Определение группового химического состава фракции, выкипающих более 300 0с, методом жидкостно-адсорбционной хроматографии с градиентным вытеснением
В результате работы освоен способ определения группового химического состава фракций, выкипающих более 300 ºС, методом жидкостно-адсорбционной с градиентным вытеснением.
Объекты исследования: сырье смесевого каталитического крекинга, сырье первой линии, вакуумный газойль.
Результаты исследования приведены на рисунках 27 – 29 и таблице 8.
Рисунок
27 - Хроматограмма сырья смесевого
кат.крекинга
Рисунок 28 - Хроматограмма сырья первой линии
Рисунок
29 - Вакуумный газойль
Таблица 8 - Количественное содержание углеводородов
|
Сырьё смесевого каталитического крекинга |
Сырьё первой линии |
Вакуумный газойль |
Парафино-нафтеновые углеводороды, % |
66,2 |
64,8 |
66,3 |
Легкие ароматические углеводороды, % |
7,5 |
12,1 |
8,7 |
Средние ароматические углеводороды, % |
6,5 |
4,8 |
4,2 |
Тяжелые ароматические углеводороды, % |
11,8 |
12,5 |
11,0 |
Бензольные смолы, % |
3,1 |
2,4 |
3,0 |
Спиртобензольные смолы, % |
5,1 |
3,5 |
6,8 |
Полученные результаты свидетельствуют о том, что составы сырья первой линии и сырья смесевого каталитического крекинга имеют отличия в групповом химическом составе по сравнению с вакуумным газойлем.
Сырьё первой линии характеризуется меньшим содержанием парафино-нафтеновых углеводородов на 1,5% в сравнении с вакуумным газойлем. При этом наблюдается существенное увеличение доли ароматических структур, в частности, содержание легких ароматических углеводородов выше на 3,4%, а тяжелых — на 1,5%. В то же время суммарное количество смол в данном сырье снижено, главным образом за счет спиртобензольных смол, содержание которых меньше на 3,3%.
Сырьё смесевого каталитического крекинга по содержанию насыщенных (парафино-нафтеновых) углеводородов практически идентично вакуумному газойлю (различие составляет всего 0,1%). Однако смесь характеризуется перераспределением в группе ароматики: содержание легких ароматических углеводородов снижено на 1,2%, тогда как доля средних и тяжелых ароматических углеводородов увеличена на 2,3% и 0,8% соответственно. Содержание спиртобензольных смол в смесевом сырье ниже эталонного значения на 1,7%.
Применение ик-спектроскопии для исследования нефтяных фракций
В результате работы проанализированы высокомолекулярные фракции (масляный дистиллят и вакуумный газойль) на ИК-спектрометре, расшифрованы полученные спектры.
Данный метод позволил качественно определить функциональные группы, входящие в состав ароматических и парафиновых компонентов. На рисунках представлены ИК-спектры насыщенных, ароматических углеводородов.
