CC BY
33
ИЗВЕСТИЯ
1 ОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМ. С. М. КИРОВА
Том 253 1976
ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СОСТАВА БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ НЕКОТОРЫХ НЕФТЕИ
ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
С. И. ХОРОШКО, В. А. КУЗНЕЦОВА, Н. М. СМОЛЬЯНИНОВА
(Представлена научно-методическим семинаром Х'ГФ)
За последние 10- 15 лет проблема исследования физико-химических свойств и вещественного состава нефтей и газовых конденсатов, представляющих собой ценное сырье для нефтехимии, приобрела большое народнохозяйственное и научное значение. Этому в сильной степени способствовало быстрое развитие химии высокомолекулярных соединений, а также промышленности синтетических материалов, требующей миллионы тонн органического сырья.
Целью настоящего исследования явилось изучение индивидуального углеводородного состава бензинов (н. к. — 150°С) нефтей Полуденного, Лугинецкого и Самотлорского месторождений. Работа проводилась с фракциями п. к. — 60°С, 60—95°С, 95— 122°С и 122— 150°С, полученным;: путем ректификации нефти на стандартном аппарате с 20 теоретическими тарелками.
Газохроматографический анализ выполнялся на хроматографе «Хром-2» с пламенно-ионизационным детектором по методике, разработанной Р. И. Сидоровым и М. П. Ивановой [1, 2, 3]. В качестве колонок использовались медные капилляры длиной 100—200 м и внутренним диаметром 0,5 мм. Неподвижная жидкая фаза (вакуумное масло ВМ-4), растворенная в бензоле, наносилась продавливанием раствора через капилляр. Газом-носителем служит азот.
Колонка прибора работала при изотермическом режиме, причем каждая фракция анализировалась при нескольких температурах, что давало возможность полнее расшифровать состав исследуемых фракций. Время анализа каждой фракции в среднем составляло 30—45 мин.
Качественная идентификация хроматограмм проводилась по индексам удерживания Ковача, определенных для данных температур. Количественно хроматограммы рассчитывались по методу внутренней норма лизации с учетом поправочных коэффициентов. Средняя ошибка составляла 5—8% относительных.
Результаты исследования индивидуального углеводородного состава бензинов представлены в табл. 1.
Всего в каждой широкой бензиновой фракции обнаружено от 93 до 95 углеводородов, в их числе 5 пар неподелившихся. Сравнительно большой процент нерасшифрованной части объясняется присутствием углеводородов, кипящих выше 150°С и находящихся во фракции 122—150°С, вследствие недостаточной эффективности ректификационного аппарата.
Результаты изучения индивидуального углеводородного. состава бензинов показывают высокое содержание парафиновых углеводородов
