Содержание
- 2. Определение содержания САВ В основу методов выделения и разделения САВ положены различная растворимость и сорбционная способность
- 3. Сернокислотный (акцизный) способ определения содержания САВ Основан на взаимодействии САВ с концентрированной серной кислотой. Существует стандартный
- 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МАСЕЛ И СМОЛ В АППАРАТЕ СОКСЛЕТ Деасфальтенизат нефти (мальтены) подвергают хроматографическому разделению в аппарате
- 5. CТРУКТУРНО - ГРУППОВОЙ АНАЛИЗ (С Г А) КЕРОСИНОВЫХ, МАСЛЯНЫХ И СМОЛИСТЫХ ФРАКЦИЙ НЕФТЕЙ Углеводородные компоненты нефти
- 6. Наибольшее распространение среди многочисленных методов CТРУКТУРНО - ГРУППОВОГО АНАЛИЗА СГА нефтяных образцов, (фракции, нефтепродукты), имеющие температуры
- 7. ДЛЯ РАСЧЕТА ИСПОЛЬЗУЮТ УРАВНЕНИЯ: где: СА – содержание углерода в ароматических структурах (% мас.); СК –
- 8. Высоким содержанием углерода (% мас.) в ароматических СА, кольчатых СК структурах (ароматических + нафтеновых), среднего числа
- 9. Интегральный структурный анализ (ИСА) ВМС нефти Для изучения химического строения компонентов ВМС нефти была разработана методика,
- 10. Определяют методом ИСА: число атомов (С, Н, N, S, O) – общее и в ароматических структурах)
- 11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ МЕТОДОМ БРОМНЫХ ЧИСЕЛ Олефиновые (непредельные) УВ не характерны для природной нефти. Однако
- 12. Колбу оставляют в темноте в течение 5 мин., затем добавляют 40 мл 10 %-ного раствора KI,
- 13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУППОВОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СОСТАВА НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ МЕТОДОМ АНИЛИНОВЫХ ТОЧЕК Свойства нефтепродуктов в значительной степени определяется их
- 14. При определении группового состава следует учитывать, что нефти и нефтепродукты состоят из чрезвычайно большого числа индивидуальных
- 15. Алкены и циклоалкены имеют несколько более низкое значение анилиновых точек по сравнению с циклоалканами близкой молекулярной
- 16. Наиболее распространенными и точными являются комбинированные методы, сочетающие удаление ароматических УВ с определением физических констант до
- 17. Арены удаляют либо сульфированием 98,5 – 99 % серной кислоты, либо жидкостной адсорбционной хроматографией на силикагеле.
- 19. Скачать презентацию
Определение содержания САВ
В основу методов выделения и разделения САВ
Определение содержания САВ
В основу методов выделения и разделения САВ
Метод систематического анализа САВ по Маркуссону – позволяет проводить определение всех САВ последовательно. Сначала проводят определение асфальтогеновых кислот путем кипячения образца нефти или нефтепродукта в этиловом спирте. Затем после удаления асфальтогеновых кислот проводят определение содержания асфальтенов а) холодным методом Гольде (разбавлением в 40-кратном объеме легкого бензина или петролейного эфира 40-70оС, отстаиванием в теч. суток) Асфальтены фильтруют через бумажный фильтр. Недостаток: смолы адсорбируются на асфальтены. Вместе с асфальтенами могут соосаждаться парафины.
б) Американский стандартный метод определения асфальтенов. Образец нефти или н/продукта разбавляют 10-кратным объемом легкого бензина, подогревают до +30оС, перемешивают и центрифугируют в теч. 10 мин. Количество выпавших асфальтенов определяют по градуированной пробирке. Метод приблизительный и грешит неточностями. Недостаток: смолы адсорбируются на асфальтены. Вместе с асфальтенами могут соосаждаться парафины и бензин.
В) Горячий способ Гольде для определения содержания асфальтенов. Навеску нефти или н/продукта растворяют в 40-кратном объеме легкого бензина (фр.60-80оС). Оставляют при комн. Т-ре на 18-20 час. в темном месте. После чего последовательно отфильтровывают выпавшие асфальтены, тщательно промывают фильтр и асфальтены бензином. Фильтр с асфальтенами сворачивают в патрончик и помещают в верхнюю часть аппарата Сокслет. Кипятят бензин в нижней колбе аппарата и собирают экстракт до полного его обесцвечивания. Таким образом отмывают масла и смолы с асфальтенов.
