2.4 Анализ качества и сертификация нефтяных растворителей. Показатели качества нефтяных растворителей. (Основные требования к Уайт-спирит)

Нефтяные растворители применяют в различных отраслях промышленности для растворения и экстракции органических соединений. Основной объем растворителей поставляют для нужд резиновой, лакокрасочной, лесохимической, маслоэкстракционной промышленности, а также для мойки и обезжиривания металлических поверхностей.

Нефтяные растворители подразделяют на низкокипящие (бензиновые), выкипающие при температуре до 150 ⁰С (их маркируют индексом Б), и высококипящие (керосиновые), выкипающие при температуре более 150 ⁰С (их маркируют индексом К). В зависимости от углеводородного состава растворителя, исходного сырья и технологии получения нефтяные растворители подразделяют на следующие группы:

П – парафиновые, содержащие более 50 % мас. нормальных парафиновых углеводородов;

И – изопарафиновые, содержащие более 50 % мас. изопарафиновых углеводородов;

Н – нафтеновые, содержащие более 50 % мас. нафтеновых углеводородов;

А – ароматические, содержащие более 50 % мас. ароматических углеводородов;

С – смешанные, содержащие более 50 % мас. углеводородов каждой из групп.

В зависимости от содержания ароматических углеводородов группы нефтяных растворителей (кроме ароматических) делят на подгруппы со следующими обозначениями:

Номер подгруппы	0	1	2	3	4	5
Содержание ароматических углеводородов, % мас.	< 0,1	0,1–0,5	0,5–2,5	2,5–5,0	5–25	25–50

В условное обозначение растворителя, выпускаемого промышленностью, входят следующие данные: сокращенное название – нефрас, затем обозначение группы, номер подгруппы и пределы выкипания продукта, записанные через дробь. За нижний предел выкипания принимают температуру начала кипения, за верхний – конечную температуру, установленную техническими требованиями на соответствующий растворитель. Например, нефтяной парафиновый растворитель с содержанием ароматических углеводородов от 2,5 до 5,0 %, выкипающий в пределах температур 30–80 ⁰С обозначают: нефрас-П3–30/80.

В таблице 2.1 приведены обозначения и наименования некоторых нефтяных растворителей.

Таблица 2.1. Условные обозначения и наименования

растворителей

Наименование нефтяных растворителей	Обозначение
Бензин-растворитель для резиновой промышленности	Нефрас-С2-80/120 Нефрас-С3-80/120
Растворитель для технических целей	Нефрас-С-50/170
Бензин-растворитель для лакокрасочной промышленности (уайт-спирит)	Нефрас-С4-155/200
Сольвент нефтяной	Нефрас-А-130/150
Сольвент нефтяной тяжелый	Нефрас-А-120/200
Бензин экстракционный прямогонный	Нефрас-С3-70/95
Бензин экстракционный	Нефрас-С2-70/85
Бензин-растворитель для лесотехнической промышленности	Нефрас-С3-105/130
Фракция петролейного эфира	Нефрас-П4-30/80
Гептан-растворитель	Нефрас-С3-94/99
Заменитель уайт-спирита	Нефрас-С4-150/200
Гексановые растворители	Нефрас-П1-65/75 Нефрас-П1-63/75 Нефрас-П1-65/70
Технологический растворитель для процесса «Алфол»	Нефрас-Н2-220/300
Растворитель для бытовых инсектицидов	Нефрас-И2-190/320
Нефтяной ароматический растворитель	Нефрас-А-150/330

Важнейшими эксплуатационными свойствами нефтяных растворителей являются:

- способность растворять органические соединения;

- способность удалять органические загрязнения с поверхности металлов;

- способность быстро испаряться;

- способность к минимальному образованию отложений своих компонентов;

- коррозионная агрессивность (определяется наличием в растворителях сернистых соединений);

- стабильность качества нефтяных растворителей, которая характеризуется их гарантийным сроком хранения;

- степень токсичности растворителей, характеризующая их воздействие на человека и окружающую среду.

Лабораторная работа 5

Цель работы:

В зависимости от поставленной задачи целью лабораторной работы может быть:

1. Проведение сертификационных испытаний нефтяных растворителей на соответствие их основных физико-химических и эксплуатационных показателей согласно требованиям ГОСТ 3134-78 (Уайт-спирит); оформление по результатам сертификационных испытаний сертификата соответствия или паспорта качества.

