Введение к работе
Актуальность темы. Проблема исследования состава и свойств серосодержащих соединений нефтей в настоящее время остается актуальной, поскольку тесно связана с вопросами экологии и комплексной переработки углеводородного сырья. Соединения серы, как правило, являются нежелательными компонентами нефтепродуктов, требования, по качеству которых постоянно ужесточаются. Вместе с тем известно, что нефтяные органические соединения серы (ОСС) обладают широким спектром практически полезных свойств и могут быть использованы в качестве флотоагентов, экстрагентов, растворителей, физиологически-активных веществ, а также являются сырьем для нефтехимического производства, в частности, сульфоксидов, сульфонов, полифункциональных сульфидов и других ценных продуктов. Однако в существующих промышленных методах переработки нефтей ОСС либо переводятся в углеводороды и сероводород, либо переходят в кислые смолы, либо остаются в нефтепродуктах; во всех этих случаях исключается возможность квалифицированного их использования. Для научного подхода к решению проблемы извлечения и применения ОСС большое значение имеет исследование их состава и структуры.
Имеющиеся к настоящему времени сведения об индивидуальном составе ограничиваются идентификацией не более 3 отн. % легкокипящих ОСС, выделенных в основном из дистиллятных фракций, выкипающих до 300С. Недостаточно в научной литературе данных о структуре основных представителей ОСС средних и высококипящих дистиллятов нефтей. В связи с этим исследование подробного химического состава сероорганических соединений представляет актуальную и вполне своевременную задачу, поскольку в перерабатываемой в мире нефти за последние 20 лет относительное содержание серы выросло на 30% в США и более 50% в РФ.
Работа выполнена в рамках плановых исследований Института органической химии УНЦ РАН, проведенных в соответствии с темами: “ Состав, свойства и превращения соединений серы нефти и газоконденсата” (Гос. рег. № 0120.0601541), «Развитие новых методов синтеза гетероциклических систем» (Гос. рег. № 0120.0601533).
Цель работы: установление компонентного и структурно-группового состава ОСС, выявление особенностей индивидуального состава и закономерностей распределения основных представителей сероорганических соединений высокосернистой нефти Илишевского месторождения.
Научная новизна. Впервые в нефтях установлено присутствие алкилзамещенных гомологов 9H-тиаксантена, на индивидуальном уровне установлена структура 40 ранее не идентифицированных тиациклоалканов (алкилгомологи тиоланов С6 – С11 и тиациклогексанов С7 – С11) и ряда тиааренов – бензо-, дибензо- и нафтотиофенов с интервалом молекулярных масс, соответствующих С10 – С14.
Разработаны новые схемы исследования структуры не подвергнутых термовоздействию сероорганических соединений, включающие выделение их в виде окисленных производных и экстракцией апротонными растворителями практически без изменения структуры.
Практическая значимость. Разработанные схемы исследования используются в аналитической практике Института органической химии УНЦ РАН для выделения, дифференциации и исследования состава, структуры и идентификации ОСС нефтей и их дистиллятов, а также при выполнении научно-исследовательских работ в ООО «Научно-технический центр Салаватнефтеоргсинтез».
Полученные данные могут быть использованы при решении практических задач, связанных с вопросами разработки гидрокаталитических процессов обессеривания нефтяных дистиллятов, а также для поиска областей применения нефтяных ОСС и их производных.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции «Гуманитарные и естественнонаучные аспекты современной экологии» (Уфа, 2006); Первой Всероссийской научно-технической конференции «Альтернативные источники химического сырья и топлива» (Уфа, 2008); Всероссийской конференции «Экологические проблемы нефтедобычи» (Уфа, 2010); Международных научно-практических конференциях «Нефтегазопереработка» (Уфа, 2009, 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Новые материалы, химические технологии и реагенты для промышленности, медицины и сельского хозяйства на основе нефтехимического и возобновляемого сырья» (Уфа, 2011); III Международной научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники – 2011» (Уфа, 2011); VII и VIII Международных конференциях «Химия нефти и газа» (Томск, 2009, 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 4 статьи в журналах из перечня, рекомендованных ВАК, тезисы 12 докладов в трудах Международных и Всероссийских конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка литературы из 161 наименований и приложения. Объем диссертации составляет 128 страниц, включая 21 рисунков и 22 таблицы.
Автор выражает глубокую благодарность к.х.н. Галкину Е.Г., д.х.н. Мавродиеву В.К., к.х.н. Абдуллину М.Ф. за помощь при выполнении работы.
