1. Опишите традиционные (стандартные) методы исследования нефтей. Что такое sara-анализ нефтей?
Основной принцип исследования нефти сводится к комбинированию методов ее разделения на компоненты с постепенным упрощением состава отдельных фракций, которые затем анализируют разнообразными физико-химическими методами. Наиболее распространенными методами определения первичного фракционного состава нефти являются различные виды дистилляции (перегонки). По результатам отбора узких (выкипают в пределах 10-20°С) и широких (50-100°С) фракций строят кривые истинных температур кипения (ИТК) нефти, устанавливают содержание отдельных фракций, нефтепродуктов или их компонентов, углеводородный состав. Дистилляцию проводят (до 450 °С и выше) на стандартных перегонных аппаратах, снабженных колонками. Отбор фракций, выкипающих до 200 °С, осуществляется при атм. давлении, до 320 °С - при 1,33 кПа, выше 320 °С- при 0,133 кПа. Остаток перегоняют в колбе с цилиндрическим кубом при давлении около 0,03 кПа, что позволяет отбирать фракции, выкипающие до 540-580 °С.
Во время дистилляции сырая нефть нагревается в нижней части дистилляционной колонны. По мере повышения температуры компоненты сырой нефти, имеющие различные точки кипения, последовательно поднимаются на заранее определенный уровень колонны в соответствии с их плотностями, конденсируются на тарелках колонны, откуда затем извлекаются для дальнейшей переработки.
Х
роматография
—
метод анализа, основанный на перемещении
зоны вещества вдоль слоя сорбента в
потоке подвижной фазы с многократным
повторением сорбционных и десорбционных
актов. При этом разделяемые вещества
распределяются между двумя несмешивающимися
фазами: подвижной и неподвижной.
(Метод разделения смесей веществ или
частиц, основанный на различии в скоростях
их перемещения в системе несмешивающихся
и движущихся относительно друг друга
фаз.)
О
сновы
хроматографического процесса: Представим
себе трубку, заполненную простым
адсорбентом (колонку), через которую
непрерывно течет растворитель.
Адсорбент
неподвижен и удерживается в колонке
фильтрами (неподвижная фаза). Растворитель,
перемещающийся относительно сорбента,
называется подвижной фазой. Введем в
верхнюю часть колонки по одной молекуле
соединений – сорбатов (Х и У). При движении
вдоль колонки эти молекулы будут
диффундировать внутри пор сорбента и,
в результате межмолекулярных взаимодействий
того или иного типа, адсорбироваться
на поверхности неподвижной фазы.
Время, в течение которого молекулы находятся в адсорбированном состоянии, определяется силой межмолекулярного взаимодействия сорбатов Х и У с сорбентом. Чем слабее сорбция, тем быстрее перемещаются молекулы вниз по колонне.
Я
вление
замедленного движения молекул Х и У
относительно движения подвижной фазы
в хроматографии называется удерживанием.
Если константы сорбции веществ Х и У
различны, то различным будет и их средняя
скорость движения по колонке. Таким
образом, достигается основная цель
хроматографии - разделение.
Хроматограмма - кривая, изображающая зависимость концентрации соединений, выходящих из колонки с потоком подвижной фазы, от времени с момента начала разделения.
Применительно к нефти: Цилиндр наполнен порошком или гелием. На дин конец колонки посылают нефть. Нефть диффундирует, при этом более мелкие молекулу двигаются быстрее. На выходе колонки - детектор, который определяет количество молекул пришедших за время t.
SARA-разделение - анализ, разделяющий сырую нефть на четыре основные классы химических соединений, основанных на различиях в растворимости и полярности. Четыре SARA-фракции - насыщенные, ароматические углеводороды, смолы и асфальтены.
