3. Циклоалканы

В настоящее время можно считать установленным, что основную массу цик­лоалканов в газойлевых и вышекипящих фракциях нефти составляют углеводо­роды: а) с шестичленными кольцами; б) с пятичленными кольцами; в) с шестичленпыми и пятичленными кольцами; г) циклоалканы мостикового строения.

Циклоалканы с более чем одним кольцом в молекуле, содержат, как пра­вило, конденсированные кольца.

Во фракциях 200—35°С могут быть циклоалканы, имеющие до шести кон­денсированных колец, однако преобладают углеводороды, содержащие одно — три кольца; в большинстве случаев, по-видимому, наблюдается снижение содер­жания в ряду моноциклические > бициклические > трициклические и т. д., для нафтеновых нефтей типа троицко-анастасиевской эта закономерность, как видно из данных для русской нефти, не соблюдается (табл.1.9).

Для моноциклических циклоалканов, по-видимому, характерно наличие в ка­честве заместителей циклопентанового или циклогексанового кольца двух-трех метальных групп и одной неразветвленной или слабо разветвленной алифатиче­ской цепи, т.е. строение типа:

Из алканов идентифицированы в значительных количествах декалины. Для декалинов, по-видимому, нарастание числа атомов углерода происходит также за счет удлинения одной неразветвленной или слабо разветвленной алкановой цепи при наличии в молекуле двух-трех метальных заместителей колец.

Из полициклоалканов газойлевых фракций идентифицированы моно-, ди- и триметиладамантаны, тетрациклододекан (I), пентациклотетрадекан (II)

Соотношение циклоалканов различного строения в одноименных фракциях разных нефтей может сильно варьировать. Это видно из данных по аналитиче­скому дегидрированию смесей циклоалканов и изоалканов, из которых, в част­ности, следует, что структура циклоалканов, включающая дегидрируемые шестичленные кольца, не являются преобладающей.

1.3.4. Арены

В газойлевой фракции содержатся а) алкилбензолы, начиная с C₁₁H₁₆;

б) арены, содержащие конденсированные ареновые и циклоалкановые кольца;

в) алкилнафталины, начиная с нафталина.

Бифенил и его алкилпроизводные в нефтях содержатся в малых количе­ствах, значительно меньших, чем нафталин и его производные. Таким же обра­зом, по-видимому, несущественна роль углеводородов, содержащих неконденсированные ароматические и циклоалкановые кольца типа фенилциклогексила.

Хотя и приближенно, адсорбционное разделение аренов газойлевых фракций по показателям преломления ( <53 и >1,53) дает представление о со­отношении моно- и бициклоаренов. С повышением температур кипения фракции содержание бициклических аренов в их смеси с моноциклическими в большинстве случаев возрастает (табл. 1.10).

ТАБЛИЦА 1.10. Содержание бициклических ( > 1,53) аренов в смеси с

моноциклическими в 50-градусных фракциях газойлей некоторых нефтей СССР

Нефть	Содержание бициклических углеводородов. % (на сумму аренов)
	200-250°С	250-300°С	300-350°С
Ромашкинская 25 67 62 Туймазинская 24 45 54 Узеньская 44 45 54 Западно-сургутская 63 52 58 Губкинская 58 64 58 Старогрозненская 46 47 60 Южно-аламышикская 70 70 74 Эхибинская 41 68 75 Троицко-анастасиевская 53 64 58

Интересно, что с утяжелением фракции различие в содержании бицикличе­ских аренов для разных нефтей снижается: для фракций 200—250 °С содержание бициклических аренов изменяется от 24 до 70%, для фракций 250—300 °С — от 45 до 70 % и для фракций 300—350 °С — от 54 до 75 %.

Среди алкилбензолов преобладают ди- и тризамещенные, содержащие одну слаборазветвленную (одна боковая метальная группа в цепи) или неразветвленную длинную алкильную цепь и одну-две метильные группы, соединенные с коль­цом. Моноалкилбензолы в существенных количествах, по-видимому, не содер­жатся. Идентифицированы метилинданы, тетралин и его производные, а также метилпроизводные аценафтена (III) и флуорена (IV)

В некоторых нефтях идентифицированы нафталин и его моно-, ди-, три- и тетраметилзамещенные.

По-видимому, как для циклоалканов, так и для аренов газойлевых фракций нефтей могут быть сформулированы следующие закономерности строения: а) цик­лические структурные единицы молекул представлены в основном конденсирован­ными в одно ядро системами; связанные алкановыми цепями или через один атом циклические структуры нехарактерны; б) преобладают молекулы, имеющие от двух до четырех заместителей в циклических структурах, при наличии длин­ной алкильной цепи она имеет неразветвленное или слаборазветвленное строение.