ASTM D5307, D7169 (sirova nafta) i D2887 (dizel goriva, plinska ulja, destilati, bazna ulja). Određivanje frakcionog sastava simuliranom destilacijom

E70-24944

PLINSKI HROMATOGRAF CLARUS - ANALIZATOR 3023

SADRŽAJ ISPORUKE:

PE ARNEL analizator sa autosamplerom, FID detektorom, injektorom i softverom za upravljanje instrumentima

Autonomni termostatski rashladni sistem koji ne zahteva upotrebu tečnog ugljen-dioksida i LN2

SIMDIST softver za izračunavanje rezultata simulirane destilacije

Kapilarna kolona (ovisno o konfiguraciji)

Oprema za napajanje hromatografa gasom

Ostali pribor i potrošni materijal

GENERATOR VODIKA 20H:

SPECIFIKACIJE

MINIMALNA NARUDŽBA

PE analizator ARNEL Model 3023

DODATNA OPREMA

Septa za THERMOGREEN LB-2 injektor (50 kom.)

Špric za ubrizgavanje uzorka u injektor

Zamjenska igla za špriceve

kapilarni stub

Početni komplet za kapilarni injektor

Komplet za povezivanje detektora

Početni komplet za autosampler

Sistem za prečišćavanje gasa nosača. (tri patrone: čišćenje od vlage, ugljovodonika i kiseonika)

Set rezervnih patrona za sistem za čišćenje

Filter sušač

Reduktor helija visoke čistoće

Radna stanica (kompjuter, monitor i štampač)

Tihi kompresor bez ulja za hromatografiju (54 l/min 8 bara)

Simulirana destilacija

Takođe, za analizu naftnih derivata koristi se široko rasprostranjena gasnohromatografska metoda simulirane destilacije. Tradicionalna metoda simulirane destilacije uključuje upotrebu nabijenih kolona. Specifikacije za mlazno gorivo i dizel gorivo ukazuju na simuliranu destilaciju kao alternativu destilaciji na atmosferski pritisak prilikom dobijanja informacija o pravoj raspodeli tačaka ključanja. Metoda simulirane destilacije koristi tehniku ​​plinske hromatografije za dobivanje informacija o pravoj distribuciji ulja i frakcija ulja na tačkama ključanja do 750 °C.

Metodom simulirane destilacije dobija se kriva pravih tačaka ključanja, koja se gradi prema podacima hromatografskog odvajanja ispitivanog produkta na koloni sa nepolarnim sorbentom u režimu programiranja temperature. Nakon ulaska uzorka u injektor, grupe ugljovodonika se prikazuju na hromatogramu u rastućem redosledu njihovih tačaka ključanja. Sistem je preliminarno kalibriran prema referentnoj mješavini ugljovodonika sa poznatim tačkama ključanja. Simulirane krivulje destilacije su u dobroj saglasnosti sa rezultatima određivanja frakcionog sastava destilacijom pri atmosferskom pritisku i pod sniženim pritiskom. Za opisivanje frakcija teške nafte korišten je plinski hromatograf sa visokotemperaturnim termostatom.

Metoda simulirane destilacije pomoću gasne hromatografije omogućava analizu naftnih derivata ne samo brže i sa većim stepenom tačnosti, već zahteva i manje analita za izvođenje.

Analiza atomske apsorpcije

Analiza naftnih derivata zauzima jedan od glavnih segmenata primjene atomske apsorpcije u analizi tvari. Tipični uzorci naftnih derivata su sirova nafta, gorivo (benzin), ulja za podmazivanje (svježe pripremljena i korištena).

Atomska apsorpciona analiza (atomska apsorpciona spektrometrija), metoda kvantitativne elementarne analize zasnovana na atomskim apsorpcionim (apsorpcionim) spektrima. Kroz sloj atomskih para uzorci dobijeni uz pomoć atomizera propuštaju zračenje u rasponu od 190-850 nm. Kao rezultat apsorpcije svjetlosnih kvanta, atomi prelaze u pobuđena energetska stanja. Ovi prelazi u atomskim spektrima odgovaraju takozvanim rezonantnim linijama karakterističnim za dati element. Prema Bouguer-Lambert-Beerovom zakonu, mjera koncentracije elementa je optička gustina A = lg(I0/I), gdje su I0 i I intenzitet zračenja iz izvora prije i nakon prolaska kroz apsorbirajuću sloj.

Slika 1: dijagram strujnog kola plameni atomski apsorpcijski spektrometar: 1-izvor zračenja; 2-plamen; 3-monohromne planine; 4-fotomultiplikator; 5-uređaj za snimanje ili pokazivač.

Instrumenti za atomsku apsorpcionu analizu - atomski apsorpcioni spektrometri - precizni visoko automatizovani uređaji koji obezbeđuju ponovljivost uslova merenja, automatsko unošenje uzoraka i registraciju rezultata merenja. Neki modeli imaju ugrađene mikroračunare. Kao primjer, na slici je prikazan dijagram jednog od spektrometara. Najčešći izvori linijskog zračenja u spektrometrima su jednoelementne lampe sa šupljom katodom ispunjenom neonom. Za određivanje nekih hlapljivih elemenata (Cd, Zn, Se, Te, itd.), pogodnije je koristiti visokofrekventne lampe bez elektroda.

Prelazak analiziranog objekta u atomizirano stanje i formiranje upijajućeg parnog sloja određenog i reproducibilnog oblika vrši se u raspršivaču, najčešće u plamenu ili cijevnoj peći. Naib. Često se koriste plamenovi mješavine acetilena sa zrakom (maks. temperatura 2000 °C) i acetilena sa N2O (2700 °C). Plamenik sa mlaznicom u obliku proreza dužine 50–100 mm i širine 0,5–0,8 mm postavljen je duž optičke ose uređaja kako bi se povećala dužina upijajućeg sloja.