2. Определение марки нефтяного растворителя (нефраса) и области применения на основе определения его группового состава и основных физико-химических показателей (согласно требованиям ГОСТ 3134-78); оформление паспорта качества.

Выбор вида анализа (сертификационные или контрольные испытания) производится преподавателем.

При анализе качества нефтяных растворителей по ГОСТ 3134-78 и ТУ или при их сертификации по ГОСТ 3134-78 в учебной лаборатории определяют следующие физико-химические и эксплуатационные показатели:

- плотность при 20 ⁰С;

- фракционный состав;

- температура вспышки в закрытом тигле;

- анилиновая точка;

- массовая доля ароматических углеводородов;

- массовая доля серы;

- испытание на медной пластинке;

- содержание водорастворимых кислот и щелочей;

- содержание механических примесей;

- содержание воды;

- цвет.

При определении марки нефтяного растворителя в учебной лаборатории определяют групповой состав растворителя, то есть содержание парафиновых, циклических и ароматических углеводородов.

Среди неинструментальных методов определения группового состава бензиновых фракций наиболее широкое распространение получил анилиновый метод, основанный на неодинаковой растворимости углеводородов различных классов в анилине.

При анализе группового химического состава прямогонного бензина его сначала разгоняют из колбы с дефлегматором на узкие стандартные фракции, пределы выкипания которых соответствуют пределам выкипания аренов в смеси с другими углеводородами:

Фракция, 0С
н.к. – 60	не содержащая аренов
60 – 95	бензольная
95 – 122	толуольная
122 – 150	ксилольная и этилбензольная
150 – 200	содержащая арены С9 – С10

Для каждой фракции определяют анилиновую точку (Т), после чего из фракций удаляют арены и для деароматизированных фракций вновь определяют анилиновые точки (Т₁) методом равных объемов.

Массовую долю аренов рассчитывают по формуле

, (2.23)

где (Т₁ – Т) – депрессия анилиновой точки, зависящая от содержания аренов; К – коэффициент, соответствующий содержанию аренов, вызывающему понижение анилиновой точки деароматизированной фракции на 1 ⁰С.

Значения коэффициента К зависят от природы аренов, присутствующих в узкой фракции, и их количества. Они определены экспериментально в ГрозНИИ для разных фракций в зависимости от концентраций в них аренов и приведены в прил. 11,12.

Так как после удаления аренов во фракциях остаются углеводороды лишь двух классов – алканы и циклоалканы, анилиновая точка Т₁ соответствует определенному соотношению этих углеводородов в алкано-циклоалкановой части фракций. Пользуясь данными прил. 13, по известной анилиновой точке Т₁ можно найти значение Н₁.

, (2.24)

где Н₁ – содержание циклоалканов в деароматизированной фракции, %.

Массовую долю алканов П, %, определяют по формуле

, (2.25)

где А – массовая доля аренов, %; Н – массовая доля циклоалканов, %.

Во фракции н.к. – 60 ⁰С ввиду менее сложного компонентного состава (арены в ней отсутствуют) определение содержания циклоалканов производят в зависимости от плотности фракции в соответствии с данными прил. 14.

Массовую долю аренов в бензине рассчитывают по формуле

, (2.26)

где А₁, А₂, …, А_n – массовая доля аренов в стандартных узких фракциях, %; В₁, В₂, …, В_n – массовая доля узких фракций в растворителе, %.

Аналогично рассчитывают содержания циклоалканов и алканов.

Перед началом работы необходимо проработать следующие вопросы коллоквиума по качеству нефтяных растворителей:

- испаряемость;

- коррозионная активность;

- пожароопасные свойства.

При подготовке к коллоквиуму следует использовать литературу [10,12].

Сертификат соответствия не выдается, если сертифицируемый нефтяной растворитель не соответствует хотя бы одному из показателей Госстандарта на нефтепродукт. В этом случае выдается паспорт качества.

Форма сертификата соответствия приведена в прил. 5, паспорта качества – в прил. 6. Порядок и правила заполнения сертификата соответствия приведены в [1].

Физико-химические и эксплуатационные показатели нефтяного растворителя согласно требованиям ГОСТ 3134-78 приведены в прил. 10.