 |
Определение содержания ароматических углеводородов
|
|
|
|
Определение ароматических углеводородов, как правило, проводятся методами, основанными на существенной разнице в значениях физических констант (плотности, показателей преломления, анилиновых точек) ароматических углеводородов по сравнению с углеводородами других классов. Чаще всего применяется метод анилиновых точек, при котором мольную долю ароматических углеводородов А (в %) рассчитывают по формуле:
где К – расчётный коэффициент, показывающий, какое количество ароматических углеводородов данного продукта соответствует понижению анилиновой точки смеси предельных углеводородов на 1ºС; Т1 – анилиновая точка исходного продукта; Т2 – анилиновая точка деароматизированного продукта.
Значение коэффициента К зависит от строения ароматических углеводородов и их содержания в анализируемом продукте. Поэтому при анализе бензинов их предварительно разгоняют на бензольную (60…95ºС), ксилольную (122…150ºС) и остаточную фракции и каждую фракцию анализируют отдельно. Коэффициент К для этих фракций изменяется от 1,18 до 1,40:
| Фракция, ºС | 60…95 | 95…122 | 122…150 | 150…175 |
| К при содержании ароматических углеводородов | ||||
| менее 20%. | 1,20 | 1,22 | 1,30 | 1,40 |
| 20…40 % | 1,18 | 1,20 | 1,22 | 1,30 |
Как видно из расчётной формулы, для определения содержания ароматических углеводородов необходимо найти анилиновую точку, т.е. критическую температуру растворения исследуемого нефтепродукта или фракции до и после удаления ароматических углеводородов. Удаление ароматических углеводородов проводится путём их адсорбции на силикагеле в стеклянной колонке. Для определения анилиновых точек применяют прибор, представленный на рис. 30
|
|
|
Реактивы
Анилин свежеперегнанный.
Серная кислота.
Этиловый спирт ректификованный.
Формалин технический, 40 %-ный водный раствор формальдегида.
Силикагель марки АСК, высушенный при 150ºС в течение 8 ч.
Подготовка к анализу. В нижнюю суженную часть стеклянной адсорбционной колонки высотой 700 мм и диаметром 100 мм помещают кусочек стеклянной ваты. Затем в колонку насыпают небольшими порциями около 20 г силикагеля, уплотняя его лёгким постукиванием по колонке. Подготавливают прибор для определения анилиновых точек и чистые сухие градуированные пробирки для приема деаромати зированных фракций.
Рис. 30. Прибор для определения анилиновых точек:
1 – термометр; 2 – внутренняя пробирка диаметром 25 мм и высотой 150 мм; 3 – внешняя пробирка диаметром 40 мм; 4 – жидкостная баня; 5 – мешалки; 6 – смесь анилина с испытуемым продуктом.
Проведение анализа
Определение анилиновой точки исходного продукта. Во внутреннюю пробирку наливают 3 мл анилина и 3 мл продукта. Вставляют мешалку и термометр так, чтобы ртутный шарик находился на границе раздела анилина и испытуемого продукта и не касался бы дна и стенок пробирки. Прибор погружают в стакан с водой и укрепляют в штативе. Воду нагревают при помешивании до полного растворения нефтепродукта в анилине (до получения однородного раствора).
Отставив затем нагревательный прибор, наблюдают при постоянном перемешивании смеси внутренней мешалкой за охлаждающейся смесью и за показаниями термометра. За анилиновую точку принимают температуру, при которой начинается расслоение раствора, выражающееся в его помутнении. Температуру с точностью до 0,1 ºС отмечают в тот момент, когда образовавшаяся равномерная муть скроет ртутный шарик термометра.
Не разбирая прибора, с той же порцией анилина и анализируемого продукта определение повторяют несколько раз до получения результатов, отличающихся не более чем на 0,2 ºС.
|
|
|
Удаление из продукта ароматических углеводородов.
В подготовленную адсорбционную колонку наливают около 15 мл исследуемого продукта. После того как он полностью впитается в силикагель, добавляют в колонку 25 – 35 мл спирта для вытеснения из колонки деароматизированной части исходного продукта. С низа колонки в градуированные пробирки отбирают вытекающие из колонки порции: первую объёмом 2 мл, а последующие - по 0,5 мл. Во всех отобранных порциях проводят качественную формалитовую реакцию на присутствие ароматических углеводородов. Для этого 1–2 капли продукта вводят в пробирку и туда же добавляют 1 мл серной кислоты и 2 – 3 мл формалина. Образование тёмного кольца (формалиты) на границе раздела «серная кислота – продукт» указывает на наличие ароматических углеводородов. Все порции, не содержащие ароматических углеводородов, соединяют вместе и из полученного деароматизированного продукта отбирают 3 мл для определения второй анилиновой точки.
Если анализируются отдельные фракции, то мольную долю ароматических углеводородов А (в %) в исходном продукте находят по формуле:
где А1, А2 и т.д. – содержание ароматических углеводородов в отдельных фракциях;
В1, В2 и т.д. – содержание фракций в исходном продукте.
