нафтеновые кислоты

НАФТЕНОВЫЕ КИСЛОТЫ

одноосновные карбоновые кислоты, содержащие 5- и 6-членные насыщ. циклы; входят в состав нефти. Известны моно-, би- и трициклич. соед. общих формул С_nH_2n_₂O₂, С_nH_2n_₄O₂ и С_nH_2n_₆O₂; карбоксильная группа м. б. связана непосредственно с циклом либо через парафиновую боковую цепь, напр. циклопентанкарбоновая и циклопентануксусная кислоты. В природе встречаются гл. обр. кислоты с циклопентановым кольцом.

Н.к. содержатся в нефтях, но количество их, как правило, незначительно (от 0,01 до 2–3% по массе). Наиб. богаты Н.к. нефти Азербайджана (до 1,7%), а также некоторые нефти Венесуэлы, Румынии и США. Распределение кислот по фракциям нефти неодинаково: в бензиновых фракциях их практически нет, в керосиновых они присутствуют в незначит. количествах. Осн. часть Н.к. (до 80%) содержится в газойлевой фракции нефтей и в мазуте.

Н. к. — вязкие маслянистые жидкости от бесцв. до окрашенных в коричневый цвет, практически не раств. в воде, хорошо раств. в углеводородах и др. органических растворителях. Н.к. хорошо растворяют каучук, лаки и смолы. Низкокипящие Н.к. (фракция C₇-C₁₀) имеют неприятный запах, высококипящие без запаха. Физ.-хим. свойства Н.к. нефтей разл. месторождений могут отличаться. Температура кипения Н.к. >214 °C, выше, чем жирных кислот соответствующей мол. массы; они частично летучи с водяным паром; при температуре > 250 °C начинают интенсивно разлагаться. С увеличением мол. массы увеличиваются вязкость и показатель преломления, плотность Н.к. обычно изменяется в диапазоне 0,93–1,03 г/см³, снижаясь с увеличением мол. массы, однако для Н.к. румынских и некоторых японских нефтей характерна обратная зависимость.

Н.к. обладают высокой поверхностной активностью, вызывают коррозию металлов, которая незначительно снижается с увеличением мол. массы кислоты.

По химическим свойствам Н.к. аналогичны жирным кислотам; по сравнению с последними имеют несколько меньшие константы диссоциации. Известны разнообразные производные Н. к. — ангидриды, хлорангидриды, амиды, нитрилы и др. Восстановлением эфиров Н.к. получают нафтеновые спирты, перегонкой Са-солей-соответствующие кетоны.

Соли и эфиры Н.к. наз. нафтенатами. Нафтенаты щелочных и щел.-зем. металлов — полутвердые вязкие вещества, хорошо раств. в воде и этаноле. Нафтенаты тяжелых металлов и Al-порошкообразные или смолистые вещества, некоторые ярко окрашены (напр., нафтенаты Ni, Cu и др.), не раств. в воде, хорошо раств. в углеводородах. Получают нафтенаты щел.-зем. металлов взаимод. нафтената Na (смесь Na-солей Н.к.) с солями металлов.

Н.к. обладают антисептич. свойствами, действуют на патогенные организмы сильнее фенола, однако токсичны по отношению к теплокровным.

В промышленности Н.к. выделяют из керосиновых и масляных дистиллятов и мазута. Для выделения используют щелочные методы, основанные на обработке дистиллятов NaOH и Ca(OH)₂ или Na₂CO₃; при этом в щелочной раствор переходит и часть углеводородов (неомыляемые вещества). Регенерацию свободных Н.к. осуществляют действием минер. кислот; для получения дистиллированных Н.к. применяют вакуумную перегонку, а для получения светлых Н.к., используемых в лакокрасочной промышленности,-двукратную вакуумную перегонку. Экстракц. и адсорбц. методы выделения Н.к. распространены значительно меньше. Синтетические Н.к. могут быть получены из нафтенов окислением либо карбоксилированием оксалилхлоридом или фосгеном, гидрированием ароматич. кислот и др.

В промышленности Н.к. производят в виде след. товарных продуктов: м ы л о н а ф т-нафтенат Na, полученный обработкой щелочью керосиновых, газойлевых и дизельных фракций нефти с послед. высаливанием NaCl; а с и д о л-м ы л он а ф т-смесь нафтената Na (ок. 13%) со свободными Н.к.; асидол — технические Н.к., содержащие до 50% неомыляемых компонентов, и дистиллированные Н.к., содержащие более 90% свободных Н.к.

Содержание Н.к. в нефтепродуктах и степень очистки товарных Н.к. от примесей определяют по кислотному числу.

Н.к. применяют как растворители полимеров, красителей и каучука, в качестве компонентов лаков, как антисептич. средства, добавки к типографским краскам и моторным топли-вам. Сложные эфиры Н.к. применяют как пластификаторы синтетич. каучуков, ПВХ и др., а также в качестве синтстич. смазочных масел. Нафтенаты щелочных металлов — эмульгаторы, моющие и обезжиривающие средства, инсектициды и стимуляторы роста растений, служат для приготовления твердых смазок или для загущения пластичных смазок. Нафтенаты Ca входят в состав смазочно-охлаждающих жидкостей, водонепроницаемых композиций, вместе с нафтенатами Zn их вводят в состав пластичных смазок и смазочных масел, работающих при высоких нагрузках. Нафтенаты Ca, Zn, Mg и Ba применяют для улучшения разлива эмалей и в лакокрасочной промышленности. Соли тяжелых металлов и Al используют в качестве антисептиков, в технологии лаков и красок, в качестве загустителей пластичных смазок, присадок к топливам и маслам, катализаторов в нефтехим. процессах.

^{Лит.: Наметкин Н.С., Егорова Г.М., Хамаев В.Х., Нафтеновые кислоты и продукты их химической переработки, М., 1982.}

_{А. А. Братков}