Рассматриваются актуальные проблемы синтеза полифункциональных ароматических соединений многоцелевого назначения. Описаны методы получения широкой гаммы сложных органических веществ, базирующиеся на использовании нефтехимического сырья и представляющие значительный практический и теоретический интерес. Книга предназначена для студентов, аспирантов, преподавателей химических и химико-технологических факультетов высших учебных заведений, а также для широкого круга химиков-органиков, работающих в области органического синтеза и химии природных соединений.

Изучено совместное промотирующее влияние молибдена с цинком и галлием на каталитические свойства цеолита типа ZSM-5 в процессе конверсии природного газа в жидкие углеводороды. Показано, что добавка катионов цинка и галлия к Mo-содержащему цеолиту приводит к повышению активности и селективности катализатора в образовании ароматических углеводородов из компонентов природного газа. Установлено, что максимальное количество ароматических соединений образуется в присутствии цеолитных катализаторов, содержащих одновременно 4,0 % Мо и 0,5 % Zn или 4,0 % Мо и 1,0 % Ga.

Рассмотрены основные типы механохимических эффектов и химические реакции, про¬текающие в смесях порошков твердых реагентов при механической обработке, изменение реакционной способности твердых веществ вследствие образования дефектов, протекание химических процессов в присутствии механически активированных твердых фаз. Технологические возможности механохимии иллюстрируются примерами создания экологически чистых и малоотходных химических процессов в различных областях, среди которых основными являются: переработка минерального, возобновляемого растительного, пищевого сырья; переработка техногенного сырья, в том числе в строительные материалы; очистка воды и атмосферы, реабилитация загрязненных территорий. Применение механохимических методов позволяет разработать технологии нового экологического уровня. Особенно эффективны твердофазные технологии для переработки неорганических и органических отходов различных производств, когда продукты можно использовать в составе строительных, вяжущих, гелеобразующих материалов. Продукты новой технологии обладают существенными экологическими преимуществами. Обзор предназначен для специалистов .промышленных предприятий и венчурных фирм, экологов и студентов соответствующих специальностей.

Изложено новое направление использования данных ГИС при изучении геологической неоднородности продуктивных толщ на различных стадиях разработки месторождений нефти и газа. Предложен оригинальный способ оценки проницаемости терригенных коллекторов по материалам стандартного комплекса ГИС. Рассмотрена методика изучения фильтрационно-емкостной неоднородности залежей с применением новых количественных критериев, позволяющая прогнозировать и выявлять в продуктивной части участки с невыработанными запасами углеводородов. Для научных работников и специалистов в области геологии, геофизики и разработки месторождений нефти и газа.

В работе рассмотрены геологопромысловые особенности залежей сложного строения в связи с подготовкой запасов к промышленному освоению. Описаны новые методы извлечения нефти из сложного построения залежей. Приводится методика учета особенностей строения залежей, оценки оптимальной системы разработки с позиции конечной степени извлечения нефти. Выделены три вида сложно построенных залежей: залежи баженовской свиты Салымского района, залежи тюменской свиты Красноленинского района; многофазовые залежи севера Западной Сибири. Рассмотрены вопросы, возникающие на современной стадии изучения этих залежей, направленные на повышение эффективности подготовки месторождений к промышленной разработке на стадии завершения геологоразведочных работ.

Сравниваются результаты двух методик ИК-спектрометрического определения суммарного содержания нефтепродуктов в почве. Методами гравиметрии и ИК-спектрометрии поэтапно исследованы стадии извлечения нефтепродуктов из почвы в соответствии со стандартными методиками, что позволило определить влияние мицеллярных образований в нефтяных дисперсных системах на количество извлекаемых нефтяных углеводородов.

На примере нефтей месторождений Паннонского бассейна (Сербия) различных генетических типов и разной степени термической преобразованности и биодеградации показана возможность использования данных по составу углеводородов, полученных при анализе неразделенных масел (концентратов углеводородов) при геохимических исследованиях. Методом корреляционного анализа установлена высокая сходимость значений геохимических параметров, рассчитанных по составу стеранов и терпанов, алкилзамещенных нафталинов, фенантренов и дибензотиофенов в маслах и в выделенных из них хроматографических фракциях.

