Аппаратура, реактивы и растворы

Лабораторная работа № 12

 

Определение йодных чисел и содержания непредельных

углеводородов по ГОСТ 2070

 

Рассмотрены и одобрены на заседании

кафедры «Горюче-смазочных материалов»

протокол №_____ от «___»______2010г.

Заведующий кафедрой _______ Г.З.Чёба

 

Красноярск 2010г.

 

 

- 1 -

 

Цель работы:

Определить йодное число и содержание непредельных углеводородов в топливе.

Теоретические сведения.

Непредельными(или ненасыщенными) называются углеводороды, имеющие в молекуле хотя бы одну кратную (двойную, тройную) углерод - углеродную связь.

Если кратных связей в молекуле нет, вещество называютпредельным (насыщенным).

Стабильность топлива - способность сохранять свои свойства в условиях хранения и эксплуатации.

Система контроля качества топлива при помощи различных методов позволяет судить о пригодности топлива к применению. Товарные реактивные топлива, представляющие собой преимущественно продукты прямой перегонки нефти, состоят в основном из насыщенных углеводородов, которые весьма стабильны. Продолжительность их хранения без заметного изменения качества должна измеряться годами. Однако в топливе при хранении под влиянием молекулярного кислорода воздуха могут протекать процессы, связанные с образованием смол.

Окисляемость топлива в условиях хранения в основном зависит от его химического состава, а также от метода получения, очистки и условий хранения. Связь между химическим составом топлива и его стабильностью еще недостаточно хорошо изучена.

Известно, что основной причиной малой стабильности является наличие в топливе непредельных соединений. Исследованием окисления топлив типа керосина в условиях тем­ператур окружающего воздуха было установлено, что топливо ТС-1, полученное прямой перегонкой, окисляется с большим трудом и продукты окисления накапливаются в нем очень медленно.

В топливах, полученных путем термического крекинга, продукты окисления накапливаются быстро. Это объясняется тем, что продукты термического крекинга содержат значительное количество малостабильных непредельных углеводородов. Окисление непредельных углеводородов протекает, в первую очередь, по С—Н связи с образованием гидроперекисей (соединений типа R—О—О—Н и R—О—О—R). Например:

СН2 = СН — СН2 — СН2 — R —> СН2 = СН — СН — СН2 — R

I

ООН

При нормальной температуре окружающей среды распад гидроперекисей сопровождается образованием сложной смеси продуктов окисления (спиртов, альдегидов, кислот и т. д.), которые подвергаются дальнейшим превращениям, приводящим к образованию смолистых веществ.

Применение нефтепродуктов с большим содержанием смол приводит к образованию смолистых отложений во впускных патрубках и клапанах карбюраторных двигателей, закоксовыванию форсунок двигателей и к другим неполадкам. Образующиеся в процессе автоокисления перекиси снижают детонационную стойкость бензинов, а появление органических кислот обусловливает склонность таких нефтепродуктов вызывать сильную коррозию топливных систем баков и тары.

Так как смолообразование топлив вызывается в основном наличием в них непредельных углеводородов, то стабильность нефтепродуктов может характеризоваться относительным их содержанием.

В существующих технических условиях содержание малостабильных непредельных углеводородов в авиационных топливах ограничено до 2—3%.

Для количественного определения непредельности нефтепродуктов применяют способ йодных чисел, который основан на способности непредельных углеводородов легко присоединять атомы галоида. Например:

- 2 -

СН2 = СН2 + J2 —> CH2J — CH2J

 

Сущность метода определения йодного числа заключается в обработке испытуемого нефтепродукта спиртовым раствором йода, титровании свободного йода раствором тиосульфата натрия.

