CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN HÓA HỌC DẦU MỎ
ĐỀ TÀI

CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

GVHD: TS Lê Thanh Thanh
Thành viên:
1.Phan Xuân Dương.
2. Nguyễn Quang Ba.
3. Nguyễn Hoàng Tân.
4. Nguyễn Thanh Sang.
5. Trương Công Thắng.
6. Trần Đoàn Quốc Việt


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON
Nội dung thuyết trình:
 Sơ lược các hợp chất phi hydrocarbon
 Tìm hiểu các hợp chất lưu huỳnh, oxi, nito.

- Các dạng hợp chất chính thường gặp.
- Các tính chất vật lý.
- Các tính chất hóa học.
- Tác hại và cách sử lý
 Tổng kết.


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON
A.Sơ lược các hợp chất phi hydrocarbon :

 Đây là những hợp chất, mà trong phân tử của nó ngoài

cacbon, hydro còn có chứa oxy, nitơ, lưu huỳnh tức là
những hợp chất hữu cơ của oxy, nitơ, lưu huỳnh.


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON
I. Các hợp chất của lưu huỳnh trong dầu mỏ.
 Đây là loại hợp chất có phổ biến nhất và cũng đáng chú ý

nhất trong số các hợp chất không thuộc loại hydrocacbon
của dầu mỏ.

 Dầu mỏ chia làm 3 loại:

+dầu chứa ít S: S <0,5%
+dầu có chứa S:S = 0,5÷2%
+dầu chứa nhiều S:S > 2%.


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON
 Hiện nay, trong dầu mỏ đã xác định được 250 loại hợp chất của lưu

huỳnh.

 Những hợp chất này thuộc vào những họ sau:

- Mercaptan
- Sunfua
- Đisunfua

R-S-H
R-S-R’
R-S-S-R’

- Thiophan:
- Thiophen :
- - Lưu huỳnh tự do: S, H2S.

 Ngoài ra còn các dạng và đồng đẳng:benzenthiphen

Dibenzenthiophen

benzonaphtothiophen


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

1. Mercaptan

 Mercaptan chỉ gặp trong phần nhẹ

của dầu mỏ( dưới 200 c0)
 Mercaptan là các hợp chất có nhóm

SH liênkết trực tiếp với gốc
hydrocacbon,có mùi thối.Chúng
không bền và dễ phân hủy ở nhiệt
độ cao:
2RSH

300 c ˚

RSH

500c ˚

Mercaptan

R-S-R + H2S
R’-CH=CH2


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

- Mercaptan dễ bị oxy hóa , ngay cả với không khí tạo
thành disunfua, và nếu với chất oxy hóa mạnh có thể
tạo thành sunfuaxit:
C3H7SH
C3H7SH

C3H7SSC3H7 +H2O
HNO3

C3H7SO2OH


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON
 Hydro hóa

RSH + H2 ⎯⎯⎯→ RH + H2S
2C3H7SH ⎯⎯⎯→ C3H7SO2OH
 Tác dụng với H2SO4

2RSH +H2SO4 ⎯⎯⎯→ RSSR + SO2 + 2H2O
 Tác dụng với kiềm

RSH + NaOH ⎯⎯⎯→ RSNa + H2O
 (đối với mercaptan thi thường cho oxy hóa bằng oxy

không khí để tạo disunfit)


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

 2. Lưu huỳnh dạng Sunfua và Đisunfua:
 Lưu huỳnh dạng sunfua có thể ghép làm 3 nhóm:

cấu trúc vòng no (tiophan) hoặc không no
(tiophen), các sunfua với các gốc hydrocarbon
thơm naphten.( ở phần nay chưa xét tới tiophan và
tiophen)

 Lưu huỳnh đisunfua thường có chủ yếu trong phân

đoạn nhiệt sôi cao.

 thường gặp trong phân đoạn có t0 sôi trung bình

và cao như trong phân đoạn gasoil nhẹ , gasoil nặng

CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

 Một số tính chất hóa học:

+dễ bị phân hủy thành H2S và mercaptan:ở 130 đến 1600c
RSR’ ⎯⎯⎯→ RSH +R’SH
+Bị hấp thu bởi dung dịch nước diizopropanolamin
(DIPA)(RSR)
+Dễ bị hòa tan trong H2SO4 (RSSR):
+ Hydro hóa:
RSR’ + 4H2 ⎯⎯⎯→ 2RH + R’H + H2S
RSSR + 4H2 ⎯⎯⎯→ 2RH + 2H2S


Giới thiệu về các hợp chất dị vòng

-Đn: hợp chất dị vòng là các hợp chất hữu cơ mà phân tử
của chúng có cấu tạo vòng kín và trong vòng có chứa một
hay nhiều dị tố.
-Cách gọi tên:
• Cách gọi tên thông thường:được hình thành dựa trên

tính chất đặt thù, phương pháp chế tạo,nguồn gốc tự
nhiên hay lịch sử của chúng…

• Cách gọi tên hệ thống:

Số chỉ vị trí+số lượng dị tố+tên dị tố+ từ cơ bản và tiếp vị

tên dị tố:oxa-oxi,thia-lưu huỳnh,aza-nitơ,
sela-selen…..
số lượng dị tố: đi,tri,tetra….tương ứng với
2,3,4….


