Технический анализ нефтепродуктов
Линия

Программа курса
Линия

Методическое пособие для лаборанта к лабораторной работе
"Определение физико-химических параметров масел"

1. Определение плотности ареометром.

Аппаратура и реактивы:

Термостат - ареометры для нефти по ГОСТ 18481-81;
- цилиндры для ареометров стеклянные по ГОСТ 18481-81;
- термометры ртутные стеклянные лабораторные;
- термостат или водяная баня для поддержания температуры с погрешностью не более 0,2 С.

2. Определение плотности пикнометром.

Аппаратура, реактивы и материалы:

- пикнометры типов ПЖ-1, ПЖ-2, ПЖ-3 и ПТ по ГОСТ 22524-77;
- термометры ртутные стеклянные;
- термостат или водяная баня для поддержания температуры 20 С с погрешностью не более 0,1 С (в качестве водяной бани можно использовать стакан любого исполнения с мешалкой вместимостью не менее 1 дм3;
Микровесы МТ5 фирмы METTLER TOLEDO - весы аналитические с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г;
- пипетка с оттянутым капилляром;
- хромовая смесь;
- спирт этиловый технический по ГОСТ 17299-78;
- ацетон по ГОСТ 2603-79;
- вода дистиллированная.

Подготовка к испытанию.

Пикнометр тщательно моют хромовой смесью, затем водой, ополаскивают дистиллированной водой, потом спиртом или ацетоном. Такую промывку ведут перед калибровкой или при неравномерном смачивании пикнометра жидкостью.
Перед повторным испытанием пикнометр промывают бензином или другим растворителем, затем высушивают.
Для предотвращения появления статического заряда поверхность пикнометра протирают слегка увлажненным куском ткани. Статический заряд можно снять, если подуть на пикнометр.

3. Определение кинематической вязкости.

Аппаратура , реактивы и материалы:

Вискозометр Гепплера - вискозиметры капиллярные из стекла, обеспечивающие необходимую точность;
- штативы и другие устройства для закрепления вискозиметров;
- термостат или баня для вискозиметра.

Для заполнения термостата используют прозрачную жидкость, которая остается в жидком состоянии при температуре определения. В качестве бани используют любой прозрачный сосуд такой глубины, чтобы нефтепродукт, находящийся в вискозиметре, был погружен не менее чем на 20 мм над дном бани. Баня должна быть снабжена устройством, позволяющим точно регулировать температуру жидкости в бане. Наибольшее изменение температуры жидкости по длине вискозиметра и между местом расположения отдельных вискозиметров и местом расположения термометра не должно превышать:

0,01 С - при температуре от 15 до 100 С;
0,03 С - при температуре вне этого диапазона.

Для заполнения термостата применяют:
- спирт этиловый технический для температуры от минус 60 до плюс 15 С;
- воду дистиллированную для температуры от 15 до 60 С;
- глицерин или глицерин, разбавленный водой 1:1, или светлое масло - для температуры свыше 60 С.
- Термометры по ГОСТ 13646-68;
- секундомеры по ГОСТ 5072-79;
- шкаф сушильный, обеспечивающий температуру от 100 до 200 С;
- бензин-растворитель по ГОСТ 443-76;
- ацетон по ГОСТ 2603-79.

4. Определение коррозионного воздействия на металлы.

Аппаратура и реактивы:

