Б) Удаление аренов серной кислотой
II Материалы и оборудование
1. Сульфатор (рис.4.3).
2. Воронка с оттянутым концом.
3. Серная кислота, 98%.
4. Раствор соды.
5. Индикаторная бумага.
6. Штатив.
7. Колбы, ёмк.50, 100 мл.
8. Делительная воронка.
9. Хлористый кальций.
Рис. 4.1.3. Сульфатор
III Методика определения
1. Хорошо вымытый и высушенный сульфатор закрепляют вертикально в штативе, закрывают кран и при помощи воронки с удлиненным концом осторожно наливают в него 98%-ую H2SO4 (так, чтобы она не растеклась по стенкам сульфатора) до отметки 0.
2. Кислоте дают стечь со стенок и точно замечают её уровень по шкале сульфатора.
3. После этого таким же путем в сульфатор наливают 10 мл исследуемой фракции бензина и фиксируют её уровень.
4. Сульфатор плотно закрывают пробкой, вынимают из штатива и осторожным наклоном переводят его содержимое в верхний шарик, где тщательно взбалтывают в течение одной минуты, время от времени приоткрывая кран для выпуска образовавшихся газов.
5. По окончании перемешивания сульфатор устанавливают вертикально в штативе и дают смеси отстояться в течение одного часа.
По истечении этого времени отмечают объем бензина. Определение следует повторить 2 раза и взять среднее арифметическое из результатов двух опытов. По разности объёмов бензина до и после деароматизации можно рассчитать объём аренов, содержащихся в исследуемой фракции бензина.
При отсутствии сульфатора деароматизацию можно осуществить в колбе с пришлифованной пробкой вместимостью 50 мл, в которую помещают 10 мл фракции и двойной объём серной кислоты. Колбу встряхивают в течение 30 минут, периодически выпуская пары бензина через кран.
По окончании сульфирования любым способом смесь переносят в делительную воронку, сернокислотный слой сливают, а бензин промывают водой, затем раствором соды или раствором NaОН и снова водой, после чего переносят в сухую пробирку или колбу ёмкостью 50 мл с притёртой пробкой и обезвоживают прокаленным хлоридом кальция.
Обезвоженный бензин берут для определения второй анилиновой точки.
Анилиновую точку для деароматизированной фракции определяют так же, как и для исходной бензиновой фракции. Результаты заносят в лабораторный журнал №1 (правая часть).
На основании полученных значений анилиновых точек рассчитывают содержание ароматических, нафтеновых и алкановых углеводородов в исследуемой фракции.
Результаты заносят в лабораторный журнал №2.
IV Лабораторный журнал №2
| № опыта | Фракция | Температура помутнения, оС | Групповой состав фракции, % | |||
| Т1 | Т2 | Арены | Нафтены | Алканы | ||
V Расчётная часть
По двум анилиновым точкам до и после деароматизации Т1 и Т2 рассчитывается групповой состав бензиновой фракции.
Содержание ароматических углеводородов (А) рассчитывают по формуле:
А=К(Т2-Т1) ,
где К – анилиновый коэффициент, соответствующий содержанию аренов в %, вызывающему понижение анилиновой точки деароматизированной фракции на 1оС (определяется по таблицам 4.1 и 4.2);
Т1 – анилиновая точка исходной фракции;
Т2 – анилиновая точка деароматизированной фракции.
Таблица 4.1. 1
Значения анилиновых коэффициентов для определения ароматических углеводородов в бензиновых фракциях, выкипающих до 1500С
| Пределы выкипания фракции, 0С | Содержание аренов, % масс | |
| до 20 | 20-40 | |
| 60-95 | 1,15 | 1,14 |
| 95- 122 | 1,20 | 1,22 |
| 122-150 | 1,26 | 1,22 |
Таблица 4.1.2
Значения коэффициента К для определения аренов
в бензиновых фракциях 150-200оС
| Депрессия анилиновой точки,оС | К | Депрессия анилиновой точки,оС | К | Депрессия анилиновой точки,оС | К |
| 1,58 | 1,45 | 1,36 | |||
| 1,56 | 1,44 | 1,35 | |||
| 1,54 | 1,43 | 1,34 | |||
| 1,52 | 1,42 | 1,33 | |||
| 1.50 | 1,41 | 1,32 | |||
| 1,49 | 1.40 | 1,31 | |||
| 1,48 | 1,39 | 1,30 | |||
| 1,47 | 1,38 | 1,15 | |||
| 1,46 | 1,37 |
Для определения содержания нафтеновых углеводородов пользуются данными таблицы 4.3, в которой приведена зависимость второй анилиновой точки Т2 от содержания нафтеновых углеводородов в деароматизированной фракции. Таблица была составлена на основании данных о составе бензиновых фракций и о величине анилиновых точек парафиновых и нафтеновых углеводородов этих фракций.
