Методы анализа кислородных соединений нефти, нп

1. Функциональный анализ

Количественное определение кислот и фенолов проводят методом потенциометрического титрования непосредственно образцов нефтей, НП и нефтяных фракций спиртовым раствором KOH (в среде спирт-бензол=1:1). Международный стандарт ИСО 6619 устанавливает метод определения общего кислотного числа нефтей, нефтепродуктов и смазочных материалов. Титрование проводят на рН-метре (потенциометре) методом потенциометрического титрования KOH (в среде спирт-бензол=1:1). В качестве электродов используют пару: индикаторный электрод – стеклянный, электрод сравнения – хлорсеребряный (раньше каломельный), либо совмещенный тип электрода.

Функциональное дифференцированное определение содержания карбоновых кислот и фенолов проводят раствором гидроокиси тетрабутиламмония (в среде пиридин: толуол=1:1). Метод позволяет титровать как кислоты (слабые и сильные) так и фенолы (сильные), кроме высокомолекулярных (пространственно- затрудненных) фенолов.

Связанные кислоты и фенолы (в виде сложных эфиров) вначале подвергают омылению, а затем определяют содержание свободных кислот и фенолов.

При потенциометрическом определении кислородных функциональных групп в нефтях и смолисто-асфальтеновых веществах применяемый растворитель должен удовлетворять следующим требованиям:

- растворять полностью смолисто-асфальтеновые вещества нефти;

- обладать достаточной электропроводностью и обеспечивать требуемую диссоциацию кислот.

Стандартные количественные методы определения кислот и оснований в нефти и нефтепродуктах.

Существует несколько стандартных методов количественного определения кислот и оснований в нефти и нефтепродуктах. Так как кислые и основные соединения нефти нередко представляют собой смеси индивидуальных химических соединений, то кислотность или основность нефти или нефтепродуктов выражают не в процентах содержания кислот (оснований), а в процентах или в мг КОН или НCl, необходимых для

нейтрализации 1 г нефти (нефтепродукта). Для светлых образцов нефтепродуктов можно использовать титрование в присутствии индикаторов, для темных – потенциометрическое титрование.

Наиболее распространенным является ГОСТ 11362-96 (ЧИСЛО НЕЙТРАЛИЗАЦИИ) для нефти, нефтепродуктов и смазочных материалов. Этот стандарт устанавливает метод определения общего кислотного числа, кислотного числа сильных кислот, кислотности, общего щелочного числа, щелочного числа сильных щелочей.

2. Элементный анализ. Содержание кислорода (О общ.) определяют обычно по разности между 100% и суммой всех анализируемых элементов (C, H, S, N) в анализируемом образце.

3. ИК-спектроскопия

Основными кислородными соединениями нефти являются соединения с карбонильной группой.  Интенсивность полосы поглощения в области 1700-1740 см^-1 обычно принимают за меру окисленности нефтей. При достаточно высокой концентрации гидроксильных групп кислородных соединений (кислоты, фенолы) проявляются характеристические полосы поглощения в области 3200 – 3800 см^-1 .

В ИК спектрах кетонов характеристические полосы поглощения валентных колебаний группы С=О лежат в области частот 1720-1700 см^-1 (алифатич. кетоны), 1820-1700 см^-1 (циклич. кетоны).

4. Электронные спектры

Электронные спектры кетонов содержат типичные полосы с максимумами 270-300 нм. Кетоны определяют спектрофотометрическим методом по реакции их с динитрофенилгидразином (в видимой области 430 нм).

Фенолы имеют полосы поглощения в таких же областях электронного спектра, что и ароматические УВ.

Алифатические и нафтеновые кислоты прозрачны в УФ области спектра, а ароматические кислоты имеют полосы поглощения в таких же областях электронного спектра, что и ароматические УВ.

5. ГЖХ и ГХ-МС кислот и фенолов

ГЖХ и ГХ-МС анализ кислот проводят после обязательного предварительного перевода их в метиловые эфиры (более летучие, чем сами кислоты). В качестве метилирующих реагентов используют диазометан, метиловый спирт.