ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУППОВОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СОСТАВА БЕНЗИНОВ.

Цель работы:

Изучить способы определения группового углеводородного состава; непредельных углеводородов в крекинг-бензинах методом йодных чисел; ароматических углеводородов с поправкой на содержание непредельных углеводородов; парафиновых и нафтеновых углеводородов.

Методика выполнения работы

Определение анилиновой точки методом равных объемов сульфированной фракции.

В лабораторной работе используется прибор, представленный на рисунке. В чистую и сухую пробирку 1 помещают 2 мл анилина и 2 мл исследуемой нефтяной фракции, плотно закрывают пробкой с термометром 4 и мешалкой 5 и укрепляют в муфте 2, которую помещают в стакан 3. Продукт и анилин берут из бюреток с делениями на 0.2 мл или при помощи пипеток емкостью 2 мл. Термометр помещают так, чтобы середина ртутного шарика находилась на линии раздела слоев анилина и продукта. Воду в стакане медленно нагревают на электроплитке 8 через асбестовую сетку 7 при непрерывном помешивании мешалкой 6.

Отмечают температуру полного смешения жидкостей (прозрачный раствор), прекращают нагревать и дают воде медленно охладиться. Когда в пробирке появятся первые следы разделения 2 фаз (муть), снова начинают перемешивать. Вначале муть при перемешивании исчезает, но затем наступает момент общего помутнения. Как анилиновую точку отмечают наивысшую температуру, при которой муть не исчезает при перемешивании. Температуры полного смешения и общего помутнения расходятся не более чем на 0,1 °С.

Определение максимальной анилиновой точки исходной фракции (истинной критической температуры растворения в анилине)

В пробирку к 2 мл продукта добавляют 1,6 мл анилина и определяют температуру растворения, как описано выше. После этого к смеси добавляют еще 0,2 мл анилина и снова устанавливают температуру растворения, обычно она бывает выше, чем при первом определении. Анилин прибавляют по 0,2мл до тех пор, пока после некоторого максимума растворения не наметится ее снижение. Максимальную анилиновую точку фиксируют, она соответствует истинной критической температуре растворения вещества в анилине

.

Определение непредельных углеводородов методом йодных

чисел

Исследуемую фракцию продукта набирают в заранее взвешенную на аналитических весах ампулку. Перед наполнением шарик ампулки некоторое время держат над пламенем спиртовки для вытеснения воздуха. Затем оттянутый капилляр ампулки погружают в стаканчик или пробирку с исследуемой фракцией. После того как жидкость вследствие образовавшегося в ампулке разряжения втянулась в нее до 1/2-1/3 объема, капиллярный конец ампулки запаивают и её снова взвешивают. Разница между вторым и первым взвешиванием составляет массу исследуемой фракции.

Ампулку с веществом вносят в эрленмееровскую колбу, в которую наливают 5 мл этилового спирта, разбивают стеклянной палочкой ампулу, обмывают палочку и стенки колбы 10 мл этилового спирта и к содержимому колбы приливают 25 мл спиртового раствора йода. Колбу закрывают пробкой и осторожно встряхивают, приливают к содержимому в колбе 150мл дистиллированной воды, взбалтывают в течение 5 мин и оставляют в покое на 5 минут. Затем пробку и стенки колбы отмывают небольшим количеством дистиллированной воды. После этого непрореагировавший йод оттитровывают гипосульфитом, употребляя в качестве индикатора крахмал

Параллельно ставят холостой опыт без навески анализируемого вещества, но с тем же количеством реактивов.

Порядок расчета

Йодное число находят по формуле:

где a₁ - количество раствора гипосульфита, израсходованного на титрование йода, в холостом опыте, мл,

а₂ - кол-во р-ра гипосульфита, израсходованного на титрование йода, в пробе с навеской исследуемого в-ва,мл;

b -навеска вещества, г,

0,012692 -Количество йода эквивалентное 1мл 0,1 н раствора гипосульфита, г;

К - поправка к титру гипосульфита.

Молекулярная масса фракции 110 ,отсюда содержание непредельных углеводородов

где 254- молекулярная масса йода 110-средняя молекулярная масса непред, углеводородо

в

Метод сульфирования

Для удаления ароматических и непредельных углеводородов бензиновую фракцию обрабатывают 98%-ной серной кислотой. Смесь взбалтывают от руки в течение 30 мин при комнатной температуре, причем после первого встряхивания спускают избыточное давление в воронке, для чего открывают кран, предварительно перевернув воронку краном вверх. Если происходит разогревание, воронку охлаждают под струей водопроводной воды. После взбалтывания смеси дают отстояться 1-1,5 часа, отделяют слой серной кислоты и сульфокислот, бензиновый слой промывают несколько раз дистиллированной водой (во избежание образования эмульсии нельзя встряхивать воронку с первыми порциями воды, а следует только поворачивать вверх и вниз), затем промывают 10%-ним раствором едкого натра, вновь водой до нейтральной реакции и сушат в течение 10-12 часов над хлористым кальцием.

