124

11.6. Серусодержащие соединения 

Следующим  гетероатомом,  присутствующим  в  нефтях  в  наибольшем 

количестве,  является  сера.  К  настоящему  времени  идентифицировано  более 250 
серусодержащих  соединений  нефти.  В  некоторых  нефтях  обнаружена  элементарная 
сера  и  растворимый  сероводород.  Основная  масса  от 70 до 90 % всех  сернистых 
соединений  концентрируется  в  мазуте  и  гудроне.  В  нефтях  обнаружены  сернистые 
соединения  следующих  типов:  меркаптаны  (тиоспирты),  представляющие  собой 
органические  сернистые  соединения  с  общей  формулой R-SH, где R-СН

3

,  С

2

Н

5

  и 

т.д.;  алифатические  сульфиды;  тиоэфиры;  моноциклические  сульфиды,  такие  как: 
тиофан, пентаметиленсульфид, тиофен. 

Две  изогнутые  цепочки,  составленные  из  четырех  и  пяти  метиленовых  групп  в 

присутствии атомов серы превращаются в моноциклические сульфиды такие как: 

 

S

  тиофан и пентаметилен-сульфид  

S

 

 

Механизм формирования еще одной моноциклической молекулы – тиофена был 

описан выше. 

Имеют место и полициклические сернистые соединения, такие как бензтиофен. 

Присоединение 

к 

валентно 

ненасыщенной 

молекуле 

тиофена 

цепочки 

изопреноидного  типа  из 4-х  атомов  С  приводит  к  рождению  молекулы 
бензтиофена: 

C

C

C

C

H

H

H

H

C    H

C

C

C    H

 

 

По  такому  же  механизму  формируются  более  сложные  полициклические 

сернистые  соединения.  Существуют  смешанные  соединения,  содержащие  серу  и 
кислород – сульфоны,  сульфоксиды  и  сульфоновые  кислоты.  В  смолах  и 
асфальтенах  имеются  соединения,  содержащие  одновременно  атомы  серы,  азота  и 
кислорода. 

Прежде  чем  рассуждать  о  взаимодействиях  молекул  в  составе  нефти,  и  прежде 

всего,  молекул  с  гетероатомами  и  их  контактов c металлами,  рассмотрим  строение 
атомов  С, N, O, S и  атомов V и Ni как  наиболее  часто  и  в  относительно 
наибольших  количествах  присутствующих  в  нефтях.  Представляло  интерес 
сравнить  размеры  выше  упомянутых  атомов.  Как  было  показано  в [1] атом  не 
является  гладким  шаром,  атом - это  плотно  упакованный  угловатый  кристалл 
сфероидной  формы,  составленный  из  атомов  водорода – (p

+

-  ē)  и  его  изотопов – 

дейтерия,  трития  и  других  еще  более  тяжелых  изотопов  водорода.  Для  упрощения 
изображения  атомов  их  форма  в  двумерном  виде  была  принята  в  виде  сфер. 
Величина  диаметра  атомов  была  принята  пропорционально  их  атомному  весу. 
Рисунки  атомов  являются  всего  лишь  схемами.  В  центре  каждого  атома 
располагается  атом  гелия,  который  имеет  размер,  конечно,  не  такой  как  изображен 
на  схемах.  Следует  помнить,  что  схемы  атомов  предназначены  для  лучшего 
понимания устройства атомов. 

На  рис. 22 представлено  схематическое  изображение  атомов  С, N, O, S и 

атомов V и Ni. В  соответствии  с  таблицами 3 и 4 атом  С  имеет  четыре  валентных 
диполя;  один  валентный  диполь  принадлежит  атому  трития,  два  других  валентных