Cjevaste otporne peći najčešće se izrađuju od gustih vrsta grafita. Kako bi se spriječila difuzija pare kroz zidove i povećala izdržljivost, grafitne cijevi su prekrivene slojem plinootpornog pirolitičkog ugljika. Maksimalna temperatura grijanja dostiže 3000 °C. Manje uobičajene su cijevne peći s tankim stijenkama od vatrostalnih metala (W, Ta, Mo), kvarca sa nihromskim grijačem. Za zaštitu grafita i metalne peći od sagorevanja na vazduhu stavljaju se u polu-hermetičke ili zatvorene komore kroz koje se upuhuje inertni gas (Ar, N2). Unošenje uzoraka u apsorbirajuću zonu plamena ili peći vrši se na različite načine. Otopine se raspršuju (obično u plamen) pomoću pneumatskih atomizera, rjeđe ultrazvučnih. Prvi su jednostavniji i stabilniji u radu, iako su inferiorni u odnosu na druge u stupnju disperzije rezultirajućeg aerosola. Samo 5-15% najmanjih kapljica aerosola ulazi u plamen, dok se ostatak prosijava u komori za miješanje i ispušta u odvod. Maksimalna koncentracija čvrste supstance u rastvoru obično je manja od 1%. U suprotnom dolazi do intenzivnog taloženja soli u mlaznici gorionika.

Termičko isparavanje ostataka suvog rastvora je glavna metoda za uvođenje uzoraka u cevne peći. U ovom slučaju uzorci najčešće isparavaju s unutrašnje površine peći; rastvor uzorka (volumen 5-50 µl) se ubrizgava mikropipetom kroz otvor za doziranje u zidu epruvete i suši na 100°C. Međutim, uzorci isparavaju sa zidova uz kontinuirano povećanje temperature upijajućeg sloja, što uzrokuje nestabilnost rezultata. Kako bi se osiguralo da temperatura peći bude konstantna u vrijeme isparavanja, uzorak se unosi u prethodno zagrijanu peć pomoću ugljične elektrode (grafitne kivete), grafitnog lončića (Woodriffova peć), metalne sonde ili grafitne sonde. Uzorak se može ispariti sa platforme (grafitnog korita), koja je postavljena u sredini peći ispod otvora za doziranje. Kao rezultat značajnog zaostajanja temperature platforme od temperature peći, koja se zagrijava brzinom od oko 2000 K/s, dolazi do isparavanja kada peć dostigne praktično konstantnu temperaturu.

Za ubrizgavanje u plamen čvrste materije ili se koriste suvi ostaci rastvora, šipke, niti, čamci, lončići od grafita ili vatrostalnih metala, postavljeni ispod optičke ose uređaja, tako da para uzorka sa strujom plamenih gasova ulazi u zonu apsorpcije. Grafitni isparivači se u nekim slučajevima dodatno zagrijavaju strujni udar. Da bi se isključili mehanički gubici praškastih uzoraka tokom zagrijavanja, koriste se cilindrični isparivači tipa kapsule od poroznih vrsta grafita.

Ponekad se otopine uzoraka tretiraju u reakcionoj posudi u prisustvu redukcionih agenasa, najčešće NaBH4. U ovom slučaju se Hg, na primjer, destilira u elementarnom obliku, As, Sb, Bi i drugi u obliku hidrida, koji se protokom unose u raspršivač. inertni gas. Za monohromatizaciju zračenja koriste se prizme ili difrakcione rešetke; uz postizanje rezolucije od 0,04 do 0,4 nm.

U otkrivenim novim naftnim poljima potrebno je pažljivo proučavati sastav i sadržaj nečistoća u proizvedenoj nafti. Ovisno o mjestu proizvodnje nafte, njihov sastav može značajno varirati. Ovo se posebno odnosi na sumpor, vodonik sulfid i metil-etil merkaptane. Štaviše, sadržaj može varirati u širokim granicama: od 0,60 do 5,00%. Tako, na primjer, postoje nisko sumporni: sadržaj sumpora u njima je do 0,60%, sumpornih - od 0,61 do 1,80%, visoko sumpornih - od 1,81 do 3,50%, posebno visoko sumpornih - preko 3,50% prema prema GOST 1437 i 9.2.

Nedavno su laboratorije počele koristiti naprednije metode za određivanje sumpora umjesto napornih metoda za određivanje sumpora.

Energetska disperzivna rendgenska fluorescentna spektroskopija

Dakle, za određivanje sumpora se koristi savremena metoda energetska disperzivna rendgenska fluorescentna spektroskopija prema GOST 51947-2002. Njegova suština leži u činjenici da se ulje stavlja u snop zraka koje emituje izvor rendgenskih zraka. Izmjerite karakteristike energije ekscitacije iz rendgenskih zraka i uporedite primljeni signal brojača impulsa sa signalima brojača dobijenim iz unaprijed pripremljenih kalibracijskih uzoraka. Ova metoda omogućava brzo i precizno mjerenje ukupnog sumpora u ulju uz minimalnu pripremu uzorka. Vrijeme analize je obično 2-4 min. Opseg mjerenja sumpora od 0,0150 do 5,00%. Rentgenski fluorescentni spektrometar karakterišu brzi rezultati, praktičnost, dobra tačnost. Postoji mnogo istraživačkih metoda za raznim poljima nauke i tehnologije

Simulirana destilacija

Takođe, za analizu naftnih derivata koristi se široko rasprostranjena gasnohromatografska metoda simulirane destilacije. Tradicionalna metoda simulirane destilacije uključuje upotrebu nabijenih kolona. Specifikacije za mlazno gorivo i dizel gorivo ukazuju na simuliranu destilaciju kao alternativu destilaciji pri atmosferskom pritisku kada se dobija informacija o stvarnoj distribuciji tačke ključanja. Metoda simulirane destilacije koristi tehniku ​​plinske hromatografije kako bi se dobila informacija o pravoj distribuciji ulja i frakcija ulja na tačkama ključanja do 750 °C.