Исследовано превращение бензола в среде Ar, Н2, пропан-бутановой смеси в реакторе с барьерным разрядом, сопровождаемое процессами полимеризации с образованием жидких и твердых соединений. Содержание продуктов полимеризации достигает 79.7 мас.%. Добавление к бензолу Н2 снижает содержание в продуктах растворимых в бензоле полимероподобных соединений до - 61 мас.% и предотвращает образование твердых продуктов полимеризации. Превращение смеси бензола с пропан-бутановой смесью идет с образованием алкилбензолов (до 38.5 мас.%), жидких алканов (до 20.5 мас.%, преимущественно изомерного строения). Установлено, что в случае превращения смеси бензола и пропан-бутановой смеси увеличение объемного расхода бензола с 0.08 до 0.4 см3/мин позволяет существенно снизить содержание продуктов полимеризации с 56.7 до 9.1 мас.%.

Изучен состав полициклических ароматических углеводородов, образующихся в процессе термолиза (160-650 оС) смолисто-асфальтеновых компонентов тяжелой нефти из пермокарбоновой залежи месторождения Усинское (Республика Коми). Показано, что молекулы смол и асфальтенов нефти содержат одинаковый набор ароматических фрагментов. В их составе идентифицированы би- и трициклические конденсированные углеводороды и их (С1-С3)-алкилпроизводные, тетра-, пента-, гексациклические и фенилзамещенные (дифенил-, фенилнафталины, терфенилы, фенилфенантрены) соединения. Преобладают три- и тетрациклические ароматические углеводороды, которые станут основой состава масляных фракций, получаемых при термической переработке тяжелого углеводородного сырья.

В работе приводятся новые данные по химическому и микрокомпонентному составу кислых и слабокислых маломинерализованных болотных и других типов вод. Особое внимание уделено растворенным органическим соединениям: фульво- и гуминовым кислотам, битумоидам, углеводородам. Впервые для болотных вод Западной Сибири приводятся подробные данные по органическим микропримесям: алканам, пентациклическим терпеноидам, стеранам, алкилбензолам, нафталинам, фенантренам, тетрааренам и др..

Анализируется применение воды как газа носителя в газовой капиллярной хроматографии. Проведено сравнение паров воды и гелия в качестве подвижной фазы при разделении алканов (на примере хроматограмм дизельного топлива) и полиароматических соединений (капиллярные колонки SE-30 и НР-5). Показано преимущество паров воды. Величины разрешения пиков, рассчитанные для пары веществ С18-изо-С20 составили 4.4 для паров воды и 3.9 для гелия. Измерены зависимости Ван-Деемтера и показано, что существенно меньшая вязкость паров воды по сравнению с гелием позволяет проводить анализ веществ в более широком диапазоне линейных скоростей при хорошей селективности. Показана перспективность применения паров воды при хроматографическом анализе углеводородов.

На ряде месторождений РФ, в том числе Верхне-Салатском в Томской обл., добываются нефти с повышенным содержанием парафинов. Парафинизация промыслового оборудования негативно сказывается на технико-экономических показателях процессов добычи, транспорта и хранения нефти. Сегодня существует весьма большой набор методов депарафинизации оборудования, которое ведется в процессе ремонта скважин. Однако эффективный выбор технологий ликвидации асфальтосмолопарафиновых отложений во многом зависит от особенностей состава нефти и АСПО. Поэтому в статье представлены результаты исследований особенностей осадкообразования и состава парафиновых углеводородов нефтей, добываемых из двух скважин Верхне-Салатского месторождения.

Исследованы образцы нефти из двух скважин Верхне-Салатского месторождения (скв. № 118 и 122). Установлено, что они существенно различаются как по содержанию смолистых и ароматических компонентов, так и по составу парафино-нафтеновых углеводородов, что определяет особенности образования в них осадка. Так, для образца нефти из скв. № 122, характеризующейся повышенным содержанием смолистых компонентов, процесс осадкообразования начинается при температуре 50 оС. Для образца нефти из скв. № 118 процесс формирования осадка происходит при 70 оС. Снижение температуры потока нефти приводит к кристаллизации парафиновых углеводородов преимущественно по дендритному типу и увеличению аморфности структуры нефтяного осадка.

