Способ определения состава и содержания ароматических углеводородов в нефтепродуктах

Способ определения состава и содержания ароматических углеводородов в нефтепродуктах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам спектрофотометрического определения ароматических углеводородов в жидких нефтепродуктов, и может быть использовано в качестве экспрессного метода анализа следовых количеств бензольных, нафталиновых и фенантреновых углеводородов в маслах и парафинах специальной очистки, а также для оперативного контроля глубины очистки сырья при производстве медицинского и парфюмерного масел. Целью изобретения является повышение точности, чувствительности и экспрессности способа. Указанная цель достигается путем измерения оптических плотностей исследуемого образца в области характеристических длин волн бензольных, нафталиновых и фенантреновых углеводородов и определения их содержания. При этом для выбора значений аналитических длин волн νI и оценки вероятности Рк присутствия в нефтепродуктах ароматических углеводородов используют данные масс-спектрометрического анализа о групповом, гомологическом и изомерном составе ароматических углеводородов в исследуемом нефтепродукте. Выбор аналитических длин волн ν<SB POS="POST">I</SB> и определение коэффициентов поглощения на частотах аналитических линий K<SB POS="POST">IK</SB> наиболее представительных ароматических углеводородов в нефтепродукте производят по их известным ультрафиолетовым спектрам. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОцИАлистических .

РЕСПУБЛИК (19) (!!) (я) )»1! .! 21 33

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ(1-1ИЛ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4248184/23-25 (22) 20.05.87 (46) 23.11.89. Бюл. М 43 (71) Электрогорский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института по переработке нефти (72) В.Г.Лебедевская, Л.M.Ðóäåíêî, А.А.Полякова, Д.А.Агиевский, Л.О.Коган, Р.Н.Симанюк и Н.И.Максименко (53) 535.24(088.8) (56) Кучерова А.Ii. и -др. Определение примесей ароматических углеводородов в н-парафине, синтине и возвратном сырье производства сульфонатов.—

Реф. сб. Методы анализа и контроля производства в химической промьппленности. — M.:ÍÈÈÒÝÕÈM, 1977, !1" 8, с ° 25-27.

Сирюк А.Г, и др. Определение малых количеств ароматических углеводородов в глубокоочищенных парафинах и маслах по УФ-спектрам поглощения. — Химия и технология топлив и масел, 1975, У 2, с. 58-61. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА И

СОДЕРЖАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В НЕФТЕПРОДУКТАХ (57) Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам спектрофотометрического определения ароматических углеводородон в жидИзобретение относится к аналитической химии а именно к способам спектрофотометрического определения ких»:"ôrепродуктах, и л»ожет быт» ис— пользонано»3 качестве экспрессног о метода анализа с.тедо».ь.х ко;и чсств бензои.,»»к»х, нафталиновых и пег»а»»тречон»,»- углеводородон н маслах»»»ь»рафин г х специаг»ьной очистки „в так i e для:ч»ератинного ко»»тролг» г:туби»».»» очи»»к»» сырь » при производстве медиции».кого и гарфюмерного масет. Целью изобретения является повьппенпе то ности, ч. гствительности и эксгг= .— сност»» способа. Указанная це;»ь достигается путем измере»п я опт»»ческих ,пло г»»о тей»сследуемс.-c обра зца н обла»;ти хара. т рис.тически. ляг»л» в зчн бенэолы ь»х, н.:фталиноных и фенацтренаBb»x угл водородов и определения их содержа»» »я. При эт ом дяя выбора значе»г:»й ".»чали тчг»еек»x длин волг» .г, и оцен»» еег»оятно = ти Р присутс тв ия н к нефтепродуктах ароматических углеводородов испол» зуют данные масс-спектрометрического анализа о групповом, гомологическом и изомерном составах ароматических углеводородов в исследуемом нефтепродукте, Выбор аналит»»епкин длин волн 1, и определение коэффициентов поглощения.на частотах аналг»тических линий К„„ наиболее представительных аром»»гических угл ïîðoðîÏîå в нефтепродукте производят по их известным ультра-* фиолетовым спектрам. 3 табл. аромати »еских углеводородов в жилких нефте ::. уктах, и может бить использовано » ;;честве экспрессного мето1523972

К = К; ° С;, (1) где К вЂ” коэффициент поглощения анализируемого продукта на длине волны %,;

С вЂ” концентрация ароматических

1 углеводородов .

Групповой состав ароматических углеводородов легких газойлей кэталитического крекинга приведен в табл.1.

40

Распределение основных групп ароматических углеводородов по молекулярным массам в легких газойлях каталитического крекинга приведено в табл.2.

