Тема: Групповой анализ нефтяных фракций.
Методы исследований. Для оценки качества нефти с целью правильного выбора наиб. рациональной схемы ее переработки применяют комплекс методов (физ., хим., физ.-хим. и спец.), реализуемых по различным программам. К общим характеристикам нефти, определяемым по стандартным методикам, относят плотность, вязкость, т-ру застывания и иные физ.-хим. показатели, состав растворенных газов и количеств. содержание смол, смолисто-асфальтеновых в-в и твердых парафинов. [5]
1. Групповой анализ бензиновых и керосиновых фракций.
Определение содержания парафиновых и нафтеновых углеводородов в бензинах проводят по удельной рефракции, причем используется зависимость удельной рефракции от температуры кипения. Структурно-групповой анализ керосиновых фракций методом n-d-M. По этому методу находят распределение углерода между структурными элементами, входящими в среднюю молекулу исследуемого продукта, а также содержание нафтеновых и ароматических колец в этой молекуле.
В бензиновых фракциях методом масс-спектроскопии определяют содержание н-алканов и изоалканов, ц-пентановых и ц-гексановых углеводородов, алкилбензолов.[2,стр.168]
На основе методов, разработанных для определения отдельных классов и групп углеводородов, применяют различные схемы группового химического анализафракций, перегоняющихся до 300°С. Необходимой подготовительной операциейявляется разделение исходного продукта на следующие фракции 60—95, 95— 122, 122—150, 150—175, 175—200, 200—250, 250—300 С. При фракционировании учитывается количественный выход фракций, в %. Все дальнейшие анализыпроводятся с каждой фракцией отдельно.
Арены в бензиновых фракциях определяют методом анилиновых точек.
Суть данного метода заключается в расчете массового числа аренов А,%, причем исходят из изменения критических температур взаимного растворения равных объемов бензина и анилина (анилиновая точка) до и после извлечения аренов:
А=К( t 2 - t 1 )
К- расчетный коэффициент, характеризующий содержание аренов в данном продукте, вызывающее понижение анилиновой точки на 1оС; t2 - t1 –анилиновые точки исходного и деароматизированного продуктов, оС.
Значение К зависит от строения аренов и их содержания в продукте. Поэтому при анализе бензинов их необходимо разогнать на узкие фракции: бензольную (60-95 оС), толуольную (95-122 оС), ксилольную (122-155 оС) и остаточную. В каждой фракции содержание аренов определяют отдельно.
Значение К в этих фракциях изменяется следующим образом:
Для определения группового состава бензина методом анилиновых точек необходимо отделить арены, содержащиеся в исходном продукте. Это можно осуществить химическим методом – сульфирование 98,5 – 99% -й серной кислотой или физико-химическим методом – хроматорграфией на селикогеле. [1, стр.115]
2. Групповой химический анализ фракций не содержащих непредельных УВ.
Групповой химический анализ фракций, не содержащих непредельные углеводороды. В наиболее простом случае анализ сводится к последовательному определению ароматических, нфтеновых и парафиновых углеводородов методом анилиновых точек, хотя для раздельного определения этих классов углеводородов вполне возможно применение и других описанных выше физических методов. Во всех случаях удаление ароматических углеводородов для получения предельного остатка рекомендуется проводить фильтрованием через колонку с силикагелем.
Более сложная схема анализа предусматривает раздельное определение шестичленных и пятичленных нафтенов, а также нормальных и разветвленных парафиновых углеводородов. Более сложная схема анализа предусматривает раздельное определение шестичленных и пятичленных нафтенов, а также нормальных и разветвленных парафиновых углеводородов. По этой схеме анализ предлагается проводить в такой последовательности:
1. определение ароматических углеводородов любым методом;
2. удаление ароматических углеводородов фильтрованием через силикагель или обработкой 100%-ной серной кислотой (в последнем случае необходима последующая щелочная и водная промывка и осушка фракции хлористым кальцием);
3. установление суммарного содержания нафтеновых углеводородов любым методом;
4. каталитическая дегидрогенизация шестичленных нафтенов 'до ароматических углеводородов;
5. определение и отделение образовавшихся ароматических углеводородов любыми методами;
6. определение пятичленных нафтенов по разности или прямым методом с использованием физических констант;
7. анализ на содержание парафиновых углеводородов нормального строения с помощью молекулярных сит или мочевины;
8. подсчет (по разности) содержания парафиновых углеводородов разветвленного строения. [ 2,стр.173 ]
3. Групповой химический анализ фракций, которые содержат непредельные УВ.