Metodom simulirane destilacije dobija se kriva pravih tačaka ključanja, koja se gradi prema podacima hromatografskog odvajanja ispitivanog produkta na koloni sa nepolarnim sorbentom u režimu programiranja temperature. Nakon ulaska uzorka u injektor, grupe ugljovodonika se prikazuju na hromatogramu u rastućem redosledu njihovih tačaka ključanja. Sistem je preliminarno kalibriran prema referentnoj mješavini ugljovodonika sa poznatim tačkama ključanja. Simulirane krivulje destilacije su u dobroj saglasnosti sa rezultatima određivanja frakcionog sastava destilacijom pri atmosferskom pritisku i pod sniženim pritiskom. Za opisivanje frakcija teške nafte korišten je plinski hromatograf sa visokotemperaturnim termostatom.

Metoda simulirane destilacije pomoću gasne hromatografije omogućava analizu naftnih derivata ne samo brže i sa većim stepenom tačnosti, već zahteva i manje analita za izvođenje.

Analiza atomske apsorpcije

Analiza naftnih derivata zauzima jedan od glavnih segmenata primjene atomske apsorpcije u analizi tvari. Tipični uzorci naftnih derivata su sirova nafta, gorivo (benzin), ulja za podmazivanje (svježe pripremljena i korištena).

Atomska apsorpciona analiza (atomska apsorpciona spektrometrija), metoda kvantitativne elementarne analize zasnovana na atomskim apsorpcionim (apsorpcionim) spektrima. Kroz sloj uzoraka atomske pare dobijenih uz pomoć raspršivača, propušta se zračenje u rasponu od 190-850 nm. Kao rezultat apsorpcije svjetlosnih kvanta, atomi prelaze u pobuđena energetska stanja. Ovi prijelazi u atomskim spektrima odgovaraju takozvanim rezonantnim linijama karakterističnim za dati element. Prema Bouguer - Lambert - Beerovom zakonu, mjera koncentracije elementa je optička gustina A = lg (I 0 /I), gdje su I 0 i I intenzitet zračenja iz izvora, respektivno, prije i nakon prolaska kroz upijajući sloj.

Slika 1: Šematski dijagram plamenog atomskog apsorpcionog spektrometra: 1-izvor zračenja; 2-plamen; 3-monohromne planine; 4-fotomultiplikator; 5-uređaj za snimanje ili pokazivač.

Instrumenti za atomsku apsorpcionu analizu - atomski apsorpcioni spektrometri - precizni visoko automatizovani uređaji koji obezbeđuju ponovljivost uslova merenja, automatsko unošenje uzoraka i registraciju rezultata merenja. Neki modeli imaju ugrađene mikroračunare. Kao primjer, na slici je prikazan dijagram jednog od spektrometara. Najčešći izvori linijskog zračenja u spektrometrima su jednoelementne lampe sa šupljom katodom ispunjenom neonom. Za određivanje nekih hlapljivih elemenata (Cd, Zn, Se, Te, itd.), pogodnije je koristiti visokofrekventne lampe bez elektroda.

Prelazak analiziranog objekta u atomizirano stanje i formiranje upijajućeg parnog sloja određenog i reproducibilnog oblika vrši se u raspršivaču - najčešće u plamenu ili cijevnoj peći. Naib. Često se koriste plamenovi mješavine acetilena sa zrakom (maks. temperatura 2000 °C) i acetilena sa N2O (2700 °C). Plamenik sa mlaznicom u obliku proreza dužine 50-100 mm i širine 0,5-0,8 mm postavljen je duž optičke ose uređaja kako bi se povećala dužina upijajućeg sloja.

Cjevaste otporne peći najčešće se izrađuju od gustih vrsta grafita. Kako bi se spriječila difuzija pare kroz zidove i povećala izdržljivost, grafitne cijevi su prekrivene slojem plinootpornog pirolitičkog ugljika. Maksimalna temperatura grijanja dostiže 3000 °C. Manje uobičajene su cijevne peći s tankim stijenkama od vatrostalnih metala (W, Ta, Mo), kvarca sa nihromskim grijačem. Da bi se grafitne i metalne peći zaštitile od izgaranja na zraku, postavljaju se u poluhermetičke ili zatvorene komore kroz koje se upuhuje inertni plin (Ar, N2). Unošenje uzoraka u apsorbirajuću zonu plamena ili peći vrši se na različite načine. Otopine se raspršuju (obično u plamen) pomoću pneumatskih atomizera, rjeđe ultrazvučnih. Prvi su jednostavniji i stabilniji u radu, iako su inferiorni u odnosu na druge u stupnju disperzije rezultirajućeg aerosola. Samo 5-15% najmanjih kapljica aerosola ulazi u plamen, a ostatak se prosijava u komori za miješanje i ispušta u odvod. Maksimalna koncentracija čvrste supstance u rastvoru obično je manja od 1%. U suprotnom dolazi do intenzivnog taloženja soli u mlaznici gorionika.

Termičko isparavanje ostataka suvog rastvora je glavna metoda za uvođenje uzoraka u cevne peći. U ovom slučaju uzorci najčešće isparavaju s unutrašnje površine peći; rastvor uzorka (volumen 5-50 µl) se ubrizgava mikropipetom kroz otvor za doziranje u zidu epruvete i suši na 100 °C. Međutim, uzorci isparavaju sa zidova uz kontinuirano povećanje temperature upijajućeg sloja, što uzrokuje nestabilnost rezultata. Kako bi se osiguralo da temperatura peći bude konstantna u vrijeme isparavanja, uzorak se unosi u prethodno zagrijanu peć pomoću ugljične elektrode (grafitne kivete), grafitnog lončića (Woodriffova peć), metalne sonde ili grafitne sonde. Uzorak se može ispariti sa platforme (grafitnog korita) koja je postavljena u sredini peći ispod otvora za doziranje. Kao rezultat značajnog zaostajanja temperature platforme od temperature peći, koja se zagrijava brzinom od oko 2000 K/s, dolazi do isparavanja kada peć dostigne praktično konstantnu temperaturu.

