Представления о методах исследования состава нефти и нефтепродуктов - Химия нефти и газа
Анализ нефти и нефтепродуктов проводят с целью установления состава их основных компонентов (алканов, циклоалканов и аренов), а также примесей, ухудшающих технологические свойства и качество нефти и нефтепродуктов - алкенов, гетероатомных и смолисто-асфальтеновых соединений, воды, газообразных и механических примесей. Полный анализ нефти или нефтяной фракции предполагает определение ее качественного и количественного состава, а также химической структуры входящих в ее состав индивидуальных веществ.
Основные виды исследования состава нефтей и нефтепродуктов - элементный анализ; групповой анализ; структурно-групповой анализ; индивидуальный анализ.
С помощью Элементного анализа определяют элементный состав нефти, который необходимо знать для правильного составления материальных процессов ее добычи и переработки. Например, для расчета необходимого количества водорода, добавляемого к сырью в процессе гидрокрекинга, необходимо знать отношение массового содержания водорода к содержанию углерода (Н/C). Другой пример: для проектирования установок по очистке нефти от серо - и кислородсодержащих примесей необходимы сведения об их содержании.
Групповой и Структурно-групповой анализ позволяет определить в природном газе, нефти или нефтепродуктах содержание тех или иных классов углеводородов.
Индивидуальный анализ применяется для определения индивидуальных соединений, присутствующих в анализируемом образце.
В зависимости от способа получения аналитического сигнала и его природы все методы исследования и анализа нефти, нефтепродуктов и природных газов делятся на Классические (химические) и физико-химические (инструментальные).
Химические методы основаны на химических реакциях между анализируемым веществом и тем или иным Аналитическим реагентом. Такие реакции называют Аналитическими.
Основные типы аналитических реакций:
1. Кислотно-основные реакции. В них происходит изменение рН среды, которое чаще всего фиксируется с помощью специально добавляемых Кислотно-основных индикаторов (фенолфталеина, метилоранжа, лакмуса и др). На реакциях этого типа основаны методы титрования, с помощью которых определяют, например, кислотное число нефтепродуктов (содержание в них нефтяных кислот):
2. Реакции осаждения, продукты которых выделяются в виде осадков. Пример - реакция обнаружения органических сульфидов в нефти и нефтепродуктах:
3. Реакции комплексообразования. Они приводят к образованию комплексов, имеющих иную окраску, чем исходные вещества, или выпадающих в осадок. С помощью такой реакции определяют фенолы в нефтях и нефтепродуктах:
- 4. Окислительно-восстановительные реакции, которые приводят к изменению окраски реакционной среды, образованию газов или осадков. На них основаны следующие методы окислительно-восстановительного титрования:
- А) обнаружение в нефтях соединений серы различных степеней окисления, например:
Б) определение иодного числа нефтепродуктов (содержания в них непредельных углеводородов):
Физико-химические (инструментальные) методы основаны на определении изменения физических или физико-химических параметров анализируемого вещества (например, напряженности его магнитного поля, интенсивности излучения, концентрации каких-либо образующихся частиц и др.).
В сравнении с классическими химическими методами инструментальные методы отличаются более высокой чувствительностью, экономичностью, быстротой определения, универсальностью, возможностью дистанционного контроля и автоматизации.
Основные виды физико-химических методов анализа нефти и нефтепродуктов:
- 1. Электрохимические методы (потенциометрия, полярография, кондуктометрия и др.). Они основаны на электрохимических реакциях, в которых химическая энергия превращается в электрическую. Аналитический сигнал получают в виде силы тока, электропроводимости, напряжения и т. п. 2. Оптические методы. В них для получения аналитического сигнала используется энергия электромагнитного излучения различной длины волны. В зависимости от длины волны и вида аналитического сигнала различают спектроскопию в инфракрасной области (ИК-спектроскопия), видимой области и ультрафиолетовой области (УФ-спектроскопия).
Другие важнейшие спектральные методы - спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР), спектроскопия электронного протонного резонанса (ЭПР), рентгеновская спектроскопия [5].
- 3. Термические методы (термический анализ, калориметрия, термогравиметрия и др.). Они основаны на использовании тепловой энергии и изменении свойств веществ (массы, теплопроводности, механических свойств и др.) под ее воздействием. Аналитическими сигналами являются изменение температуры, энтальпии или механических свойств вещества. 4. Методы элементного анализа. Они основаны на том, что органические вещества тем или иным способом разлагают на простейшие неорганические соединения (CO2, H2O, NH3 и др.), количество которых определяют обычными методами. 5. Сорбционные (хроматографические) методы. В них анализи-руемую нефть или нефтепродукт под действием потока растворителя медленно пропускают через слой твердого адсорбента (оксиды кремния, алюминия и др.). По мере продвижения анализируемой смеси она постепенно разделяется на индивидуальные компоненты в зависимости от степени эффективности их адсорбции (рис. 5).
