Молекула самого простого углеводорода нефти — метана — содержит один атом углерода.

Углеводороды циклической и нормальной структуры, изомерные и неизомерные, предельные и непредельные проявляют себя в топливах и маслах по-разному.

Все углеводороды нефти условно подразделяются на следующие группы (классы, ряды): парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (бензольные). Однако значительная часть углеводородов нефти имеет смешанное (гибридное) строение Самого разнообразного сочетания. Гибридные углеводороды делят на три группы: парафино-циклопарафино ше, парафпно-ароматические и парафино-циклопарафино-ароматнческие.

Углеводороды всех групп с большой молекулярной массой имеют изомеры. У гибридных углеводородов особо большое число изомеров.

Парафиновые углеводороды (СпН2п+2) присутствуют в нефти в больших количествах, преимущественно в низкокипящих фракциях, относятся к предельным и имеют цепную структуру. Входящие в этот ряд метан (СН4), этан (С2Нв), пропан (CaHs) и бутан (С4Н10), нормальных условиях, т. е. при давлении 760 мм рт. ст. п температуре 0 °С, находятся л газообразном состоянии.

Парафиновые углеводороды с С8Н12 до С Н3, при нормальных условиях находятся D жидком состоянии, а начиная с С17Н36— в твердом.

Изомерные парафиновые углеводороды улучшают качество бензинов (детонационную стойкость), а нормальные углеводороды парафинового ряда улучшают качество дизельных топлпв (самовоспламеняемость).

Нафтеновые углеводороды (СПН2П) присутствуют в нефтепродуктах в значительных количествах. Их содержится2 как правило, больше в тяжелых фракциях нефти. Они имеют циклическую структуру, обладают большей стойкостью против окисления при высоких температурах, чем нормальные парафиновые углеводороды, и имеют более высокую температуру кипения при сопоставимых молекулярных массах.

Присутствие легких нафтеновых углеводородов желательно в автомобильных топливах для карбюраторных двигателей, а нафтеновые углеводороды с более сложной структурой (имеющие длинные боковые цепи) улучшают качество смазочных масел, в частности понижают их температуру застывания.

Ароматические углеводороды также относятся к циклическим углеводородам с шестичленным кольцом, но с тремя двойными валентными связями, чередующимися с простыми.

Однако двойные связи в циклическом кольце ароматических углеводородов химически более стойки, чем двойные связи в парафиновых углеводородах.

Поэтому они меньше окисляются и осмоляются. В нефти значительно меньше содержится ароматических углеводородов, чем нафтеновых и парафиновых, как правило, не более 25%.

Ароматпчески^углеводороды, более сложные, чем бензол, имеют, кроме кольца, одну или несколько цепей, благодаря которым образуются изомеры. Их присутствие желательно в бензине и нежелательно в дизельном топливе. Однако и в бензине содержание ароматических углеводородов ограничивается вследствие того, что они способствуют нагарообразованию, которое примерно в 3 раза больше, чем при парафиновых углеводородах, имеющих одинаковую температуру кипения.

В состав продуктов переработки нефти могут входить непредельные парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды. В их молекулах имеется одна, две пли более двойных связей между атомами углерода.

Непредельные парафиновые углеводороды, имеющие одну двойную связь, называют олефинами (СПН2П), а с двумя двойными связями — диолефинамн.

Эти углеводороды (особенно диолефины), являясь непредельными, легко окисляются и осмоляются, так как их двойные связи неустойчивы и склонны к превращению в простые связи с одновременным присоединением атомов кислорода, атомов других элементов и молекул непредельных углеводородов. Присутствие олефиновых и дио-лефиновых углеводородов в автомобильных топлпвах нежелательно.

Соединения, содержащие кислород, серу и азот. Наличие этих соединений в автомобильных топливах и маслах ухудшает качество последних, повтому их содержание в нефти также нежелательно.

Кислород с углеводородами нефти образует смолисто-асфальте-новые вещества (до 90% всего кислорода) и органические (нафтеновые) кислоты1. Его содержание в нефти составляет 0,1 —1,3%.

Органические кислоты вызывают коррозию деталей прежде всего из цветных металлов (исключая алюминий), а смолисто-асфальтеновые вещества способствуют образованию отло -келий на поверхности деталей, стенках каналов и трубопроводов, а также ухудшают другие эксплуатационные качества нефтепродуктов.

Смолисто-аефальтеповые вещества подразделяются на нейтральные и кислые нефтяные смолы, асфальтены, карбены и карбоиды. Они придают нефти и нефтепродуктам темный цвет.

Нейтральные смолы — тягучие полужидкие вещества, представляющие основную массу нефтяных смол, хороню растворимы в легком бензине, маслах, а кислые нефтяные смолы, находящиеся в полутвердом состоянии, содержатся в небольших количествах, растворимы в спирте п ацетоне, но не растворимы в бензине и других легких фракциях нефти.

Асфальтены, карбены и карбоиды представляют собой твердые вещества. Асфальтены не растворимы в легких фракциях нефти и спирте, но набухают в тяжелых ее фракциях, в бензоле и других органических растворителях. В пефти содержится их значительно меньше, чем смол.

Карбенов и карбоидов в нефти очень мало. Они образуются при термической переработке нефти, в нефтепродуктах нерастворимы.

Смолисто-асфальтеиовыс вещества и прежде всего асфальтены, карбены и карбоиды понижают смазывающую способность, повышают нагарообразование и ухудшают другие эксплуатационные свойства масел.

Сера представляет собой главную примесь нефти, ухудшающую качество нефтепродуктов и прежде всего бензинов и дизельных топлив. Она вызывает коррозию деталей п понижает некоторые другие показатели качества тонлив.

Сера, присутствующая в нефти и нефтепродуктах, по коррозионному воздействию па металл подразделяется на активную и неактивную (неносредственно не вызывающую коррозию).

Подавляющее количество серы входит в состав смолистых веществ. Поэтому 70—90% всех сернистых соединений приходится на долю мазута и гудрона.

Наличие некоторых сернистых соединений в нефти и нефтепродуктах придает им специфически неприятный (сероводородный) запах.