На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Арены и гибридные углеводороды нефти

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 07.07.2012. Сдан: 2011. Страниц: 3. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


1 Арены  и гибридные углеводороды нефти
1.1 Типы дренов и содержание
в нефтях и нефтяных фракциях 

   Содержание  аренов в различных нефтях изменяется в широких пределах и составляет, как правило, от 15 до 50 %. Среднее содержание аренов, по данным о составе 400 нефтей, в малопарафинистых нефтях составляет 37,4 %, среднепарафинистых 30,6 %, высокопарафинистых 20,8 %.   (К малопарафинистым отнесены нефти, содержащие менее     1%, среднепарафинистым — от 1 до 7% и высокопарафинистым — свыше 7% твердых углеводородов.)
   Арены представлены в нефтях бензолом и его гомологами, а также производными би- и полициклических углеводородов. В нефтях содержатся и гибридные углеводороды, включающие не только ароматические циклы и алкановые цепи, но и насыщенные циклы.
   Арены нефти изучены лучше, чем углеводороды других классов. Многие индивидуальные арены были выделены из нефтяных фракций при помощи методов, основанных на использовании повышенной реакционной способности, избирательной адсорбции, растворимости в полярных растворителях, высоких температур плавления аренов.
   Так, в результате многолетних исследований Ф. Д. Россини и сотрудниками в  30—60-х гг. из нефти месторождения Понка-Сити (США) было выделено, идентифицировано и определено содержание свыше 100 аренов, в основном из бензиновых фракций. В бензиновых фракциях присутствуют бензол, толуол и все теоретически возможные изомеры аренов Се и С9. В нефти Пон-ка-Сити соотношение аренов С6 : С7 : C8        9= 1 : 3 : 7 : 8.
   Содержание  бензольных углеводородов в бензиновых фракциях различных нефтей, как правило, возрастает с увеличением числа заместителей, связанных с кольцом, и снижается с увеличением длины алкильной цепи. Так, в нефти Понка-Сити объемное содержание толуола, этилбензола, пропилбензола и бутил-бензола составляет соответственно 0,51; 0,19; 0,09 и 0,026 %.
   Преобладающими  аренами в бензиновых фракциях являются толуол,м-ксилол и псевдокумол (1,2,4-триметилбензол). Соотношение содержания индивидуальных аренов остается приблизительно одинаковым для нефтей различных типов. Например, во всех нефтях тpeт-бутилбензола содержится приблизительно в 50 раз меньше, чем псевдокумол а.
   Гомологи  бензола состава С10 содержатся в основном во фракции 180—200 °С. Среди них преобладают тетраметил- и диметилэтильные производные. Углеводороды бензольного ряда содержатся в большем количестве, чем би- и полициклические арены, и в более высококипящих фракциях — керосиновых, га-зойлевых и даже масляных. Типичные структуры молекул аренов п гибридных углеводородов средних и высококийящих нефтяных фракций приведены ниже.
   Анализ бензольных углеводородов фракции 230—275 °С показал, что они представлены в основном структурами типа (I) —ди- или тризамещепными производными, имеющими одну или две метнльные группы и длинную (из 6—8 атомов углерода) слаборазветвленную алкнльную цепь. В средних фракциях найдены также производные бензола с алкнльными заместителями иэопреноидной структуры типа (II). Насыщенная нзопре-ноидная цепь может быть как регулярного строения, так и нерегулярного— типа (1П). Эти углеводороды имеют непосредственную генетическую связь с природным р-каротнном.
   
