Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Прикладная химия. Химия и технология подготовки нефти. Учебное пособие
.pdf
Диметилфосфит имеет следующие физико-химические свой-
Наименование показателя
Марка
А
Марка
Б
Марка
В
Марка
Г
Внешний вид
Прозрачная бесцветная жидкость: до-
пускается опалесценция (помутнение)
Массовая доля диметилового эфира фосфористой
кислоты, %, не менее
98,5
97
94
88
Массовая доля кислых
примесей в пересчете на
монометилфосфит, %, не
более
0,5 3 5
12
Массовая доля метанола,
%, не более
1,0 - -
-
ства: бесцветная жидкость с молекулярной массой 110; Т. кип. 56-58
°С/10 мм.рт.ст.; плотность d
20
1,1944; показатель преломления n
4
20
D
1,4036; хорошо растворим в органических растворителях и воде. При
хранении диметилфосфит медленно разлагается. Диметилфосфит
применяется: для получения пестицидов, антипиренов, фармацевтических и других фосфорорганических препаратов. Показатели диметилфосфита представлены в таблице 2.5 .
Таблица 2.5 - Показатели диметилфосфита в соответствии с
ТУ 2345-430-05763441-2004 изм. 1, 2
Модификация Реапона-4В
Синтез проводится по ниже приведенной методике:
Собирают установку, представленную на рисунке 2.9. В трехгорлую
колбу, снабженную термометром, мешалкой, обратным холодильником загружают 50-150 г Реапона-4В и диметилфосфит, массу которого
рассчитывают по формуле (2.1). Смесь при перемешивании нагревают
до температуры 1300С и перемешивают при этой температуре в течение 240 мин.
Реакция протекает по следующей схеме:
51
HO(CH2CH2O)n(CHCH2O)m(CH2CH2O)nH
CH
3
+
H P OCH
3
OCH
3
O
H P
O
OCH
3
O (CH2CH2O)n(CHCH2O)m(CH2CH2O)nH
CH
3
+
или
HO(CH2CH2O)n(CHCH2O)m(CH2CH2O)nH
CH
3
+ 2
H P OCH
3
OCH
3
O
H P
O
OCH
3
O (CH2CH2O)n(CHCH2O)m(CH2CH2O)
n
CH
3
POH
OCH
3
+
2 CH3OH
CH3OH
Направление протекания реакции определяется количеством
диметилфосфита, взятого в реакцию. Количество диметилфосфита
рассчитывается по формуле 2.1:
М дмф =(М бс × 110) / 4300 × Х , г (2.1)
Где Мдмф - масса диметилфосфита, г
второго.
Мбс - масса блоксополимера, взятого в реакцию
110 - молекулярная масса диметилфосфита, г/моль
4300 - средняя молекулярная масса блоксополимера, г/ моль,
Х - коэффициент, равный 1 для первого направления, 2 – для
52
Рисунок 2.9 - Установка для проведения синтеза
Количество выделившегося метанола рассчитывается по формуле 2.2:
Ммет = ( Мдмф × 32)/110, г (2.2)
53
№
Навеска
диме-
тилфос-
фита, г
Наве-
ска
Реапо-
на-4В,
г
Время ре-
акции,
мин.
Темпе-
ратура
реак-
ции,
0
С
Вес полу-
чен-ного
продукта,
г
Выход
от тео-
ре-
тичес-
кого,
%
где: Ммет - масса выделившегося метанола, г
Результаты синтеза оформляются в виде таблицы 2.6.
Таблица 2.6 – Модификация Реапона-4В
полняется в соответствии с ТУ 2226-005-10488057-94 «РЕАГЕНТДЕЭМУЛЬГАТОР МАРКИ РЕАПОН 4В».
наибольшим пределом взвешивания 200 г.
ления 0.1
термометр с ценой деления 0.5
прибора приведен на рисунке 2.10
Мдмф - масса взятого в реакцию диметилфосфита, г
110 - молекулярная масса диметилфосфита, г/моль
32 - молекулярная масса метанола, г/моль
На втором этапе - определение температуры посветления вы-
1. Средства измерения и вспомогательные устройства
Весы лабораторные 2-го класса точности по ГОСТ 24104 с
Набор гирь Г-2-210 по ГОСТ 7328
Цилиндр 1-50 или 3-50 по ГОСТ 1770
Термометр по ГОСТ 28498 или по ТУ 25-2021-003 с ценой де-
0
С, пределы измерения 0-1000С. Допускается использовать
0
С.
Прибор для определения температуры посветления. Чертеж
Колба Кн-2-100-34 по ГОСТ 25336
Баня жидкостная (вода).
54
2. Реактивы и растворы
Спирт изопропиловый по ТУ 6-09-402, х.ч.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709
Смесь: изопропиловый спирт - вода в соотношении 1 : 5 (по
массе).
