Композиция стандартных образцов для контроля определения содержания хлорорганических соединений в нефти

Композиция стандартных образцов для контроля определения содержания хлорорганических соединений в нефти

Реферат

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к средствам метрологического обеспечения методик выполнения измерений при определении хлорорганических соединений в нефти (метрологической аттестации и контроля погрешностей методик выполнения измерений и поверки используемых в этом анализе средств измерений).

В процессе добычи нефти происходит загрязнение ее хлорорганическими соединениями, которые впоследствии при хранении, транспортировании и дальнейшей переработке приводят к коррозии используемого оборудования. Содержание хлорорганических соединений в нефти является важным и нормируемым показателем качества нефти [1].

Количественной характеристикой содержания хлорорганических соединений в нефти является массовое содержание органически связанного хлора. Метод определения содержания хлорорганических соединений в нефти включает две основные стадии пробоподготовки.

Первая стадия пробоподготовки - разгонка нефти, с получением фракции - нафты, в которой непосредственно проводят определение содержания хлорорганических соединений, так как при конечной температуре получения нафты (204°С) достигается переход хлорорганических соединений из анализируемой пробы нефти в нафту.

Вторая стадия пробоподготовки - перевод хлорорганических соединений в форму хлорид-ионов для последующего определения хлорид-ионов существующими методами.

Обе стадии являются важнейшими и зависят, в основном, от состава анализируемой нефти, который должен обеспечивать плавную разгонку, при этом объем выделяемой нафты должен составлять не менее 30% от анализируемой пробы нефти, а содержание органически связанного хлора в выделяемой нафте должно составлять не более 10 мгCl/дм³ [1].

В аналитической практике для метрологического обеспечения методик выполнения измерений и определения содержания хлорорганических соединений используют стандартные образцы - имитаторы анализируемых продуктов, имеющие значения содержания хлорорганических соединений, близкие к нормируемым значениям.

Известны стандартные образцы для контроля погрешности результатов измерений содержания хлорорганических соединений, представляющие собой раствор хлорбензола в изооктане [2]. Данные стандартные образцы служат для проверки правильности проведения только стадии перевода хлорорганических соединений в форму хлорид-ионов.

Недостатком известных стандартных образцов является то, что эти стандартные образцы не могут быть применены для проверки правильности проведения стадии получения нафты и, следовательно, не позволяют полностью проконтролировать достоверность получения конечных результатов.

Основной задачей изобретения является создание универсальных стандартных образцов для контроля определения содержания хлорорганических соединений в нефти на всех стадиях анализа.

Необходимым условием при создании композиции стандартных образцов было использование таких исходных компонентов, которые при определенном их соотношении образуют однородные смеси, кривые разгонок которых, несмотря на ограниченный набор компонентов, имеют плавные подъемы температур кипения до 204°С, при этом объем выделяемой фракции должен составлять не менее 30% от смеси.

Поставленная задача решена тем, что разработана композиция стандартных образцов, представляющая собой смесь компонентов, содержащая парафины с температурой кипения не выше 220°С, ароматические углеводороды с температурой кипения не выше 220°С, нефтяное масло с температурой кипения не ниже 250°С и хлорорганическое соединение с температурой кипения не выше 100°С.

Использование в качестве исходных компонентов смеси парафинов и ароматических углеводородов приводит к плавному подъему температуры разгонки при получении нафты. В качестве парафинов была проверена и обоснована возможность применения парафинов нормального строения и их изомеров, в частности, н-октана, н-декана и н-додекана, изооктана, изононана.

В качестве ароматических углеводородов была проверена и обоснована возможность применения моноароматических углеводородов, в частности, толуола и n-ксилола.

Использование в качестве исходного компонента смеси нефтяного масла, состоящего в основном из углеводородов с температурами кипения выше 204°С, позволяет получить остаток труднолетучих компонентов в количестве 70% от смеси. В качестве нефтяного масла проверена и обоснована возможность применения трансформаторного и вазелинового масел.

В качестве исходных хлорорганических компонентов используют хлорорганические соединения, относящиеся к хлорпроизводным парафинов с температурой кипения не выше 100°С. При использовании хлорорганического соединения с температурой кипения выше 100°С не происходит полный переход его в нафту. В качестве исходных хлорорганических компонентов была проверена и обоснована возможность применения хлорбутана и дихлорэтана.

Для выбора оптимального состава стандартных образцов были приготовлены и проанализированы смеси, с массовым содержанием органически связанного хлора 1-3 мкг Cl/г.

На основании проведенных исследований установлено, что в составе стандартных образцов для определения содержания хлорорганических соединений в нефти, предпочтительно использовать смесь, в соотношении, мас.%:

нефтяное масло	50-80
парафиновые углеводороды	10-40
ароматические углеводороды	5-20
хлорорганическое соединение	-1·10-2-6·10-2

При нарушении указанного соотношения компонентов не достигаются требуемые значения массового содержания органически связанного хлора в стандартном образце.