Бани - баня масляная или алюминиевый блок или шкаф сушильный, обеспечивающий во время испытания постоянную температуру с погрешностью не более 1 С, и глубину погружения пробирок не менее 100 мм;
- пробирки стеклянные плоские, предохраняющие пластинки во время их осмотра или хранения; минимальные размеры должны быть рассчитаны с учетом размера пластинки;
- пластинки металлические шириной 12,5 мм, толщиной от 1,5 до 3 мм и длиной 75 мм;
- термометр ртутный лабораторный;
- цилиндр стеклянный с носиком, вместимостью 50 мл;
- электроплитка с закрытым обогревателем и терморегулятором;
- изооктан технический или любой другой растворитель, свободный от серы и выдерживающий испытание на медную пластинку при 50 С;
- шкурка шлифовальная с зернистостью абразивного материала №6 и 8;
- порошок шлифовальный корундовый или карборундовый зернистостью №8;
- фильтры обеззоленные марки "белая лента";
- вата медицинская гигроскопическая;
- пробки корковые с отверстием диаметром 2-3 см;
- ацетон по ГОСТ 2603-71;
- эталоны коррозии по МС ИСО 2160-72, представляющие цветные пластинки с возрастающей степенью побежалости и коррозии, отпечатанные на алюминиевой фольге или бумаге. Во избежание механических повреждений эталоны коррозии должны находится в пластмассовых кассетах; во избежание выцветания их необходимо тщательно защищать от действия света.

Подготовка к испытанию.

1. Подготовка металлических пластинок.
Пластинки используются многократно, если они не деформированы, не имеют краев эллиптической формы и углублений, не удаляемых при шлифовании.
Шлифование пластинки проводят ручным или механическим способом (с приводом от двигателя) сначала с применением шлифовальной шкурки №8, а затем №6. Для этого лист шкурки кладут на плоскую поверхность, смачивают изооктаном и круговыми движениями шлифуют все шесть сторон пластинки, удаляя пятна и дефекты.
Для предохранения пластинки от непосредственного соприкосновения с пальцами применяют прокладку из фильтровальной бумаги.
После шлифовки пластинку погружают и хранят в изооктане до испытания.
Перед испытанием проводят полировку пластинки шлифовальным порошком. Для этого вынимают пластинку из изооктана и удаляют оставшиеся следы после первичной обработки шлифовальной шкуркой. Порошок берут ватным тампоном, смоченным каплей изооктана, полируют им пластинку вдоль обрабатываемой плоскости. Тампон при этом заводят за края пластинки и затем ведут обратно. Поверхности должны быть отполированы равномерно и иметь одинаковый цвет. Во всех этих и последующих операциях пластинку берут и держат бумагой, не допуская касания пластинки непосредственно пальцами. Пластинку после полирования хранят не более 1 мин.

2. При наличии в испытуемом нефтепродукте воды (продукт мутный) проводят фильтрацию через фильтр "белая лента".

Практикум
Линия

"Технический анализ нефти и нефтепродуктов"

  1. Введение.

  2. В соответствии с Государственным образовательным стандартом по специальности 0110 "Химия" курс "Технический анализ нефти и нефтепродуктов" является специальной дисциплиной, вводимой по решению Ученого Совета. В ОмГУ этот курс изучается студентами 4 курса дневного отделения химического факультета (специализация "Аналитическая химия и химия нефти"). Спецкурс рассчитан на 20 часов, в том числе 8 часов лекций.
    Введение этого спецкурса в учебный план ОмГУ вызвано спецификой Омского региона по подготовке специалистов в области химического анализа на предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
    Изучение данного спецкурса имеет следующие задачи:
    - ознакомить студентов с основными источниками технической документации, характеризующими нормы качества сырья и продукции;
    - выработать у будущего специалиста-нефтехимика систему знаний и практи-ческих навыков, которые позволяют ориентироваться в существующих методах технического анализа нефти и нефтепродуктов, оценивать целесообразность их применения, а также осмысленно использовать результаты для понимания технологический процессов.
    Спецкурс основан на материале общих курсов аналитической, органической, физической химии, и тесно связан с такими дисциплинами, как "Общая химическая технология", "Хроматография", "Организация лабораторного контроля", со спец-курсами "Химия нефти", "Технология переработки нефти и газа", "Гетерогенный катализ", "Каталитические процессы в нефтехимии".
    Отбор методик и объектов произведен из практического опыта работы Центральной научно-исследовательской лаборатории Омского нефтеперерабаты-вающего комбината (ЦЗЛ ОАО "Омский НПЗ").