Допускается использовать средства измерения и посуду другого типа или импортные с техническими и метрологическими характеристиками не хуже указанных, а также реактивы квалификации не
ниже ч.д.а.
3. Проведение испытания
Собирают прибор, представленный на рисунке 2.10.
Навеску Реапона-4В массой (1.0±0.1) г взвешивают в колбе,
добавляют цилиндром 50 см
3
смеси изопропиловый спирт – вода (1:5)
и перемешивают до полного растворения навески. Раствор переливают в пробирку (4), пробирку закрывают пробкой, вставляют термометр, помещают в баню, нагретую до температуры (90±2)0С и нагревают при перемешивании раствора мешалкой (2) до помутнения (температура выше точки посветления), но не выше 85-90
0
С. Затем пробирку вынимают из бани, охлаждают на воздухе при постоянном перемешивании мешалкой (2) и записывают температуру, при которой
муть исчезает.
За результат анализа принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений, допускаемое расхождение
между которыми не должно превышать 0.50С. Результат записывают
до первого знака после запятой. Границы доверительного интервала
погрешности результата анализа при доверительной вероятности
Р=0.95.
Температура посветления выбрана в качестве возможной
идентификации исходного и модифицированного продуктов поскольку этот показатель указан в ТУ на исходный продукт, а также с учетом
доступности метода и простоты аппаратурного оформления, что
немаловажно для лабораторного практикума. Сущность метода интерпретируется по-разному у различных авторов. Так, по определению Ланге, температура помутнения – это температура, при которой
изотропный раствор ПАВ становится непрозрачным. Обычно проявление такого феномена, который по своей сути эквивалентен термо-
55
динамической критической точке, можно наблюдать для неионогенных ПАВ.
Мутность возрастает из-за взаимодействия между мицеллами
(взаимопритягивания). При более высоких температурах имеет место
фазовое разделение на водообогащенную фазу и фазу, обогащенную
ПАВ.
Н. Шенфельд предполагает, что энергия водородной связи, составляющая около 7 ккал/моль, недостаточно велика, чтобы удержать
присоединившуюся к оксиалкелинированнным веществам воду при
нагревании; при повышенной температуре происходит дегидратация и
большая часть оксиалкелинированного продукта, содержащего небольшое количество воды, выпадает в осадок. Диспергированные вещества в этих условиях соосаждаются почти количественно. При
охлаждении эти продукты вновь растворяются.
Температура помутнения служит мерой гидрофильногидрофобного соотношения в молекуле, которое количественно характеризуется числом ГЛБ (гидрофильно - липофильный баланс). Расчетным путем для оксиэтилированных жирных кислот ГЛБ можно
определить по уравнению 2.3:
ГЛБ = 20(1- v/s) (2.3)
где: V- число омыления продукта;
s- кислотное число жирной кислоты.
При расчете ГЛБ для оксиэтилированных жирных спиртов можно использовать уравнение 2.4:
ГЛБ = Е/5 (2.4)
где: Е - содержание оксида этилена в % масс.
Для неионогенных веществ, содержащих оксид пропилена, оксид бутилена таким способом ГЛБ рассчитывать нельзя. В этих случаях пользуются эмпирическими методами. При этом Ланге отмечает,
что значения ГЛБ смеси двух или более ПАВ аддитивны: значения
ГЛБ смеси равно сумме значений ГЛБ составляющих, помноженной
на их массовые доли в смеси.
56
Рисунок 2.10 - Прибор для определения температуры посветления:
57
1 – термометр; 2 – кольцевая мешалка; 3 – пробка с тремя отверстия-
ми; 4 – пробирка из термостойкого стекла
На третьей стадии определение деэмульгирующей активности исходного Реапона-4В и модифицированного с использованием
1% или 2% растворов испытуемых реагентов в воде, либо в смеси толуола или ксилола и изопропанола в объемном соотношении 3:1 выполняют по ниже приведенной методике.
Определение деэмульгирующей способности
деэмульгаторов водонефтяных эмульсий
1. Средства измерений и оборудование.
Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 высшего класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г;
Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 среднего класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г;
Термометр по ГОСТ 28498;
Пипетки объемом 2мл, 5 мл по ГОСТ 29227;
Колба коническая по ГОСТ 25336;
Делительная воронка;
Цилиндр мерный по ГОСТ 1770;
Плитка электрическая по ГОСТ 14919.