После удаления из фракции ароматических и непредельных углеводородов определяют равнообъемную анилиновую точку оставшейся смеси из нафтенов и парафинов (деароматизированного остатка).

Содержание в массовых процентах ароматических углеводородов в

каждой фракции вычисляют по формуле

A = K_a(t,-t₀)-H/K_i = 1,22(45,4 - 43,6) – 3,38/2,6 = 0,896

где К_а - анилиновый коэффициент для ароматических углеводородов (приложение 1)

К_н - анилиновый коэффициент для непредельных углеводородов (приложение 1)

t2 -равнообъемная анилиновая точка фракции, из которое удалены

ароматические и непредельные углеводороды,

to - максимальная анилиновая точка исходной фракции;

Н - содержание непредельных углеводородов в

массовых процентах.

Определение содержания парафинов и нафтенов

Для определения содержания парафинов и нафтенов во фракции, из которой предварительно удалены ароматические и непредельные углеводороды, используют то свойство, что парафиновые углеводороды обладают более высокими анилиновыми точками, чем нафтеновые. Для установления относительных количеств парафинов и нафтенов пользуются экспериментально найденной равнообъемной анилиновой точкой данной фракции после удаления ароматических и непредельных углеводородов, а также имеющимися в литературе средними величинами максимальных анилиновых точек парафиновых и нафтеновых углеводородов.

Содержание в массовых процентах нафтеновых углеводородов во фракции, не содержащей ароматических и непредельных углеводородов

Где. К] - анилиновый коэффициент для нафтеновых и парафиновых углеводородов (приложение 2)

t₁ - средняя анилиновая точка алканов, выкипающих в данном температурном интервале (приложение 2)

t₂ - анилиновая точка фракции, из которой удалены ароматические и

непредельные углеводороды;

d₄²⁰- плотность исследуемой фракции после обработки ее серной кислотой.

Содержание цикланов в массовых процентах в первоначальной фракции

рассчитывается по формуле:

100-(^g)₌ 9Q 79 ^ вв ~ (0,896 + 3,38) ₌ 100 100

a fit*

где С - содержание циклйнов во фракции, из которой удалены непредельные и ароматические углеводороды, в массовых процентах; А - содержание ароматических углеводородов на фракцию, в массовых процентах,

Н - содержание непредельных углеводородов на фракцию, в массовых процентах

Содержание алканов во фракции, выраженное в массовых процентах

находится по разности и вычисляется но формуле

Я = 100-(Л + # + Су) = 8,814%

где А - содержание ароматических углеводородов в массовых процентах на фракцию;

Н - содержание непредельных углеводородов в массовых процентах на фракцию;

С] - содержание цикланов в массовых процентах на фракцию.

Групповой углеводородный состав бензинов Наименование продукта (фракции)	Содержание углеводородов в %
	ароматических	нафтеновых	метановых	непредельных
95-122	0,896	86,91	8,814	3,38

Определение плотности нефтепродукта пикнометрическим

методом

Пикнометрический метод определения плотности основан на измерении массы определенного объема нефтепродукта, которую относят к массе воды, взятой в том же объеме и при той же температуре. При помощи пикнометров можно определить плотность любых нефтепродуктов. Наиболее распространенным является пикнометр Шпренгеля-Оствалъда с меткой.

Предварительно устанавливают "водное число" пикнометра. Для этого пикнометр промывают хромовой смесью, спиртом и дистиллированной водой, просушивают и взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0002 г. После этого пикнометр наполняют при помощи пипетки дистиллированной свежепрокипяченной и охлажденной до 18-20°С водой немного выше метки на горлышке. Затем его помещают в термостат или баню, укрепляя на пробковом поплавке, и выдерживают там при температуре 20 ± 1°С в течение 30 минут.

Когда уровень воды в шейке пикнометра установится, избыток воды (выше метки) отбирают пипеткой или свернутой в трубочку фильтровальной бумагой, шейку внутри вытирают и тщательно протирают пикнометр снаружи. Уровень воды отсчитывают по верхнему краю мениска. Пикнометр с установленным при 20°С уровнем воды взвешивают с точностью до 0,0002г.

Водное число пикнометра вычисляют по формуле т = т₂-т_] = 1,997 где Ш2 - масса пикнометра с водой, (6,3348) mi - масса пикнометра. (4,3378)

"Видимую плотность" испытуемого нефтепродукта находят по уравнению:

₌ о,73696

т₂ - т_]

где тз- масса пикнометра с нефтепродуктом, г; (5,8095) (Ш2^_Ш])- водное число пикнометра.

Действительную плотность с учетом плотности воды и воздуха при 20°С

рассчитывают по формуле:

pf = (0.99823- 0.0012) ■ рЦ +0.0012 = 0.99703 ■ рЦ +0.0012 = 0,73597

о

где 0,99823 - плотность воды при 20°С, г/см ;