Для легких топлив с небольшим (до 10%) содержанием непредельных УВ хорошие результаты дают все наиболее распространенные методы: Магошеса, Гюлбя, Кауфмана, Гануса.
Обычная схема анализа предусматривает определение непредельных углеводородов по бромному или йодному числу, а суммы непредельных и ароматических — сернокислотным или криоскопическим методом.
По разности узнается содержание ароматических углеводородов. В предельном остатке нафтеновые и парафиновые углеводороды определяются любым физическим методом. В других схемах предусматривается применение более точных методов анализа и раздельное последовательное определение всех групп углеводородов. Рассмотрим следующую схему:
1. определение и отделение диолефинов с помощью малеинового ангидрида;
определение непредельных углеводородов методом гидрирования (в отдельной пробе);
2. определение и отделение суммы непредельных и ароматических углеводородов сернокислотным методом;
3. определение ароматических углеводородов по разности;
4. определение в предельном остатке шести- и пятичленных нафтенов, а также нормальных и разветвленных алканов.
В результате анализа по любой схеме получают данные о количественном содержании групп углеводородов в отдельных фракциях. Для пересчета этих данных на исходный анализируемый продукт применяется след. формула:
X=ax1+bx2+cx3+…/100
Х-содержание данной группы у.в. в исходном продукте, вес.%
x1, x2, x3-содержание данной группы у.в. в отдельных фракциях, вес.%
а,b,c-выход данной фракции при разгонке исходного продукта, вес.%
В последнее время групповой состав бензиновых, лигроиновых и керосиновых фракций весьма успешно определяют также методами газо-жидкостной и жидкостной адсорбционной хроматографии.[3,стр.97]
5. Методы исследования масляных фракций.
Химический состав фракций нефти, перегоняющейся выще 300°С, очень сложен. Помимо высокомолекулярных (в основном, гибридных) углеводородов в масляных фракциях присутствуют кислородные, сернистые и смолистые вещества, а также твердые парафины. Комбинируя различные способы разделения, прежде всего отделяют твердые парафины и смолистые вещества. Дальнейшее разделение на более узкие фракции возможно путем вакуумной разгонки, адсорбции на различных сорбентах и другими методами. Полученные тем или иным путем узкие фракции подвергают затем детальному исследованию. Определяют их элементарный состав, молекулярный вес, плотность, показатель преломления, вязкость, анилиновую точку, температуру застывания. Рассчитывают удельную рефракцию и интерцепт рефракции. По молекулярному весу и элементарному составу выводят эмпирические формулы углеводородных рядов.[4,стр.73]
Метод исследования масляных фракций некоторыми растворителями, основан на различной растворимости углеводородов. Необходим такой растворитель, который бы селективно удалял из масла нежелательные компоненты (полициклические ароматические и нафтено-ароматические углеводороды с короткими боковыми цепями, непредельные, сернистые и азотистые соединения). Очистка производится в экстракционных колоннах, которые бывают либо полыми внутри, либо с насадкой или тарелками различного типа. В качестве растворителейиспользуют главным образом фурфурол и фенол. [2,стр.167]
В последнее время для детального изучения масляных фракций стали применять также масс-спектроскопию и спектроскопию Б ультрафиолетовой области. Такие детализированные исследования весьма трудоемки. Более доступны групповой хроматографический и структурно-групповой анализ. Когда говорят о групповом составе масляных фракций, то имеют в виду лишь те группы органических веществ с более или менее общими свойствами, которые удается отделять друг от друга путем избирательной адсорбции на некоторых адсорбентах.[4,стр.73]
Список литературы:
1. В.А.Проскурякова и А.Е.Драпкина. Химия нефти и газа. Л.: Химия, 1989г.
2. И.М.Глущенко. Технологические основы технологии ГИ. М.:Металлургия 1990г.
3. Б.М. Рыбак. Анализ нефти и нефтепродуктов. М.: Москва, 1992г.
4. Эрих В.Н. Химия и технология нефти и газа1977
5. Наметкин С. С., Химия нефти, М., 1955
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 54 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Перелік східних католицьких церков | | | Присоединение Крыма |