Исследована кинетика адсорбции модельных углеводородов (бензол, толуол, этилбензол, изопропилбензол, циклогексан) из газовой фазы на поверхности озонированных и малеинизированных нефтеполимерных смол. Выявлены некоторые закономерности изменения динамической равновесной емкости нефтеполимерных и кинетических параметров адсорбции в зависимости от состава взаимодействующей системы адсорбент-адсорбат.

Предложена модель разложения углеводорода, нагреваемой СВЧ излучением, с учетом теплового расширения и гидродинамическим течением в окрестности одиночной частицы. Показано, что гидродинамическая картина в окрестности частицы в значительной степени зависит от коэффициентов теплового расширения и сжимаемости.

Изучено влияние ингибирующей присадки на кинетику осадкообразования высокопафинистой нефти. Показано, что максимальная скорость осадкооброазования приходится на первые минуты процесса. Ингибирующая присадка способствует значительному снижению скорости осадкообразования нефти за счет удерживания в объеме твердых парафиновых углеводородов. Исследовано влияние ингибирующей присадки на групповой состав осадков и состав парафиновых углеводородов.

Исследовано влияние концентрации W и способа его введения в пентасилы ZSM-5 с различным мольным отношением SiO2/Al2O3 на кислотность и активность в неокислительной конверсии метана в ароматические углеводороды. Показано, что наиболее активны и стабильны катализаторы, полученные с использование пентасила с SiO2/Al2O2=40 и наноразмерного порошка вольфрама. Установлено, что максимальная конверсия метана и наибольший выход ароматических углеводородов достигаются на цеолите, содержащем 8.0 мас. % нанопорошка W.

Изучено влияние способа введения и концентрации железа на кислотные свойства цеолита, а также на его каталитическую активность и стабильность в процессе конверсии метанола в углеводороды. Показано, что состояние активных центров в цеолите определяется распределением металла в его структуре, зависящим от способа модификации цеолита. Установлено, что при добавлении железа в цеолит повышается длительность межрегенерационного цикла катализатора, а наибольшей каталитической стабильностью характеризуются образцы, в которые железо введено на стадии гидротермального синтеза.

Изучен химический состав легкой фракции (Ткип _ 300 оС) тяжелой смолы пиролиза (ТСП); идентифицировано более 40 компонентов. Определены содержание и природа кубового остатка ТСП. Установлено, что способ переработки ТСП в основном определяется содержанием нафталина, непредельных соединений и кубового остатка. Изучены процессы полимеризации ТСП с применением инициаторов радикального типа: дикумилпероксида и ди-трет-бутипероксида (ДТБП). Разработаны новые марки нефтеполимерных смол (НПС) с высокой температурой размягчения, которые можно использовать в резиновой промышленности. Предложен способ переработки ТПС с применением кубового остатка ректификации стирола и ДТБП с последующей отгонкой летучих компонентов для получения НПС с требуемыми свойствами и выходом до 68 %.

Пособие представляет собой оригинальный курс, заметно отличающийся по построению и содержанию от имеющихся учебников по органической химии. В книге изложены представления о структуре и типах химическойсвязи в органических, металлоорганических и комплексных соединениях, о молекулярных орбиталях и взаимном влиянии атомов в этихмолекулах, а также современные методы исследования структуры органических соединений. Углеводороды рассмотрены как единое целое на основе зависимости их структуры и свойств от основных типов химической связи. Все остальные органические соединения рассмотрены как функциональные производные углеводородов. Для студентов химико-технологических специальностей вузов. Может быть использовано студентами университетов и педагогических вузов.

Представлены результаты определения суммарного содержания углеводородов и их компонентного состава в воде и донных отложениях р. Томь. Выявлены основные группы органических соединений: алканы, полициклоароматические углеводороды (нафталины, бифенилы, фенантрены, флуорантены, бензфенантрены, бенз(а)пирен), ароматические углеводороды (алкилбензолы, стирол), фталаты, которые имеют как природное, так и антропогенное происхождение. Рассчитаны коэффициенты техногенности для воды и донных отложений.