Результаты определения содержания хлорорганических соединений в разработанных стандартных образцах представлены в табл.1, а вычисленная на основании полученных данных относительная погрешность определения содержания хлорорганических соединений в стандартных образцах - в табл.2. Как видно из полученных результатов, смеси обладают заданными значениями содержания органически связанного хлора, которые рассчитаны на основании процедуры приготовления стандартных образцов.

Стандартные образцы готовят смешением и тщательным перемешиванием соответствующих количеств указанных выше компонентов в соответствии с известным методом последовательного разбавления концентрированных растворов до требуемой концентрации, и иллюстрируется следующими примерами приготовления стандартных образцов.

Пример 1.

Для получения стандартного образца с массовым содержанием органически связанного хлора 1 мкг Cl/г готовили смесь в количестве 1000 г, содержащую 500 г трансформаторного масла, 150 г н-декана, 150 г н-додекана, 200 г толуола и 2,5·10^-3 г хлорбутана.

Пример 2.

Для получения стандартного образца с массовым содержанием органически связанного хлора 2 мкг Cl/г готовили смесь в количестве 1000 г, содержащую 600 г вазелинового масла, 100 г изооктана, 100 г н-декана, 100 г н-додекана, 100 г толуола и 6·10^-3 г изоамилхлорида.

Пример 3.

Для получения стандартного образца с массовым содержанием органически связанного хлора 3 мкг Cl/г готовили смесь в количестве 1000 г, содержащую 700 г трансформаторного масла, 100 г изононана, 50 г н-нонана, 50 г н-додекана, 100 г п-ксилола и 4,1·10^-3 г дихлорэтана.

Таблица 1.Результаты определения содержания органически связанного хлора в стандартных образцах различного состава
№ примера	Состав стандартного образца	Содержание органически связанного хлора, мкгCl/г
наименование компонентов	содержание, %	рассчитанное по процедуре приготовления	установленное титрованием
потенциометрическим	микрокулонометрическим
1	трансформ. масло	50	1,0	1,1	1,0
	н-декан	15
	н-додекан	15
	толуол	20
	хлорбутан	2,5·10-2
2	вазелиновое масло	60	2,0	1,9	2,1
	изооктан	10
	н-декан	10
	н-додекан	10
	толуол	10
	изоамилхлорид	6·10-2
3	трансформ. масло	70	3,0	3,1	3,1
	изононан	10
	н-нонан	5
	н-додекан	5
	п-ксилол	10
	дихлорэтан	4,1·10-2

Таблица 2.Результаты расчета относительной погрешности определения содержания органически связанного хлора в стандартных образцах различного состава (Р=0.95%)
№ примера	Значение содержания органически связанного хлора, мкгCl/г	Относительная погрешность определения содержания органически связанного хлора в стандартных образцах, %
потенциометрическое	микрокулонометрическое
титрование	титрование
1	1,0	±10	±10
2	2,0	±5	±5
3	3,0	±5	±5

Источники информации

1. ГОСТ Р 51858-2002. Нефть. Общие технические условия. 7 с.

2. Найдено на сайте компании AccuStandard, Inc., USA, электронный адрес: http://www.accustandard.com/Search Results/? method type=ASTM-D-&marker=M0349&METHOD=+-+Go+-+[найден 2004-05-05].

1. Композиция стандартных образцов для контроля определения содержания хлорорганических соединений в нефти, представляющая собой смесь углеводородов и хлорорганического соединения, отличающаяся тем, что дополнительно содержит нефтяное масло с температурой кипения не ниже 250°С, а углеводороды являются углеводородами парафинового и моноароматического рядов с температурами кипения не выше 220°С, и хлорорганическое соединение является хлорпроизводным парафинов с температурой кипения не выше 100°С, при этом соотношение компонентов составляет, мас.%:

нефтяное масло	50-80
парафиновые углеводороды	10-40
моноароматические углеводороды	5-20
хлорорганическое соединение	1·10-2-6·10-2

2. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве нефтяного масла используют трансформаторное масло.

3. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве нефтяного масла используют вазелиновое масло.

4. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве парафиновых углеводородов используют парафин нормального строения.

5. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве парафиновых углеводородов используют изомеры парафинов.

6. Композиция стандартных образцов по п.4, отличающаяся тем, что в качестве парафиновых углеводородов нормального строения используют н-октан.

7. Композиция стандартных образцов по п.4, отличающаяся тем, что в качестве парафиновых углеводородов нормального строения используют н-декан.

8. Композиция стандартных образцов по п.4, отличающаяся тем, что в качестве парафиновых углеводородов нормального строения используют н-додекан.

9. Композиция стандартных образцов по п.5, отличающаяся тем, что в качестве изомеров парафиновых углеводородов используют изооктан.

10. Композиция стандартных образцов по п.5, отличающаяся тем, что в качестве изомеров парафиновых углеводородов используют изононан.

11. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве моноароматических углеводородов используют толуол.

12. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве моноароматических углеводородов используют п-ксилол.

13. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве хлорпроизводного парафина используют хлорбутан.

14. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве хлорпроизводного парафина используют дихлорэтан.

15. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве хлорпроизводного парафина используют изоамилхлорид.