В настоящее время для определения суммарного количества применяют сернокислотный (акцизный) и хроматографический (адсорбционный) метод выделения и разделения САВ
Сернокислотный (акцизный) способ определения содержания САВ
Основан на взаимодействии САВ с
Сернокислотный (акцизный) способ определения содержания САВ
Основан на взаимодействии САВ с
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МАСЕЛ И СМОЛ В АППАРАТЕ СОКСЛЕТ
Деасфальтенизат нефти (мальтены) подвергают
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МАСЕЛ И СМОЛ В АППАРАТЕ СОКСЛЕТ
Деасфальтенизат нефти (мальтены) подвергают
1- колба с элюатом
2,4,7 – прибор «Сокслет»;
3 – адсорбент (силикагель);
5 – обратный холодильник
с подачей воды;
6 – конденсированный
растворитель
CТРУКТУРНО - ГРУППОВОЙ АНАЛИЗ (С Г А) КЕРОСИНОВЫХ, МАСЛЯНЫХ И СМОЛИСТЫХ
CТРУКТУРНО - ГРУППОВОЙ АНАЛИЗ (С Г А) КЕРОСИНОВЫХ, МАСЛЯНЫХ И СМОЛИСТЫХ
Углеводородные компоненты нефти построены из трех основных типов структурных групп: парафиновых, нафтеновых и ароматических. Чисто нафтеновые или чисто ароматические молекулы встречаются крайне редко: обычно циклические углеводороды содержат боковые парафиновые цепи, а часто одновременно нафтеновые и ароматические кольца. Разнообразие гибридных форм обусловливается, с одной стороны, числом, характером и положением алкильных заместителей, а с другой – формой отдельных колец, соотношением различных форм этих колец, их положением в молекуле и наличием конденсированных структур.
В нефтяных фракциях и нефтепродуктах с температурами кипения выше + 150оС циклические углеводороды (нафтеновые и ароматические) уже нельзя отнести только к одной группе, т.к. большая часть их обладает смешанным (гибридным) характером. В настоящее время имеется несколько методов анализа, позволяющих в первом приближении судить о структуре гибридных углеводородов, входящих в средние и тяжелые фракции нефти. Структурно-групповой анализ (СГА) означает определение статистического распределения структурных элементов во фракции безотносительно к тому, как эти элементы соединены в молекулу.
В качестве основы для СГА используют зависимость между физическими свойствами и структурой углеводородов. Несмотря на то, что методы структурно-группового анализа являются более или менее эмпирическими и приближенными, в настоящее время они служат удобным, простым способом для изучения тяжелых фракций нефтей.
Наибольшее распространение среди многочисленных методов CТРУКТУРНО - ГРУППОВОГО АНАЛИЗА СГА
Наибольшее распространение среди многочисленных методов CТРУКТУРНО - ГРУППОВОГО АНАЛИЗА СГА
Метод позволяет составить представление о средней молекуле данной фракции, дает возможность определять распределение углерода (С) и содержание колец в углеводородах нефтяных фракций, кипящих выше +200оС. Метод позволяет также найти долю атомов углерода С (% мас.), содержащихся в ароматических СА, нафтеновых СН и парафиновых цепях СП (сумма равна 100 % мас.). Следует помнить, что углерод в парафиновых структурах включает в себя как углерод чисто парафиновых молекул, так и углерод в алкильных радикалах циклических углеводородов (нафтеновых и ароматических).
Под определением содержания колец подразумевается нахождение числа ароматических КА и нафтеновых колец КН в средней молекуле или в среднем во фракции. Это число выражает степень цикличности нефтяной фракции.
Применимость метода доказана для масляных фракций, содержащих до 75 % углерода в кольцевых структурах – ароматических и нафтеновых (при условии, что содержание углерода в ароматических структурах не превышает более чем в 1,5 раза содержание его в нафтеновых, а число колец в молкуле не превышает четырех, из которых не более половины ароматические).
Метод СГА не применим для анализа индивидуальных углеводородов, фракций и нефтепродуктов, имеющих молекулярную массу менее 194, состоящих или содержащих большое количество ароматических углеводородов и непредельных соединений.
ДЛЯ РАСЧЕТА ИСПОЛЬЗУЮТ УРАВНЕНИЯ:
где: СА – содержание углерода в ароматических структурах
ДЛЯ РАСЧЕТА ИСПОЛЬЗУЮТ УРАВНЕНИЯ:
где: СА – содержание углерода в ароматических структурах
СК – содержание углерода в кольчатых (ароматических и нафтеновых) структурах (% мас.);
КА – среднее число ароматических колец в молекуле;
КО – общее число колец в молекуле (ароматических и нафтеновых).
