методика определения асфальтенов

1 АППАРАТУРА, РЕАГЕНТЫ И МАТЕРИАЛЫ

1.1 При определении асфальтово-смолистых веществ применяют:

экстракционный аппарат, состоящий из колбы круглодонной узкогорлой вместимостью 150 и 250см³ , аппарата Сокслета и обратного шарикового холодильника. Колбы, аппарат Сокслета и холодильник должны иметь нормальные шлифы А29.;

роторный испаритель RV 05 basic 1-B фирмы IKA;

воронки конические диаметром 70мм по ГОСТ 8613-75;

колбы конические вместимостью 250 и 500см³ по ГОСТ 10394-72;

чашка фарфоровая диаметром 200мм;

чашки стеклянные для выпаривания диаметром 80мм по ГОСТ 10973-75;

стаканчики для взвешивания по ГОСТ 7148-70;

шкаф сушильный на нагрев до 250⁰С;

шкаф вакуумный сушильный;

баня водяная;

гексан;

спирт этиловый по ГОСТ 5962-67;

бензол;

хлороформ;

силикагель марки АСК с массовой долей зёрен размером 0,20-0,50мм по ГОСТ 7956-67;

фильтры беззольные марки синяя лента;

бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026-76;

вата;

весы аналитические с погрешностью не более 0,0002г.

2 ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1 Силикагель насыпают в фарфоровую чашку на ¾ ёмкости и помещают на 6ч в сушильный шкаф при температуре 200±10⁰С. Затем силикагель, не охлаждая, переносят в сухую колбу, предварительно нагретую в течении 15 мин в том же сушильном шкафу. Колбу с силикагелем плотно закрывают резиновой пробкой во избежание поглощения влаги из воздуха.

2.2 Стеклянные выпарительные чашки и стаканчики для взвешивания сушат в сушильном шкафу при 105-100⁰С не менее 1ч, затем охлаждают в эксикаторе в течение 30 минут и взвешивают с точностью до 0.0002г.

Операции высушивания повторяют до получения расхождений между двумя последовательными взвешиваниями не более 0,0004г (до постоянной массы).

3 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1 Пробу нефтепродукта тщательно перемешивают в течение 5 минут. При необходимости пробу подогревают на водяной бане.

Навеску около 10г взвешивают в тарированном стаканчике с точностью до 0,002г и переносят количественно в колбу вместимостью 500см³, при необходимости промывая гексаном. В колбу приливают 40-кратное количество гексана.

3.2 Для осаждения асфальтенов раствор нефтепродуктов в гексане отстаивают в тёмном месте в течение 24ч при комнатной температуре.

3.3 Определение асфальтенов

3.3.1 В коническую воронку вставляют фильтр «синяя лента». Отстоявшийся раствор гексана осторожно без перемешивания фильтруют через фильтр «синяя лента».

3.3.2 Фильтр с осадком сворачивают, заворачивают в фильтровальную бумагу, закрепляя нитью, и помещают в экстрактор аппарата Сокслета. В колбу аппарата вместимостью 250см³ наливают 150см³ гексана. Собирают аппарат и помещают на водяную баню, нагретую до кипения. Экстрагирование производят до полного исчезновения окраски бумажного фильтра. В колбе собираются растворённые в гексане мальтены.

3.3.3 По окончании экстрагирования колбу с гексаном заменяют колбой вместимостью 150см³, предварительно налив в неё 100мл хлороформа.

Экстракционный аппарат помещают на водяную баню и экстрагируют асфальтены до тех пор, пока бумажный фильтр не станет белым, и хлороформ не будет стекать в колбу бесцветным.

3.3.4 Хлороформ отгоняют из колбы на роторном испарителе при температуре водяной бани 78-80⁰С. Асфальтены из колбы количественно переносят в тарированную чашку стеклянную для выпаривания, при необходимости промывая колбу небольшим количеством хлороформа. Асфальтены доводят до постоянной массы на воздухе и вакуумном сушильном шкафу при температуре 40⁰С по п.2.2.

Полученные асфальтены должны быть хрупкими и блестящими чёрно-коричневого цвета. Матовый и мазеобразный вид асфальтенов указывает на присутствие в них масел, парафинов и требует повторного переосаждения.

3.4 Определение смол, адсорбируемых силикагелем

3.4.1 Фильтрат, полученный от фильтрования и промывки асфальтенов, соединяют и помещают в колбу вместимостью 500см³. После чего отгоняют гексан на роторном испарителе. Если общий объём фильтрата больше, чем вместимость колбы, то после выпаривания части гексана, в колбу приливают остаток фильтрата и продолжают процесс до получения 20-30см³ остатка.

Остаток количественно переносят в тарированный стаканчик и взвешивают с точностью до 0,1г.

3.4.2 Количество силикагеля, необходимого для проведения испытания, должно быть в восемь раз больше остатка от выпаривания фильтрата. Прокалённый и охлажденный до комнатной температуры силикагель взвешивают в чашке фарфоровой диаметром 200мм, предварительно высушенной в сушильном шкафу при температуре 110±10⁰С.

3.4.3 В нижнюю часть сухого аппарата Сокслета закладывают тампон из ваты и небольшими порциями насыпают силикагель, непрерывно уплотняя его постукиванием аппарата в вертикальном положении. Уплотнение продолжают до тех пор, пока уровень силикагеля при встряхивании колонки не перестанет понижаться. Высота слоя сорбента должна быть на 2-3см ниже перелива.

3.4.4 Поверх слоя силикагеля аккуратно заливают остаток от выпаривания фильтрата, при необходимости смывая гексаном. Нижний слой силикагеля, соприкасающийся с ватой, должен остаться несмоченным. Затем аппарат закрывают и оставляют на1-2ч.

3.4.5 В колбу экстракционного аппарата заливают 250см³ гексана, аппарат устанавливают на водяную баню, нагретую до кипения, и ведут экстракцию до тех пор , пока из экстрактора не будет стекать чистый растворитель. Чтобы проверить, полностью ли отмыто масло из силикагеля наносят каплю растворителя из нижнего слива экстракционного аппарата на чистую фильтровальную бумагу. Если после испарения растворителя на бумаге нет масляного пятна, то экстракция масла из силикагеля завершена. Аппарат охлаждают, колбу с гексаном убирают.

3.4.6 Для десорбции смол в нижнюю часть аппарата Сокслета устанавливают колбу с 250см³ спирто-бензольной смеси (1:1). аппарат устанавливают на водяную баню, нагретую до кипения, и ведут десорбцию до тех пор, пока из экстрактора не будет стекать чистый растворитель. Аппарат охлаждают.

3.4.7 Из полученного раствора на роторном испарителе отгоняют спирто- бензольную смесь до получения 20-30см³ остатка. Остаток количественно переносят в тарированную чашку стеклянную для выпаривания, при необходимости промывая колбу небольшим количеством хлороформа. Полученный остаток высушивают на воздухе и доводят до постоянной массы по п.2.2, причём за постоянную массу принимают массу при расхождении между двумя последовательными взвешиваниями не более 0,001г.

4 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 Содержание асфальтенов (Х₁) в весовых процентах от исходного образца вычисляют по формуле

m₁

Х₁ = —— · 100,

m

где m – навеска нефти в г;

m₁ – полученная масса асфальтенов в г.

4.2 Содержание «силикагелевых смол» (Х₂) в весовых процентах от исходного образца вычисляют по формуле

m₂

Х₂ = —— · 100,

m

где m – навеска нефти в г;

m₂ – полученная масса смол в г.