Рисунок 30 - ИК-спектр парафинов ВГ
Рисунок 31 - ИК-спектр парафинов нВГ
Т
аблица
9 - Расшифровка ИК-спектра парафинов ВГ
№ |
Связь |
Волновое число, см-1 |
Длина волны по справочнику, см-1 |
Тип колебаний |
Характеристика, прочее |
1 |
-СН2- |
2919,237 |
2940-2915 |
𝜈аs (с.) |
- |
2 |
-СН3 |
1460,871 |
1470-1435 |
δas, (ср.) |
- |
|
-СН2 |
1480-1440 |
δ, (ср.) |
СН2 деформационное ножничное |
|
3 |
С-С |
1376,478 |
1375 |
δ, (ср.) |
Деформационное колебание -С-СН3 (1375 см-1) |
4 |
(CH2)x |
720,516 |
740-720 |
, (ср.), СН2 маятниковое |
|
Таблица 10 - Расшифровка ИК-спектра парафинов нВГ
Структурные фрагменты |
Волновые числа см-1 |
Типы колебаний |
-CH₃, -CH₂- (алифатические) |
2919 |
асимметричное валентное νas(CH) |
-CH₃, -CH₂- (алифатические) |
2851 |
симметричное валентное νs(CH) |
C=O (карбонильная группа) |
1732 |
валентное ν(C=O) |
-CH₂- (алифатические) |
1461 |
Деформационное δ(CH₂) |
-CH₃ (алифатические) |
1376 |
Деформационное δ(CH₃) |
-(CH₂)n- (алифатическая цепь) |
721 |
качающееся δ(кач.) |
Рисунок 32 - ИК-спектр ароматических УВ ВГ
Рисунок 33 - ИК-спектр ароматических УВ нВГ
Таблица 11 - Расшифровка ИК-спектра ароматических соединений ВГ
№ |
Связь |
Волновое число, см-1 |
Длина волны по справочнику, см-1 |
Тип колебаний |
Характеристика, прочее |
1 |
-СН2 |
2920,805 |
2940-2915 |
𝜈ас (с.) |
- |
2 |
-СН2 |
2852,295 |
2870-2845 |
𝜈с (с.) |
- |
3 |
|
1604,077 |
1600-1575 |
δ (сл.) переменные |
Валентные колебания ароматического кольца. |
4 |
|
1455,418 |
1455 |
δс, (ср.) |
-
|
5 |
С-С |
1375,561 |
1375 |
δ, (ср.) |
Деформационное колебание -С-СН3 (1375 см-1) |
6 |
-N3 (азиды) |
1260,938 |
1350-1180 |
s (ср.) |
- |
7
|
С-Н
|
1086,572 |
1110-1070
|
сл. |
Монозамещенные, 1,3-, 1,2,3- и 1,3,5-замещенные ароматические соединения.
|
1030,809 |
1070-1000 |
||||
869,265 |
900-860 |
Ср. |
1,3-замещенные |
||
8 |
|
869,265 |
875-775 |
ср |
Деформационные колебания С-Н |
9 |
RR’C=CR’’H |
811,776 |
850-790 |
CH неплоское |
Тризамещение при двойной связи, слабая полоса. |
10 |
(CH2)x |
747,570 |
740-720 |
, (ср.), СН2 маятниковое |
- |
11 |
- |
869,265 |
915-690 |
- |
Широкая полоса в интервале 915-690 см–1 характеризует серосодержащие соединения. |
Таблица 12 - Расшифровка ИК-спектра ароматических соединений нВГ
Структурные фрагменты |
Волновые числа, см⁻¹ |
Типы колебаний |
O-H (спирты, карбоксил) |
3749 |
валентное ν(O-H) |
-CH₃, -CH₂- (алифатические) |
2921 |
асимметричное валентное νas(CH) |
-CH₃, -CH₂- (алифатические) |
2852 |
симметричное валентное νs(CH) |
C=C (ароматическое кольцо) |
1604 |
валентное ν(C=C) |
-CH₂- (алифатические) |
1456 |
деформационное δ(CH₂) |
-CH₃ (алифатические) |
1375 |
деформационное δ(CH₃) |
C-O (эфиры, спирты) |
1260, 1085 |
валентное ν(C-O) |
C-H (ароматическое) |
874, 813 |
качающееся δ(C-H) |
Таким образом, при анализе группы насыщенных УВ, установлено, что они характеризуются коротким алкильным хвостом, связи -С-С- преобладают над -С=С-, также отсутствуют циклические структуры.
Для образцов ароматических углеводородов характерны интенсивные полосы ароматических структур, в бензольном кольце монозамещенные, 1,3-, 1,2,3- и 1,3,5-замещенные ароматические соединения, алкильные заместители имеют длинную углеводородную цепь, присутствуют соединения с азотом, низкая степень конденсации.