В коническую колбу на 250 мл помещают 50 - 100 г
нефтяной эмульсии, пипеткой добавляют рассчитанное количество
ранее приготовленного раствора деэмульгатора, исходя из заданного
расхода в г/ т нефти, закрывают неплотно пробкой, интенсивно перемешивают в течении 10 минут либо вручную, либо с помощью встряхивателя и помещают в термостат или водяную баню с температурой
0
60-80
С. При периодическом встряхивании колбу выдерживают в те-
чении 30 - 120 минут в зависимости от скорости отстоя после чего
эмульсию переливают в делительную воронку и отстаивают при температуре окружающей среды до установления равновесия между слоями. Водный слой сливают в мерный цилиндр, при этом предварительно крупные капли воды, осевшие на стенках воронки, сбивают
стеклянной палочкой вниз и замеряют объем. Рассчитывают количество отстоявшейся воды. Следует учесть, что эффективность деэмульгаторов необходимо испытывать на идентичных образцах эмульсии,
поэтому ее готовят из безводной нефти и пластовой воды одного и
58
того же месторождения или из товарной нефти и 20%-ного раствора
натрия хлористого и кальция хлористого в дистиллированной воде
(предварительно отфильтрованного) так, чтобы содержание воды в
получаемой эмульсии было около 30%. Эмульсию готовят за 16-18
часов до определения, чтобы обеспечить формирование защитных
слоев на каплях эмульгированной воды. Испытание проводят при 600С
для легких нефтей, а для высокопарафинистых и тяжелых нефтей
плотностью 0,9 и более при 80
0
С.
Остаточную воду в нефти определяют по методу Дина-Старка
в соответствии с ГОСТ 2477. Сущность метода состоит в образовании
азеотропной смеси остаточной воды в нефти с растворителем (бензол,
толуол, бензин прямой гонки, выкипающей в температурных пределах
80-120
0
С) в процессе перегонки, с последующим разделением конден-
сата на две фазы вода – растворитель. Количество выделившейся воды
соответствует содержанию остаточной воды в нефти.
Азеотропная смесь - смесь двух или более жидкостей, характеризующаяся равновесием жидкой и паровой фаз того же состава,
что и исходная смесь. Состав азеотропных смесей меняется с температурой (давлением), что используется для их разделения методом азеотропной ректификации. При перегонке двухфазной жидкой системы
любого состава конденсат будет иметь постоянную концентрацию
равновесных жидких фаз до тех пор, пока в кубе сохраняются обе
жидкие фазы. Температура кипения такой смеси может быть либо более высокой, либо более низкой, чем их отдельные компоненты. Методика определения остаточной воды в нефти по ГОСТ 2477 состоит
в следующем.
При количественном определении содержания воды в нефтепродуктах применяются следующие аппараты, реактивы и материалы:
1. Аппаратура, реактивы, материалы
Аппарат для количественного определения содержания воды в
нефтяных, пищевых и других продуктах (рисунок 2.7);
Допускается применять колбы типа К – 1 – 500 – 29/32 ТС, Л –
1-2000 – 45/40 ТС по ГОСТ 25336;
Приемник – ловушка;
Цилиндр измерительный номинальной вместимостью 100 см
3
по ГОСТ 1770.
В дистилляционную колбу (рисунок 2.11) помещают пробу
обезвоженной нефти в количестве 25 – 100 г, взвешенную с точностью
59
до 0,02 г, добавляют 100 см
Показатели
Группа нефти
I
II
III
1. Содержание воды, %
масс.
0,5 1,0 1,0
2. Содержание хлори-
стых солей, мг/л
до 100
100-130
300-900
3. Содержание механических примесей, %
масс.,
не более
0,05
0,05
0,05
до полного растворения нефтепродукта и помещают в колбу несколько кусочков фаянса или фарфора, нагревают содержимое колбы до
кипения и далее нагрев ведут так, чтобы скорость конденсации дистиллята в приемник-ловушку была от 2 до 5 капель в 1 сек. Перегонку прекращают, как только объем воды в приемнике не будет увеличиваться и верхний слой растворителя станет совершенно прозрачным. Время перегонки должно быть не менее 30 и не более 60 минут.
После того, как колба охладится, а растворитель и вода в приемнике
примут температуру окружающей среды, установку разбирают и сталкивают стеклянной палочкой капельки оставшейся воды в приемник.
Если в приемнике-ловушке собралось небольшое количество воды (до
0,3 см) и растворитель мутный, то приемник-ловушку помещают на
20-30 минут в горячую воду для осветления и снова охлаждают до
температуры окружающей среды. Замеряют объем воды, отстоявшейся в приемнике, и рассчитывают массовую долю остаточной воды в
процентах по формуле 2.5:
Х=(V/m) х 100; (2.5)
где V – объем воды в приемнике-ловушке, см3;
m - масса пробы , г.
Согласно ГОСТ 51858-2002 подготовленная к переработке
нефть, поставляемая с промыслов на нефтеперерабатывающие заводы,
должна отвечать требованиям, представленным в таблице 2.7.
Таблица 2.7 – Требования, предъявляемые к подготовленной нефти
3
растворителя, тщательно перемешивают
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]