Йодное число выражается в граммах йода, присоединившихся к 100г нефтепродукта. Содержание непредельных углеводородов определяют по величине йодного числа и по среднему молекулярному весу испытуемого топлива. Реакция идет по уравнению:

 

J2+2 Na2S203 = 2 NaJ +Na2S4O6

 

Аппаратура, реактивы и растворы

Колбы термостойкие, с притертой пробкой, вместимостью 500 см3;

Цилиндры вместимостью 25 и 250 см3;

Бюретки 1—2—25 и 1—2—50;

Магнитная мешалка;

Спирт этиловый ректификованный технический, высший сорт;

Калий йодистый, 20%-ный раствор;

Йод металлический, 2%-ный спиртовый раствор;

Натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия) 0,1моль/дм3(0,1н) раствор;

Крахмал растворимый , 0,5%-ный водный раствор;

Ацетон;

Вода дистиллированная.

 

Подготовка к испытанию

Нефтепродукт, содержащий влагу, фильтруют или высушивают осушающим веществом. Готовят необходимые растворы. Проверяют не менее од­ного раза в месяц фактор раствора тиосульфата натрия.

 

Проведение испытания

Необходимое количество неф­тепродукта взвешивают с погрешностью не более 0,0004г, в зависимости от предполагаемого йодного числа, как указано в табл. 1.

Таблица 1

 

Йодное число, г йода на100 г нефтепродукта Масса нефтепродукта, г
До 5 От 2,0 до 4,0
св. 5,0 до 10 > 1,0 > 2,0
>10 > 0,2 >. 0,4 ,

 

Навеску нефтепродукта берут в бюксах с притертыми пробками, либо с помощью ампул с оттянутыми в капилляр кончиками, либо при помощи капельницы с притертой пробкой.

Удобно набирать навеску нефтепродукта при помощи шприца. Для этого в шприц набирают необходимое количество нефтепродукта и взвешивают. В коническую колбу вместимостью 500см3 с притертой пробкой наливают 15 см3 этилового спирта и добавляют к нему набранное количество нефтепродукта из шприца. Шприц снова взвешивают и по разности определяют массу исследуемого нефтепродукта.

При анализе дизельных топлив массу топлива вносят в колбу с 15 см3 ацетона.

 

 

- 3 –

Из бюретки добавляют 25 см3 спиртового раствора йода, плотно закрывают колбу пробкой, предварительно смоченной раствором йодистого калия, осторожно встряхивают колбу. Прибавляют 150 см3 дистиллированной воды, быстро закрывают колбу пробкой, содержимое колбы перемешивают в течение 5 мин с помощью магнитной мешалки и оставляют в темноте еще на 5 мин. Обмывают пробку и стенки колбы небольшим количеством дистиллированной воды. Добавляют 20—25 см3 раствора йодистого калия и титруют при перемешивании раствором тиосульфата натрия. Когда жидкость в колбе примет светло-желтый цвет, прибавляют от 1 до 2 см3 раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения синевато-фиолетового окрашивания.

Для вычисления йодного числа проводят аналогично контрольный опыт, но без навески нефтепродукта.

 

Обработка результатов,

Йодное число (X) испытуемого нефтепродукта, г йода на 100г нефтепродукта, вычисляют по формуле:

 

где V — объем раствора тиосульфата натрия 0,1 моль/дм3, израсходованный на титрование в контрольном опыте, см3;

V1 — объем раствора тиосульфата натрия 0,1моль/дм3, израсходованный на титрование испытуемого нефтепродукта, см3;

F— фактор раствора тиосульфата натрия 0,1моль/дм3;

0,01269—количество йода, эквивалентное 1 см3 раствора тиосульфата натрия точно 0,1 моль/дм3, г;

т— масса испытуемого нефтепродукта, г.

За результат определения йодного числа испытуемого нефтепродукта принимают среднее арифметическое значение двух последовательных определений, округляя его до первого десятичного знака.

 

Сходимость:

Расхождение результатов двух последовательных определений, полученных одним лаборантом, на одной и той же аппаратуре и пробе нефтепродукта в одинаковых условиях не должно превышать 10% от меньшего результата

.

Воспроизводимость:

Расхождение результатов двух определений, полученных разными лаборантами в двух разных лабораториях на одной и той же пробе нефтепродукта, не должно превышать 20% от меньшего результата.

 

 

- 4 -