ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Озоление пробы из "Эмиссионный спектральный анализ нефтепродуктов" Озоление является одной из важнейших и наиболее трудоемких операций косвенных методов анализа нефтепродуктов. От выбора способа озоления и его практического выполнения в значительной мере зависят ход и результаты анализа. [c.13] Независимо от способа озоления и методики анализа пробу необходимо обезводить отстаиванием, нагреванием, ультразвуком, фильтрацией через хлористый кальций и т. д. Иногда кпробедобав-ляют некоторое количество абсолютного спирта. При определении растворенных примесей пробу предварительно фильтруют через бумажный фильтр, удаляя дисперсные частицы. Для облегчения фильтрации вязкие продукты нагревают или смешивают с растворителем. При определении продуктов износа в работавших маслах пробы не фильтруют. [c.13] Наиболее простой метод озоления — прямое (сухое) озоление [36], основные операции которого выполняют в соответствии с ГОСТ 1461—59 на определение зольности нефтепродуктов. Навеску исследуемого продукта помещают в фарфоровый тигель или чашку и выпаривают или сжигают (можно с использованием беззольного фильтра в качестве фитиля), полученный остаток прокаливают в муфельной печи. Величина навески зависит от концентрации определяемых примесей в пробе, необходимого количества золы и чувствительности применяемого метода обычно эта величина не превышает 20—50 г, но в некоторых случаях достигает 1—3 кг [12]. [c.13] Чтобы исключить заметные потери примесей, прокаливание следует проводить при температуре не выше 550 °С. [c.14] Некоторые исследователи [38, 39] озоление заменяют коксованием и анализируют кокс. Для этого 50—70 г обезвоженной нефти фильтруют через воронку с обогревом, фильтр промывают бензином Б-70 или бензином прямой перегонки. Фильтрат сливают в прокаленную фарфоровую чашку и нагревают на песочной бане для удаления легких фракций. Тяжелые фракции испаряют, нагревая на плитке с асбестом до достижения густой консистенции. Затем остаток досушивают в муфельной печи при 400 °С до получения зеленовато-чер-ной массы, которую подвергают анализу [38]. При температуре Муфельной печи 300 °С получают полукокс [40]. В зависимости от типа нефти коксование 20 г пробы при 350 °С длится 3—6 ч. [c.14] Однако при получении кокса, и особенно полукокса, достигается незначительное обогащение. Поэтому одно из основных преимуществ косвенных методов — высокая чувствительность — полностью не реализуется. [c.14] При озолении пробы возможны потери в результате уноса частиц золы потоками воздуха и двуокиси углерода, выделяющегося при сгорании углерода. Чтобы задержать выделение двуокиси углерода и избежать потерь примесей по этой причине, пробу смешивают с растворами гидроокиси кальция, ацетатов или нитратов кальция и магния [19]. R работе [41] описана небольшая электропечь, при сжигании в которой графитового и угольного порошков сохраняются содержащиеся в них металлические примеси и исключается возможность случайных загрязнений. [c.14] При прямом озолении особенно много теряется ванадия. Это объясняется высокой летучестью пятиокиси ванадия (температура плавления 675 °С). Чтобы сократить потери ванадия, применяют специальные методы озоления. В работе [42] для определения ванадия в мазуте навеску помещают в платиновую чашку и выпаривают на электроплитке до полного прекращения выделения паров. Затем чашку помещают в муфельную печь с твердой двуокисью углерода и температуру в печи медленно повышают до 300 °С образец выдерживают 10—20 мин затем в печь вторично загружают твердую углекислоту и температуру поднимают до 550 °С. При этой температуре, устанавливающейся через 4 ч, пробу выдерживают до достижения постоянной массы. При использовании этого метода озоления потерь ванадия не наблюдается. [c.14] При определении щелочных металлов, мышьяка, серы и фосфора прямое озоление вообще недопустимо. [c.14] При прямом озолении на потери металлов существенно влияет скорость озоления. Так, зольность (0,0008—0,0026%) навесок пяти проб нефтей по 700 г (при озолении их в чашке емкостью 100 мл небольшими порциями со скоростью 30 г/ч на 50—150% больше, чем при озолении в чашке емкостью 750 мл со скоростью 175 г н. Аналогично изменяются результаты определения содержания никеля в концентрации 0,00009—0,00013% [431. [c.15] Для сокращения потерь летучих примесей применяют кислотное озоление, при котором примеси предварительно переводят в нелетучие соединения (обычно в сульфаты), а затем