|
Neft mahsulotlarining kimyoviy tarkibini aniqlash
|
| bet | 11/30 | | Sana | 31.01.2024 | | Hajmi | 3,83 Mb. | | #149035 |
Bog'liq Neft va gaz kimyosi va texnologiyasi1.5. Neft mahsulotlarining kimyoviy tarkibini aniqlash
Ma’lumki neft mahsulotlarini kimyoviy tekshirish usullari va masalalari turli tumandir. Eng oddiy hollarda hech bo‘lmaganda qaysidir bir gruppa moddalarning miqdorini aniqlash talab qilinadi. Masalan, ketma-ketlik bo‘yicha to‘yinmagan, aromatik, naften qatori va parafin qatori uglevodorodlar ajratiladi. Ushbu joyda shu narsa haqida gapirish mumkinki, distillatlar va neft mahsulotlarini to‘g‘ri haydash orqali olingan mahsulotlarini tekshirishda bu moddalar uzlarining tarkibida to‘yinmagan moddalarni saqlamasligi bilan ajralib turadi. Ammo kreking, piroliz va gazlarning polimerlanish mahsulotlarida asosiy gruppa komponentlari to‘yinmagan uglevodorodlarning turli tuzilishdagi hosilalari hisoblanadi [17-18].
To‘yinmagan uglevodorodlarni barcha ximiyaviy usullar bilan aniqlash tarkibidagi qo‘shbog‘ga birikish reaksiyasiga asoslangan. Reagentlar sifatida galogenlar va ularning hosilalari, sulfat kislota, vodorod, sirka kislotaning simobli tuzi, azot oksidlari va qo‘shbog‘ga birika oladigan boshqa moddalar kiradi.
Eng oddiy va eng kam tarqalgan usullardan biri bu brom yoki yod sonini aniqlash usulidir. Brom yoki yod soni- 100 g tekshiriluvchi moddaga birikishi mumkin bo‘lgan brom yoki yod miqdoriga aytiladi. Brom(yod) sonini aniqlashning mohiyati shundaki, galogenlash reaksiyasi o‘tkazilgandan keyin reaksiyaga kirishmay qolgan galogen tiosulfat natriy bilan titrlanadi. Parallel ravishda reaksiya uchun olingan galogenning miqdoriga ham titr o‘tkaziladi. Shunday qilib, maqsadli ravishda o‘tkazilgan titr bilan ikkinchi parallel o‘tkazilgan titrlarning farqi topiladi. Brom va yod sonlarini aniqlashning bir qancha variantlari taklif qilingan. Ular bir biridan galloidni biriktirish reksiyasiga kiritish usullari bilan farq qiladi. Eng ko‘p tarqalgan bromat metodida brom КВr va KBrO3 tuzlarinig kislotali muhitdagi eritmasidan olinadi.
5KBr + KBr O3 + 3N2SO4 = 3K2SO4 + 3H2O + 3Br2
Bu sulda bromning birikish reaksiyasi sovutish orqali olib boriladi, sovugan muhitda brom bo‘g‘ shaklida ajralib chiqib yo‘qolmaydi va yonaki reaksiyalrning ketishini sovutish yordamida tormozlash imkoniyati mavjud bo‘ladi. Bundan tashqari Kaufman-Galpern metodlari ham eng samarali metodlardan biri bo‘lib sanaladi. Bu usulda almashinish reaksiyalarida deyarli ishtirok etmaydigan kompleksi hosil bo‘ladi, bu esa o‘z navbatida qo‘shbog‘ning aynan uzilgan joyiga bromlanish reaksiyasining borishini ta’minlaydi. Reaksiya 5-minut davomida qorong‘uda olib boriladi. Oltingugurtning xlorlibirikmasi bilan alkenlar iprit tipidagi birikmalarni hosil qiladi.
Xloroltingugurtli birikmalar alkanlar, sikloalkanlar va arom atik birikmalar bilan ta’sirlashmaydi. Nametkin metodi bo‘yicha benzin xloroltingugurt bilan ishlanadi.So‘ngra hamma reaksiyaga kirishilmagan uglevodorodlar bo‘g‘bilan haydaladi va suvdan ajratilgandan keyin torozida uning miqdori o‘lchanadi. Bu metod orqali alkenlarning miqdori juda katta aniqliklardka topiladi. Sulfat kislotaning 86% dan kam bo‘lmagan konsentratsiyasi bilan to‘yinmagan uglevodorodlar nordon va o‘rta tuzlarni hosil qiladi.