Za uvođenje čvrstih supstanci ili suhih ostataka rastvora u plamen koriste se šipke, konci, čamci, lonci od grafita ili vatrostalnih metala, postavljeni ispod optičke ose uređaja, tako da para uzorka sa strujom ulazi u zonu apsorpcije. plamenih gasova. Grafitni isparivači se u nekim slučajevima dodatno zagrijavaju električnom strujom. Da bi se isključili mehanički gubici praškastih uzoraka tokom zagrijavanja, koriste se cilindrični isparivači tipa kapsule od poroznih vrsta grafita.

Ponekad se otopine uzoraka tretiraju u reakcionoj posudi u prisustvu redukcionih agenasa, najčešće NaBH4. U ovom slučaju se Hg, na primjer, destilira u elementarnom obliku, As, Sb, Bi i drugi u obliku hidrida, koji se strujom inertnog plina unose u raspršivač. Za monohromatizaciju zračenja koriste se prizme ili difrakcione rešetke; uz postizanje rezolucije od 0,04 do 0,4 nm.

U analizi atomske apsorpcije potrebno je isključiti superpoziciju zračenja atomizera na zračenje izvora svjetlosti, uzeti u obzir moguću promjenu svjetline potonjeg, spektralne interferencije u atomizatoru uzrokovane djelomičnim raspršivanjem i apsorpcijom svjetlosti. čvrstim česticama i molekulima stranih komponenti uzorka. Za to se koriste različite metode, na primjer. zračenje izvora se modulira frekvencijom na koju je podešen prijemno-snimač, koristi se dvosnovna shema ili optička shema sa dva izvora svjetlosti (sa diskretnim i kontinuiranim spektrom). najefikasnija shema je zasnovana na Zeemanovom cijepanju i polarizaciji spektralnih linija u atomizeru. U ovom slučaju svjetlost polarizirana okomito na magnetsko polje prolazi kroz apsorbirajući sloj, što omogućava uzimanje u obzir neselektivnog spektralnog šuma, dostižući vrijednosti A = 2, pri mjerenju stotina puta slabiji signala.

Prednosti atomske apsorpcione analize su jednostavnost, visoka selektivnost i mali uticaj sastava uzorka na rezultate analize. Ograničenja metode su nemogućnost istovremenog određivanja više elemenata pri korištenju linijskih izvora zračenja i, po pravilu, potreba za prenošenjem uzoraka u otopinu.

Analiza atomske apsorpcije koristi se za određivanje oko 70 elemenata. Ne određivati ​​gasove i neke druge nemetale, čije rezonantne linije leže u vakuumskoj oblasti spektra (talasna dužina manja od 190 nm). Koristeći grafitnu peć, nemoguće je odrediti Hf, Nb, Ta, W i Zr, koji sa ugljikom formiraju niskoisparljive karbide. Granice detekcije većine elemenata u rastvorima pri atomizaciji u plamenu su 1-100 µg/l, u grafitnoj peći 100-1000 puta niže. Apsolutne granice detekcije u potonjem slučaju su 0,1-100 pg. Relativna standardna devijacija u optimalni uslovi mjerenja dostižu 0,2-0,5% za plamen i 0,5-1,0% za peć. U automatskom načinu rada, plameni spektrometar može analizirati do 500 uzoraka na sat, a spektrometar sa grafitnom peći - do 30 uzoraka. Obje opcije se često koriste u kombinaciji sa preliminarnim odvajanjem i koncentracijom ekstrakcijom, destilacijom, ionskom izmjenom i hromatografijom, što u nekim slučajevima omogućava indirektno određivanje nekih nemetala i organskih spojeva.

Metode atomske apsorpcione analize koriste se i za merenje nekih fizičkih i fizičko-hemijskih veličina - koeficijenta difuzije atoma u gasovima, temperature gasovitog medija, toplote isparavanja elemenata i dr.; za proučavanje spektra molekula, proučavanje procesa povezanih sa isparavanjem i disocijacijom jedinjenja.

Određivanje nečistoća metala i fosfora u naftnim derivatima vrši se metodom plamene atomske apsorpcije ili na optičkim emisionim spektrometrima induktivno spregnute plazme. Glavni problem pri radu sa uzorcima ove vrste je potreba za njihovom pripremom. Ovo se obično radi pepeljenjem matrice i otapanjem rezultujućeg ostatka u vodenoj kiseloj mešavini.

infracrvena spektroskopija

Infracrvena spektroskopija (IR spektroskopija), grana molekularne optičke spektroskopije koja proučava spektre apsorpcije i refleksije elektromagnetno zračenje u IR području, odnosno u opsegu talasnih dužina od 10-6 do 10-3 m. U koordinatama intenziteta apsorbovanog zračenja - talasne dužine (ili talasnog broja), IR spektar je složena kriva sa velikim brojem maksimumi i minimumi. Opsezi apsorpcije nastaju kao rezultat prijelaza između vibracionih nivoa osnovnog elektronskog stanja sistema koji se proučava. Spektralne karakteristike (položaji maksimuma traka, njihova poluširina, intenzitet) pojedinog molekula zavise od masa njegovih sastavnih atoma, geometrijske strukture, karakteristika međuatomskih sila, raspodjele naboja itd. Stoga su IR spektri vrlo individualni, što određuje njihovu vrijednost u identifikaciji i proučavanju strukturnih veza. Spektri se snimaju pomoću klasičnih spektrofotometara i Fourierovih spektrometara.

Spektri infracrvene apsorpcije, refleksije ili raspršenja daju izuzetno bogate informacije o sastavu i svojstvima uzorka. Poređenjem IR spektra uzorka sa spektrima poznatih supstanci, moguće je identifikovati nepoznatu supstancu, odrediti glavni sastav prehrambeni proizvodi, polimeri, detektuju nečistoće u atmosferski vazduh i gasova, provesti frakcionu ili strukturno-grupnu analizu. metoda korelacione analize IR spektar uzorka se također može koristiti za određivanje njegovih fizičko-hemijskih ili bioloških karakteristika, kao što su klijavost sjemena, kalorijski sadržaj namirnica, veličina granula, gustina itd.