Свертку модельной выборки эталонов проводят, используя данные масс-спектрометрического анализа о составе алкильных цепей ароматических углеводородов легких гаэойлей каталитического крекинга, Так как в легких газойлях каталитического крекинга бензольные углеводороды представлены полиалкилбенэолами, нафталиновые углеводороды — моноал55 килнафталинами, а фенантреновые фенантреном и его метилпроизводными, Поэтому в составе модельной выборки

50 да анализа следовых количеств бензольннх, нафталиновых и фенолтреноных углеводородов в маслах и парафинах специальной очистки, а также для оперативного контроля степени очистки сырья при производстве медщинскаго и парфюмерного масел.

Целью изобретения является повышение точности чувствительности и экспрессности способа.

Пример. С применением методов масс-спектрометрического анализа по масс-спектрам, снятым на масс-слектрометре среднего класса 15 типа MX 1321А, рассчитывают групповой и гомологический состав концентратов ароматических углеводородов, выделенных адсорбционно из серии образцов легкого газойля, полученных на установке каталитического крекинга, а также из газойлей, прошедших стадию гидроочистки.

Данные масс-спектрометрического анализа используют для формирования 25 и свертки модельной выборки эталонов, по УФ-спектрам которых осуществляют определение аналитических длин волн, и калибровочных коэффициентов К " системы линейных урав- 30

31 нений бензольных соединений оставле .и только полиалкилзамещенпые бензолы из модельной выборки нафталиновых углеводородон исключены ди- и полиметилзамещенные нафталины, а в модельную выборку фенантреновых углеводородов включены только фенантрен и

его метил- и диметилпроизводные.

В УФ-спектрах бензольных углеводородов область максимального поглощения расположена при 190-200 нм.

Учитывая тот факт, что наиболее представильные в составе легких газойлей — бенэольные углеводороды (табл ° 1 и 2) имеют в области

200 нм интенсивное поглощение, в несколько раз превосходящее поглощение нафталиновых и фенантреновых соединений, и то, что у спектрометров погрешность в установке длин волн при больших длинах волн наименьшая, длину волны при 200 нм выбирают в качестве аналитической для определения бензольных углеводородов.

В УФ-спектрах модельной выборки нафталиновых углеводородов максимумы поглощения находятся в области

221-230 нм. Наиболее предпочтительные в составе газойлей (табл,1 и 2) алкилнафталины имеют максимум поглощения при 221 и 224 нм и поэтому в качестве аналитических для определения нафталиновых углеводородов используют именно эти длины волн, В

УФ-спектре модельной выборки фенантреноиых углеводородов, принимая во внимание данные масс-спектрометрического анализа (табл.! и 2), в качестве аналитических выбирают вещны волн при 252 и 253 нм. В качестве калибровочных коэффициентов К систе1 мы линейных уравнений (1) могут быть использованы значения удельных коэффициентов поглощения на выбранных аналитических длинах волн, Однако в случае нафталиновых углеводородов более надежной аналитической характеристикой являются полусумма удельных коэффициентов поглощения на волнах 221 и 224 нм, а в случае фенантреновых углеводОродов — полусумма коэффициентов поглощения на длинах волн 252 и 258 нм, величина которых в меньшей степени, чем сами коэффициенты поглощения зависят от строения и модекулярной массы углеводородов модельной выборки.Так как и при

5 15239 таком обоснованном подборе всех аналитических характеристик различия в коэффициентах поглощения отдельных эталонов все же значительны то для

»

5 получения среднего УФ-спектра оптимально соответствующего составу легких газойлей катл3(итГ(ческого крекинга значения калиброГ<оч<п.х коэффициентов поглощения Е,; находят не простым усреднением коэффициентов поглощения эталонов (Е), а суммированием их долей, взятых в соответствии с вероятностью нахождения эталона или группы эталонов в составе легких га- 15 зойлей. Поэтому расчет калибровочных коэффициентов Йензольных (ЕЕ) нафта— линовых (KI... фенантреп Bbix углеводо— родов (К, ) на аналитических длинах волк осуществляют по формулам 20

K=05 (— -= "К + —. К +

0 13 з

» 6 — г н

1 3 1 (i i< /6 с н

0,30 †вЂ, 0.20

+ б х

0 )1 25 х К + - — — К ) +

С< н (3 2 < С.(

О 1Ь Г

+ О, 5 (-ь- —;7 Е + -<-— - Е +

2, с<оН

0 30

Ес н ° 20 Кс Г(1. <Ь <3 <<3 30

0 08

+ — - — К ) ° (2)

2 С <4 f< 0

0 30

К =09 (015K +- -- » К +

If »» «-(I

0 40 0 10

+ i PK + — i — К + 35

2 С,zk

+ 0,05 Кс н ) + 0,1 (0,30 Kñ +

+ — — Е +030К ) (3<

С< Н< С< Г Н< » (<

0 28 40

К =0,62 К +- — К

<р с<< н «, 3 с<у И<у

+ 0,10 Кс, Г<, (4)

Значения коэффициентов поглощения на аналитических длинах волн в среднем УФ-спектре легких газойлей, рассчитанные по формулам (2) — (4), приведены н табл.3, Для спектрофотометрического анализа 0,0150 г пробы, взвешенной с

