ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение неуглеводородных соединений в топливах из "Состав и химическая стабильность моторных топлив" Для определения углеводородного состава топлива используют различные комбинации химических и физико-химических методов в зависимости от цели анализа, возможностей лаборатории, свойств и количества исследуемого образца. Имеются наиболее употребительные схемы анализа, упрощенные, когда делается ориентировочный анализ, и довольно сложные, когда производится углубленное исследование топлива. [c.222] Анализ авиационных бензинов разработан наиболее тщательно, особенно бензинов прямой перегонки. Детализированное определение индивидуального углеводородного состава бензинов прямой перегонки, согласно методу Института нефти АИ СССР [3,50], проводят по следующей схеме. Бензин разгоняют на фракции до 50° С, 50—150° С и 150° С. Первую фракцию, не содержащую ароматических углеводородов, разделяют перегонкой в основном на индивидуальные углеводороды, которые идентифицируют но физическим константам и результатам спектрального анализа. Фракцию 50—150° С разделяют хроматографией (на силикагеле) на ароматическую и предельную части. Ароматическую часть разгоняют на колонке четкой ректификации на фракции, соответствующие индивидуальным ароматическим углеводородам до 100° С — бензольная 100—128° С — толуольная 128—150° С — ксилольная. Ароматические углеводороды в каждой фракции идентифицируют но физическим характеристикам и спектрам комбинационного рассеяния. [c.222] При желании эту схему можно дополнить выделением из предельной части (от второго хроматографирования) нормальных парафиновых углеводородов (например, при помощи молекулярных сит) и соответствующим анализом этих углеводородов. Аналогичные схемы определения углеводородного состава бензинов применяются и за рубежом [12, 91]. [c.223] Для контроля или ориентировочной оценки группового углеводородного состава авиационных бензинов можно использовать схему анализа, предложенную лабораторией ВНИИТнефти для стандартизации [15]. Бензин предварительно освобождают от этиловой жидкости (если она присутствует), обрабатывая его концентрированной соляной кислотой (при кипячении с обратным холодильником). Промытый и высушенный бензин разгоняют (на колонке с елочным дефлегматором) на фракции н. к. — 60° С — без ароматических 60—90° С — бензольная 90—120° С — толуольная 120 — 144° С — ксилольная. Для каждой фракции определяют йодное число (методом Кауфмана — Гальперна) и анилиновую точку и затем удаляют ароматические и непредельные углеводороды сульфированием, далее определяют содержание ароматических и нафтеновых углеводородов. Углеводородный состав бензина в целом подсчитывают с учетом выхода каждой фракции (на бензин). [c.223] Описанные методы, естественно, не являются достаточно точными и могут дать только приближенную характеристику углеводородного состава топлива, но времени такой анализ занимает много. Поэтому в лабораториях иногда оценивают групповой углеводородный состав бензина, не разгоняя его на фракции (в этом случае анилиновый метод неприменим). Определяют йодное число, молекулярный вес, плотность и показатель преломления бензина, сульфируют его и находят те же характеристики для предельной части. Расчет проводят так же, как для фракций (см. стр. 211). [c.224] Если молекулярный вес определять экспериментально, ошибка анализа возрастает не намного по сравнению с анализом по фракциям. Наибольшая неточность приходится на относительное содержание нафтеновых и парафиновых углеводородов, поэтому часто ограничиваются указанием их суммарного содержания. Такой анализ может быть выполнен в течение одного дня, при необходимости его можно сочетать с определением ароматических углеводородов криоскопическим методом. [c.224] Может быть также использована предложенная недавно простая методика, сочетающая адсорбционный анализ с применением флуоресцирующего индикатора для определения ароматических углеводородов с анилиновым методом — для расчета содержания нафтенов [66]. Производят всего две аналитические операции хроматографирование в капиллярной колонке (количество образца 0,5—2 мл) и определение анилиновой точки исходного топлива (2 мл). Адсорбент — силикагель заранее пропитывают флуоресцирующим индикатором (готовится из тяжелых остатков или смол радаевской нефти), к которому добавляют обычный краситель — судан. Топливо вводят в колонку с адсорбентом и смывают судан 10 мл изопропилового спирта. [c.224] Движение жидкости ускоряют давлением воздуха или азота. Слой Судана показывает границу образца, что позволяет измерить высоту слоя адсорбента, занятого топливом. Затем освещают колонку ультрафиолетовыми лучами и измеряют длину флуоресцирующего (голубым светом) слоя ароматических углеводородов. По соотношению этих слоев рассчитывают содержание ароматических углеводородов имея эту цифру и значение анилиновой точки топлива, рассчитывают анилиновую точку парафино-нафтеновой части, а отсюда — содержание нафтенов. Метод рекомендуют для анализа бензинов и керосинов. За один день можно анализировать 10—14 образцов. [c.224] С использованием газо-жидкостной хроматографии индивидуальный углеводородный состав бензина можно определить даже за короткое время. Для углеводородов до Сд включительно существует методика [58], позволяющая