AT savremenim aparatima IR spektar se određuje skeniranjem faznog pomaka između dva dijela razdvojenog svjetlosnog snopa (Fourierova spektrometrija). Ova metoda daje značajan dobitak u fotometrijskoj tačnosti i tačnosti talasne dužine.

Fourier spektrometri značajno nadmašuju difrakcione instrumente u fotometrijskoj preciznosti. U difrakcijskim instrumentima prijemnik prima svjetlost samo u uskom spektralnom intervalu, koja pada na izlazni prorez monohromatora. U Fourierovim spektrometrima, fotodetektor uvijek prima svu svjetlost iz izvora, a sve spektralne linije se snimaju istovremeno. Posljedično, omjer signal-šum se povećava.

Metoda IR spektroskopije zasniva se na ekstrakciji naftnih derivata iz uzorka tetrahloridom ili freonom 113, prečišćavanju ekstrakta iz polarnih jedinjenja kolonskom hromatografijom na aluminijum oksidu i naknadnoj registraciji apsorpcije zračenja u spektralnom području od 2700-3200 cm-1, zbog vibracija istezanja CH3 i CH2 grupa alifatskih i alicikličnih jedinjenja i bočnih lanaca aromatičnih ugljovodonika, kao i CH veza aromatičnih jedinjenja.

Metoda se može implementirati kako u varijanti snimanja apsorpcionog spektra u navedenom području pomoću tradicionalnog ili Fourierovog spektrometra, tako iu jednostavnijoj verziji, u kojoj se koristi analizator koji mjeri integralnu apsorpciju zračenja u području od 2900- 3000 cm-1, u kojem su najintenzivnije apsorpcione trake koje odgovaraju asimetričnim vibracijama istezanja CH3 i CH2 grupa.

Metoda zahtijeva obaveznu kalibraciju mjernog instrumenta korištenjem standardnih uzoraka sastava otopine naftnih derivata u tetrahloridu ugljika. U Rusiji se koriste standardni uzorci pripremljeni na bazi takozvane trokomponentne smjese (37,5% heksadekan, 37,5% 2,2,4-trimetilpentan i 25% benzena po masi). Donja granica mjernog opsega je 0,05 mg/dm3. Glavna prednost metode je slaba ovisnost analitičkog signala o vrsti naftnog proizvoda, koji je osnova kontaminacije uzorka.

Poteškoće koje nastaju pri korištenju metode povezane su s interferirajućim djelovanjem lipida i drugih polarnih spojeva pri njihovom visokom sadržaju, pri čemu se iscrpljuje kapacitet hromatografske kolone koja se koristi za prečišćavanje ekstrakta. Glavni nedostatak metode je njena neekološka priroda, zbog visoko toksičnih otapala koja se koriste.

Kvalitativni pokazatelji nafte iz Samarskih polja, njihova usklađenost sa tržišnom naftom

Institut za naftu Sibirskog ogranka Ruske akademije nauka napravio je komparativnu analizu kvaliteta ruske nafte, data je procena glavnih naftnih i gasnih polja, uključujući Volga-Ural. Strategija razvoja Rusije u oblasti energetike predviđa povećanje obima prerade nafte do 220-225 miliona tona godišnje. Značajan dio dobijenih naftnih derivata planiran je za izvoz, uključujući u zapadna evropa. Međutim, stalno pooštravanje ekoloških i kvalitetnih zahtjeva Evropska unija do potrošenih naftnih derivata može dovesti do smanjenja izvoznih mogućnosti ruske industrije prerade nafte. Zbog toga, zadatak osiguravanja svjetske kvalitete proizvedenih proizvoda postaje sve važniji za domaće rafinerije. Složenost njegovog rješenja u velikoj mjeri je određena kvalitetom sirovina koje se isporučuju za preradu. Stoga određivanje kvaliteta nafte proizvedene iz različitih polja postaje važno i za proizvođače i za potrošače nafte.

Za sirovu naftu, glavne karakteristike kvaliteta su gustina, sadržaj sumpora i frakcijski sastav. U TU 39-1623-93 "Ruska nafta isporučena za izvoz" za navedene fizička i hemijska svojstva ulje se dijeli na četiri vrste (vidi tabelu 1).

Tabela 1. Klasifikacija nafte koja se isporučuje za izvoz

Određivanje kvaliteta ulja

U inostranstvu se pri određivanju pokazatelja kvaliteta nafte koriste modeli kvaliteta gustine i destilacije.

U modelu gustoće, kvaliteta nafte i, shodno tome, njeni pokazatelji troškova povezani su s gustoćom i sadržajem sumpora. Model destilacije povezuje kvalitetu ulja i njegovu cijenu s potencijalom lakih uljnih frakcija. Pokušaj da se kvalitet domaće nafte dovede do svjetskih standarda doveo je do toga da je 1989. godine u našoj zemlji prvi put uz dodatak GOST 9965 „Ulje za rafinerije nafte. Specifikacije» Glavni pokazatelji koji karakterišu potrošačka svojstva nafte bili su gustina i maseni sadržaj sumpora. Kasnije su sljedeća fizička i kemijska svojstva ulja naznačena kao najznačajnija koja utiču na potrošačka svojstva ulja:

gustina ulja p;

· izlaz frakcija na temperaturama do 200, 300 i 350 stepeni;

maseni udio sumpora S;

Koncentracija kloridnih soli C.

Gustoća ulja u velikoj mjeri ovisi o količini sadržanih u njemu asfaltno-smolastih tvari, koje doprinose stvaranju stabilnih vodo-uljnih emulzija, što povećava troškove njegove prerade. Pojavljuju se i drugi Negativne posljedice u preradi teških smolastih ulja. Konkretno, povećanje troškova za transport i preradu takvog ulja. Povećan sadržaj sumpor u nafti dovodi do intenzivne korozije opreme, potrebe za alkalizacijom prerađevina, hidroobradom benzinskih frakcija i "trovanja" katalizatora. Ali povećanje sadržaja lakih frakcija, što dovodi do smanjenja troškova u proizvodnji goriva, poboljšava kvalitetu nafte. Koncentracija hloridnih soli odražava kontaminaciju nafte tokom razvoja ležišta, u procesu proizvodnje.