R-CH = CH2 + H2SO4 = R – SH2(CH3) – O- SO2OH
2R – SH=SH2 + H2SO4 = (R – (CH2CH3)2 O)2SO2
Bundan tashqari alkenlarning bir qismi polimerlanish reaksiyasiga kirishadi. Sulfat kislota bilan ishlov berish orqali to‘yinmagan uglevodorodlarni, aromatik birikmalarni to‘yinmagan uglevodorodlardan ajratishda qo‘llaniladi. To‘yinmagan komponentlar saqlagan neft mahsulotlarining umumiy sxemada tekshirishda tanlanuvchan gidrogenlash muhim o‘rin tutadi:
R – CH = CH2 + R – CH2 - CH3
Ushbu reaksiya katalizator ishtirokida amalga oshiriladi. Turli katalizatorlardan platina yoki palladiy ishlatilganda bu reaksiya xona haroratida va past bosimda o‘tadi
Neftning barcha komponentlari tarkibiga kiradigan asosiy elemenlar bu- uglerod va vodorod elementlaridir. Turli xil neft tarkibidagi uglerod va vodorodlarning miqdori o‘rtacha uglerod uchun 83,5-87% va vodorod uchun 11,5-14% ni tashkil etadi [19-21].
Gumusli kumirlarda vodorodning miqdori o‘rtacha 5%, qattiq sapropelitli hosilalarda 8% ni tashkil etadi. Uglerodga nisbatan neft tarkibidagi vodorodning miqdori ortiq darajada bo‘lishi neftning suyuq bo‘lishini ta’minlaydi. Neft tarkibida uglerod va vodorod bilan bir qatorda oltingugurt, azot va kislorod ham uchraydi. Ularning birlikdagi foiz miqdorlari 2-3% ni tashkil etadi. Neft tarkibida azot kam bo‘ladi(0,001- 0,3%), kislorodning miqdori esa 0,1- 1,0% oraliqlarida tebranadi. Ammo ba’zi bir yuqori smolalai neftlarda ularning miqdori 2-3% ga yetadi. Neft tarkibidagi oltingugurtning miqdoriga qarab neftlar ahamiyatli ravishda bir biridan farqlanadilar. Ko‘pchilik neft konlarida oltingugurtning miqdori unchalik ahamiyatli emas (0,1-1,0%). Ammo oxirgi paytlarda neft tarkibida 1-3% gacha oltingugurt miqdori ortib borayotgani ma’lum bo‘lmoqdak. Jumladan, Volga-Ural, Venesuela, Texas neft havzalarida shu gruppaga kiritiladi [22-24]. Kuchli oltingugurtlangan, ya’ni 3% dan yuqori oltingugurt saqlagan neft konlari ham mavjud. Maksimal darajada oltingugurt saqlagan neftlar Meksika neft konlarida (3,65-5,80) va respublikamizdagi net konlarida, jumladan Uch-qizml va Xaut tog‘ konlarida 3,2-6,3 % oltingugurt miqdori borligi aniqlangan. Oz miqdorda bo‘lsada neft tarkibida boshqa elementlar ham uchraydi, asosan metallar. Bu elementlarga vanadiy, nekel, temir, magniy, xrom, titan, kobalt, natriy, kaliy, kalsiy, fosfor, va kremniy alrni aytish mumkin. Bu elementlarning miqdori foizlarda ifodalanganda unchalik katta ahamiyat kasb etmaydi, Yaqinda turli neft mahsulotlaridan 0,15- 0,19 g/t miqdorda germaniy elementi topilgan.
Neftning elementar tarkibi bilan birgalikda asosiy komponentlari – bu uglevodorodlardir. Neftning qo‘yimolekulyar qismiga shartli ravishda 250-300 molekulyar og‘irlikdan kichik og‘irlikka ega bo‘lgan va 300-500 0C haroratda qaynaydigan hamda juda oddiy tuzilishga ega bo‘lgan uglevodorodlar kiradi. Ular qo‘yidagi gomologik qatorga kiradilar:
Cn H 2n+2 – Parafin qatori uglevodorodlar (alkanlar).
Cn H 2n - Monotsiklik polimetilen uglevodorodlar, sikloparafinlar, naftenlar, alkilsiklopentanlar va alkilsiklogeksanlar.
Cn H 2n -2–Bitsiklik polimetilin uglevodorodlar, ditsikloparafinlar.
Cn H 2n -4 Tritsiklik polimetilen uglevodorodlar, tritsikloparafinlar.
Cn H 2n -6 – Monotsiklik aromatik benzol qatori uglevodorodlar, arenlar.
Cn H 2n -8 – Bitsiklik aralash naften-aromatik uglevodorodlar.
Cn H 2n -12 – Bitsiklik aromatik uglevodorodlar.