По таблице 3 для Т2 находим, что концентрация нафтенов в деароматизированной фракции равна Н1. Тогда в исходной фракции содержание нафтенов (Н) в % равно:
Н = (100-А)*Н1/100
Содержание алканов (П), % определяем по формуле:
П = 100 – Н - А
где А – массовая доля аренов, %, Н– массовая доля нафтенов, %.
Таблица 4.1.3
Массовая доля циклоалканов,%, в деароматизированной бензиновой фракции в зависимости от анилиновой точки
| Анилиновая точка,оС | 60-95,оС | 95-122,оС | 122-150,оС | 150-200,оС |
78 - - - 0
77 - - - 5
76 - - - 10
75 - - - 15
74 - - - 20
73 - - 0 25
72 - - 4 30
71 0 0 9 35
70 3 4 13 40
69 6 8 18 45
68 9 12 22 50
67 12 16 26 55
66 15 19 31 60
65 18 23 35 65
64 21 27 40 70
63 24 31 44 75
62 27 34 48 80
61 30 38 52 85
60 33 42 56 90
59 36 45 60 95
58 39 49 65 100
57 42 53 69 -
56 45 56 73 -
55 47 60 77 -
54 50 63 81 -
53 52 67 85 -
52 55 70 88 -
51 58 74 92 -
50 61 77 96 -
49 64 81 100 -
48 67 84 - -
47 70 87 - -
46 73 90 - -
45 75 93 - -
44 77 97 - -
43 80 100 - -
42 82 - - -
41 85 - - -
40 87 - - -
39 90 - - -
38 92 - - -
37 95 - - -
36 98 - - -
35 100 - - -
VI Вывод
Вопросы для самоконтроля:
1.Что такое анилиновая точка?
2. Какие углеводороды имеют самую низкую и самую высокую анилиновые точки?
3. Почему необходимо проводить деароматизацию бензиновой фракции?
4. Какие методы деароматизации существуют?
5. Что означает анилиновый коэффициент К1?
6. Что означает анилиновый коэффициент К2?
7. Можно ли определить данным методом групповой углеводородный состав керосиновой фракции?
4.2 Лабораторная работа № 8: Определение показателя преломления бензиновой фракции
Цель работы:Научиться определять показатель преломления нефтепродуктов для жёлтой линии спектра.
I Теоретическая часть
Показатель преломления характеризует способность нефтепродукта преломлять падающий на него световой луч. Отношение синуса угла падения луча к синусу угла преломления для каждого нефтепродукта постоянно и называется показателем преломления. Показатель преломления зависит от температуры и длины световой волны.
Показатель преломления нефтепродукта обычно определяют для желтой линии натрия при 20°С и обозначают nd20. Зависимость показателя преломления от температуры выражается следующей формулой:
nd20 = ndt – α(20-t),
где - ndt показатель преломления при температуре анализа;
α – поправочный коэффициент, равный 0,0004 на 1°С;
t – температура анализа, °С.
Коэффициент α следует применять в пределах температуры от 15 до 35°С.
По показателю преломления можно оценить чистоту индивидуального углеводорода, углеводородный состав нефтяной фракции.
Наименьшее значение показателя преломления имеют n-алканы. С утяжелением фракционного состава нефтяной фракции повышается ее показатель преломления.
Показатель преломления – необходимая величина для определения структурно-группового состава фракций, выкипающих в пределах 200-540°С, по методу n-ρ-M.
Показатель преломления используется в различных расчетных формулах.