B definira složeni indikator kvaliteta K za procjenu tržišnog ulja. S obzirom da ne postoji sličan sveobuhvatan kriterijum za određivanje kvaliteta nafte u ležištima različitih polja i naftno-gasnih provincija (OGP), pokušano je da se u ovom radu koristi K indikator. tehnološki indikator C se uzima jednakim 100 mg/l. Razmatrano u metodologiji za određivanje kompleksnog indikatora kvaliteta ulja K, on ​​uključuje proračun prema formuli:

K \u003d 0,04S + 0,00054C + 1,74p-0.0087F 200 -0.0056F 300 -0.0049F 350 , (1)

S - koncentracija hloridnih soli (mg/l),

p - gustina ulja (g/cm3),

F 200, F 300, F 350 - sadržaj frakcija na temperaturama do 200, 300 i 350 ° C, respektivno (% zapremine).

To at = 0,0029S + 0,00039C + 2,696s- 1,003 , (3)

Odstupanje kompleksnog indeksa kvaliteta dobijenog jednadžbom (1) od jedinice prema povećanju znači pogoršanje kvaliteta ulja (povećanje cene njegove prerade), ka smanjenju - poboljšanje kvaliteta ulja (smanjenje u troškovima njegove obrade). Stoga je kriterij za razvrstavanje ulja prema složenom pokazatelju kvalitete sljedeći:

Ako je K< 1 - нефть высокого качества;

Sa K? 1 - ulje niske kvalitete.

Složeni indikator kvaliteta i njegovo pojednostavljeno značenje.

Proračuni vrijednosti pokazatelja kvaliteta K i K y vršeni su pomoću jednačina (1) i (3), gdje su vrijednosti parametara p, S, F 200 , F 300 prosječne vrijednosti sliva u jedinice zapremine. U ovom slučaju, u (1) ćemo uzeti vrijednost C = 100 mg/l, a F 350 je približno izračunat izrazom (2).

Srednje vrijednosti za K i K y su 0,978 i 0,938, respektivno. One. proračun prema formuli (3) daje pomak vrijednosti u odnosu na proračun prema (1) u smjeru smanjenja vrijednosti indeksa kvalitete, što odgovara povećanju kvalitete ulja. Granice povjerenja

K = 0,978 ± 0,090

za prosječnu vrijednost K sa vjerovatnoćom povjerenja od 0,95 određuju se od 0,888 do 1,068. Dakle, prosječna vrijednost indikatora K y, jednaka 0,938, nalazi se u granicama intervala povjerenja (0,888 - 1,068) za prosječnu vrijednost K izračunatu po istoj formuli (1).

Odnos između kvaliteta ulja i cijene.

Razmotrimo kako proračuni prema (1) i (3) utiču na određivanje cijene nafte, uzimajući u obzir činjenicu da je kvalitet nafte izuzetno važan za njenu cijenu. U svjetskoj praksi razlika u cijenama nafte određuje se potencijalnim sadržajem lakih naftnih derivata, a kvalitet se ocjenjuje njegovom gustinom i sadržajem sumpora. Analizirajući formule za izračunavanje indeksa kvaliteta nafte, možemo zaključiti da na kvalitet, a samim tim i na cijenu nafte, više utiče njen indeks gustine nego sadržaj sumpora, budući da je koeficijent uzajamnog značaja gustine c u formuli (1 ) je najveći u odnosu na druge omjere. Stoga ćemo u nastavku razmotriti uticaj promjene gustine nafte na prognozu cijene nafte.

U radu je predložena metoda za izračunavanje koeficijenata uticaja gustine na cenu nafte. Dakle, za rusku izvoznu mješavinu Urals, koeficijent linearna zavisnost cijena od gustine jednaka je 0,23 dolara po toni nafte sa promjenom gustine od 0,001. Prosječna vrijednost K prema (1) odgovara srednjoj vrijednosti gustine p, jednakoj 0,856. Uzimajući u (3) vrijednost K y jednaku prosječnoj vrijednosti K = 0,978, nalazimo prividnu vrijednost gustine p y, koja se od c razlikuje za?p = 0,039. Shodno tome, povećanje gustine nafte za 0,039 povlači za sobom smanjenje cijene tone Urala za 8,97 dolara, ako se kvalitet izračuna prema formuli (3).

Slična istraživanja su provedena i za druga ulja. Za američku WTI naftu koeficijent linearne zavisnosti iznosi 0,47 dolara po toni uz promjenu gustine za 0,001, a za naftu američke kompanije Conoco promjena cijene nafte iznosi 0,22 dolara po toni uz promjenu gustine za 0,001. Dakle, povećanje gustine za 0,039 za takvo ulje znači smanjenje njegove cijene za 8,58 dolara po toni kada se formula (3) koristi za izračunavanje kvaliteta nafte.

Poređenje ulja glavnih NGP u pogledu kvaliteta i fizičko-hemijskih svojstava

AT tab. 2 prikazana je distribucija BNP-a na teritoriji zemalja ZND, uzimajući u obzir indeks kvaliteta K, izračunat za ulja svake pokrajine prema formuli (1) i prosječen na cijeloj teritoriji pokrajina.

Tabela 2. Distribucija BDP-a po pokazateljima kvaliteta

Može se vidjeti da naftna i plinska polja Rusije uglavnom sadrže visokokvalitetne nafte (K< 1), за исключением Лено-Вилюйской и Енисейско-Анабарской НГП (К >jedan). Vidimo da Volga-Uralska provincija ima K< 1. Следовательно, в самарском регионе мы имеем нефти высокого качества.