Таблица 1
ИндййидуаЛьный состав бензинов (н. к. —150°)* нефтей
№ п.п. Месторождение, скважина, интервал, перфорации Полуденное, ЛЬ 221, 2236-2266 ж Лугинецкое, № 155, 2340-2354 м Самотлорское, № 14, 1694-1701 м
углеводороды содержание отдельных углеводородов, % вес
на бензин на нефть на бензин на нефть на бензин на нефть
1 2 3 4 5 6 7 8
П-парафины
]. Этан — — — — 0,09 ,0,013
2. Пропан ^_ — — — 2,97 0,437
3. Бутан 0,04 0,08 0,55 0.140 8,84 1,300
4. Пентан 3,34 0,637 6,34 1,623 12,23 1,800
Г* Гексан 6,21 1,185 7,90 2,028 10,33 1,520
6. Гептан 10,35 1,975 6,54 1,679 5,85 0,861
7. Октан 3,37 0,644 4,85 1,245 2,98 0,438
8. 11онан 3,33 0,635 2,23 0,571 — —
Итого: 26,64 5,084 28,41 7,286 43,29 6,369
Изопарафины
9. 2-Метилпропан — — — — 2,38 0,350
10. 2-Метилбутан '1,17 0,233 2,59 0,665 7,00 1,030
11. 2,2-Диметилбутап 0,03 0,06 0,03 0,008 0,10 0,015
12. 2, З-Диметилбутан 0,17 0,033 0,22 0,057 0,24 0,036
13. 2-Метилпентан 2,84 0,541 4,67 1,198 6,33 0,932
14. З-Метилпентан 1,60 0,306 2,39 0,614 3,30 0,486
15. 2, 2-Диметилпентан 0,03 0,005 0,04 0,010 — .—
16. 2, 4-Диметилпентан 0,29 0,055 0,33 0,084 0,55 0,081
17. 2,3-Диметилпентан 0,85 0,162 0,58 0,150 0,56 0,082
18. 2,2,4-Триметилпентан 0,06 0,011 0,03 0,007 0,03 0,005
19. 2, 3, 4-Триметилпентан 3,24 0,618 0,16 0,042 0,13 0,019
20. 2-Метилгексан 3,24 0,618 1,87 0,481 1,09 0,160
21. З-Метилгексан 4,79 0,914 2,48 0,638 3,18 0,498
22. 2, 2-Диметилгексан 0,06 0,011 0,03 0,008 _
23. 3, З-Диметилгексан 0,03 0,006 0,05 0,014 0,17 0,025
24. 2, 5-Диметилгексан 0,32 0,062 0,29 0,074 0,27 0,040
25. 2, 4-Диметилгексан 0,68 0,129 0,26 0,068 0,41 0,060
26. 2, З-Диметилгексан + 2- 0,21 0,041 0,26 0,066 0,20 0,030
Метил-З-Этилпентан •
27. 3,4-Диметилгексан 0,17 0,032 0,13 0,034 — —
28. 2-Метилгептан 1,51 0,288 2,51 0,645 2,53 0,372
29. З-Метилгептан 0,64 0,122 1,48 0,380 0,81 0,119
30. 4-Метилгептан 0,52 0,100 0,81 0,208 0,33 0,048
31. 2, 4, 4-Триметилгексан 0,04 0,008 0,09 0,024 — —
32. 2, 3, 5-Триметилгексан 0,02 0,004 0,15 0,038 — —
33. 2, 2-Диметилгептан 0,07 0,014 0,11 0,027 —. —
34. 3, З-Диметилгептан 0,05 0,009 0,05 0,014 0,07 0,010
35. 4,4-Диметилгептан 0.12 0,023 0,03 0,008 — —
36. 2, 4-Диметилгептан 0,25 0,047 0,38 0,097 0,01 0,001
37. 2, 5-Диметилгептан 0,14 0,027 0,13 0,033 — .—.
38. 3, 5-Диметилгептан 0,11 0,021 0,11 0,029 — —
39. 2, 6-Диметилгептан 0,33 0,063 0,55 0,099 0,05 0,007
40. 2, З-Диметилгептан 0,52 0,100 0,52 0,134 0,03 0,004
41, 3,4-Диметилгептан 0,16 0,030 0,30 0,078 0,57 0,084
42. 2-Метилоктан 1,65 0,314 1,27 0,327 — —
43. З-ЭДетилоктан 1,67 0,319 1,29 0,330 — —.
