ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Современные методы определения микроэлементов в нефтях и нефтепродуктах из "Металлы в нефтях" Неуглеводородные компоненты нефти прочно хемосорби-руются, уплотняются на поверхности катализатора, блокируя действующую активную часть, снижают его эффективность и межрегенерационный период. Основная масса металлов, связанная с ГАС, даже после регенерации остается в порах катализатора в виде оксидов, поэтому активность последних не восстанавливается до первоначального уровня. Например, на 100 г исходного алюмокобальтмолибденового катализатора в условиях гидрообессеривания за 1800 ч работы откладывается, г ванадия до 100, никеля 30,, кобальта 15, углерода 10—15. Такой катализатор невозможно регенерировать, его необходимо направлять на химическую переработку. [c.17] Микроэлементы нефти в химически связанном состоянии с нефтяными продуктами и в механических примесях отрицательно воздействуют на качество и эксплуатационные показатели горючесмазочных материалов. Это относится к любой области топливомасляного применения нефтепродуктов. Содержание микроэлементов в бензине, реактивном топливе, топливе для газотурбинных установок стационарного и транспортного назначения, в жидком котельном топливе — одна из важнейших качественных характеристик, которая определяет срок эксплуатации двигателей, приводит к авариям, прогарам, коррозии турбинных лопаток, золовому заносу котлоагрегатов и т. д. [c.17] Кроме того, знание содержания микроэлементов в нефтяном сырье и нефтепродуктах имеет важное экологическое значение. Особую опасность загрязнения окружающей среды представляют котельные установки теплоцентралей, потребляющие в больших количествах низкосортное топливо с повышенным содержанием ГАС и микроэлементов. В результате в атмосферу выбрасываются оксиды серы, азота, металлов, количество которых прямо пропорционально количеству переработанного топлива и содержанию в нем примесей. [c.17] Аналогичная проблема возникает при получении олефинов пиролитическим способом. Наличие в сырье значительного количества микроэлементов приводит к интенсивному отложению металлов в трубчатых печах, их коррозии и снижению выхода продуктов пиролиза на единицу мощности. [c.17] Знание состава микроэлементов в нефти имеет прикладное, а также важное научное значение, так как позволяет перейти к изучению закономерностей их распределения в нефтях, взаимосвязей н роли в процессах химической эволюции нефти [1, 2]. [c.17] Таким образом, проблема ГАС и микроэлементов в нефтях является многогранной, включает комплекс отдельных, но взаимосвязанных направлений и требует для своего решения использования большого арсенала средств и методов тонкого анализа состава, строения и свойств органических соединений и их смесей. [c.18] Попытки создания стандартизированных методик определения содержания примесей металлов в нефти и нефтепродуктах только в последние годы частично оказались успешными [3]. Литературные данные, особенно ранних работ, о содержании металлов часто противоречивы и неточны [1]. Однако, несмотря на некоторые аналитические неточности и погрешности, имеющиеся данные свидетельствуют о том, что нефти и нефтепродукты содержат значительную часть элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Их содержание заключается в широком диапазоне концентраций — от до 10 % (табл. 1,1). [4—11]. Значительно меньше металлов присутствует в продуктах переработки нефти или ее фракциях [И, 12]. [c.18] Для обеспечения аналитического контроля в нефтехимической технологии необходимо определять содержание примесей в концентрациях от десятков процентов (например, при нахождении динамики накопления металлов на катализаторах) до тысячных долей примеси на миллион частей пробы. При этом изучаемые объекты очень разнообразны нефть, различные виды горючего, присадки, масла и т. д. Часто для анализа может быть представлена весьма малая проба (миллиграммы или их доли). Иногда возникает необходимость экспрессного определения примесей в потоке. Выбор метода анализа, с помощью которого можно наиболее эффективно решить аналитическую проблему, представляет достаточно сложную задачу, поэтому здесь необходимо учитывать ряд факторов метрологические характеристики метода (предел обнаружения, воспроизводимость, правильность) состав пробы число определяемых элементов и их содержание в пробе количество материала число проб, которые необходимо проанализировать сроки выполнения анализа и т. д. Отметим, что металлы в нефти и ее компонентах — это, как правило, микроэлементы, поэтому при выборе