Рисунок 5
Разделение нефтяных соединений можно осуществить в колоннах насадочного типа (колоночная хроматография), капиллярах, заполненных неподвижной твердой фазой (капиллярная хроматография), на фильтровальной бумаге (бумажная хроматография), в тонком слое сорбента, нанесенном на стеклянную или металлическую пластинку (тонкослойная хроматография). Концентрацию разделенных компонентов определяют с помощью различных детекторов.
Для исследования природных газов используются Методы газового анализа, которые основаны на измерении тех или иных физических параметров или свойств среды. Газовый анализ проводят визуально или с помощью автоматических газоанализаторов.
По характеру измеряемого физического параметра методы газового анализа разделяются:
- - на механические методы (в них измеряют плотность, вязкость, изменение объема или давления газовой смеси); - акустические методы (измеряют степень поглощения звуковых и ультразвуковых волн или скорость их распространения в газовой смеси); - магнитные методы (измеряют магнитные характеристики газов); - ионизационные методы (газовые смеси ионизируют, после чего измеряют их электрическую проводимость); - масс-спектрометрические методы (газовые смеси также ионизируют, после чего измеряют массы продуктов ионизации); - электрохимические методы (измеряют потенциал индикаторного электрода, или величину электрического тока, или электропроводность растворов, содержащих газовый компонент); - полупроводниковые методы (в них измеряют сопротивление полупроводника, взаимодействующего с определяемым компонентом газовой смеси); - термические, оптические, электрохимические методы (см. выше).
С помощью этих методов в природных газах и в атмосфере определяют содержание газообразных и легколетучих углеводородов, паров бензина, ацетилена, H2S, SO2 И CS2, а также CO, CO2, О2, NH3, H2, He.
Похожие статьи
-
Стандартные методы, как правило, предусматривают использование количественного анализа, позволяющего установить точное содержание отдельных элементов и...
-
Физико-химические методы исследования нефти - Свойства и состав нефти
Физико-химические методы основаны на проведении аналитических реакций, конец которых определяют с помощью приборов, которые в свою очередь измеряют...
-
Физические методы исследования нефти - Свойства и состав нефти
Всякое индивидуально химически чистое вещество характеризуется совокупностью физических свойств, называемых его константами. Такими константами являются...
-
Для получения аналитического сигнала используют: § химические Реакции различных типов (кислотно-основные, окислительно-восстановительные,...
-
Принцип определения химического состава вещества любым методом сводится к тому, что состав вещества определяется по его Свойствам . Свойства веществ...
-
Так как нефть представляет собой смесь большого числа органических продуктов, исследование ее химического состава -- весьма сложная задача. Сравнительно...
-
Нефть - это природная дисперсная система жидких органических соединений, главную часть которых составляют углеводороды различной молекулярной массы. С...
-
Предмет, задачи и методы аналитической химии - Основы аналитической химии
Аналитическая химия-это наука, которая разрабатывает теоретические основы и методы химического анализа. С помощью нее определяют химический состав...
-
Измерение аналитического сигнала в биологических методах. - Предмет аналитической химии
Биологические методы анализа-методы качественного обнаружения и количественного определения органических и неорганических соединений, основанные на...
-
Современные методы исследования в химии - Этапы становления химии
С середины 20 в. происходят коренные изменения в методах химических исследований, в которые вовлекается широкий арсенал средств физики и математики....
-
КАТАЛИТИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ - Химия и методы переработки нефти
Катализатор - это вещество, которое ускоряет протекание химических реакций без изменения сути самих реакций. Каталитическими свойствами обладают многие...
-
Сущность методов разделения компонентов нефти - Химия нефти и газа
Методы разделения нефти используются для выделения из нее отдельных фракций или индивидуальных веществ, а также для проведения анализа нефти и...
-
Задачи и методы количественного анализа - Основы аналитической химии
Количественный анализ - это совокупность химических, физико-химических и физических методов определения количественного соотношения компонентов, входящих...
-
Задачи и методы качественного анализа - Основы аналитической химии
Обнаружение или, как иногда говорят, "открытие" отдельных элементов или ионов, входящих в состав веществ - это задачи качественного анализа. Качественный...
-
Методика отбора и хранения проб Отбор и хранение проб производилось согласно ГОСТ Р 51592-2000 "Общие требования к отбору проб".[35,36] Пробы воды в...