44. 4-Метилоктан 1,24 0,237 0,97 0,248 — —
45. З-Этилгептан 0,13 0,024 0,20 0,052 — —
Итого: 25,82 4,926 27,36 6,989 30,54 4,494
Циклопентановые
46. Циклопентан 0,53 0,095 0,77 0,198 1,96 0,288
47. Метилциклопентан 4,90 0,935 5,44 1,394 5,89 0,866
48. 1, З-Диметилциклопентан, 1,73 0,330 0,86 0,220 0,99 0,146
49. цис 1, З-Диметилциклопентан, 1,47 0,281 0,66 0,170 1,06 0,156
50. транс 1, 2-Диметилциклопентан, 3,08 0,589 1,79 0,461 2,23 0,328
транс
1 2 3 4 5 6 7 8
51. 1, 2-Диметилциклопентан, 0,51 0,097 0,61 0,156 0,18 0,026
цис
52. }, 1, З-Триметилциклоиепт 0,19 0,036 0,33 0,085
53. Этилциклопентан 1,61 0,308 1,34 0,344 1,23 0,181
54. 1, 2, 4-Триметилциклопен- 0,60 0,114 0,62 0,159 0,24 0,036
тан, цис, транс, цис
55 1, 2, 3-Триметилциклонен- 0,62 0,119 0,70 0,179 0,53 0,078
тан, цис, транс, цис
56. 1, 2, 4-Триметилциклопен- 0,09 0,017 0,08 0,021 0,31 0,046
тан, цис, цис, транс
57. 1, 2, З-Триметилциклопен- 0,07 0,013 0,07 0,017 0,27 0,040
тан, цис, цис, транс
58. 1, 2, 4-'Гриметилциклопен- 0,12 0,022 0,15 0,039 0,14 0,021
тан, цис
59, 1, 2, З-Триметилциклонен- 0,19 0,036 0,26 0,066 0,37 0,055
тан, цис
60. 1 -Метил-2-этилциклопен- 0,95 0,182 1,06 0,272 1,12 0,165
тан, транс +1, 1-Диметил-
цнклогексан
01. 1 -Метил-1 -этилцнклопен- 0,19 0,036 0,17 0,043 оло 0,014
(12. тан 1 -Мстил-2-этилциклопен- 0,38 0,073 0,37 0,095 0,01 0,002
тан, цис
63. Изопроиилциклопентан 0,13 0,024 в,17 0,044 0,07 0,010
64. Н-пропилциклопентан "0,51 0,098 0,63 0,162 0,05 0,007
65. 1, 4-Диметил-2-Этилцикло- 0,63 0,120 0,41 0,105 — —
иентан, цис, транс, цис +
I, 4-Диметил-2-Этилцик-
лопеитан, цис, транс,
транс
Итого: 18,47 3,524 16,49 4,230 15,07 3,679
Циклогексановые
66. Циклогексан 2,92 0,556 1,95 0,500 2,75 0,405
67. Метилциклогексан 6,53 1,247 5,85 1,500 3,74 0,550
68. 1, 4-Диметилциклогексан, 0,47 0,090 0,42 0,108 0,80 0,118
транс
69. 1, З-Диметилциклогексан, 0,82 0,156 0,98 0,251 0,49 0,072
цис
70. 1, 2-Диметилциклогексан, 0,58 0,110 0,99 0,255 0,24 0,035
транс
71. 1,3-Диметилциклогексан, 0,31 0,059 0,39 0,101 0,04 0,006
транс + 1,4-Диметилцик-
логексан, цис
72. 1, 2-Диметилциклогексан, 0,24 0,046 0,25 0,064 0,01 0,002
цис
73. Этилциклогексан 1,48 0,283 1,56 0,402 0,07 ■ 0,010
74. 1,1, 4-Триметилциклогек- 1,13 0,216 0,95 0,243 — —
сан + 1, 1, З-Триметилцик-
логексан
75. 1, 3, 5-Триметилциклогек- 0,56 0,107 0,28 0,073 — —
сан, цис
76. 1, 3, 5-Триметилциклогек- 0,30 0,057 0,21 0,055 — —
сан, транс '
77. 1, 2, 4-Триметилциклогек- 0,35 0,066 0,26 0,067 — —
сан, цис, транс, транс
7&. 1, 2, 4-Триметилциклогек- 0,41 0,078 0,20 0,052 — -—
саи, цис, транс, цис
79. 1, 2, 4-Триметилциклогек- 0,60 0,114 0,44 0,113 — —
сан, цис, цис, транс + 1, 2,
4-Триметилциклогексан,
8(5. цис
1, 2, З-Триметилциклогек- 0,58 0,110 0,32 0,081 — —
сан, цис, тр'анс, цис
81. 1,1, 2-Триметилциклогек- 0,20 0,039 0,16 0,042 — —
сан
Заказ 2942
49
1 2 3 4 5 с 7 8
82. 1-Метил-З-этилциклогек- 0,80 0,153 0,60 0,153 _ _
сан, цис
83. 1 -Мети л-4-этилциклогек- 0,72 0,137 0,53 0,136 — —
сан, транс
84. 1 -Метил-З-этилциклогек- 0,14 0,026 0,07 0,019 — —
сан, транс
85. 1 -Метнл-2-этилциклогек- 0,35 0,067 0,35 0,090 — —
сан, транс
80. 1, 2, З-Триметилциклогек- 0,26 ,0,050 0,33 0,085 —
сан, цис+ЬМетил-4-Этил-
циклогексан, цис
87. Изопропилциклогексан 0,56 0,11 Г> 0,40 0,102 — —
88. Н-пропилциклогексан 0,30 0,057 0,45 0,116 — —
89. 1 -Метил-2-этилциклогек - 0,08 0,01 о 0,09 0,023 --- —
сан, цис .