Benzin fraksiyasida amalda faqat uchta sinf uglevodorodlari uchraydi: alkanlar, siklanlar va benzol qatori aromatik uglevodorodlar. Kerosinli va gazoylli fraksiyalarda ko‘pchilik qismni bi- vatritsiklik uglevodorodlar tashkil etadi. Neftning qo‘yi molekulyar qismida kam bo‘lsada geteroatom tutgan organik birikmalar ham uchraydi. Bunday birikmalar tarkibida doimo kislorod, azot va oltingugurt atomlari tutgan geterohalqkali birikmalar shaklida uchraydi. Masalan, merkaptanlar, sulfidlar, disulfidlar, tiofenlar, tiofanlar, tiainden va boshqa oltingugurtli birikmalarni aytib o‘tish mumkin.
Yuqori molekulyar tuzilishga ega bo‘lgan va 350 0C haroratdan yuqori haroratlarda qaynaydigan neft birikmalarining ximiyaviy tarkibi juda murakkab tuzilgan bo‘lib, ular kam o‘rganilgan. Amaliy jihatdan qaraganda gap mazut va gudron tug‘risida ketmoqda. O‘rtacha holda qism komponentlarining molekulyar massalari 300-1000 oralig‘ida bo‘ladi. Neft tarkibidagi organik moddalarning maksimal daroajadagi uglevodorodlari tarkibidagi uglerod soni 2000-2500 dan yuqori bo‘lmaydi. Neftning bu qismi yuqori darajadagi moddalarning aralashmasidan iborat bo‘lib, ularning tuzilishlari turli-tuman va turli tarkibli buladi [25-26] . Bu aralash moddalar tipiga qo‘yidagi birikmalarni kiritish mumekin:
Yuqori molekulyar parafin qatori uglevodorodlar.
Mono- , bi- va tritsiklik tuzilishli sikloparafin uglevodorodlar.
Mono-, bi- va tritsiklik aromatik uglevodorodlar.
Gibridlangan politsiklik naftenoaromatik uglevodorodlar. Bu birikmalarda sikllar soni ikkitadan yettitagacha va tuzun yoki bir qancha yon zanjirlardan iborat bo‘lishi mumkin.
Turli-tuman politsiklik gibrid xarakterga ega geteroorganik birikmalar.
Gibrid xarakterga ega bo‘lgan kislorod yoki oltingugurt ko‘priklari orqali tutashgan politsiklik birikmalar.
Yuqori kondensirlanishga ega bo‘lgan gibridlangan politsiklik birikmalar.
Bu birikmalar tarkibida uglerod, vodorod, kislorod, oltingugurt, azot va turli xil metallar bo‘lishi mumkin. Oxirgi ikkita tipga kiritilgan va shu tipdagi birikmalar smolasimon- asfalten degan nom bilan atalib bir gruppaga kiritiladi. Smolalar va asfaltenlar politsiklik tuzilish xarakteriga ega bo‘lib, ular tarkibida doimiy ravishda kislorod atomi mavjud bo‘ladi.
Neftning metan qatori uglevodorodlari barcha neft tarkibida uchraydi va ular asosiy tarkibiy qismlardan biri bo‘lib sanaladi.
Gazsimon parafin uglevodorodlar- bu sinfning qo‘yi vakillari bo‘lib, metan, etan, propan, butan, izobutan va 2,2-dimetil propan oddiy sharoitda gaz bo‘lib, bularning barchasi tabiiy gazlar neftning yo‘ldosh gazlari tarkibiga kiradi. Gaz konlarining uchta tipi mavjud bo‘lib ular: to‘liq gazla, gazokondensatli va neftli bo‘ladi.
Birinchi tip gazlarining konlari tabiiy bo‘lib, ular asosan metandan tashkil topgan bo‘ladi.Aralashmalar sifatida metan bilan birga etan propan, butan, pentan bo‘g‘lari, karbonat angidrid, azot va qisman vodorod sulfidlar bo‘lishi mumkin. Tabiiy gaz tarkibida metan gomologlarining miqdori unchalik katta emas. Masalan, etan 0,1-8% gacha, propan 0,1-3 % gacha, butan va undan yuqori qator uglevodorodlari 0,1-1 % gacha bo‘lishi mumkin. Karbonat angidridni ng aralashmasi 2,5 % dan oshmaydi. Gazokandensatli konlarning gazlari doimiy gazlardan farq qiladi, ya’ni metanga C5 va undan yuqori bo‘lgan gomologlari yo‘ldosh shaklida bo‘ladi. Bu uglevodorodlar gazning chiqish joyida bosimning pasayishi bilan kondensatlanadi va kondensatda yig‘iladi. Etan va propanning zichligi yuqori kritik haroratda va 750 atmosfera bosimida va undan yuqori bo‘lgan paytda neftning zichligini oshirib yuboradi, shuning uchun neftning suyuq uglevodorodlari siqilgan gazda eriydi. Neft konlarida mavjud bo‘lgan gazlarga neftning y o‘ l d o sh gazlari deyiladi. Bu gazlar neftda erigan holda bo‘lib, yuqoriga chiqish vaqtida neftning tarkibidan ajralib chiqadi. Shuning uchun bu gazlar “yog‘li” yoki “boy” gazlar degan nom bilan ataladi. Bu gazlardan eng yengil gazli benzin olinadi. Bu gazli benzin ishlatiladigan benzinlarga kerakli qo‘shimchalar sifatida qo‘shiladi. Etan, propan, butanlar ajratilgandan keyin neft neft ximiyasi sanoati uchun xom-ashyo sifatada xizmat qiladi.