   К гибридным углеводородам с одним  бензольным кольцом относятся индан (XIV), найденный в небольшом количестве в бензиновых фракциях, и его гомологи. Из керосиновой фракции выделены тетралнн (XV) н его метилпронзводные.
  В небольших концентрациях в нефтях найдены углеводороды фенилцнклогексановой структуры с неконденсированнымн кольцами —типа (XVI) или (XVIIj.
  В более высококипящнх нефтяных фракциях найдены гибридные моноароматическне углеводороды, имеющие три <XVIII>, четыре (XIX) или пять насыщенных колец (XXI), генетически связанные с углеводородами ряда гопака. Идентифицированы также моноарены Сет—См стероидной структуры (XX). Все эти углеводороды, как и производные бензола с изо-преноидными алкильнымн заместителями, относятся к реликтовым соединениям, подтверждающим органическое происхождение нефти. Хотя концентрация аренов в организмах пренебрежимо-мала, они могли легко образоваться в природе в результате ароматизации на природных катализаторах с незначительным изменением углеродного скелета исходных биологических веществ.
  Работы  по определению в нефтях биомаркеров — соединений, сохранивших черты строения исходных биоорганических молекул, помимо доказательства биогенной природы нефтей имеют большое практическое значение для поиска месторождений нефтн. Всего определено уже около 400 таких бночаркеров. Так, Ал. А. Петровым с сотрудниками изучены биомаркеры состава Ci»—С» свыше 500 нефтей пяти основных нефтяных бассейнов России.
  В керосиновых фракциях содержатся нафталин (IV) и его гомологи. Концентрация метнлпронэводных выше, чем незамещенного нафталина, как к толуола по сравнению с бензолом. Найдены в нефтях и бнфенил с гомологами, однако их содержание значительно уступает концентрации углеводородов нафталинового ряда.
  К гибридным углеводородам, присутствующим н гаэойлевых фракциях, относятся аценафтен (XXII), флуорен (XXIII) и их гомологи. В этих же фракциях содержатся н арены с тремя конденсированными кольцами — фенантрен (V), антрацен (VI) и нх алкилпронзводные. Гомологи фенантрена присутствуют в нефтях в значительно большем количестве, чем   производные антрацена, что согласуется с относительным распределением подобных структур в растительных и животных тканях.
        В высококипящих  нефтяных фракциях обнаружены арены  с четырьмя конденсированными кольцами — пирен (VII), хризен (VIII), 1,2-бензантрацен (IX), 3,4-бензфенантрен (X). Гибридные углеводороды могут содержать 1—3 ароматических и несколько насыщенных колец. Имеются сообщения об идентификации алкилпроизводных аренов с 5—7 конденсированными ароматическими циклами: перилена (XI),                    1,12-бензперилена (XII), коронена (XIIJ). С увеличением числа конденсированных колец содержание аренов в нефтях быстро уменьшается. 

        Среднее содержание аренов, характерное для нефтей России различных типов, следующее, % от суммы аренов: 
 

Бензольные 67 Пиреновые 2
Нафталиновые 18 Антраценовые 1
Фенантреновые 8 Прочие ароматические 1
 
В высококипящих  фракциях и нефтяных остатках кроме  конденсированных аренов присутствуют также би- и полиядерные системы, состоящие из циклоалкильных или фенилалкиль-ных фрагментов, соединенных длинными алкильными цепями.
А. Ф. Добрянский связывал содержание и характер распределения аренов по фракциям с глубиной метаморфизма нефтей. Он предложил подразделять все нефти на три класса: 1) нефти, в которых велико содержание полициклических аренов, концентрирующихся в высших фракциях; 2) нефти с максимальным содержанием аренов в средних фракциях (250—450 °С); 3) легкие метановые нефти, в которых арены концентрируются во фракциях до 300 °С Высшие арены и гибридные углеводороды, содержащиеся в молодых циклоалкановых и циклоалканоареновых нефтях, постепенно с повышением степени метаморфизма разукрупняются в результате отщепления алкильных и полиметиленовых группировок. При этом арены переходят в относительно низкокипящие фракции, выход которых увеличивается.
     Степень метаморфизма зависит не только от возраста нефти, но и от глубины ее залегания и каталитического влияния пород. Так, с ростом глубины залегания и на участках с аномально высокими температурами концентрация моноциклических аренов в нефтях возрастает.
     Соотношение некоторых изомеров полициклояреиов используется как показатель катагенного преобразования нефтей, В мало преобразованных нефтях преобладают ?-метил (диметил) замещенные структуры, а в катагенно зрелых нефтях — термодинамически более устойчивые ?-метил (диметилл) замещенные углеводороды. Предложено несколько индексов преоб-разованности нефтей, характеризующихся соотношением 2-ме-тил- и 1-метилнафталина, а также различных метилфенантре-нов или 3-метил- и 2-метилбифенилов. 
 