провести этот анализ за 6—8 ч (см. стр. 212). [c.225] Анализ автомобильных бензинов. По сравнению с авиационными автомобильные бензины имеют более сложный углеводородный состав вследствие наличия значительных количеств непредельных углеводородов и более высокой температуры конца кипения. Для углубленного исследования индивидуального углеводородного состава таких бензинов приходится применять еще более сложные методы анализа [1, 91, 93]. [c.225] Основная трудность состоит в разделении непредельных и ароматических углеводородов. Для этого применяют хроматографию на более активных адсорбентах или с большим соотношением адсорбент топливо либо сочетают обычную хроматографию с гидрированием непредельных углеводородов. В этом случае последовательность анализа такова. Бензин разгоняют на фракции, фракцию без ароматических углеводородов исследуют по физическим константам и спектральными методами, затем гидрируют углеводороды и повторяют то же исследование. Сопоставление данных позволяет более точно, чем по одному анализу, исходной фракции, установить строение присутствующих в ней непредельных углеводородов. [c.225] Фракцию, содержащую ароматические углеводороды, подвергают четкой хроматографии с количественным отделением всех групп углеводородов, что удается, как правило, при повторном разделении промежуточных фракций, полученных при первой хроматографии. Ароматические углеводороды при этом включают и алкилен-ароматические. Затем выделенные группы углеводородов анализируют, как и в случае авиационных бензинов, — спектральными методами, четкой ректификацией и определяют физические характеристики. Предельную часть можно подвергнуть дегидрогенизационному катализу с последующим отделением (хроматографией) ароматических углеводородов, полученных из шестичленных нафтенов, и их идентификацией. Ароматическую фракцию анализируют до и после избирательного гидрирования непредельных связей и, сопоставляя результаты, определяют строение алкиленароматических углеводородов. [c.225] Эту фракцию (или фракции) анализируют спектральными методами и по физическим характеристикам, гидрируют для насыщения двойных связей и вновь анализируют. Этими определениями, не столько сложными, сколько длительными, удается практически полностью охарактеризовать углеводородный состав бензина. [c.226] Однако такой анализ доступен единичным лабораториям, поэтому наиболее широко применяются схемы определения группового углеводородного состава. К автомобильным бензинам применимы те же методы, что и к авиационным анилиновый метод (с поправкой на содержание непредельных углеводородов па основе йодного числа фракций) и метод суммарного определения ароматических и непредельных углеводородов по результатам сульфирования с расчетом непредельных углеводородов по йодному числу. Определение парафиновых и нафтеновых углеводородов также не отличается от определения их в авиационных бензинах. [c.226] Анализ автомобильных бензинов полезно дополнить характеристикой содержания диеновых углеводородов по малеиновому числу. Зная их содержание, можно внести коррективы в расчет количества непредельных углеводородов по йодному числу. [c.226] Для установления группового углеводородного состава автомобильного бензина применяют и другую последовательность операций [9]. Бензин разгоняют на фракции соответственно ароматическим углеводородам и каждую фракцию обрабатывают полухлористой серой для количественного удаления непредельных углеводородов. В остатке находят ароматические углеводороды сульфированием и в предельной части — относительное содержание нафтеновых и парафиновых углеводородов анилиновым методом или по удельной рефракции и рефрактометрической разности. [c.226] Эту схему можно также упростить, если не пользоваться анилиновым методом. Тогда не требуется предварительная разгонка на фракции и полухлористой серой обрабатывают весь бензин. Затем ароматические углеводороды можно определить сульфированием или криоскопией, а также хроматографически. Предельные углеводороды анализируют по физическим характеристикам. В отношении точности их определения приходится только повторить уже сделанные оговорки. [c.226] Анализ реактивных и дизельных топлив. Индивидуальный углеводородный состав среднедистиллятных топлив (керосиновых и газойлевых фракций) определить гораздо труднее, чем бензинов, вследствие огромного числа возможных изомеров высокомолекулярных углеводородов и недостаточной изученности их физико-химиче-ских характеристик. [c.226] Вследствие сложного строения высших углеводородов в них сочетаются свойства углеводородов различного химического типа, например, и ароматического ядра, и длинной боковой цепи, поэтому при химических реакциях такие углеводороды проявляют соответственно свойства и тех, и других углеводородов. Следовательно, возможность разделения высокомолекулярных топлив на группы углеводородов химическими способами значительно снижается. [c.227] Для более углубленного детализированного исследования углеводородного состава реактивных и дизельных топлив [32, 94] применяют те же методы, что и для бензинов, но учитывают указанные особенности состава. Наиболее плодотворные результаты получены при помощи хроматографии, которая из современных методов анализа среднедистиллятных топлив является самым надежным. [c.227] Вернуться к основной статье