50 точностью 0,0002 г, растворяют н

25 мл изооктана (растнор А). С помощью пипетки отбирают 2 мл раствора

А в мерную колбу чя 25 мл и разбавляют изооктаном до метки (раствор В) °

В другук мерную колбу ня 25 мл также с помощью пипетки помещают 0,2 мл раствора А и доводят изооктаном до метки (раствор С). На УФ-спектро72 фотометре и.<меряют опт((ческие

< плотно< Tff (i, рястнорл В при длинах волн 252 и 253 нм и раствора С прн длинах волн 200, 221 и 224 нм относительно изооктлня н кюветах го<пчиной 1 см. По измеренным эначен<(лм . ныч(<с;-лют не (инин((удельн, (х коэ(<фиц3 ентон поглощения:

13 (5)

»

Гд" . — ОПТIf f k с к»ГЯ Г(лот ност(1 Ifзме рлемого ря<-.творя;

С вЂ” КОНцеп(.ряцня ОбрЛЗца В НЗмерлемом растворе, г/л;

ТОJ<ЩI(3!»3 КЮНE!TН СM

Используя рассчитанньн из спектра анализируемого образца значения удельных коэффициентов поглощения

<Е,,, л н качестве калибровочных

< козii»pиIГГ(еI(тон Е; cI!стемы линf Йных

< уравнений .<;<л,ения удельнГ(х коэффицГ(енто(3 II f .ðåäf!åff спектре глзойлей.

,табл .3!, опрелеляют концентрацию бензол»Г(ь(х (С»,нафталк(. оных (С„)

\ и фенлн треповых, С,г< углеводородов.

Формула изобретения

Способ определения состава и содержлнил ароматических угленодо„одов в нефтепродуктлх, вЂ,лключлющийсл в том, что состав определяют путем измерения оптических плотностей исс Гедуемого обрлзца в области характ ристических лл<(33 волн ароматических углеводородон, а о содержании судят, решая (истему линейных уравнений, о т л. Г< ч а ю шийся тем, что, с целью ffîf3biøåíèÿ точности, чуBcTfIHTpffbíîñòè и экспрессности способа, Г.ри определении состава предварительно проводят масс-спектрометрический анализ образцов, по результатам масс-слектрометрических измерений определлн т, из каких групп гомологон и изомерон состоят в акализируемом образце ароматические углеГ3одородь<, устанавливают интервалы их концентраций, по ультрафиолетовым спектрам наиболее представительных соединений устанавливают значения аналитических длин нолн, измерение оптических плотностей проводят ня уста коГ ленных аналитических длинах волн, а содержание определяют путем нешения системы линейных уравнений коэф<иц3(.нтлми

1523972

Таблица l

Интервалы концентраций, мас.7

5 Соединение

12,5-24,9

15,7-20,9

3,1-4,4

38,1-55,8

i 7-3,1

1,3-1,5

Алкилбензолы

Инданы, тетралины

Динафтенбензолы

Нафталины

Нафтенонафталины

Фенантрены

Таблица 2

Числа атомов

Интервалы концентраций, мас. 1, Соединение углерода в молекуле

Алкилбензолы

Нафтенбенэолы

Нафталины

< 1 -1 1крк е где P — вероятности присутствия в к образце углеводородов с коэффициентами поглощения

1(, устанавливаемые по результатам масс-спектрометрическнх измерений, где

=I,. ° .,è; n — количество 1О групп гомологов и изомеров, il,...,m, m — количество аналитических длин волн, k 1,. N, N — количество ароматических углеводородов.15

1l

12

l3

14

16

11

12

13

l4

16

11

12

13

14

l5

16

Нафтенонафталины 12

13

14

l5

16

Фенантрены 14

10,3-16,8

22,5-30„3

27,7-32,3

15,6-25,0

8,7-8,2

1,0-1,2

0,4

10,3-16,8

22,5-30,3

27,7-32,3

15,0-25,0

8,2-8,7

1,2-1,6

0,4

9,4-21,3

27,6-31,5

29,4-39,8

14,7-15,8

4,0-4,6

0,4-1,0

0,2-0,3

24,4-26,3

40,4-40,4

27,3-29,2

4,0-5 0

1,0-1,0

58,5-64,9

25,0-30,0

l0,1-12,5

1523972

Таблица 3 л

К,, углеводородов

r. см нафтали- фенантребенэольные новые новые

4Полусумма коэффициентов поглощения соответственно на длинах волн 221,224 и 252, 253 нм.

Составитель Е.Петросян

Техред М.Дидык Корректор В.Кабаций

Редактор Н.Рогулич

Заказ 7036/46 Тирах 789 Подписное

ВНИИПИ Госу,арственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ухгород, ул. Гагарина,!О1

221, 224

252, 253»

253

20

519

15

361