метода анализа, разработке методики и проведении определения необходимо принимать меры к уменьшению или даже полному устранению потенциальных источников погрешностей, обусловленных отбором проб, хранением нефтяных продуктов, стабильностью стандартных веществ, чистотой в лаборатории и т. д. [3, 13]. [c.18] Как правило, расширение практического использования тоге или иного метода следует за периодами развития или совершенствования техники анализа. Так, рост числа работ по ААС в многом был обусловлен использованием электротермических атомизаторов [3, 28, 29]. В перспективе возможен прогресс популярности атомно-эмиссионной спектрометрии благодаря применению в ней индукционно-связанной плазмы (ИСП) [30]. [c.21] Большинство исследователей при определении микропримесей металлов в нефти и нефтепродуктах отдают предпочтение современным инструментальным физическим методам [14—22, 31], вместе с тем традиционные химические и физико-химические методы также по-прежнему широко применяются. Это, вероятно, обусловлено тем, что во многих практических приложениях в нефтепродуктах требуется находить один, два, максимум три элемента. Поэтому, несмотря на то, что для выполнения конечных определений химическими или большинством физикохимических методов необходимы предварительная обработка образца и сложная подготовка пробы, из-за простоты аппаратурного обеспечения уровень использования этих методов остается высоким, ведутся работы по их дальнейшему развитию и совершенствованию. Этот вывод подтверждается приведенным в данной главе обзором работ, посвященных применению химических и физико-химических методов для определения микроэлементов в нефти и нефтепродуктах. При этом предварительно рассмотрены общие для всех методов анализа вопросы пробоподготовки, разложения органического вещества, возможного загрязнения проб неконтролируемыми примесями и т. д. [c.21] Нефть относится к классу органических веществ, для которых подготовка образцов к анализу длительна, сложна и является одним из основных источников погрешностей. [c.21] Последние г.югут переходить в нефть из материнского вещества, а также синтезироваться в процессе эволюции и миграции. Именно исследование этой формы нахождения микроэлементов в нефтях и является узловой проблемой, через которую открывается путь к решению технологических, геохимических и других задач. [c.22] Поскольку источники 1—3 микроэлементов в нефти носят в основном случайный характер, то получение свободной, чистой от этих элементов, нефти является первоочередной задачей. [c.22] Очистка нефти от механических и водорастворимых примесей. Отсутствие паспортизированных стандартных образцов, унифицированной методики по предварительной подготовке нефти к анализу является одной из трудностей для обеспечения правильности и точности анализа сложных природных объектов, таких, как нефть, любыми методами. [c.23] С помощью инструментального нейтронно-активационного анализа исследованы существующие методы очистки нефти от механических примесей, воды, растворенных в воде солей 132, 33]. [c.23] Фильтрование анализируемой нефти проводили в воронке Бюхнера с использованием фильтра синяя лента . Параллельные пробы подвергли центрифугированию в течение 30 мин при 20°С и скорости вращения ротора 3000—4000 об/мин (гу= 10 см, 0ц=1000 д). При такой скорости вращения ротора центрифуги существенного разделения компонентов нефти, которое наблюдается при больших скоростях [34, 35], не происходит. В случае появления водной фазы центрифугированную нефть отделяли от воды переносом в колбу и перед отбором части нефти на анализ ее перемешивали. [c.23] Из результатов, представленных в табл. 1.2, видно, что для очистки нефти от механических примесей приемлемы оба способа, так как значимых колебаний в содержании микроэлементов нефти, подвергнутой фильтрованию или центрифугированию, не наблюдается. Вязкие нефти перед очисткой от механических примесей рекомендуется разбавлять чистым бензолом. [c.23] Филби [36] также не обнаружил различий в содержании микроэлементов в фильтрованных и центрифугированных образцах нефти (в пределах погрешности метода). Для некоторых нефтей в содержании Аз, Ыа, Ре были обнаружены различия, которые можно объяснить наличием в образцах механических примесей, обнаруженных на фильтре в виде черной твердой фазы. [c.23] Для отделения водорастворимых соединений микроэлементов из нефти в дальнейшем ее рекомендуется промывать водой. [c.23] При условии выполнения этих операций могут быть получены воспроизводимые при анализе одной нефти результаты. [c.26] Вернуться к основной статье