Uglevodordlarning С5-С15 gacha bo‘lgan vakillari suyuq moddalardir. Qaynash haroratlari bo‘yicha pentan, geksan, oktan, nonan, dekan va barcha ularning izomerlari neftni haydash vaqtida benzinli distillatga tushishi kerak. Ma’lumki, uzun to‘g‘ri zanjirli uglevodorodlarning qaynash haroratlariga nisbatan tarmoqlangan zanjirli uglevodorodlarning qaynash haroratlari ancha pastdir. Pentan-dekan qatori uglevodorodlarning nazariy izomerlarisoni 145 ga teng. Pentanda 3 ta, geksanda 5 ta, geptanda 9 ta, oktanda 18 ta, nonanda 35 ta va dekanda 75 ta.
Utgan asrda Pelue, Kakur va keyinchalik Sherlenmerlar oddiy haydash usuli va ximiyaviy metodlar bilan Amerika neft konlari tarkibida ishonchli ravishda pentan, geksan, geptan, oktan va ulardan yuqori bo‘lgan uglevodorodlarning normal tuzilishli birikmalari mavjudligini aniqlaganlar. Keyinchalik Meberi, Yung va boshqa tadqiqotchilarning ishlarida normal tuzilishli uglevodorodlarning C18 gacha va C28 gacha bo‘lgan vakillar i aniqlangan. Hozirgi vaqtda neft tarkibida pentan, geksan, geptanlarning izomerlari topilgan.
Levchenko va boshqalar neft tarkibida ahamiyatli darajada quyidagi uglevodorodlar borligini aniqlaganlar: 2,6-dimetilgeptan (2,04%), 4-etilgeptan (3,26%), 2,3,5-trimetilgeksan (2,20%), 5-metil-3etilgeksan (3,56%), 2,4-dimetil-3-etilpentan (1,13%), 2,2-dimetil-3-etilpentan (1,0%).
Shunday qilib, 35 ta nonanlar izomerlaridan 24 tasi neft tarkibidan topilgan. Uglevodorodlarning dekan qatori vakillaridan dekan topildi. Uglevodorodlarning C11-C16 vakillaridan undekan, dodekan, tridekan, tetradekan, pentadekan va geksadekan (setanlar) lar haydash vaqtida kerosinli fraksiya bilan birga ajraladi. Bularning hammasi barcha neftlarda topilgan.Neft tarkibida yana ikkita undekanning tarmoqlangan vakili ya’ni 2,2,3,5-tetrametilgeptan va 2,2-dimetil-4-etilgeptan topilgan.
Yaqinda AQSH neft konlarining 226-3370C haroratlar oralig‘idagi fraksiyasidagi C14-C21 tutgan uglevodorodlarning aralashmalari topilgan Ularningsh tuzilishi izopren tipiga xos ekanligi ma’lum bo‘ldi. Neft tarkibida parafin qatori uglevodorodlarning miqdori juda turli-tumandir. Neftning rangli fraksiyalarini ham hisobga olganimizda ular 10% dan 70% gacha oraliqda bo‘lishi mumkin. Suyuq uglevodorodlarga boy bo‘lgan neft konlaridan Farg‘ona neft konlarini aytib o‘tish mumkin. Metan qatori uglevodorodlari oddiy harorat sharoitida boshqa kuchli ta’sir etuchi moddalarga nisbatan kimyoviy jihatdan ancha turg‘un hisoblanadi.
Ular sulfat kislota va nitrat kislota hamda oksidlovchilar bilan ta’sirlashmaydilar. Ularning faqatgina xlor va boshqa galogenlar bilan reaksiyaga kirishish qobiliyati mavjuddir. Bu reaksiyalardan pentandan amil spirtini olishda qo‘llaniladi.
Maxsus sharoitda (4000C, metan mo‘l) metandan metilxlorid, metilinxlorid, xloroform va tetraxlormetan olinadi. Etandan 300-5000C haroratda etilxlorid olinadi. Yuqori harorat va turli katalizatorlar ishtirokida parafin qatori uglevodorodlari nitrolanishi (Konovalov reaksiyasi), to‘yinmagan uglevodorodlar bilan alkillash, oksidlanish reaksiyalariga kirishishi mumkin. Bu reaksiyalarning hammasi sanoat miqyosidagi reaksiyalardir.