  3. Программа спецкурса.
  4. 2.1. Задачи и цели технического анализа. Основная задача технического анализа. Виды технического анализа и требования к нему. Нормы, характеризующие качество продукции (ГОСТ, ОСТ, ТУ и др.). Методы технического анализа.
    2.2. Отбор и приготовление проб. Виды проб. Устройства для отбора проб газо-образных и жидких нефтепродуктов.
    2.3. Физические свойства нефтепродуктов. Плотность. Плотность как относитель-ная характеристика химического состава нефтепродуктов. Правила пересчета плотности температурные поправки. Способы определения плотности.
    2.4. Понятие о молекулярной массе "средней" молекулы нефтепродукта. Методы определения молекулярной массы. Расчетные формулы. Формула Воинова, характеристический фактор К. Формула Крега.
    2.5. Температура вспышки и воспламенения. Понятие о верхнем и нижнем преде-лах взрываемости, зависимость температуры вспышки от других термических характеристик. Способы определения температуры вспышки и воспламенения.
    2.6. Кипение. Кипение нефтепродуктов. Начало и конец кипения. Атмосферная и вакуумная перегонка. Фракционный состав нефти.
    2.7. Вязкость как одна из важнейших физических констант, характеризующих эксплутационные свойства нефтепродуктов. Динамическая, кинематическая и условная вязкость. Расчетные формулы. Вязкость смеси. Зависимость вязкости от температуры. Формула Вальтера.
    2.8. Температура застывания и текучести. Процессы, происходящие при охлажде-нии нефтепродуктов. Практическое значение температуры застывания. Влияние химического состава на температуру застывания.
    2.9. Пенетрация как характеристика мягкости битумов и смазок. Факторы, влия-ющие на величину пенетрации.
    2.10. Эмульсация. Способность нефтяных масел к образованию эмульсий с водой. Достоинства и недостатки эмульсации. Зависимость времени деэмульсации от свойств масла. Эмульгаторы и деэмульгаторы. Определение времени деэмульсации.
    2.11. Химический состав нефти и нефтепродуктов. Элементный состав нефти и нефтепродуктов. Влияние элементного состава на теплоту сгорания топлива. Влияние соотношения С/Н на процессы нефтепереработки. Определение содер-жания углерода и водорода сжиганием в быстром токе кислорода.
    2.12. Кислородосодержащие компоненты нефти, их распределение по нефтяным фракциям.
    2.13. Сероводород, меркаптаны, сульфиды и другие серосодержащие соединения нефти, их содержание в нефтяных фракциях и влияние на эксплутационные свойства нефтепродуктов. Серосодержащие соединения как каталитический яд. Методы определения содержания серы: ламповый метод, сжигание в калори-метрической бомбе. Проба на медную пластинку. Определение меркаптановой и сероводородной серы потенциометрическим титрованием.
    2.14. Азотсодержащие компоненты нефти, их распределение по нефтяным фрак-циям. Порфирины нефти. Азотсодержащие соединения как каталитический яд процессов нефтепереработки. Методы определения содержания азота. Метод Дюма. Метод Кьельдаля.
    2.15. Минеральные компоненты нефти, их содержание в нефти. Порфириновые комплексы ванадия и никеля. Влияние микроэлементов на процессы нефте-переработки и эксплутационные свойства получаемых продуктов. Методы определения содержания микроэлементов в нефтях и нефтепродуктах. Атомно-абсобционный метод.
    2.16. Групповой состав нефти и нефтепродуктов. Углеводородный состав нефти. Алканы, циклоалканы, арены нефти, их содержание и распределение по нефтя-ным фракциям. Методы определения группового состава нефтепродуктов: определение содержания ароматических углеводородов методом анилиновых точек, содержание ненасыщенных соединений озонированием, содержание нафтеновых и парафиновых углеводородов по удельной рефракции, структурно-групповой анализ по n-d-M методу, нафтеновых углеводородов фотоэлектоколориметрическим методом определения натровой пробы. Определение группового состава методом ЖАХ, методом ФИА-жидкостной хроматографии в присутствии флуоресцирующих индикаторов. Применение ИК-спектроскопии для определения группового состава нефтепродуктов.
    2.17. Методы анализа индивидуального состава нефти и нефтепродуктов.
    2.18. Определение содержания воды. Вода как нежелательная примесь в нефти и нефтепродуктах. Влияние воды на эксплутационные свойства нефтепродуктов. Методы определения воды в нефти и нефтепродуктах: проба на потрескивание, метод Дина и Старка.

