Комплекс по предмету “химия нефти и природного газа

2.Методы определения фракционного состава нефти и нефтепродуктов
Для облегчения анализа нефтей и нефтепродуктов используют разнообразные методы их предварительного разделения как по молекулярным массам, так и по химическому составу. Для разделения нефти и выделения различных групп углеводородов и гетероатомных компонентов применяют химические и физические методы. Химические методы основаны на неодинаковой реакционной способности разделяемых компонентов. Физические (физико-химические) методы основаны на различии концентраций компонентов в сосуществующих равновесных фазах.
Простыми условно названы методы разделения, при которых изменение концентрации разделяемых компонентов в сосуществующих фазах достигается лишь благодаря сообщению системе энергии, а сложными – методы с применением дополнительных разделяющих агентов, увеличивающих различие составов фаз.
К физико-химическим методам разделения относят также разнобразные виды хроатографии, различающиеся агрегатным состоянием подвижной и неподвижной фаз[4].
Перегонка – старейший метод разделения нефти на фракции, содержащие компоненты с близкими молекулярными массами, которым удалось выделить из нефтей ряд индивидуальных соединений. Фракционный состав нефти определяют с помощью перегонки при атмосыферном давлении без ректификации на стандартном аппарате. При этом оценивают выход фракций, выкипающих до 300перегонять более высококипящие нефтяные фракции и нефтепродукты при атмосферном давлении не рекомендуется, так как они при этом могут разлагаться.
Для фракционирования масляных фракций вместо насадочнх аппаратов можно применять колонки с вращающимся ротором, имеющие меньшее гидравлическое сопротивление и обеспечивающие получение фракций без разложения вплоть до 550
Для выделения высококипящих масляных фракций возможно использование молекулярной перегонки. Процесс протекает в глубоком вакууме при небольшом расстоянии между поверхностями испарения и конденсации, меньшем, чем длина свободного пробега молекул. В связи с этим испарившиеся молекул не сталкиваются и достигают конденсатора с минимальными затратами энергии. Современные роторные плёночные аппараты позволяют отгонять фракции с температурой кипения до 650 практически без разложения[5].
Ректификация при различных давлениях используется для выделения индивидуальных углеводородов из бензиновых фракций. При этом учитывается, что наиболее пологий характер зависимости давления насыщенного пара от температуры отмечается для н-алканов, более крутая зависимость характерна для алкановизостроения и циклоалканов.
Для разделения смесей углеводородов с близкими температурами кипения, например ареновC8, необходима сверхчёткая ректификация. Так, для выделения наиболее высококипящего изомера – о-ксилола используют ректификационные колонны, имеющие 100-150 тарелок при кратности орошения (5÷8) : 1.
Одним из методов газоразделения наряду с абсорбцией является низкотемпературная ректификация с использованием таких хладагентов, как аммиак или пропан[6].
В зависимости от условий проведения испытания перегонку при атмосферном воздухе проводят двумя способами.
Метод А – для автомобильных бензинов, авиационных бензинов, авиационных топлив для турбореактивных двигателей, растворителей с установленной точкой кипения, нафты, уайт-спирита, керосина, газойлей, дистиллятных жидких топлив и аналогичных нефтепродуктов.
Метод Б – для нефти и тёмных нефтепродуктов.
При разногласиях в оценке качества нефти и нефтипродуктов применяют метод А.
Сущность метода заключается в перегонке 100 см3 испытуемого образца при условиях, соответствующих природе продукта, и проведении постоянных наблюдений за показаниями термометра и объёмами конденсата