ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы исследования масляных фракций и остаточных нефтепродуктов из "Химия и технология нефти и газа" 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. [c.73] По всем этим данным, а также путем сравнения с физическими константами синтезированных индивидуальных углеводородов в ряде случаев удается установить типы молекул и примерные соотношения их в исследуемой фракции. [c.73] 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. [c.73] Фракция ароматических углеводородов названа так здесь и дальше лишь для краткости. На самом деле в эту группу попадают углеводороды, которые имеют хотя бы одно ароматическое кольцо. Конечно, в этой же группе находятся и чисто ароматические углеводороды рядов нафталина, антрацена и др. На окиси алюминия более четко удается разделить ароматические углеводороды различной цикличности. Сернистые соединения сорбируются в основном вместе с ароматическими фракциями. На активированном угле из метано-нафтеновой фракции можно дополнительно отделить нормальные парафиновые углеводороды. [c.74] Десорбция отдельных групп компонентов масляных фракций проводится последовательно 1) растворителем типа легкого деароматизованного бензина для отмывки метано-нафтеновой фракции 2) бензолом для десорбции ароматических углеводородов 3) спирто-бензольнои смесью или ацетоном для десорбции смолистых веществ. [c.74] Контроль за составом десорбируемых фракций ведется по показателям преломления. Адсорбцию на разных сорбентах обыкновенно проводят последовательно. Вначале на силикагеле получают метано-нафтеновую и суммарную ароматическую фракции. Затем ароматические углеводороды разделяют на фракции легких средних и тяжелых (moho-, би- и трициклических) ароматических углеводородов на колонке с окисью алюминия. При необходимости метано-нафтеновую фракцию хроматографируют на активированном угле для отделения нормальных алканов. [c.74] В общем виде методика хроматографического анализа заключается в следующем. В колонку высотой 2,5—3 м и диаметром 10— 26 мм засыпают регенерированный или свежий силикагель марки АСК. Для полного смачивания силикагеля в колонку заливают растворитель — гептан, легкий бензин (к. к, 80 °С) или алкилатную фракцию 60—80° С, а затем вводят раствор навески анализируемого масла в том же растворителе. Количество масла не должно превышать 10—15% от веса силикагеля. Отношение навески масла к растворителю в зависимости от вязкости варьируют от 1 3 до 1 10. Когда весь раствор масла войдет в колонку, добавляют немного силикагеля, закрывают кран на выходе из колонки и оставляют раствор на 16—20 ч. На следующий день начинают отбор десорбируемых фракций. Вначале силикагель промывают тем же растворителем. Скорость отбора не должна превышать 2 мл/мин. При этом из колонки вытесняются углеводороды, практически не содержащие бензольных колец. [c.74] По показателям преломления фракции группируют и по полученным данным строят адсорбтограмму. К метано-нафтеновой фракции относят все фракции с показателем преломления до 1,49, к моноциклическим (легкие ароматические)—от 1,49 до 1,51, к бициклическим (средние ароматические)—от 1,51 до 1,53 и, наконец, к трициклическим (высшие ароматические) с показателем преломления 1,53. Все полученные фракции могут затем анализироваться другими методами, и в частности кольцевым или структурно-групповым. [c.75] Для указанных выше четырех фракций отбирают порции десорбированных компонентов с величиной б 1) до 100 2) от 102 до 125 3) от 125 до 160 и 4) выше 160. [c.75] Применяются и другие модификации хроматографического анализа, например на колонках с двойным сорбентом. [c.75] Я — содержание водорода до и после гидрирования, %. [c.76] Так как обе операции — гидрирование и элементарный анализ— на практике очень трудоемки, то в дальнейшем от них отказались, заменив определением в исследуемой пробе различных физических констант и молекулярного веса. Однако в основе расчетов современных вариантов структурно-группового анализа лежат закономерности прямого метода. [c.76] Ап — то же для показателя преломления. [c.78] Для предельного парафина были взяты следующие физические константы 1,4750 п = 1,4600 2° = 0,8510 = 0,8280. [c.78] На основании большой расчетной работы были составлены формулы для подсчетов результатов анализа (табл. 3). Так как определение физических констант для вязких масел при 20°С затруднительно, то все формулы дублируются и для констант, определенных при 70 °С. Кроме того, оказалось, что в зависимости от содержания Са, Ка и т. д. необходимо применять два ряда формул для низкого и высокого содержания того или иного структурного элемента. Для упрощения расчетов вначале необходимо подсчитывать факторы у, X и У, а затем, в зависимости от их значения, применять ту или иную формулу. При определении Ск вводится поправка на процентное содержание серы 5. [c.78] Таким образом, для выполнения анализа необходимо экспериментально определить молекулярный вес, плотность и показатель преломления и проделать все расчеты или воспользоваться номограммами. Метод п — 1 — М не рекомендуется применять для фракций, богатых ароматическими компонентами, а также содержащих серу в количестве более 2% и кислород более 0,5%. [c.78] Нефти различных месторождений и даже в пределах одного месторождения могут значительно отличаться друг от друга по химическому и фракционному составу, а также по содержанию серы, парафина и смол. В разное время предлагались различные химические, генетические, промышленные и товарные классификации нефтей. В настоящее время действует технологическая классификация нефтей СССР (ГОСТ 912—66). Согласно этой классификации все нефти оцениваются по следующим показателям 1) содержание серы в нефтях и нефтепродуктах 2) потенциальное со-держание фракций, перегоняюшихся до 350 °С, 3) потенциальное содержание и качество базовых масел 4) содержание парафина и возможность получения реактивных, дизельных зимних или летних топлив и дистиллятных базовых масел с депарафинизацией или без нее. [c.79] По содержанию серы нефти делятся на три класса I — малосернистые (не выше 0,5%) II — сернистые (от 0,51 до 2%) III — высокосернистые (выше 2%). [c.79] По содержанию фракций до 350 °С нефти делятся на три типа Тх — не менее 45% Тг —30—44,9% Тз —менее 30%. [c.79] По потенциальному содержанию базовых масел все нефти делятся на четыре группы М] — не менее 25% в расчете на нефть Мг— 15—25% в расчете на нефть и не менее 45% в расчете на мазут Мз—15—25% в расчете на нефть и 30—45%- в расчете на мазут М4 — менее 15% в расчете на нефть. [c.79] Вернуться к основной статье