Geksadekan 18,10C haroratda eriydi. Molekulyar og‘irligining ortib borishi bilan normal tuzilishli uglevodorodlarning qaynash va suyuqlanish haroratlari bir tekisda ortib boradi. Qattiq parafinlar barcha neft tarkibida uchraydi. Lekin, ularning miqdori unchalik katta bo‘lmaydi(0-5 %). Tipik parafinli neft tarkibida ularning miqdori 7-12% gacha ortib boradi. Parafinlar neft tarkibida yo erigan holda yoki neft ichida suzib yuruvchi kristallar shaklida tarqalgan bo‘ladi. Mazutni haydash vaqtida moy fraksiyasiga С17 dan С35 gacha bo‘lgan parafinlar qo‘shilib chiqadi.
Gudronda esa yuqori haroratda suyuqlanadigan uglevodorodlar miqdori konsentrlanadi. Ko‘pchilik hollarda yuqoridagi uglevodorodlardan tashqari qattiq kristallanish qobiliyatiga ega bo‘lgan siklik tuzilishga ega bo‘lgan va geterohalqali birikmalar ham uchraydi. Bu uglevodorodlar parafinlar tarkibig kirmasdan balki, s ye r ye z i n lar deb ataladigan gruppaga kirishadi. Serezinlar yuqori molekulyar va yuqori haroratda suyuqlanadigan uglevodorodlardir. Ular qoldiq neft mahsulotlaridan ajratib olinadi.
Serezinlar tarkibi va kimyoviy xossalari jihatidan parafinlardan farq qiladi. Parafinlarning suyuqlanish haroratlari 45-54 0C bo‘lsa serizinlarniki esa 65-88 0Cni tashkil etadi.Parafinlar osonlik bilan plastinkasimon lentalar hosil qilib kristallansa, serezinlar mayda ignasimon kristallar hosil qilib qiyinlik bilan kristallanadi.
Parafinlarning qaynash harorati 5500C gacha bo‘lsa, serezinlarning qaynash harorati esa 600 0С dan yuqori. Parafinlarning molekulyar og‘irligi 500 dan past bo‘lsa, serezinlarniki esa 500-700 gacha bo‘ladi. Ximiyaviy xossalari bo‘yicha serezinlar ham inert moddalar hisoblanadi. Tutovchi sulfat kislota bilan serizinlar ozroq qizdirilsa juda tez sur’atda reaksiyaga kirishadi va sulfoxlorli birikmalar bilan ham xuddi shunday reaksiyaga kirishadi.
Akademik Nametkin vua Nefantovlarning ko‘rsatishicha serezinlar asosan tarmoqlangan tuzilio‘ga ega ekanligini aytib o‘tishdi. Hozirgi vaqtda ular tarkibida sikloparafinlar va aromatik radikal tutgan birikmalar ham mavjud ekanligi e’tirof etilmoqda [27].
Parafinlar va serezinlar turli sanoat tarmoqlarida texnik jihatdan keng qo‘llanilmoqda. Jumladan, elektro va radiotexnikada, qog‘oz, gugurt, ximis sanoati, teri va parfyumeriya sanoatlarida. Hozirda suyuq va qattiq parafinlar yog‘ kislotalari spirtlar olishda alohida ahamiyat kasb etmoqda.
X1X-asrning 80-yillarida Markovnikov va Ogloben Boku nefti tarkibidan CnH2n formulaga to‘g‘ri keladigan siklik tuzilishga ega bo‘lgan uglevodorodlar mavjudligini aytib o‘tgan edi. Ular tomonidan C15 gacha bo‘lgan uglevodorodlar, ya’ni siklopentan, seklogeksan, metilsiklopentan va boshqalar aniqlangan edi. Bu polimetilen uglevodorodlar yoki sikloparafinlar zamonaviy nomenklaturaga ko‘ra siklanlarni Markovnikov n a f t ye n l a r deb atagan edi.Ko‘pchilik neft konlari tarkibida naftenlar o‘zlarining miqdor jihatidan ko‘zp ekanligi bilan ajralib turadi. Ularning o‘rtacha miqdori 25% dan 75% gacha oraliqda bo‘ladi. Ularning miqdori qoida bo‘yicha fraksiyalarning og‘irlashuvi bilan o‘sib boradi.Faqat eng yuqori qaynash haroratiga ega bo‘lgan moy fraksiyasida aromatik tuzilishning ortishi bilan ularning miqdori kamayadi. Naftenlarga boy bo‘lgan neftlarga Boku neft konlarini kiritish mumkin. Oddiy siklanlar- siklopropan, siklobutan va ularning gomologlari neft tarkibida uchramaydi. Monotsiklik naften qatori uglevodorodlardan neft tarkibida eng ko‘p tarqalganlari siklopentanli va siklogeksanli uglevodorodlardir. Bu qator uglevodorodlar to‘la o‘rganilgan va siklopentan va siklogeksanning 180 dan ziyod gomologlari sintez qilingan. Ularning tuzilishi turli tumandir. Ushbu birikmalarda 4 ta tuzilishga ega bo‘lgan izomer holatlarni ko‘rish mumkin:
Halqaning izomeriyasi.
