ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химический групповой анализ жидких углеводородных смесей из "Химия нефти и искусственного жидкого топлива" В предыдущих параграфах было выяснено, какие методы применяются при анализе отдельных групп углеводородов. Здесь будут разобраны общие схемы исследования, применяемые для установления группового и индивидуального состава различных углеводородных смесей. [c.151] Так как присутствие непредельных углеводородов значительно осложняет групповой анализ, то мы прежде всего разделим объекты исследования на две группы. К первой группе относятся смеси, не содержащие непредельных углеводородов (фракции прямой перегопки нефти, алкилбензины, гидрированные продукты и некоторые другие смеси углеводородов), а ко второй группе — все продукты, содержащие непредельные углеводороды. [c.151] Во всех случаях исследования широких фракций (бензины, керосины и т. д.) анализируемый продукт прежде всего разгоняется на более узкие фракции. При групповом анализе бензинов разделение ведется иа фракции до 60°, 60—95°, 95—122°, 122—150°. В этих фракциях концентрируются ароматические углеводороды бензол, толуол, ксилолы. Более высококипящие фракции отбираются через каждые 50°. При детализированном исследовании проводится четкая ректификация и фракции отбираются через каждые 10, 5, 2 или даже 1°. В обоих случаях дальнейший анализ проводится с отдельньши фракциями. При разгонке и ректификации учитывается процентный выход каждой фракции, поэтому в дальнейшем легко провести пересчет данных анализа отдельных фракций на суммарный исходный продукт. [c.151] В редких случаях, когда состав смеси не очень сложен и не требуется большой точности, анализу подвергаются исходные продукты без предварительного фракционирования. Если при этом применяются физические методы анализа (анилиновые точки, относительные дисперсии и т. п.), то соответствующие коэффициенты для отдельных фракций усредняются. [c.151] В случае анализа непредельных бензинов можно применять упрощенный комбинированный метод, заключающийся в том, что определение непредельных и ароматических углеводородов проводится в неразогнанном бензине по схеме I (стр. 152), а перед определением нафтенов и парафинов предельный остаток разгоняется на фракции. Если эту разгонку проводить количественно, то пересчет данных анализа отдельных фракций на исходный продукт не представляет труда. [c.151] Па стр. 152—155 представлены схемы группового химического анализа углеводородных смесей, в которых скомбинированы различным образом современные методы анализа на отдельные группы углеводородов. [c.151] Примечание. Нумерацией и стрелками указан ход анализа (последовательность аналитических операций) разветвленные стрелки указывают на то, что соответствующие операции производятся в отдельных пробах. [c.153] На схемах доказаны методы определения отдельных классов углеводородов, последовательность операций и расчетные формулы. [c.156] Схема I (стр. 152) иллюстрирует наиболее распространенный метод группового анализа продуктов, не содержащих непредельных соединений (метод анилиновых точек). Однако, используя остальные схемы, представлершые на стр. 152—153, можно достичь не менее точных и достоверных результатов, а в ряде случаев эти схелш даже заслуживают предпочтения. При анализе по всем схемам необходимо удаление ароматических углеводородов из смеси. Это проще, удобнее и безопаснее проводить методом адсорбции на силикагеле, чем обработкой серной кислотой. Кроме того, в этом случае можно анализировать небольшие количества фракций. [c.156] изображенные иа стр. 154—155, показывают, как комбинируются методы анализа при иеследовании фракций, в которых присутствуют и непредельные углеводороды. [c.156] Варианты систематического анализа, представленные на схемах I и II, сравнительно просты, и наиболее часто применяются на практике. Однако им присущи серьезные недостатки, сказывающиеся на точности анализа. Непредельные углеводороды по этим схемам определяются по бромному числу, а, как отмечалось выше, методы определения йодных и бромных чисел не всегда обеспечивают получение достаточно точных результатов. Как видно из схемы расчета, погрешности в определении содержания непредельных сказываются и на результатах определения остальных групп углеводородов. Кроме того, обработка концентрированной серной кислотой, применяемая по схеме I для определения и отделения с шмы непредельных и ароматических, и последующая перегонка для отделения полимеров являютсяи сточниками потерь. Наконец, если в анализируемом продукте присутствуют парафипы или нафтены с третичным атомом углерода, то они частично могут реагировать с серной кислотой, что также скажется на точности анализа. [c.156] Наиболее точный, но значительно более сложный вариант анализа представлен на схеме Ш. Здесь предусматриваются последовательное отделение и определение диолефинов малеиновым ангидридом, моноолефинов — полухлористой серой, а отделение ароматических — адсорбцией на силикагеле. [c.156] Что касается анализа лигроиновых, керосиновых и газойлевых фракций, то в этом случае, судя ио имеющимся пока немногочисленным данным, следует отдать предпочтение схемам IV (стр. 153 и 155) с использованием криосконического метода определения ароматических и суммы ароматических и ненредельных углеводородов. [c.156] В результате анализа по любой схеме получают данные о количественном содержании групп углеводородов в отдельных узких фракциях. [c.156] При детализированном исследовании бензинов и других смесей углеводородов возможности комбинирования разнообразных методов анализа еще более обширны. [c.157] Платэ и Г. А. Тарасова) в годы Великой Отечественной войны разработали комплексный метод детализированного исследования индивидуального состава бензинов. В этом методе сочетаются обычные методы группового анализа (отвечающие схеме I, стр. 154), разгонка на ректификационных колонках предельного остатка на узкие фракции и оптическое исследование исходных продуктов, широких и узких фракций (изучение спектров комбинационного рассеяния света). Этим методом за сравнительно короткий срок был исследован ряд бензинов и высокооктановых компонентов (алкилат, неогексан, технический изооктан). В большинстве случаев этот комплексный метод позволил выяснить почти полностью состав исследованных продуктов, установить содержание в них индивидуальных компонентов. [c.157] сочетание четкой ректификации, хроматографической адсорбции, рефрактометрии, спектрального анализа, метода критических температур растворения и различных химических методов позволяет в настоящее время установить не только групповой, но и индивидуальный состав углеводородных смесей, выкппаюнщх до 150-175°. [c.157] Исследование химического состава масляных фракций нефти, выкипающ1гх выше 300°, значительно труднее, чем исследование газов и светлых продуктов. Эти фракции представляют собой смеси чрезвычайно большого количества углеводородов сложного, в основном циклического строения, содержащих 20—40 и даже более углеродных атомов в молекуле. Кроме того, в маслах, особенно в неочищенных, всегда присутствуют сернистые, кислородные и асфальто-смолистые вещества, а также твердые углеводороды (парафины). [c.158] Исследование масел осложняется еще и тем обстоятельством, что часть углеводородов, входящих в их состав, имеет смешанное строение, т. е. их молекулы содержат от одного до трех (редко четырех) циклов нафтенового или ароматического характера с длинными и короткими боковыми парафиновыми цепями. Таким образом, влияние различных структурных элементов на физические и химические свойства таких молекул может очень затруднить расшифровку аналитических данных. Вместе с тем установление химического состава масел и свойств отдельных групп углеводородов близкого строения имеет не только познавательное, но и большое практическое значение, так как от химического строения углеводородов зависят важнейшие эксплуатационные свойства масел вязкость, индекс вязкости, склонность к окислению, температура застывания и другие. [c.158] Вернуться к основной статье