Методика определения

Процесс определения нормальных метановых углеводородов сводится к следующему. В высокий стакан из толстого стекла берут навеску фракции и разбавляют растворителем, затем добавляют твёрдый карбамид в соотношениях 1:2 для бензиновых, керосиновых фракций и 1:3 или 1:4 для масляных фракций и вливают активатор, всё тщательно перемешивают.

Активатор лучше вливать порциями, каждый раз энергично перемешивая смесь. Если активатор влить сразу, то при больших количествах нормальных метановых углеводородов может образоваться корочка комплекса или шарики, которые нужно разбивать. По этой же причине не рекомендуется активировать карбамид спиртом до перемешивания его с фракцией.

Для того чтобы осадок (комплекс) не прошёл в фильтрат, рекомендуется положить в воронку два фильтра. Комплекс промывают 2-3 раза небольшим количеством охлаждённого растворителя, а затем сушат на фильтровальной бумаге в вытяжном шкафу в течение 2-3 часов до исчезновения запаха растворителя. Высушенный комплекс переводят в делительную воронку и разлагают 2-3 объёмами воды, нагретой до 60 - 80 °С.

После охлаждения содержимого делительной воронки до 30-35 °С нормальные метановые углеводороды извлекают петролейным эфиром.

Выход парафина находят по формуле

где п - выход парафина в г,

а - навеска нефтепродукта в г.

Контрольные вопросы

1. Условия проведения процесса образования комплекса с карбамидом.

2. Роль растворителя в процессе образования комплекса. Предъявляемые к нему требования.

3. Соотношения исследуемой фракции с карбамидом.

Литература

1. Дияров И.Н., Батуева И.Ю., Садыков А.Н., Солодова Н. Л. Химия нефти, Руководство к лабораторным занятиям: учебное пособие для ВУЗов., Л., Химия, 1990.

2. Смидович Е. В., Лукашевич И.П. Практикум по технологии переработки нефти, М, Химия, 1978.

Лабораторная работа №10 Тема: Адсорбционная очистка масляных дистиллятов

Адсорбционную очистку масляных фракций применяют для получения высококачественных масел различного уровня вязкости, деароматизированных жидких парафинов и других продуктов различного назначения. В основе процесса лежит разделение высококипящих нефтепродуктов за счет различной адсорбируемости их компонентов на поверхности адсорбента.

Адсорбционное разделения различных веществ на практике осуществляют силикагелями, алюмосиликатами, активными углями, активной окисью алюминия, цеолитами, природными глинистыми породами. При этом к адсорбентам предъявляются следующие требования: высокие селективность разделения и адсорбционная емкость; хорошие кинетические характеристики, особенно в жидкофазных процессах, где коэффициенты диффузии в 10³ меньше, чем в газах; отсутствие каталитической активности к компонентам разделяемой смеси.

Селективность адсорбции возникает часто за счет специфического взаимодействия молекул и поверхности адсорбента через электронно-донорное звено функциональной группы молекулы (π-связь) и выдвинутый положительный заряд (протонизированный водород гидроксильной группы, обменный катион и др.) поверхности. Так на поверхности силикагеля основными центрами специфической молекулярной адсорбции молекул с локально сосредоточенной электронной плотностью являются свободные гидроксильные группы. Поэтому же, являясь кислотой протонного типа (электрон-акцептором), по кислотно-основному механизму специфического взаимодействия силикагель образует на своей поверхности π -комплексы с основанием (электродонором) и селективнее адсорбирует соединения с функциональными группами из смеси с н-алканами, у которых проявляется только неспецифическое взаимодействие с поверхностью силикагеля. Поверхность углеводородных адсорбентов (сажа, активированные угли) не является носителем кислотных центров, не вступает в специфическое взаимодействие с адсорбированными молекулами углеводородов.

Наибольший вклад специфического взаимодействия при адсорбции у цеолитов в силу особенностей их структуры, поверхность актив­ной окиси алюминия, насыщенная сильными апротонными кислотными центрами, также специфически взаимодействует с молекулами, имеющими π -связь.

Адсорбционная емкость зависит от величины обшей поверхно­сти адсорбента и объема его пор и характеризуется удельной по­верхностью и удельным объемом пор.

Кинетические характеристики. Процесс жидкофазной адсорбции на пористых твердых телах складывается из следующих стадий: подвода вещества к внешней поверхности адсорбента, диффузии молекул по транспортным порам, процесса адсорбции на поверхности адсорбента.

Первая стадия определяется внешнедиффузионными факторами и не представляет интереса с точки зрения влияния природы адсор­бента на адсорбцию, на вторую – оказывает влияние размер транспорт­ных пор. Третья стадия зависит от адсорбционной емкости и селек­тивности абсорбента. Кинетические характеристики жидкофазной ад­сорбции определяются внутренней диффузией молекул компонентов раствора, зависящей от величины среднего радиуса транспортных пор. Для различных марок силикагелей, активированных углей, ак­тивной окиси алюминия и природных глин средний радиус пор нахо­дится в пределах 1-7; 0,7-1,7; 6-10; 0,28-10 нм. При уменьшении среднего радиуса пор силикагеля диффузия молекул ароматических углеводородов в порах уменьшается. Регулировать и улучшать свойства адсорбентов можно варьиро­ванием их пористой структуры или изменением химической природы поверхности, за счет чего достигается избирательность адсорбции. При очистке нефтепродуктов с помощью адсорбентов имеет место физическая адсорбция, при которой сорбаты могут быть выделены при десорбции. В первую очередь адсорбируются полярные соединения, затем неполярные вещества, в молекулах которых под действием си­лового поля молекул адсорбента возникают индуцированные диполи, и далее – неполярные вещества, адсорбируемость которых определя­ется дисперсионным взаимодействием молекул адсорбента и адсорби­руемого вещества. На этом основана адсорбционная очистка масля­ного сырья, призванная удалить из него значительные количества смол и полициклических ароматических углеводородов, ухудшающих эксплутационные свойства масел и их восприимчивость к композициям присадок.

Аппаратура и материалы

1. Лабораторная установка для адсорбционной очистки сырья и отгона растворителя (рисунок).

2. Образец: дистиллята.

3. Растворитель - бензин.

4. Силикат марки АСК, высушенный при 180°С в течение пяти часов.