Yon zanjirning holati izomeriyasi.
Yon zanjirning joylashish izomeriyasi.
4. StereoizomeriY.
Hozirgi vaqtda benzin fraksiyasida bu sinfga kiradigan individual vakillaridan 50 tasi aniqlangan. Benzin fraksiyasiga С5-С10 gacha bo‘lgan uglevodorod vakillari to‘g‘ri keladi. Siklogeksanli uglevodorodlarning qaynash haroratlariga qaraganda 500C ga farq qiladi. Ko‘pchilik neft tarkibida oxirgi yillarda sikllarida 6 ta va undan ko‘proq uglerod atomlari tutgan siklanlar ham topildi. Guteriya va boshqa tadqiqotchilar benzin fraksiyasida 0,26-0,59% miqdorida metilsiklogeptan mavjudligini topdi. Bundan tashqari Kaliforniya nefti tarkibida YAMR va spektral metodlar yordamida 12 ta yangi uglevodorodlarni, ya’ni 7, 8 va 9 ta uglerod atomi tutgan ichki ko‘priklarga ega bo‘lgan bitsiklik tuzilishga ega ekanligi aniqlandi. Jumladan, metilbitsiklogeptanlar, bitsiklooktanlar va bitsiklononanlar shular jumlasidandir.
Naftenlarning 2000C haroratdan yuqori haroratlardagi fraksiyalaridagi tuzilishlari yaxshi o‘rganilmagan. Markovnikov o‘z vaqtida neftdan bitsiklik uglevodorod ditsiklogeksilni ajratib oldi.Ko‘pchilik neft tarkibida Cn H 2n qator uglevodorodlarining birinchi vakili olti a’zoli halqa bilan kondensirlangan dekolin (dikagidronaftalin) uchraydi. Oxirgi vaqtlarda neft tarkibida siklogeksan va dikalinning ko‘pchilik gamologlari ajratib olingan. Ularga: bi-, tri- va tetraoldikalin,1,2-, 1,3-, 1,5-, 12,6-, 1,7-, 2,6-dimetildikolinlarni kiritish mumkin. 1,2,5-, 1,3,5-, 1,2,7-, 1,4,6-trimetildikolinlar, 1,2,3,4-, 1,2,3,5-, 1,2,4,5-,2,3,6,7-tetrametildikalinlarni kiritish mumkin. Ba’zi bir neft tarkibida gidrendan, pergidroatsenaften, pergidroantrotsen va pergidropirenlar ham topilgan.
Monotsiklik birikmalar bilan bir qatorda neft tarkibida politsiklik birikmalar ham uchraydi. Politsiklik birikmalarning tuzilishi to‘liq o‘rganilmagan. Bundan tashqari kondensirlanmagan uglevodorodlar ham mavjud. Ularga ditsiklopentil, siklopentil, siklogeksil, ditsiklogeksil va uglerod ko‘priklaribilan bog‘langan bitsiklik sistemalarni kiritish mumkin.
Kimyoviy jihatdan naftenlar alkanlarga yaqin turadi. Bular uchun ham goloidlar bilan va nitrat kislota bilan reaksiyaga kirishish xarakterli sanaladi. Bu vaqtda ikkilamchi va uchlamchi galoidlar va nitrohosilalari olinadi. Yuqori haroratlarda va turli katalaizatorlar ishtirokida naftenlarning halqalari buziladi va halqadagi uglerod atomlarining soniga qarab izomerlanadi [28].
Neft va uglevodorodlarning ahamiyatli qismi aralash yoki gibridlangan tuzilishga ega. Bu shuni ko‘rsatadiki, bunday uglevodorodlarning molekulasida turli xil tuzilishli elementlar bo‘ladi, ya’ni aromatik halqa, besh va olti a’zoli sikloparafinli halqa va alifatik qator uglevodorodlarining zanjirlari mavjud bo‘ladi. Ma’lumki bu elementlarning soni juda turli-tuman va ular izomerlari soni esa juda katta bo‘ladi.
Kerosinli fraksiyada oddiy gibridlangan bitsiklik uglevodorodlar topilgan, jumladan, tetralin va uning ba’zi bir gomologlari.