Если анализу подвергается продукт, содержащий наряду с ароматическими и непредельные углеводороды, то их суммарное содержание находят весовым сернокислотным методом по ГОСТ 6994 – 74. Одновременно определяют содержание непредельных углеводородов по йодному числу. Содержание ароматических углеводородов рассчитывают по разности.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12
Комплексонометрическое титрование бензинов
Для определения содержания тетраэтилсвинца в бензинах применяется метод комплексонометрического титрования (ГОСТ 13210-72). Тетраэтилсвинец разлагается концентрированной соляной кислотой при нагревании. Получающийся хлорид свинца хорошо растворим в соляной кислоте, а соляная кислота легко отделяется от бензинового слоя в делительной воронке. В дальнейшем раствор хлорида свинца оттитровывают трилоном Б, по количеству которого рассчитывают содержание тетраэтилсвинца в граммах на 1 кг бензина. Протекающие при этом реакции выражаются следующими уравнениями:
|
|
|
Реактивы:
Соляная кислота, концентрированная и 0,1 н. раствор.
Азотная кислота, концентрированная.
Пероксид водорода, 30%-ный раствор.
Буферный раствор.
Смешанный индикатор.
Трилон Б, 0,01 М раствор.
Проведение анализа
Разложение тетраэтилсвинца в колбе с испытуемым раствором, а также выпаривание избытка соляной кислоты из фарфоровой чашки проводят в вытяжном шкафу. Перед анализом определяют плотность испытуемого бензина. В сухую коническую колбу вместимостью 500 мл с пришлифованным обратным водяным холодильником наливают 50 мл испытуемого бензина и 50 мл концентрированной соляной кислоты. Когда в 1 кг испытуемого бензина содержится меньше 0,5 г или уменьшают в 2 раза объем пробы бензина.
Колбу укрепляют в штативе, помещают в водяную баню, нагревают и кипятят в течение 30 мин так, чтобы конденсат бензина стекал в колбу каплями. Затем колбу охлаждают и её содержимое переливают в делительную воронку. После расслоения нижний слой (раствор хлорида свинца в соляной кислоте) сливают в фарфоровую чашку, а верхний бензиновый слой переносят в коническую колбу, где происходило разложение тетраэтилсвинца. В колбу с бензиновым раствором приливают 50 мл дистиллированной воды и кипятят её содержимое 5-8 мин; после охлаждения водный слой отделяют в делительной воронке и переливают в фарфоровую чашку, присоединяя его к основному раствору хлорида свинца.
Так повторяют до трёх раз, выливая водные растворы в ту же фарфоровую чашку. Фарфоровую чашку с солянокислым раствором хлорида свинца устанавливают на кипящую водяную баню и выпаривают досуха. В случае покраснения раствора в процессе выпаривания к нему приливают 0,5 мл концентрированной азотной кислоты и 0,5 мл 30%-ного раствора пероксида водорода и продолжают выпаривать. При окислении должен исчезнуть красно-коричневый цвет. Для удаления выделяющихся оксидов азота сухой остаток выдерживают 5…10 мин. Затем к нему приливают 20 мл бидистиллированной воды, тщательно перемешивают и полученный раствор выливают в коническую колбу. Чашку промывают несколько раз 10…15 мл воды до полного перевода всего остатка в коническую колбу, расходуя на это не более 60 мл бидистиллированной воды. К полученному раствору хлорида свинца приливают 5 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты и 2 мл буферного раствора и стеклянной лопаточкой насыпают около 0,1 г смешанного индикатора. Окрашенный в сиреневый цвет раствор титруют 0,01 М раствором трилона Б до устойчивого жёлтого цвета.
|
|
|
Параллельно проводят контрольный опыт, для чего в коническую колбу наливают 50 мл дистиллированной воды, 5 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты, 2 мл буферного раствора и около 0,1 г смешанного индикатора и титруют раствором трилона Б до жёлтого цвета.
Содержание тетраэтилсвинца x (в г на 1 кг бензина) рассчитывают по формуле:
,
где 
и 
- объём 0,01 М раствора трилона Б, израсходованного на титрование соответственно в целевом и в контрольном опыте, мл; 0,00207 – количество свинца, эквивалентное 1 мл точно 0,01 М раствора трилона Б, г; 1,561 – коэффициент для пересчёта свинца в тетраэтилсвинец; 
- объём испытуемого бензина, мл; 
- плотность испытуемого бензина, г/мл.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13
Анализ нефтяных масел
Общие сведения о маслах
Большинство нефтяных масел выпускается для смазки и поэтому они называются смазочными. К ним относятся следующие группы и подгруппы масел, классифицированные по областям применения:
1) моторные масла (авиационные, автомобильные, автотракторные, дизельные, для реактивных двигателей);
2) индустриальные, масла, предназначенные для смазки станков, различных механизмов, холодильных машин, прокатных станов, насосов, прессов, приборов;
3) турбинные масла;
4) компрессорные масла;
5) масла для паровых машин (цилиндровые и судовое);
6) трансмиссионные и осевые масла.
Кроме того, вырабатываются масла различного специального назначения, которые принято относить к несмазочным нефтяным маслам: трансформаторное, конденсаторное, парфюмерное и некоторые другие. Несмотря на то, что нефтяные масла эксплуатируются в разнообразных условиях и используются в различных целях, многие требования к ним имеют общий характер. Поэтому качество большинства масел оценивается одинаковыми физико-химическими показателями, а различие заключается в основном в их абсолютных значениях. Остановимся вкратце на этих общих и специальных требованиях к нефтяным маслам.
|
|
|