Высоким содержанием углерода (% мас.) в ароматических СА, кольчатых СК
Высоким содержанием углерода (% мас.) в ароматических СА, кольчатых СК
Необходимые для расчета факторы ∆n и ∆ρ представляют собой разность между показателем преломления и плотностью исследуемого образца и соответствующими константами гипотетического парафинового углеводорода нормального строения:
Для жидких фракций: Для твердых фракций:
∆n = n – 1,4750 ∆n = n – 1,4600
∆ ρ = ρ – 0,8510 ∆ρ = ρ – 0,8280
(определены при +20 С) (определены при +70 С)
Долю углерода (% мас.), содержащегося в нафтеновых СН и парафиновых СП структурах, среднее число нафтеновых колец в молекуле КН, находят по разности:
СН = СК – СА СП = 100 – СК КН = Ко – КА
В сумме Са + Сн + Сп должно быть равно 100 % мас.
Интегральный структурный анализ (ИСА) ВМС нефти
Для изучения химического строения компонентов
Интегральный структурный анализ (ИСА) ВМС нефти
Для изучения химического строения компонентов
Системный подход к изучению химического состава сложных смесей органических веществ получил название интегрального структурного анализа (ИСА). Используют для расчетов ВМС нефти, фракций, выкипающих более 300оС, смол и асфальтенов. Результаты ИСА позволяют разработать представления о химическом строении среднестатистической структурной модели молекул. При этом чем меньше структурная и молекулярная неоднородность исследуемых смесей веществ, тем ближе полученная модель к действительному строению реального объекта. ИСА существенно отличается от получивших широкое распространение методов структурно-группового анализа методом n-ρ-M и др.
Принципиальным отличием ИСА является то, что расчетные методы определения структурных параметров разработаны на основе более информативной совокупности данных. Для реализации предлагаемой схемы используют следующие экспериментальные данные:
1) Молекулярная масса ММ (среднечисловая)
2) Элементный состав (С, Н, N,S,O)
3) Плотность ρ при 20оС
4) Распределение атомов водорода по структурным группам: ароматические структуры (Н аром.), метильные, метиленовые и метиновые группы (спектроскопия магнитного резонанса протонов -ПМР-спектрометрия)
5) Функциональность гетероатомов Nосн., Nнейтр. Sсульф, S тиоф., O фен, О кисл. (потенциометрическое титрование).
Определяют методом ИСА:
число атомов (С, Н, N, S, O) – общее
Определяют методом ИСА:
число атомов (С, Н, N, S, O) – общее
- число метильных (СН3), метиленовых (СН2) и метиновых (СН) групп
- общее число колец (для насыщенных и ароматических структур)
определение числа атомов C в алифатических, ароматических и нафтеновых структурах
Разработана программа для РС для расчетов методом ИСА
Система допущений
Молекулярная структура соединений, входящих в состав ВМС, состоит из совокупности фрагментов, которые соединены между собой алифатическими мостиками.
Полициклические системы состоят только из шестичленных колец (нафтеновых, ароматических).
Ароматические кольца во фрагменте составляют единую катаконденсированную систему.
Алкильные заместители имеют нормальное строение, число атомов углерода в заместителях не превышает 4-5.
В ВМС отсутствуют алкеновые и алкиновые группы (двойные и тройные связи), четвертичные углеродные атомы.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ МЕТОДОМ БРОМНЫХ ЧИСЕЛ
Олефиновые (непредельные) УВ не
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ МЕТОДОМ БРОМНЫХ ЧИСЕЛ
Олефиновые (непредельные) УВ не
Количественное определение содержания непредельных УВ основано на их способности присоединять галогены по двойной связи.
О непредельности нефтяных фракций судят по значениям бромного или иодного числа. Бромным (иодным) числом фракции называется количество брома (иода), присоединившегося по месту двойной связи (в граммах на 100 грамм фракции). В методике, разработанной Кауфманом и Г.Д.Гальперном, для бромирования используют раствор брома в метаноле, насыщенным бромистым натрием.
Навеску исследуемого вещества (0,2-0,3 г) вносят в коническую колбу с 10 мл бензола (хлороформа). Затем из бюретки в колбу небольшими порциями приливают раствор брома в метаноле, до тех пор, пока бромный раствор не перестанет обесцвечиваться, отмечают объем V брома, после чего приливают еще ровно такое же количество бромного раствора, т.е. берут 100%-ный избыток его.