Mahamedov va Bayburovlar Romashkin nefti kerosinli fraksiyasini analiz qilib, unda tetralin, metiltetralin, dimetiltetralin, etiltetralin, tetrametiltetralinlarning miqdorini aniqladilar. Neftning moy fraksiyasining butun hamma qismigibridlangan uglevodorodlardan tuzilgan desa ham bo‘ladi. Yuqori molekulyar gibridlangan uglevodorodlarni uchta gruppaga ajratish mumkin:
Parofino-sikloparafinli.
parafino-aromatik.
Parafino-sikloaromatik.
Bu moddalarning struktura tuzilishlari haqida unchalik ko‘p ma’lumotlar keltirilmagan. Gibridlangan sistemadagi kondensirlangan halqalarning soni Sergiyenko va boshqalarning ham ishlarida yoritilgan. Neftning yuqori molekulyar qismini zamonaviy tekshirish metodlariga xromatografiya, spektral analiz, struktura gruppali tag‘hlil, katalitik degidrirlash, benzol halqalarini gidrirlash, element analiz, rentgenostruktur analiz va boshqa metodlarni kompleks holatida ishlatish kiradi. Bu tekshirishlar natijasida quyidagi xulosalarga kelish mumkin:
Turli joylardagi neftning moy fraksiyasida gibridlengan uglevodorodlarning bir halqali vakillaridanto‘rt halqali vakillarigacha uchratish mumkin.
Taqriban 40-50% uglevodorodlar molekulasida aromatik halqani saqlamaydilar va ular parafino-sikloparafin qatori uglevodorodlari bo‘lib, bitta yoki ikkita polimetilen halqa tutgan bo‘ladi. Bu uglevodorodlarning molekula og‘irliklari 320-390 gacha yetadi.
Moy fraksiyasidagi parafino-sikloparafin-aromatik uglevodorodlar o‘zlarining molekulalarida kondensirlangan tipga xos bo‘lgan bitta yoki ikkita aromatik halqa saqlashi mumkin.
Bitsiklik aromatik birikmalarga nisbatan bitta aromatik halqa tutgan uglevodorodlar kam miqdorda bo‘ladi.
Ko‘p halqa saqlagan uglevodorodlar(4-6)ning yon zanjiridagi parafin qatori uglevodorodlar uglerod atomlari sonining miqdori umumiy halqadagi uglerod atomlari sonining yarmiga yaqin bo‘lishini ko‘rsatadi.Gibridlanganpolitsiklik uglevodorodlardagi kondensirlangan aromatik tuzilish imshonchli ravishda naftalin tuzilishiga xos ekanligini ko‘rsatadi.
Neft tarkibida kislorod unchalik ko‘p emas. Uning miqdori 0,1% dan 1% gacha bo‘lishi mumkin. Faqatgina yuqori smolali neftlarda uning miqdori 2% gacha yetishi mumkin. Dobryanskiyning hisoblashlaricha kislorodning 90% lan ortig‘i smilasimon moddalar ulishiga to‘g‘ri keladi. Qolgan qismi esa kislotali organik birikmalar tarkibiga kiradi. Neytral kislorodli birikmalar neft tarkibida juda kam bo‘lib ular ahamiyatsiz darojada bo‘lganliklari bois o‘rganilmagan.
Neftning asosiy kislotali birikmalari karbon kislota xarakteriga ega bo‘lib umumiy formulasi CnHmCOOH dir. Birinchi bo‘lib Eeyxler kislorodli birikmalarni Baku kerosini tarkibidan 1861 yilda topgan. Zelinskiyning ishlari va tadqiqotlari bilan tasdiqlanishicha molekulasida uglerod atomlari soni 8 dan 11 gacha bo‘lgan kislotalar siklopentan halqasi tuzilishiga ega. Braunning tadqiqotlarining ko‘rsatishicha karbonil gruppa besh a’zoli halqa bilan to‘g‘ri bog‘lanmasdan balki bitta yoki bir nechta metilen gruppalari bilan bog‘langan va yon zanjirlaridan birini tashkil etadi. Braun va Naftali Ruminiya va G‘arbiy Ukraina neftidan S8-S11 tarkibli kislotalarni ajratishga muvaffaq bo‘lishdilar:
СН3 (СН2)3СООН СН3 (СН2)4-СООН СН3 СН2-СООН
СН3
Loxte 5 va 6 a’zoli naften halqa tuzilishigsha ega bo‘lgan kislotali birikmalarni ajratishga muvaffaq bo‘ldi. Bu kislotalar monotsiklik naftenlarning hosilalari bo‘lib chiqdi va ular quyidagi umumiy formula bilan ifodalanadi:
CnH2n-1COOH va ular naften qatori kislotalari nomini olishdi. Bir qator naftenlardan C13-C18 tarkibga ega bo‘lgan bi- va tritsiklik kislotalar ham ajratib olindi.