2  Свойства аренов 
 

Физические свойства некоторых аренов, содержащихся в нефтях'в наибольших количествах, приведены в табл..
Арены имеют значительно более высокую плотность и показатель преломления, чем алканы и циклоалканы.
     Силовые поля молекул аренов, характеризуемые обычно отношением теплот испарения или свободных энергий взаимодействия к объему или площади поверхности молекул, значительно выше, чем у насыщенных углеводородов. Поэтому арены лучше адсорбируются полярными адсорбентами и избирательно растворяются в большинстве полярных растворителей. Исключение составляют лишь полифторсодержащие алифатические и ациклические соединения, лучше растворяющие насыщенные углеводороды, чем ароматические. Эта группа растворителей, в отличие от других полярных соединений, характеризуется меньшими силовыми полями молекул по сравнению не только с аренами, но и с насыщенными углеводородами. Взаимная же растворимость соединении, как правило, тем выше, чем меньше различаются силовые поля их молекул.
     Температура кристаллизации (плавления) тем выше, чем более симметричны молекулы и чем компактнее они могут упаковаться в кристаллической решетке. Так, наиболее симметричный из изомеров ксилола — д-ксилол—имеет наибольшую температуру кристаллизации, а дурол — значительно более высокую температуру плавления, чем другие асимметричные тетра-метилбензолы. Введение одной метильной группы в симметричную молекулу-бензола приводит к снижению его температуры кристаллизации на 100 °С. Конденсированные арены с линейно анйелированными бензольными кольцами типа антрацена имеют значительно более высокие температуры плавления, чем ан-гулярные изомеры типа фенантрена.
     Температуры кипения изомерных аренов различаются незначительно. Наибольшую температуру кипения имеют изомеры с расположенными рядом алкильными группами      (о-ксилол, ге-мимеллитол, пренитол), имеющие наибольшие дипольные моменты.   
     Таблица 1.        .                                                             
     Вязкость  и плотность алкилбензолов возрастает с увеличением числа метильных групп, а индекс вязкости снижается. Плотность полиметилпроизводных бензола также выше, чем алкилбензолов с тем же числом углеродных атомов, что объясняется их повышенным межмолекулярным взаимодействием.
Арены обладают высокой детонационной  стойкостью — высокими октановыми числами. Увеличение молекулярной массы  аренов незначительно влияет на их детонационную стойкость. Наличие метильных групп в мета- и пара-положениях приводит к повышению октановых чисел, а в орго-положении — к их снижению.
Арены характеризуются наихудшей воспламеняемостью, низкими значениями цетановых чисел. Так, цетановое число 1-метилнафталина равно нулю. Поэтому топлива с высоким содержанием аренов в быстроходных дизелях не применяют.
Вследствие  способности аренов к специфическим взаимодействиям их молекулы ассоциированы друг с другом в результате образования водородных связей или е гетероатомными соединениями нефти вследствие образования л-комплексов. Полициклические арены способны к образованию иглоподобных или пластинчатых структурных элементов. Образующиеся надмолекулярные структуры отличаются от изотропной массы большими упорядоченностью, плотностью, меньшей растворимостью в растворителях.
Химические  свойства. Для аренов наиболее характерны реакции члектрофильного замещения: нитрования, сульфирования, галогенирования, алкилирования и ацилирования по Фриделю — Крафтсу, нитрозирования и т. д. Механизм всех этих реакций единый:
 

Электрофильному замещению предшествует кислотноосновная реакция, генерирующая атакующую электрофильную частицу Х+ Так, при нитровании электрофилом является нитроний-катион, образующийся при взаимодействии азотной и серной кислот:

При сульфированииионизация концентрированной сеной кислоты протекает с образованием электрофильных реагентов SO3 с электрофильным атомом серы или S03H+:

При галогенировании в присутствии сильных кислот или кислот Льюиса (FeCb, AICI3, SnCU и т. д.) образуется положительно заряженный ион галогена: 

 

Алкилирование по Фриделю — Крафтсу протекает также в присутствии кислот Льюиса в качестве катализаторов, которые образуют с алкилгалогенидами сначала поляризованные комплексы и в пределе в результате ионизации карбкатион: 


При алкилировании алкенами также образуется карбкатион

или в  присутствии апротонных кислот с сокатализаторами:

Далее, как показано выше, электрофил Х+ быстро образует я-комплекс с молекулой ароматического соединения, который может изомеризоваться в несколько более стабильный ?-ком плекс. В ? -комплексе электрофил связан с молекулой ковалентной связью. В результате на ароматическом кольце возникает целый положительный заряд. При этом один из атомов углерода выключается из сопряжения и переходит из состояния гибридизации sp2 в состояние sp3:

Условно структура бензолоний-иона может быть представлена следующим образом:

и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.