Takođe je zanimljivo uporediti glavna naftna i gasna polja Rusije u pogledu fizičko-hemijskih svojstava nafte na osnovu klasifikacije predstavljene u tab. 2. Da bismo to učinili, uvodimo dodatnu 5. vrstu ulja, koja ne odgovara nijednoj od 4 tipa predstavljena u tab. jedan. Ovaj 5. tip ima sljedeće karakteristike:

p > 895 kg/m3,

F 200< 19%,

F 300< 35%,

F 350< 48%.

Distribucija ulja sa glavnih Volga-Uralskih naftnih i plinskih polja prema parametrima p, S, F 200 i F 300 prikazana je u tab. 3.

Zoniranje teritorije Volgo-Uralske provincije prema kvalitetu nafte

Naftno-gasno polje Volga-Ural jedno je od najstarijih i još uvijek najvećih naftnih provincija Rusije. Karakteriziran je visok stepen istraživanje i iscrpljivanje rezervi ugljovodonika. Geozoniranje teritorije Volgo-Uralske naftno-gasne provincije prema kompleksnom pokazatelju kvaliteta nafte K izvršeno je pomoću skupa podataka iz 1983 uzorka nafte. (Tabela 1) više od 500 VUNGP depozita. Za provođenje analize određene su prosječne vrijednosti (preko teritorije ležišta) za vrijednosti p, S, F 200 i F 300.

Većina depozita (više od 62% od ukupan broj VUNGP polja sa poznatim kvalitetom nafte) sadrže naftu visokog kvaliteta. Najveći od njih: u Samarskoj regiji - Kuleševskoye, Mukhanovskoye, Rassvetskoye;

Tab. 3. Distribucija NGP ulja po 5 vrsta

Količina ulja 1. tipa po sadržaju sumpora najmanja je u Volgo-Uralskoj naftno-gasnoj provinciji (oko 14%). Ulja 1. tipa u smislu proizvodnje frakcije F 200 su najmanje - u Volgo-Uralskoj naftno-gasnoj provinciji (više od 48% svih ulja u provinciji).

Treba napomenuti da su nalazišta sa visokokvalitetnom naftom dostupna širom VUNGP-a, ali na periferiji pokrajine čine apsolutnu većinu. Na pirinač. jedan prikazana je opšta distribucija ulja Volgo-Uralske naftno-gasne provincije po kvalitetu. Vidi se da ima oko 2/3 svih ulja regije Ural-Volga visoka kvaliteta, a preostala 1/3 se odnosi na ulja niske kvalitete.

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-1.jpg" alt="(!LANG:>Frakcioni sastav ulja">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-3.jpg" alt="(!LANG:> Nafta i naftni derivati ​​su tako složena mešavina ugljovodonika -ugljovodonična jedinjenja,"> Нефть и нефтепродукты представляют собой такую сложную смесь углеводородов и неуглеводородных соединений, что обычными методами перегонки их невозможно разделить на индивидуальные соединения. Как правило, нефти и нефтепродукты разделяют путем перегонки на отдельные части, каждая из которых является менее сложной смесью. Такие части принято называть фракциями или дистиллятами. Нефтяные фракции в отличие от индивидуальных соединений не имеют постоянной температуры кипения. Они выкипают в определенных интервалах температур, т. е. имеют температуру начала кипения (н. к.) и конца кипения (к. к.). Температуры начала и конца кипения зависят от !} hemijski sastav frakcije. Frakcijski sastav nafte i naftnih derivata pokazuje sadržaj u njima (u zapremini ili masenom procentu) različitih frakcija koje ključaju u određenim temperaturne granice. Ovaj indikator je od velike praktične važnosti. Prema frakcijskom sastavu nafte procjenjuje se koji se naftni proizvodi i u kojim količinama iz njega mogu izdvojiti, a frakcijski sastav benzina i drugih motornih goriva karakteriše njihovu hlapljivost, potpunost isparavanja itd.

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-4.jpg" alt="(!LANG:> Glavne frakcije izolovane iz nafte u industrijskim postrojenjima: 1."> Основные фракции, выделяемые из нефти на промышленных установках: 1. Бензиновая н. к. (28˚С) – 180 ˚С (без отбора керосиновой фракции) или н. к. (28 ˚С) – 150 ˚С (без отбора керосиновой фракции); 2. Керосиновая 150 ˚С – 250 ˚С; 3. Дизельная (180 ˚С) – 350 ˚С (без отбора керосиновой фракции) или 250 ˚С – 350 ˚С (с отбором керосиновой фракции). В ряде случаев отбирают дизельную фракцию утяжеленного состава с концом кипения 360 ˚С. Суммарный выход этих фракций (до 360 ˚С) составляет количество светлых фракций нефти. Из остатка мазута получают: 4. Вакуумный газойль 350 ˚С (360 ˚С)- 500 ˚С(550 ˚С); 5. Гудрон >500 ˚С (> 550 ˚С) – самый тяжелый продукт перегонки нефти.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-5.jpg" alt="(!LANG:> Destilacija (destilacija) je proces odvajanja složenih smjesa ugljikohidrata djelomičnim isparavanjem tekućine ili"> Дистилляция (перегонка) – процесс разделения сложных смесей углеводородов путем частичного испарения жидкости или частичной конденсацией паровой смеси с образованием двух фаз (перегонка), из которых паровая обогащается низкокипящим компонентом (нкк), а жидкая – высококипящим (вкк) по сравнению с исходной смесью. Лабораторная установка для перегонки нефти!}