Fizikaviy xossalari jihatidan neft kislotalari suyuq holda yoki kristall holidi bo‘ladilar. Ular xuddi yeg‘ kislotalari hidiga xos bo‘lgan hidni beradilar. Ularning zichligi 1 ga yaqin. Ximiyaviy xossalari bo‘yicha ular yog‘ kislotalarining aynan o‘zidir. Misol uchun ishqor bilan xuddi yog‘ kislotalari kabi tuz hosil qiladi:
СпНмСООН + NaOH = CnHmCOONa + H2O
Bu reaksiya orqali neft tarkibidan kislotalar chiqarib olinadi. Neft kislotalari nafaqat o‘yuvchi ishqorlar bilan tuz hosil qiladi, balki metall oksidlari bilan ham tuzlarni beradi. Suv ishtirokida va haroratning ortishi bilan ular juda ko‘pchilik metallar bilan ta’sirlashadilar va tegishli tuzlarni hosil qiladi. Bu esa turli xil metallardan yasalgan uskunalarni zanglashiga olib keladi. Xuddi shu jarayonda eng avvalo qo‘rg‘oshin, rux va mis metallari yemiriladi, temir kamroq, alyumeniy eng kam yemiriladi. Bu tushunchaga ko‘ra barcha neft kislotalari zararli aralashmalar bo‘lib hisoblanadi va ular neftni tozalash vaqtida chetlashtiriladi. Neft kislotalari xarakterli bo‘lgan-amidlari, xlorangidridlari va galloid almashingan hosilalari ham olingan. Sulfat kislota bilan reaksiyaga kirishmaydi, balki unda eriydi [29-32].
Neft tarkibida azot oz miqdorda bo‘ladi, uning miqdori 0,3% dan oshmaydi. Ammo ayrim neft tarkibida uning miqdori 2-3% va smolali neftlarda uning miqdori 10% gacha bo‘ladi. Azotning katta qismi og‘ir fraksiyalarda va qoldiq mahsulotlarda konsentirlanadi. Neft tarkibidagi azotli birikmalarni asos va neytral qismlarga ajratish qabul qilingan. Asos xarakteriga ega bo‘lgan moddalarni sulfat kislota bilan ishlov berib neft tarkibidan ajratish mumkin. Ko‘p hollarda kislotaning spirt bilan hosil qilgan 40% li aralashmasi ishlatiladi. Haydash vaqtida azotli asoslar distillat mahsulotlar bilan birga chiqadi. Neftning azot saqlagan asos xarakterli moddalari azot atomi tutgan geterohalqali birikmalardir. Bu birikmalarda halqalar soni birdan uchgacha bo‘lishi mumkin, asosan ular piridin gomologlari, xinolin gomologlari, izoxinolin va kam darajada akridin gomologlaridan iborat
Bu sinf vakillarining ko‘pchilik gomologlaorining tuzilishini hozirgi vaqtda to‘liq tasdiqlaganlar. Piridin va uning gomologlari kuchli o‘ziga xos hidga ega bo‘lgan suyuqlikdir. Xinolin va izoxinolinlar taqriban 2400C haroratda qaynaydi. Izoxinolin 250C haroratda suyuqlanadi.
Akridin kristall modda bo‘lib, 1070C haroratda suyuqlanadi.Neftning azotli birikmalari ichida neytral muhitli moddalar katta qismni (80%) tashkil etadi va neftning yuqori molekulyar qismida konsentrlanadi. Ularning tuzilishi va xossalari kam o‘rganilgan. Ba’zi bir neft tarkibida pirrol, indol va karbazollarning gomologlari uchraydi:
Bezenger, Galpern va Abduraxmonovlar azotli birikmalar ustida tadqiqotlar olib borib, shunday xulosaga klishdilar: neytral moddalarning ko‘pchiligi azot bilan bir qatorda kislorod atomini ham saqlaydilar va bunday birikmalarni aromatik amidlar sinfiga kiritish mumkin. Bundan tashqari neft tarkibida bittadan ko‘p geteroatom saqlagan boshqa birikmalar ham mavjudligi aniqlangan. Vohamizning turli joylaridagi, jumladan Toshli neft konlari tarkibida metiltiazol va benztiazol molekulalari borligi aniqlangan. Ularning tuzilishini quyidagi kurinishlarda ifodalash mumkin:
Neft tarkibida azot tutuvchi barcha birikmalar issiqlikka ancha chidamli, ayniqsa ularning issiqlikka chidamliligi kislorod mavjud bo‘lmagan vakillarida ortadi va ular neft mahsulotlarining ekspluatatsion sifatiga ta’sir etmaydi. Ammo shuni aytish lozimki, dizel yoqilg‘ilarini va mazutlarni saqlash davomida azotli birikmalar kuchli smolalanish jarayonini keltirib chiqaradi.
|
| |