Итого: 20,69 3,955 18,03 4,631 9,93 1,462
Ароматические
90. Бензол 0,20 0,038 0,62 0,159 0,17 0,025
91. Толуол 0,96 0,183 2,02 0,519 0,94 0,139
92. Этилбензол 0,70 0,145 1,01 0,260 0,06 0,008
93. П-ксилол 0,15 0,029 0,44 0.113' — —
94. М-ксилол 1,74 0,333 1,38 0,354 — —
95. О-ксилол 1,17 0,224 0,80 0,204 — —
96. Изопропилбензол 0,32 0,062 '0,49 0,125 __ —
Итого: 5,30 1,014 6,76 1,743 1,17 0,172
Не идентифицировано 3,08 0,587 2,95 0,757 — —
Всего: 100,0 19,090 100,0 - 25,630 100,0 14,714
*) Индивидуальный состав фракций самотлорской нефти изучался для бензина с концом кипения 122°С.
в исследованных фракциях (более 50 % на бензин), среди которых нормальные и изоалканы находятся примерно в равных количествах. Изопарафины представлены в основном малоразветвленными структурами, содержащими одну или две (редко три) метильные группы. В незначительных количествах присутствуют изоалканы с четвертичным атомом углерода.
Среди цикланов в большинстве случаев преобладают гексаметиле-ны; общее количество нафтеновых углеводородов в бензинах в среднем составляет 35 %. Циклопентановые и циклогексановые углеводороды представлены производными с метальными, этильными и пропильными радикалами, причем в наибольших концентрациях обнаружены мономе-тилзамещенные цикланов. С увеличением длины алкильного радикала в циклических углеводородах наблюдается уменьшение их содержания в бензинах.
Бензины полуденной и лугинецкой нефтей характеризуются довольно высоким содержанием ароматических углеводородов, среди которых преобладает м-ксилол. В бензине Лугинецкой нефти отмечено повышенное содержание бензола.
Выводы
1. Изучен индивидуальный углеводородный состав бензиновых фракций нефтей Полуденного, Лутинецкого и Самотлорского месторождений.
й. В каждом бензине обнаружено по 92—95 углеводородов, принадлежащих к различным классам.
3. Во всех бензинах преобладают парафиновые углеводороды (более 50 % на бензин), содержание цикланов в среднем составляет 35%, в незначительных количествах присутствуют ароматические углеводороды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Р. И. Сидоров, М. П. Иванова. Журнал аналитической химии, 21, 4, 479, 1966.
2. М. П. Иванова, Р. И. Сидоров, И. И. Петрова. В сб.: «Газовая хроматография». НИИТЭХИМ, вып. 8, 1968.
3. Р. И. С и д о р о в, М. П. И в а н о в а. Нефтехимия, 7, 4, 640, 1967.