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-8.jpg" alt="(!LANG:> ARN-2 laboratorijska oprema za destilaciju ulja">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-9.jpg" alt="(!LANG:> ARN-LAB-11 Automatski aparat za određivanje frakcije ulje i naftni proizvodi">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-10.jpg" alt="(!LANG:> Destilacija nafte i naftnih derivata za frakcionisanje može se obaviti sa"> Перегонку нефти и нефтепродуктов с целью разделения на фракции можно осуществить с постепенным либо с однократным испарением. При перегонке с постепенным испарением образующиеся пары непрерывно отводят из перегонного аппарат, они конденсируются и охлаждаются в конденсаторе-холодильнике и собираются в приемник в виде жидких фракций. В том случае, когда образующиеся в процессе нагрева пары не выводятся из перегонного аппарата до тех пор, пока не будет достигнута заданная температура, при которой в один прием (однократно) отделяют паровою фазу от жидкой, процесс называют перегонкой с однократным испарением. После этого строят кривую ОИ (см. рис.) Данные способы перегонки не позволяют добиться четкого разделения нефтепродуктов на узкие фракции, т. к. часть высококипящих компонентов переходит в дистиллят, а часть низкокипящих фракций остается в жидкой фазе. Поэтому применяют перегонку с дефлегмацией или ректификацией. Для этого в колбе нагревают нефть или нефтепродукт; образующиеся при перегонке пары, почти лишенные высококипящих компонентов, охлаждаются в специальном аппарате – дефлегматоре и переходят в !} tečno stanje- sluz. Flegma, koja teče prema dolje, susreće se s novonastalim parovima. Kao rezultat izmjene topline, komponente niskog ključanja isparavaju, a komponente pare visokog ključanja kondenziraju. Takvim kontaktom para postiže se jasnije razdvajanje na frakcije nego bez refluksa.

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-11.jpg" alt="(!LANG:>1 - kriva dobijena destilacijom sa jasnom rektifikacijom) (ITC krivulja) 2 - kriva"> 1 – кривая, полученная перегонкой с четкой ректификацией (кривая ИТК); 2 – кривая однократного испарения (кривая ОИ); 3 – кривая, полученная простой перегонкой (разгонка по Энглеру) ; t 1, t 2, t 3, …tn – температуры кипения при оборе дистиллята в точках x 1, x 2, x 3, …xn. ; Фракция t 1 -t 2 выкипает в количестве x 2 -x 1, е – массовая доля отгона!}

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-12.jpg" alt="(!LANG:> Deflegmator aparat za destilaciju">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-13.jpg" alt="(!LANG:> Još jasnije odvajanje se dešava tokom destilacije sa aplikacijom za rektizaciju. takvu destilaciju"> Еще более четкое разделение происходит при перегонке с ректификацией. Аппарат для такой перегонки состоит из перегонной колбы, ректификационной колонки, конденсатора холодильника и приемника.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-16.jpg" alt="(!LANG:> Najrasprostranjeniji primljeno u laboratorijskoj praksi sledeće vrste destilacija: "> U laboratorijskoj praksi najčešće se koriste sljedeće vrste destilacije: 1. Destilacija po principu postepenog isparavanja: - jednostavna destilacija nafte i naftnih derivata koji ključaju do 350 ˚S na atmosferskom pritisku; - jednostavna destilacija naftni proizvodi koji ključaju preko 350 ˚S pod sniženim pritiskom (pod vakuumom) - destilacija sa refluksom - destilacija sa bistrom rektifikacijom 2. Destilacija po principu flešovanja: - fleš destilacija 3. Molekularna destilacija za jedinjenja i smole velike molekulske mase 4. Simulacija destilacija.

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-17.jpg" alt="(!LANG:> Vakum destilacija je jedna od metoda za odvajanje smjesa organska materija. Široko korištena ">Vakumska destilacija je jedna od metoda za odvajanje smjesa organskih tvari. Široko se koristi u situaciji kada se destilacija ne može obaviti na atmosferskom pritisku zbog visoke točke ključanja ciljne tvari, što dovodi do termičke razgradnje. Kako vakuumska tečnost ključa na nižoj temperaturi, postaje moguće dispergovati tečnosti koje se raspadaju tokom atmosferske destilacije.

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-19.jpg" alt="(!LANG:> Molekularna destilacija, za razliku od konvencionalne destilacije, nije povezana"> Молекулярная дистилляция в отличие от обычной дистилляции не связана с кипением раствора, а протекает в условиях испарения со свободной поверхности. Она может быть применена для жидкостей, которые не выдерживают !} visoke temperature i ne može se dovesti do ključanja bez opasnosti od raspadanja. Molekularna destilacija se koristi za odvajanje i proučavanje makromolekularnih supstanci sadržanih u ostacima ulja dobivenim konvencionalnom destilacijom. Na taj način se destiliraju termički nestabilne tvari molekularna težina 250 - 1200, nabavite vakuumska ulja, ulja visokog viskoziteta sa visokim indeksom viskoznosti.

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-20.jpg" alt="(!LANG:>Postrojenja za industrijsku molekularnu destilaciju">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-21.jpg" alt="(!LANG:>"> Имитированная перегонка. Для анализа нефтепродуктов используется широко распространенный газохроматографический метод имитированной дистилляции. Традиционный метод имитированной дистилляции предполагает использование насадочных колонок. Спецификация на реактивное топливо и дизельное топливо указывает имитированную дистилляцию как альтернативу дистилляции при атмосферном давлении при получении информации об истинном распределении по температурам кипения. Метод имитированной дистилляции использует газохроматографическую технику для получения информации об истинном распределении по температурам кипения нефти и нефтяных фракций до 750 °С.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/174642540_451406648.pdf-img/174642540_451406648.pdf-22.jpg" alt="(!LANG:> Simulirana destilacija. Simulirana destilacija koja daje pravu krivulju"> Имитированная перегонка. Методом имитированной дистилляции получают кривую истинных температур кипения, которая строится по данным хроматографического разделения исследуемого продукта на колонке с неполярным сорбентом в режиме программирования температуры. После ввода образца в инжектор, группы углеводородов выводятся на хроматограмму в порядке возрастания их температур кипения. Предварительно выполняется калибровка системы по эталонной смеси углеводородов с известными температурами кипения. Кривые имитированной дистилляции хорошо совпадают с результатами определения фракционного состава перегонкой при атмосферном давлении и при пониженном давлении. Для описания тяжелых фракций нефти использовали газовый хроматограф с высокотемпературным термостатом. Метод имитированной дистилляции с помощью газовой хроматографии позволяет проводить анализ нефтяных продуктов не только быстрее и с большей степенью точности, но и требует для осуществления меньшего количества анализируемых веществ.!}