Изучение серосодержащих соединений нефти, их свойств, вреда и рассмотрение основных методов их количественного определения. Применение меркаптанов, сульфидов, тиофенов. Бензтиофены и полициклические соединения серы. Методы определения меркаптановой серы.
Аннотация к работе
«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ»Цель курсовой работы - изучить виды серосодержащих соединений нефти, их свойства, вред и рассмотреть основные методы их количественного определения. Серосодержащие соединения нефтей - сложные смеси, состоящие из меркаптанов, сульфидов, а также дисульфидов и гетероциклических соединений.В нефтях содержится от 0,01 до 14 % масс. сернистых соединений в пересчете на серу. Низким содержанием серы характеризуются нефти Беларуси, Азербайджана, значительным количеством серосодержащих соединений - нефти Урало-Поволжья и Сибири; количество серы в арланской нефти достигает до 3,0 % масс., а в усть-балыкской - до 1,8 % масс. Наиболее богатой сернистыми соединениями является нефть, залегающая среди карбонатных пород, а нефть песчаных отложений, наоборот, содержит в 2-3 раза меньше серосодержащих соединений (причем максимум их содержания наблюдается у нефтей, залегающих на глубине 1500-2000 м - в зоне главного нефтеобразования). Нефтей, совершено лишенных серы, не существует, а высокое ее содержание является результатом вторичного их осернения. Определение серы в нефти и ее удаление имеет большое значение, так как сернистые соединения неблагоприятно воздействуют на качество нефтепродуктов, отравляют дорогостоящие катализаторы нефтепереработки и при сгорании загрязняют окружающую среду.Все меркаптаны, особенно низшие гомологи, имеют резкий, неприятный запах. Меркаптаны находят применение для регулирования скорости полимеризации каучуков и как антиоксидантные добавки к полимерам и топливам. По содержанию меркаптанов (тиолов тиоспиртов) нефти подразделяют на меркаптановые и безмеркаптановые. Меркаптаны сосредоточены в основном в легких фракциях нефти, где их содержание может составлять от 40-50 до 70-75 % от всех серосодержащих соединений фракции. Кроме того, часто используют (в том числе и в нефтяной промышленности) и более старые обозначения, согласно которым к названию алкильной или арильной группы добавляют слово - меркаптан.Сульфиды - неприятно пахнущие жидкости с температурой кипения несколько более высокой, чем у тиолов с той же молекулярной массой; плохо растворимы в воде и хорошо в серной кислоте и органических растворителях. Сульфиды применяют для синтеза красителей и биологически активных веществ. Продукты окисления сульфидов - сульфоксиды, сульфоны и сульфокислоты находят применение как растворители и экстрагенты металлов (таких как золото, платина, серебро и др.). Сульфиды и сульфоксиды являются хорошими ингибиторами коррозии металлов, применяются как флотореагенты, поверхностно-активные вещества, пластификаторы, а также инсектициды, гербициды и фунгициды. По правилам систематической номенклатуры название сульфидов составляют из названий алкильных групп и окончания-сульфид.Дисульфиды RSSR - сернистые соединения с двумя атомами серы в молекуле, легко образуются из меркаптанов при окислении воздухом. Поэтому дисульфиды присутствуют во всех фракциях нефтей, содержащих меркаптаны, и имеют вторичное происхождение. По мере увеличения молярной массы количество сернистых компонентов с двумя атомами серы возрастает, достигая максимального значения в асфальтено-смолистых веществах. Называют их аналогично сульфидам, но с тем исключением, что окончание - сульфид заменяется окончанием-дисульфид, а частица-тио - частицей-дитио. Дисульфиды легко восстанавливаются до меркаптанов, что используется при их определении в присутствии других сераорганических соединений: Дисульфиды встречаются в легких и средних фракциях безмеркаптановых нефтей, где их количество может достигать 7-15 % от всех содержащихся в этой фракции серосодержащих соединений.Основная часть сернистых соединений масляных фракций является производными ароматических тиофенов. Бензотиофен - термически устойчивое, низкоплавкое твердое вещество с запахом, напоминающим запах нафталина, присутствует в каменноугольной смоле. Бензотиофен используют как добавку к электролиту при никелировании; Бензотиофен и его производные (тиоиндоксилы) применяют в синтезе тиоиндигоидных красителей.Сущность метода заключается в поглощении меркаптанов щелочным раствором хлористого кадмия из предварительно очищенного от сероводорода испытуемого газа и последующем фотоколориметрическом или спектрофотометрическом определении смеси красных красителей, образующихся при взаимодействии меркаптидов кадмия с N,N-диметил-п-фенилендиамином в присутствии хлорида железа (III). Необходимые материалы, растворы и реактивы: Серная (или соляная) кислота, раствор, разбавленный 2:1; Далее подготавливают оборудование и проводят измерения: В две склянки для поглощения меркаптанов помещают раствор хлористого кадмия и раствор гидроокиси натрия. Затем в колбу добавляют пипеткой 10 см3 раствора N,N-диметил-п-фенилендиамина, перемешивают, добавляют 5 см3 раствора хлорида железа (III), вновь тщательно перемешивают и доводят объем до метки дистиллированной водой.