  5. Содержание курса лекций.
  6. 3.1. Введение в технический анализ нефтепродуктов. Задачи и условия техничес-кого анализа. Нормы, характеризующие качество продукции (ГОСТ, ОСТ, ТУ, СТП, ASTM, DIN, DEF, IP, паспорт изделия). Информационные источники (каталоги ЦНТИ, Департамент качества ОНПЗ, справочная литература).
    Методики технического анализа: методики по ГОСТ, исследовательские, технологические, арбитражные (контрольные).
    Отбор и приготовление проб нефтепродуктов (газообразных, жидких, твердых).
    3.2. Физические свойства нефтепродуктов. Плотность. Способ определения. Моле-кулярная масса. Методы определения, расчетные формулы (Воинова, Крега), эмпирические (характеристические) коэффициенты. Температура вспышки и воспламенения. Кипение. Фракционный состав нефти. Вязкость: динамическая, кинематическая, условная. Методы определения и расчета. Температура засты-вания и текучести. Влияние химического состава.
    3.3. Специальные методы исследований нефтепродуктов. Определение октанового числа бензинов (исследовательский, моторный). Определение цетанового числа дизельных топлив. Определение числа деэмульсации масел. Температура размягчения, растяжимость, пенетрация битумов.
    3.4. Методы исследования химического состава нефти и нефтепродуктов. Элемент-ный состав: C, H, O, S, N, минеральные компоненты (металлы). Групповой состав. Индивидуальный состав. Определение содержания воды.

  7. Литература.

  8. 4. 1. Белянин Б.В., Эрих В.Н., Корсаков В.Г. Технический анализ нефтепродуктов и газа. Л., Химия, 1986.
    4. 2. Химия нефти и газа. Под ред. Проскурякова В.А. Л., Химия, 1989.
    4. 3. Рыбак Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов. М., Гостоптехтздат, 1962.
    4. 4. Писаренко. Основы технического анализа. М., Высшая школа, 1972.
    4. 5. Нефтепродукты. Свойства, качество, применение. Под ред. Лосикова Б.В., М.: Химия, 1966.
    4. 6. Контроль производства топлив и масел. Гольдберг., М., 1964.
    4. 7. Климова В.А. Основные микрометоды анализа органических соединений. М.: Химия, 1967.
    4. 8. Справочник химика. Л., Химия, 1967.
    4. 9. Справочник нефтехимика. Л., Химия, 1978.
    4.10. Годовская К.И., Живова Е.И. Сборник задач по техническому анализу. М.: Высшая школа, 1970.
    4.11. Стандартные методы испытаний нефтепродуктов. Сб. научных трудов. Вып.65, М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1991.
    4.12. Химический состав нефтей и нефтяных продуктов. Изд. 2-е, под ред. Р.А.Вирабян, НКТП, 1935.
    4.13. Саблина З.А., Широкова Г.Б., Ермакова Т.И. Лабораторные методы оценки свойств моторных и реактивных топлив. М.: Химия, 1978.
    4.14. Методы анализа, исследований и испытаний нефтей и нефтепродуктов (нестандартные методики). М.: ВНИИНП, 1984.

  9. Лабораторные работы.

Лаборантка 5.1. Элементный анализ нефтепродуктов. Определение С/Н на модельном объекте (декалин) и реальном сырье (смазочное масло).
5.2. Физические параметры нефтепродуктов. Методы определения плотности, вязкости, коррозионной активности масел.
5.3. Специальные методы исследований. Определение температуры вспышки.

Оборудование
Линия


Created by
Demon
Морозов И., 2000