ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение химического состава светлых дистиллятов из "Химия и технология нефти и газа" При детализированном исследовании узких фракций, в которых число компонентов невелико, задачей анализа уже является количественное определение отдельных индивидуальных веществ с доказательством их молекулярного строения. Чаще, однако, удается только доказать (идентифицировать) наличие углеводорода того или иного строения. Такая идентификация достигается применением, главным образом, спектроскопических методов анализа. [c.65] Среди спектроскопических методов для исследования химического состава нефти наибольшее значение получили анализы по спектрам комбинационного рассеяния света, по спектрам поглощения в инфракрасной и ультрафиолетовой области и масс-спектро-скопия. [c.65] Комбинационное рассеяние света было открыто советскими физиками академиками Ландсбергом и Мандельштамом в 1928 г. Одновременно оно было обнаружено также и индийским ученым Раманом, по имени которого иногда этот метод называют раманспек-троскопией. Это явление заключается в том, что при пропускании света определенной длины волны через вещество молекулы этого вещества частично поглощают электромагнитные колебания и тем самым возбуждаются, а затем испускают их, но уже с другой длиной волны. Наоборот, ранее возбужденные молекулы могут отдать часть своей энергии излучаемому свету. Таким образом, в спектре рассеянного света, помимо линии, частота которой совпадает с частотой источника света, появляются по обе стороны от нее дополнительные линии слабой интенсивности, расположенные симметрично от центральной линии. Частоты и интенсивности этих дополнительных линий характерны для данного рассеивающего вещества. В настоящее время имеются подробные атласы спектров комбинационного рассеяния света очень многих индивидуальных углеводородов, что и дает возможность применять этот метод для идентификации, а иногда и для оценки количественного содержания тех или иных углеводородов в исследуемых узких фракциях. [c.65] Масс-спектроскопия. Масс-спектральный метод анализа основан на ионизации потоком электронов в паровой фазе под глубоким вакуумом исследуемой углеводородной смеси. Образующийся при этом поток ионов в магнитном поле делится на группы в зависимости от их масс. Ионизацию ведут таким путем, что происходит не только ионизация, но и распад молекул углеводородов с образованием осколочных ионов. Между структурой соединения и его масс-спектром существуют определенные зависимости, которые и положены в основу количественного анализа этим физическим методом. Для каждого класса углеводородов характерно образование определенного ряда осколочных ионов. В магнитном поле, в зависимости от массы и заряда, полученные ионы движутся по различным траекториям. В конечном итоге ионы направляются на фотопластинку, и на ней получается масс-спектр. Каждый углеводород дает на масс-спектрограмме свои характерные полосы, по которым ведется в дальнейшем расшифровка спектрогратим. [c.66] Определение содержания непредельных углеводородов. Все химические методы количественного определения непредельных углеводородов основаны на реакции присоединения по месту кратной связи. В качестве реагентов применяются галогены и их соединения, серная кислота, полухлористая сера, водород, уксуснокислая ртуть, окислы азота и другие вещества, способные количественно присоединяться к непредельным углеводородам. Наиболее простые и самые распространенные — методы определения бромных или йодных чисел. [c.66] Бромным или йодным числом называется количество граммов брома (иода), присоединившееся к 100 г исследуемого вещества. Определение бромного (йодного) числа в общем виде заключается в проведении реакции галогенирования с последующим титрованием тиосульфатом натрия не вошедшего в реакцию галогена. Параллельно в холостом опыте оттитровывается взятое в реакцию количество галогена. Таким образом, по разности между холостым и целевым опытами узнается количество вошедшего в реакцию галогена. [c.66] Одновременно, наряду с целевой реакцией присоединения, возможно развитие побочных реакций замещения и разложения ди-бромпроизводных. [c.67] Кроме того, часть алкенов вступает в реакцию полимеризации. Обработка серной кислотой применяется в некоторых схемах группового анализа для совместного отделения непредельных и ароматических углеводородов от предельной части. [c.67] Эта реакция каталитическая. Предлагалось много различных катализаторов и условий процесса гидрирования. Применение катализаторов, содержащих или Р(1, позволяет проводить эту реакцию при комнатной температуре и низком давлении водорода. [c.67] Определение содержания ароматических углеводородов. Физические константы ароматических углеводородов значительно отличаются по абсолютной величине от констант предельных углеводородов. Это положено в основу многих методов определения количественного содержания ароматических углеводородов в бензиновых и керосиновых фракциях, не содержаш,их непредельных углеводородов. [c.68] Наибольшее распространение имеет метод определения критических температур растворения в анилине (метод анилиновых точек). [c.68] Коэффициент Ка зависит от природы и молекулярного веса ароматических углеводородов и их относительного содержания в смеси. Поэтому при химическом групповом анализе бензинов принято предварительно разгонять бензин на бензольную (60— 95°С), толуольную (95—122°С), ксилольную (122—150°С) и остаточные фракции. [c.68] Ароматические углеводороды удаляют, пропуская фракции через колонку с силикагелем. Ароматические углеводороды легче всего адсорбируются, и первые 3 мл продукта, необходимые для определения второй анилиновой точки, получаются полностью деароматизованными. [c.68] Для определения количественного содержания ароматических углеводородов получили также распространение дисперсиометри-ческий и криоскопический методы анализа . [c.69] При использовании удельной рефракции результаты получаются в вес. %. Как видно из формулы, кроме экспериментального определения физической константы смеси а необходимо также знать ах и Ог для исследуемой фракции. На основании анализа работ по исследованию химического состава бензиновых фракций из 77 нефтей рекомендованы средневзвешенные величины О] и 2 для стандартных бензиновых фракций (табл. 2 . [c.69] Метановые. . . Циклопентан. . Метановые. . . Циклопентановые Циклогексан. . Нафтеновые. . . Метановые. . . Циклопентановые Циклогексановые Нафтеновые. . . Метановые. . . Циклопентановые Циклогексановые Нафтеновые. . . Метановые. . . Циклопентановые Циклогексановые транс-Т идриндан Нафтеновые. . . Метановые. . . Циклопентановые Циклогексановые гракс-Декалин. Нафтеновые. . . [c.70] Во фракциях выше 300 °С содержание твердых парафинов определяется непосредственно методом вымораживания. [c.71] Для количественного определения содержания нормальных алканов в бензинах применяют молекулярные сита типа 5 А. [c.71] Если необходимо далее исследовать выделенные нормальные алканы, то их можно вытеснить из колонки с помощью паров воды. Их собирают в отдельную ловушку и затем расшифровывают состав хроматографическим методом. [c.72] Групповой химический анализ бензиновых и керосиновых фракций. На основе методов, разработанных для определения отдельных классов и групп углеводородов, применяют различные схемы группового химического анализа фракций, перегоняющихся до 300° С. Необходимой подготовительной операцией является разделение исходного продукта на следующие фракции 60—95,95—122, 122—150, 150—175, 175—200, 200—250, 250—300 °С. При фракционировании учитывается количественный выход фракций (ввес. %). Все дальнейшие анализы проводятся с каждой фракцией отдельно. [c.72] Вернуться к основной статье