-
Общая схема исследования: 1. Составление среднего образца. 2. Извлечение пестицидов из пробы. 3. Очистка экстракта. 4. Анализ экстракта. Прием образцов в...
-
Система лабораторного контроля - Свойства и состав нефти
Для проведения анализов и определения качественных характеристик нефти организуется система лабораторного контроля. Большинство методов оценки и анализа...
-
КРЕКИНГ-ГАЗ, БЕНЗИН - Химия и методы переработки нефти
Вторичные газообразные продукты получаются из нефти в результате различных процессов крекинга. Тяжелые фракции при крекинге дают бензин, а бензиновые...
-
Наибольшее значение имеют следующие группы инструментальных методов анализа (рис. 2). Рис. 2. Классификация инструментальных методов анализа §...
-
При анализе состава бензиновых фракций широко используют газожидкосую хроматографию. Для получения достоверных результатов хроматографического разделения...
-
При подготовке пробы к анализу следует обращать внимание на внешний вид доставленных биообъектов, который может служить важной подсказкой при проведении...
-
ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ, Газо-адсорбционная хроматография - Хроматография как метод исследования
В газовой хроматографии (ГХ) в качестве подвижной фазы используют инертный газ (азот, гелий, водород), называемый газом носителем. Пробу подают в виде...
-
Задачи, ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ И РАЗВИТИЯ ХРОМАТОГРАФИИ - Хроматография как метод исследования
ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ И РАЗВИТИЯ ХРОМАТОГРАФИИ Первооткрывателем хроматографии был русский ученый, ботаник и физикохимик Михаил Семенович Цвет. Открытие...
-
Разнообразие объектов исследования является одной из характерных особенностей химико-токсикологического анализа. Объектами химико-токсикологического...
-
Элементарный состав нефти - Свойства и состав нефти
Основными элементами, входящими в состав нефти, являются углерод (С) и водород (Н). Содержание углерода (С) колеблется в пределах 82-87%, водорода (H) -...
-
Адсорбционные методы исследования свойств поверхности позволяют количественно охарактеризовать происходящие при адсорбции межмолекулярные взаимодействия,...
-
Теоретические основы кондуктометрического метода анализа - Электрохимические методы исследования
Кондуктометрические методы анализа основаны на измерении электропроводности исследуемых растворов. Существует несколько методов кондуктометрического...
-
ДРУГИЕ ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА БЕНЗИНА - Химия и методы переработки нефти
Кроме крекинга и риформинга существует несколько других важных процессов производства бензина. Первым из них, который стал экономически выгодным в...
-
РИФОРМИНГ - Химия и методы переработки нефти
Риформинг - это процесс преобразования линейных и нециклических углеводородов в бензолоподобные ароматические молекулы. Ароматические углеводороды имеют...
-
Состав раствора мыльных пузырей Взявшись за поиски состава раствора для мыльных пузырей. Я заметил, что производители, которые научились делать раствор...
-
ПЕРЕГОНКА - Химия и методы переработки нефти
Периодическая перегонка. На начальных этапах развития нефтехимической промышленности сырая нефть подвергалась так называемой периодической перегонке в...
-
ОЧИСТКА И ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ - Химия и методы переработки нефти
Обычная сырая нефть из скважины - это зеленовато-коричневая легко воспламеняющаяся маслянистая жидкость с резким запахом. На промыслах она хранится в...
-
ХИМИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ ИЗ НЕФТИ - Химия и методы переработки нефти
Получение нефтепродуктов путем фракционирования. Нефтяная промышленность - это главный производитель химикатов. Ее первые успехи в разделении...
-
Алкены и циклоалкены (олефины и циклоолефины) Алкены встречаются в нефти довольно редко, тогда как алкины вообще не встречаются. Однако алкены и алкины в...
-
Аналитическая химия, наука об определении химического состава веществ и, в некоторой степени, химическим строения соединений. Аналитическая химия...
-
Количественный анализ - это совокупность, химических, физико-химических и физических методов определения количественного соотношения компонентов,...
-
Заключение - Свойства и состав нефти
Элементарный (часто говорят "химический") состав нефти полностью не известен. Знание элементного состава нефти необходимо, прежде всего, для выбора...
-
Для проведения исследований физико-химических характеристик образцов применялся ряд физико-химических методов. Молекулярно-массовое распределение...
-
Методы исследования математических моделей - Математическое моделирование в менеджменте и маркетинге
Все методы математического моделирования можно разделить на четыре класса: -аналитические (априорные); -имитационные (априорно-апостериорные) модели;...
-
В основу классификаций хроматографических методов положены принципы, учитывающие следующие различные особенности процесса разделения: * различия в...
Представления о методах исследования состава нефти и нефтепродуктов - Химия нефти и газа