфальтеновых веществ нефтей. [37]
Многие свойства асфальтов, тяжелых нефтей и нефтяных остатков объясняются склонностью асфальтенов образовывать коллоидные растворы в смолах и некоторых углеводородах. Отдельные из этих положений, так же как и взгляды Маркуссона [15] на химическую природу асфальтенов и смол, не потеряли своего значения и в настоящее время, хотя эти положения дают лишь чисто внешнюю, качественную характеристику свойств. За последние 30 лет мы не очень далеко продвинулись в познании химического строения и свойств смолисто-асфальтеновых веществ нефтей. [38]
Непрерывное увеличение удельного веса тяжелых высокосмолистых нефтей в мировом балансе добычи нефти делает проблему рациональной химической утилизации смолисто-асфальтеновой части нефти особенно актуальной. Между тем степень изученности состава и свойств, не говоря уже о химическом строении, этого класса соединений нефти крайне ничтожна. Если не слишком обширны наши знания химической природы высокомолекулярных углеводородов и сернистых соединений нефтей, то в изучении смолисто-асфальтеновых веществ нефти мы стоим у самого порога трудного и неизведанного царства, прилагая усилия, чтобы хоть немного приоткрыть дверь и заглянуть в щелочку в этот новый мир непознанных сокровищ. Он только еще распечатан, интригуя и привлекая неизведанностью и разнообразием своих безграничных возможностей пытливых и дерзких исследователей. Однако необычайная трудность исследования этой новой области химии нефти нередко создает почти непреодолимые трудности на пути к раскрытию химической природы этих веществ. [39]
Выше обсуждались вопросы, связанные с выяснением молекулярной структуры нефтяных асфальтенов вне зависимости от молекулярной структуры нефтяных смол. Между тем, в предыдущих главах мы неоднократно подчеркивали генетическую связь этих неуглеводородных высокомолекулярных соединений нефти. Рассмотрим теперь наличие общности и различия в строении молекул смол и асфальтенов, так же как мы сделали это в случае их элементного состава. Эрдман в одной из своих работ [14] рассмотрению структурно-молекулярных вопросов смолисто-асфальтеновых веществ нефти предпослал характеристику их химического состава. Смолы и асфальтены, по мнению Эрдмана, представляют собою смеси высокомолекулярных неуглеводородных соединений нефти, в которых содержатся такие гетероэлементы, как кислород, азот и сера, а также небольшие количества ванадия и никеля. Используя большой комплекс физических методов для изучения углеродного скелета и соотношения в нем атомов углерода различной природы ( ароматический, нафтеновый, парафиновый) в молекулах смол и асфальтенов, выделенных из сырых нефтей, природных асфальтенов и продуктов высокотемпературной переработки нефти, многие исследователи при решении принципиальных вопросов пришли к аналогичным выводам. В работах Эрдмана сделаны некоторые обобщения этих экспериментальных результатов. Важное научное значение имеет положение о том, что молекулы смол и асфальтенов состоят из нескольких плоских двухмерных пластин конденсированных ароматических и сферических нафтеновых структур, близких по своему строению. [40]
В последние годы были сделаны значительные успехи в применении методов ЯМР и ИКС к анализу смолисто-асфальтеновых веществ, появились также расчетные схемы на ЭВМ, позволившие правильно интерпретировать экспериментальные данные. Больший интерес представляют работы ученых Меллонско-го института Ена, Эрдмана и. Являясь основополагающими, эти работы внесли большой вклад в исследование кольцевой конденсированной структуры смолисто-асфальтеновых веществ нефти. В дальнейшем эти методы использовали различные исследователи [4-8], расширяя и углубляя знания о строении наиболее высокомолекулярных соединений нефти. [41]
Действительно, только глубокое научное исследование химического состава, свойств и превращений тяжелой части нефти позволит создать предпосылки для рациональной и глубокой переработки тяжелых нефтей. Именно в ней сосредоточены наиболее высокомолекулярные углеводороды сложного ( гибридного) строения, а также серу -, кислород - и азотсодержащие высокомолекулярные гетероорганические соединения, составляющие смолисто-асфальтеновые вещества нефти. При термической и термокаталитической переработке нефти вещества эти, как весьма нестойкие, распадаются с образованием летучих металлоорганических соединений, которые способны отравлять катализаторы, а при сгорании корродировать наиболее ответственные детали двигателей. [42]
Действительно, только глубокое научное исследование химического состава, свойств и превращений тяжело, части нефти позволит создать предпосылки для рациональной и глубокой переработки тяжелых нефтей. Именно в ней сосредоточены наиболее высокомолекулярные углеводороды сложного ( гибридного) строения, а также серу -, кислород - и азотсодержащие высокомолекулярные гетероорганические соединения, составляющие смолисто-асфальтеновые вещества нефти. При термической и термокаталитической переработке нефти вещества эти, как весьма нестойкие, распадаются с образованием летучих металлоорганических соединений, которые способны отравлять катализаторы, а при сгорании корродировать наиболее ответственные детали двигателей. [43]
В книге рассматриваются данные по лабораторным и промышленным методам выделения наиболее высокомолекулярных соединений нефти. Охарактеризовано современное состояние новых и совершенствование старых методов их разделения. Особое внимание уделено данным по установлению принципов структурной организации асфальтенов и составу алифатических, нафтеновых, ароматических и гетероциклических фрагментов, составляющих смолисто-асфальтеновые вещества. Приводятся обобщающие справочные таблицы со структурными параметрами смол и асфальтенов различных месторождений. Показано, что смолисто-асфальтеновые вещества нефти являются сырьевым источником для получения сульфированных, галогенированных, галогенметили-рованных, фосфорнокислых, а также кислород - и азотсодержащих производных. Даются механизмы протекающих реакций. Приводятся свойства и области применения смолисто-асфальтеновых веществ, а также продуктов, полученных в результате их химических превращений. [44]
Строго говоря, этот вариант нельзя отнести к процессам переработки тяжелых нефтяных остатков, это скорее процесс безостаточной комплексной переработки нефти, как бы в обход процессов, ведущих к созданию тяжелых остатков. В основе его лежит несколько модифицированных технологических процессов, широко применяемых в современной нефтеперерабатывающей промышленности. Конечный ( хвостовой) продукт процесса прямой перегонки нефти ( мазут) становится сырьем для второго процесса - процесса каталитического крекинга. Продукты прямой атмосферной перегонки, выкипающие до 343 С, подвергаются пиролизу для получения олефинов. Пря-могонный ( 60 % - ный) мазут подвергается каталитическому крекингу на цеолитном катализаторе с резко выраженной крекирующей ( и слабее - дегидрирующей) активностью. Обычно в качестве сырья для каталитического крекинга берут дистиллятные фракции нефти, чтобы избежать интенсивного закоксовывания катализатора, обусловленного наличием в сырье смолисто-асфальтеновых веществ нефти. Здесь не боятся интенсивно протекающего процесса коксования, так как выжиг кокса служит источником энергии для компенсации затрат энергии на осуществление процесса крекинга, а также для производства технологического пара. Процесс крекинга мазута осуществляется в системе флюид. Он характеризуется высокими выходами пропилена и бутиленов, а также легких и средних дистиллят-ных фракций, которые после гидроочистки и освобождения от содержащихся в них ароматических углеводородов поступают на пиролиз. [45]