Колбу оставляют в темноте в течение 5 мин., затем добавляют
Колбу оставляют в темноте в течение 5 мин., затем добавляют
Kбром = [7,992 n F (bc/a – d)] /P
где: 7,922 – 0,1 г-экв брома
n – нормальность р-ра тиосульфата натрия Na2S203
F – фактор р-ра тиосульфата (поправка)
b – количество раствора тиосульфата в холостом опыте, мл
d - количество раствора тиосульфата в опыте c анализируемым образцом, мл
a - количество раствора брома в холостом опыте, мл
c - количество раствора брома в опыте c анализируемым образцом, мл
P – навеска образца, г
Содержание непредельных УВ, %, в исследуемом продукте рассчитывают по формуле:
А = Кбром М / 160
Где: М – молекулярная масса непредельного соединения или средняя
молекулярная масса смеси непредельных соединений
160 – относительная молекулярная масса брома
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУППОВОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СОСТАВА
НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ МЕТОДОМ АНИЛИНОВЫХ ТОЧЕК
Свойства нефтепродуктов
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУППОВОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СОСТАВА
НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ МЕТОДОМ АНИЛИНОВЫХ ТОЧЕК
Свойства нефтепродуктов
Различные классы углеводородов ведут себя в автомобильных и авиационных двигателях неодинаково. Например, парафины нормального строения вызывают при сгорании нежелательное явление – детонацию, в то время как ароматические углеводороды и изопарафины отличаются высокой детонационной способностью. Нафтены занимают в отношении детонационной способности промежуточное положение. Сейчас можно считать установленным, что все основные характеристики качеств масел - вязкость, стабильность против окисления, термическая стабильность, зависят от содержания и состава ароматических углеводородов.
Нафтеновые углеводороды весьма подвержены окислительному воздействию кислорода, причем окисляемость их возрастает с повышением среднего молекулярного веса фракций. Ароматические углеводороды в определенных концентрациях тормозят окисление нафтенов. Вязкость масел до известной степени объясняют наличием и концентрацией ароматических углеводородов различного строения.
При определении группового состава следует учитывать, что нефти и нефтепродукты
При определении группового состава следует учитывать, что нефти и нефтепродукты
Анилиновый метод. ГОСТ 12329-77. Среди неинструментальных методов определения группового химического состава бензиновых фракций наиболее широкое распространение получил анилиновый метод, основанный на неодинаковой растворимости углеводородов различных классов в анилине. При смешении нефтяной фракции с анилином при комнатной температуре обычно образуются два слоя, т. е. не происходит полного растворения нефтепродукта в анилине. Если эту смесь нагревать, постоянно перемешивая, то при достижении определенной температуры произойдет полное взаимное растворение анилина и нефтепродукта, слои исчезнут, и жидкость станет однородной.
Температуру, соответствующую полному взаимному растворению анилина и нефтепродукта, называют анилиновой точкой или критической температурой растворения (КТР) данного нефтепродукта в анилине. Наиболее низкими анилиновыми точками среди углеводородов характеризуются арены, наиболее высокими — алканы; циклоалканы занимают промежуточное положение.
Алкены и циклоалкены имеют несколько более низкое значение анилиновых точек
Алкены и циклоалкены имеют несколько более низкое значение анилиновых точек
Существуют два метода определения анилиновых точек: метод равных объемов и метод максимальных анилиновых точек. В первом случае берут равные объемы анилина и исследуемой фракции и определяют температуру их полного смешения. Полученную температуру называют анилиновой точкой.
Во втором случае находят температуру, называемую максимальной анилиновой точкой или истинной критической температурой растворения в анилине. Ее получают после нескольких определений температуры растворения продукта в возрастающих количествах анилина. При увеличении количества анилина температура полного растворения сначала повышается и при некотором соотношении фракции и анилина достигает максимума, после чего при дальнейшем увеличении количества анилина начинает падать. Максимальную температуру полного растворения принимают за максимальную анилиновую точку (истинную КТР в анилине).
Обычно разница между анилиновыми точками фракций и их максимальными анилиновыми точками невелика, причем она увеличивается с ростом температур кипения фракций и увеличением содержания в них аренов.
Наиболее распространенными и точными являются комбинированные методы, сочетающие удаление ароматических
Наиболее распространенными и точными являются комбинированные методы, сочетающие удаление ароматических
Предварительно нефтяную фракцию или бензин разгоняют на дополнительные фракции:
Бензины Керосины
- бензольную 60 - 95 оС 200-250 оС
- толуольную 95 - 122 оС 250-300 оС
- ксилольную 122 - 150 оС Газойли
- остаточную 155 - 200 оС 300-350 оС
Арены удаляют либо сульфированием 98,5 – 99 % серной кислоты, либо
Арены удаляют либо сульфированием 98,5 – 99 % серной кислоты, либо