В работе приведены результаты процесса окислительного обессеривания (комбинация окисления озоно-кислородной смесью с последующей адсорбционной очисткой) прямогонной дизельной фракции с высоким исходным содержанием серы. Показаны изменения группового состава насыщенных и ароматических углеводородов, сернистых соединений насыщенного и ароматического характера при окислении образца и последующей адсорбционной очистке полученных продуктов. Установлены закономерности изменения индивидуального состава сернистых соединений, происходящие при окислении образца и последующей адсорбционной очистке полученных продуктов.

Изучен состав ароматических углеводородов вязкого и твердых природных битумов, залегающих в толщах базальтов на севере Хакасии. Во всех битумах идентифицированы би-, три- и тетрациклические конденсированные ароматические структуры.В твердых битумах наряду с ними, -пентациклические, а также полифенилы (до пяти фенильных колец) и фенилзамещенные нафталины, фенантрены и пирены. Моноарены в твердых битумах представлены преимущественно метилалкилбензолами, в вязком битуме - арилизопреноидами. На состав ароматических углеводородов твердых битумов значительное влияние оказали процессы пиролиза при контакте с расплавленной магмой, а вязкого битума - специфические условия накопления исходного органического вещества.

Изучено влияние поверхностно-активных веществ нефтевытесняющих композиций на состав углеводородов и распределение их в высокопарафинистой нефти и водной фазе в результате термостатирования системы нефть - вода (нефть - композиция) в лабораторных условиях, моделирующих пластовые. Показано, что присутствие композиции в реакционной смеси приводит к увеличению относительного содержания алканов С10-С15 как в нефти, так и в водной фазе.

Исследована конверсия этана в ароматические углеводороды на галлоалюмосиликате структурного типа ZSM-5, модифицированном платиной и палладием. С помощью метода термопрограммированной десорбции аммиака получены данные о кислотных характеристиках катализаторов. Методами просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения и спектроскопии характеристического рентгеновского излучения исследована микроструктура и определен состав Pt- и Pd-содержащих цеолитов. Показано, что модифицирование галлоалюмосиликата платиной приводит к существенному повышению его активности и селективности образования ароматических углеводородов.

Показано, что, учитывая выявленные ранее закономерности молекулярно-массового распределения углеводородов различных классов в нефтях, можно определять полный групповой углеводородный состав природных углеводородных систем с помощью низковольтного масс-спектрометрического анализа масел, получаемых обессмоливанием нефтей, и измерять групповые концентрации в них углеводородов тридцати структурных типов. Обсуждаются результаты такого анализа более чем сорока разнотипных нефтей и природных битумов различных месторождений и нефтеносных провинций Евразии. Получаемые масс-спектральные данные положены в основу нового подхода к химической типизации нефтей, при котором, в отличие от большинства прежних, традиционных способов классификации характеризуется углеводородный состав изучаемого объекта в целом, а не способов классификации характеризуется углеводородный состав изучаемого объекта в целом, а не его отдельной, как правило, небольшой части.

В лабораторных условиях исследовано положительное влиние полиэтиленовых фотолюминесцентных пленок на оксигеназную активность аборигенной микрофлоры нефтезагрязненных почв в концентрации 50 г/кг. В опытных вариантах в конце эксперимента утилизация нефти составила 30-35 г/кг почвы, в контрольных вариантах 8-13 г/кг. Анализ остаточных углеводородов нефти методом ИК-спектрометрии, при использовании фотолюминесцентных пленок, показал появление полос поглощения (п.п.) в области 1710 см минус первой степени и 1600 см минус первой степени, а также увеличение спектральных коэффициентов С1, С2, А1, А2 в 1.5-3 и уменьшение С3, А3 в 15.5-2.5 раза, что указывает на интенсивные процессы окисления нефти.Хроматогрфический анализ подтвердил интенсивность биодеструкции насыщенных ациклических углеводородов. В опытных образцах полностью элиминировали легкие углеводороды С9-С14, на 70-80 % уменьшилась концентрация углеводородов с большим молекулярным весом С15-С28. При этом коэффициент биодеструкции нефти, определяемый по отношению суммы изоалканов (пристан+фитан) к сумме н-алканов (С17+С18), с применение фотолюминесцентных пленок увеличивается в 5-6 раз.