Нафтеновые кислоты

НАФТЕНОВЫЕ КИСЛОТЫ, одноосновные карбоновые к-ты, содержащие 5- и 6-членные насыщ. циклы; входят в состав нефти. Известны моно-, би- и трициклич. соед. общих ф-л С_nН_2n_₂О₂, С_nН_2n_₄О₂ и С_nН_2n_₆О₂; карбоксильная группа м.б. связана непосредственно с циклом либо через парафиновую боковую цепь, напр. циклопентанкарбоновая и циклопентануксусная к-ты. В природе встречаются гл. обр. к-ты с циклопентановым кольцом.

Нафтеновые кислоты содержатся в нефтях, но кол-во их, как правило, незначительно (от 0,01 до 2-3% по массе). Наиб. богаты нафтеновыми кислотами нефти Азербайджана (до 1,7%), а также нек-рые нефти Венесуэлы, Румынии и США. Распределение к-т по фракциям нефти неодинаково: в бензиновых фракциях их практически нет, в керосиновых они присутствуют в незначит. кол-вах. Осн. часть нафтеновых кислот (до 80%) содержится в газойлевой фракции нефтей и в мазуте.

Нафтеновые кислоты-вязкие маслянистые жидкости от бесцв. до окрашенных в коричневый цвет, практически не раств. в воде, хорошо раств. в углеводородах и др. орг. р-рителях. Нафтеновые кислоты хорошо растворяют каучук, лаки и смолы. Низкокипящие нафтеновые кислоты (фракция С₇-С₁₀) имеют неприятный запах, высококипящие без запаха. Физ.-хим. св-ва нафтеновых кислот нефтей разл. месторождений могут отличаться. Т-ра кипения нафтеновых кислот >214°С, выше, чем жирных к-т соответствующей мол. массы; они частично летучи с водяным паром; при т-ре > 250 °С начинают интенсивно разлагаться. С увеличением мол. массы увеличиваются вязкость и показатель преломления, плотность нафтеновых кислот обычно изменяется в диапазоне 0,93-1,03 г/см³, снижаясь с увеличением мол. массы, однако для нафтеновых кислот румынских и нек-рых японских нефтей характерна обратная зависимость.

Нафтеновые кислоты обладают высокой поверхностной активностью, вызывают коррозию металлов, к-рая незначительно снижается с увеличением мол. массы к-ты.

По хим. св-вам нафтеновые кислоты аналогичны жирным к-там; по сравнению с последними имеют несколько меньшие константы диссоциации. Известны разнообразные производные нафтеновых кислот -ангидриды, хлорангидриды, амиды, нитрилы и др. Восстановлением эфиров нафтеновых кислот получают нафтеновые спирты, перегонкой Са-солей-соответствующие кетоны.

Соли и эфиры нафтеновых кислот наз. нафтенатами. Нафтенаты щелочных и щел.-зем. металлов - полутвердые вязкие в-ва, хорошо раств. в воде и этаноле. Нафтенаты тяжелых металлов и Аl-порошкообразные или смолистые в-ва, нек-рые ярко окрашены (напр., нафтенаты Ni, Сu и др.), не раств. в воде, хорошо раств. в углеводородах. Получают нафтенаты щел.-зем. металлов взаимод. нафтената Na (смесь Na-солей нафтеновых кислот) с солями металлов.

Нафтеновые кислоты обладают антисептич. св-вами, действуют на патогенные организмы сильнее фенола, однако токсичны по отношению к теплокровным.

В пром-сти нафтеновые кислоты выделяют из керосиновых и масляных дистиллятов и мазута. Для выделения используют щелочные методы, основанные на обработке дистиллятов NaOH и Са(ОН)₂ или Na₂CO₃; при этом в щелочной р-р переходит и часть углеводородов (неомыляемые в-ва). Регенерацию свободных нафтеновых кислот осуществляют действием минер. к-т; для получения дистиллированных нафтеновых кислот применяют вакуумную перегонку, а для получения светлых нафтеновых кислот, используемых в лакокрасочной пром-сти,-двукратную вакуумную перегонку. Экстракц. и адсорбц. методы выделения нафтеновых кислот распространены значительно меньше. Синтетические нафтеновые кислоты могут быть получены из нафтенов окислением либо карбоксилирова-нием оксалилхлоридом или фосгеном, гидрированисм аро-матич. к-т и др.

В пром-сти нафтеновые кислоты 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 нафтеновыми кислотами; асидол - технические нафтеновые кислоты, содержащие до 50% неомыляемых компонентов, и дистиллированные нафтеновые кислоты, содержащие более 90% свободных нафтеновых кислот.

Содержание нафтеновых кислот в нефтепродуктах и степень очистки товарных нафтеновых кислот от примесей определяют по кислотному числу.

Нафтеновые кислоты применяют как р-рители полимеров, красителей и каучука, в качестве компонентов лаков, как антисептич. ср-ва, добавки к типографским краскам и моторным топли-вам. Сложные эфиры нафтеновых кислот применяют как пластификаторы синтетич. каучуков, ПВХ и др., а также в качестве синтстич. смазочных масел. Нафтенаты щелочных металлов - эмульгаторы, моющие и обезжиривающие ср-ва, инсектициды и стимуляторы роста растений, служат для приготовления твердых смазок или для загущения пластичных смазок. Нафтенаты Са 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 Са, Zn, Mg и Ва применяют для улучшения разлива эмалей и в лакокрасочной пром-сти. Соли тяжелых металлов и Аl 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.