прокаливают [44—48]. По одному из вариантов кислотного озоления навеску нефтепродукта перемешивают с равным количеством концентрированной серной кислоты и доводят смесь до кипения. С появлением белого пара двуокиси серы к смеси добавляют порцию кислоты, равную первой. Нагрев продолжают до исчезновения белого пара. В тигле остается крупчатая черная масса, которую затем прокаливают обычным способом. Золу, полученную таким способом, принято называть сульфатной золой . [c.15] При анализе работавшего масла с использованием прямого и кислотного озоления по ряду элементов наблюдаются значительные расхождения. Особенно велика разница для меди, олова, никеля, ванадия и молибдена. Во всех случаях применение прямого озоления дает заниженные результаты [44]. По данным работы [45], определяя содержание железа в растительных материалах с применением прямого озоления и прокаливания при 500—600 °С, получают результаты, заниженные на 6—28% по сравнению с результатами кислотного озоления. Авторы объясняют это тем, что при прямом озолении получается окись углерода, в результате взаимодействия которой с железом образуется летучий пентакарбонил железа. [c.15] При анализе десяти образцов тяжелого газойля, содержащего 0,00007—0,00026% никеля, с использованием прямого и кислотного озоления во втором случае в золе обнаружено приблизительно в 2 ра и больше никеля [43]. [c.15] Но процесс кислотного озоления трудоемок. Кроме того, при использовании недостаточно чистой кислоты результаты анализа могут быть неточны. Поэтому кислотное озоление целесообразно применять лишь при определении легколетучих примесей. [c.15] В некоторых случаях при кислотном озолении пробу обрабатывают окислителем. Согласно работе [44], 20 е пробы перемешивают с 20 мл концентрированной серной кислоты м Ъ мл пергидроля (30% перекиси водорода) и нагревают на электроплитке до полного озоления. Иногда остаток прокаливают в муфельной печи. [c.15] В работе [49] описан метод определения кремния в кремнийфосфорорганических соединениях, основанный на Минерализации вещества персульфатом калия или пергидролем в концентрированной серной кислоте при нагревании — кремний выпадает в осадок. Процесс Минерализации длится около 1 ч. В качестве окислителя применяют также азотнокислый магний, окись магния [50] и др. [c.15] Для предотвращения потерь никеля и ванадия перед озолением в пробу вводят бензолсульфокислоту. Значительно сокращаются потери железа, никеля и ванадия при окислении масла хлорной кислотой [51]. Для спектрофотометрического определения малых количеств никеля и ванадия в масле озоление ведут в присутствии элементарной серы. При этом образуются сульфиды. Сравнение с результатами прямого озоления показало, что после введения 10% серы (от массы пробы) потери ванадия и никеля снижаются на 20— 50% [51]. [c.16] Большое распространение получил метод озоления нефтепродуктов с применением коллектора [52—58], по которому в фарфоровый тигель помещают навеску нефтепродукта и 100—500 мг спектрально чистого угольного порошка. После перемешивания пробу поджигают и остаток прокаливают в муфельной печи. Затем массу остатка доводят угольным порошком до заданного значения. Таким образом проба обогащается в десятки раз. Из-за наличия угольного порошка в пробе при озолении сокращаются потери Металлов, так как уголь является хорошим адсорбентом. Кроме того, удобнее работать с относительно большим количеством смеси угля и золы, чем с несколькими миллиграммами чистой золы, и точность анализа при этом повышается. Метод особенно эффективен при исследовании веществ с низкой зольностью. [c.16] При озолении с коллектором значительно экономится время благодаря уменьшению числа взвешиваний и возможности производить его с точностью в 10 раз меньшей, чем предусматривается в ГОСТ 1461—59. При этом ошибка взвешивания не больше 0,5%, что вполне приемлемо для аналитической практики. [c.16] В качестве коллектора наряду с угольным и графитовым порошками применяют и другие вещества. При анализе органических продуктов в качестве коллектора используют сульфат стронция. Навеску (1—50 г) смешивают в платиновой или кварцевой чашке с 315 мг спектрально чистого сульфата стронция (что соответствует 150 жг чистого стронция). Легколетучую основу выпаривают при атмосферном давлении или при разрежении до полного удаления. К сухому остатку добавляют 0,5 мл концентрированной серной кислоты, выпаривают, прокаливают при 550 °С в течение 30 мин и растирают в порошок. [c.16] Вернуться к основной статье