МЕТАНОВЫЕ углеводороды

Нефть и газ в ряду каустобиолитов

Горючие ископаемые нефтяного ряда, к которым относятся нефти и их производные, а также горючие газы называются каустобиолиты.

Слово каустобиолит происходит от нескольких греческих слов: «каустос» – горючий, «литос» – камень, «биос» – жизнь, т.е. горючий камень биогенного генезиса. Автор термина «каустобиолиты» немецкий ученый Г. Потонье (1908 г.).

Возникли каустобиолиты в результате преобразований органического вещества, первоисточником которого являлись остатки живых организмов. Общая направленность этих преобразований следующая:

1. Преобразование органического вещества на земной поверхности или на дне водоёмов.

2. Накопление отмерших организмов.

3. Погружение в недра земной коры.

4. Обогащение органического вещества углеродом.

Все горючие полезные ископаемые делятся на:

1) каустобиолиты нефтяного, или битумного ряда. К ним относятся нефти, горючие углеводородные газы, асфальты, озокериты и др.;

2) каустобиолиты угольного, или гумусового ряда. К ним относятся сингенетичные поро­ды и минералы (торфы, угли, антрациты и др.);

3) липтобиолиты. К липтобиолитам относятся некоторые органи­ческие соединения растительного происхождения (ископаемые смолы, воски, янтарь и др.).

Основное химическое различие членов нефтяного и угольно­го ряда состоит в соотношении углерода и водорода C/H, которое в нефтях варьирует незначительно – от 5,5 до 11,5, а в горючих ископаемых угольного ряда вариации значительно выше – от 9,4 до 45 .

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТЕЙ

Нефть представляет собой вязкую жидкость тёмно-коричневого, чаще чёрного цвета, иногда почти бесцветную, жирную на ощупь. Нефть состоит из смеси различных углеводородных соединений. В природе нефти очень разнообразны по консистенции – от жидких до густых, смолообразных.

Основные химические элементы, из которых состоит нефть, углерод и водород. Содержание углерода в нефти (С) – 82-87% и водорода (Н) – 11-14%. Кроме того, в нефти присутствуют гетероэлементы - кислород (О) – 0,2-0,7%, (бывает до 4%), азот(N) – 0,1-0,3%, (бывает до 2%), сера (S) – 0,09- 0,5%, (бывает до 2%), в небольших количествах встречаются фосфор, ванадий, никель, железо, алюминий и др.

В нефтях присутствуют три основные группы углеводородов (УВ):

- метановые или парафиновые;

- нафтеновые;

- ароматические.

МЕТАНОВЫЕ углеводороды

Общая формула C_nH_2n+2.

Метановые углеводороды - это органические соединения цепочечной структуры, в молекулах которых атомы углерода соединены между собой одинарными ковалентными связями (рис.1).

C H_4, C₂H_{6 ,} C₃H_8, C₄H₁₀ – газообразные УВ;

C₅H_12, C₆H_14, C₇H_16, C₈H_18, C₉H_20, C₁₀H₂₂ ……. C₁₆H₃₄ – жидкие УВ;

C₁₇H₃₆ и выше – это твёрдые вещества.

Рис. 1. Варианты изображения строения молекул пентана:

а) структурная формула с указанием всех валентных связей, б) структурная формула связи между атомами углерода, в) упрощенная формула.