Từ cơ bản chỉ số cạnh vòng
và tiếp vị:


Cách đánh số:
-Số 1 dành cho dị tố và tiếp tục đánh
số ngược kim đồng hồ
-Nếu còng chứa nhiều dị tố giống
nhau đánh số các dị tố là nhỏ nhất
vàco tổng mà dị tố chiếm là nhỏ
nhất
-Nếu vòng chứa các dị tố khác nhau
đánh theo tên hệ thống và đánh
theo chiều nào để chỉ số nhỏ nhất
-Đối với vòng ngưng tụ thì có 2
cách đánh là đánh số từ phía trên
vòng bên phải, cùng chiếu kim
đồng hồ;hoặc từ phía dưới vòng
bên phải ngược kim đồng hồ


Tính chất cơ bản:

-Phản ứng thế:sunfua hóa,
halogen hóa, nitro hóa, thủy ngân
hóa, axyl hóa, ankyl hóa..
-Kim loại hóa
-Mở vòng,cộng hợp
…….


3.1 hợp chất tiophan

tcvl: Nó là một chất lỏng không màu, dễ bay hơi. Nó được
điều chế bằng phản ứng của 1,4butanediolhoặc
tetrahydrofuran với hydrogen sulfide
tchh:
-đề hydro hóa tạo thiophen
-cộng hợp tạo dithiaphan
-cộng mở vòng
phản ứng thế


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

 3.2. Lưu huỳnh dạng

thiophen:

 Thiophen là gồm các hợp

chất vòng bền vững như
thiophen và thiophan.

 -Thường gặp trong các phân

Thiophen

đoạn có nhiệt sôi trung bình
và cao, trong phân đoạn gasoil
nặng.

 Lưu huỳnh dạng thiophen đa

vòng có những dạng như sau:

benzenthiophen

dibenzenthiophen

benzonaphtothiophen


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

 Tính chất hóa học đặc trưng:

+bị hydro hóa:

+ 4H2

C4H10 + H2

+phản ứng thế, cộng hợp mở vòng…
+ polyme hóa:


4.Lưu huỳnh dạng tự do:

CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

 Ngoài các hợp chất chứa lưu huỳnh ở trên thì dầu mỏ còn chứa lưu

huỳnh dạng tự do và dạng H2S. Tuy nhiên không phải dầu nao cũng có
lưu huỳnh dạng này.
 Lưu huỳnh nguyên tố thay đổi từ 0,008% đến 48% trong dầu mỏ, H2S

có thể rất ít(vết) hay đến 0,02%.
 Lưu huỳnh dạng H2S dễ thoát dàng thoát ra khỏi dầu khi đun nhẹ, nên

chúng có thể gây ăn mòn đường ống, thiết bị trao đổi nhiệt chưng cất…
 Dựa vào hàm lượng H2S mà phân chia dầu theo 2 loại:dầu chua

H2S>3,7ml/1lit dầu,dầu ngọt H2S<3,7ml/1lit dầu


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

5 Tác hại và cách loại bỏ các hợp chất của lưu huỳnh trong dầu mỏ:
Tác hại:

+ Gây ngộ độc xúc tác trong quá trình chế biến.
+ Khí thải của động cơ chứ lưu huỳnh gây ôi nhiễm môi trường: mưa acid

SO2>SO3>H2SO4.
+ Gây ăn mòn động cơ
+ Gây ăn mòn đường ống bể chứa,…
⇒
Vì vậy phải khử lưu huỳnh triệt để.


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON
 Cách làm sạch:

-Một số phương pháp hóa hoc:
+ Làm sạch bằng H2SO4:
H2S + H2SO4

S + SO2 + 2H2O.

2RSH + H2SO4

RSSR + SO2 + 2H2O

+ Làm sạch bằng kiềm:
H2S +NaOH

NaHS + H2O

RSH + NaOH

RSNa +H2O

+ Làm sạch bằng dung dịch hấp thụ:

K3PO4 + H2S

K2HPO4 +KHS.

+Hydrodesunfua hóa(HDS):
R-SH + H2

RH + H2S


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON
 -Một số phương pháp sinh học:

Bản chất của phương pháp sinh học là
quá trình tách lưu huỳnh ra khỏi hợp chất
chứa lưu huỳnh sử dụng khả năng sống
và hoạt động của các vi sinh vật có ích để
phân hủy chất hữu cơ thành các thành
phần khác nhau mà vẫn giữ được các
thành phần co ích trong dầu mỏ.
Một số loại vi khuẩn thường dùng:
Rhodococcus, Argobacterium, Gordora
Cyks1….
Rhodococcus,


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON
 II.Các hợp chất của Nitơ trong dầu mỏ

-Các hợp chất của nitơ đại bộ phận đều nằm trong

phân đoạn có nhiệt độ sôi cao của dầu mỏ. Ở các phân
đoạn nhẹ, các hợp chất chứa N chỉ thấy dưới dạng vết.
Hợp chất chứa nitơ có trong dầu mỏ không nhiều lắm,
hàm lượng nguyên tố nitơ chỉ từ 0,01 đến 1%.
-Các hợp chất thường có trong dầu mỏ: piridin,
quiolin, izo-quinolin, arrilin, pyrol, indol

Pyridin

quinolin

arrilin

pyrol

indol


CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

-Những hợp chất chứa một nguyên tử nitơ được
nghiên cứu nhiều, chúng thường mang tính bazơ như
pyridin, quinolin, izo quinolin, acrylin hoặc có tính chất
trung tính như các vòng pyrol, indol, cacbazol,
benzocacbazol.
-Trong các chất chứa nguyên tử Nitơ , dạng pyridin ,
quinolin thường có nhiều hơn cả và thường gặp ở
trong phân đoạn nhiệt sôi thấp và trung bình

CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON
- Một số tính chất hóa học quan trọng:

+Phản ứng hydrodenito hóa(pứ khử): chuyển hóa
thành amin rồi sau đó tách NH3 tạo các hydrocacbon
Pyrol + 4H2 ⎯⎯⎯→ C4H10 + NH3
piridin + 5H2 ⎯⎯⎯→ C5H12 + NH3
+ Phản ứng cháy tao ra các khí NOx, N2
+phản ứng thế
+phản ứng oxy hóa