Ароматические углеводороды в нефтехимическом синтезе. Содержание Введение 4 1 Теоретическая часть 4 1 Химические свойства ароматических углеводородов 5 2 Использование ароматических углеводородов в нефтехимических

• Название: Содержание Введение 4 1 Теоретическая часть 4 1 Химические свойства ароматических углеводородов 5 2 Использование ароматических углеводородов в нефтехимических
• Дата: 26.10.2020
• Размер: 1.05 Mb.
• Имя файла: Ароматические углеводороды в нефтехимическом синтезе.doc
• Тип: Литература; #145827
• страница: 3 из 3

Приборы, реактивы, материалы

Пробирка с муфтой объемом 15 мл, стакан из термостойкого стекла вместимостью 750— 1000 мл, термометр с длинной ножкой, анилин свежеперегнанный марки ч., пипетки на 2 мл.

Рис. 1. Прибор для определения анили­новой точки: 1 — термометр, 2 — пробирка, 3 — муфта, 4 — водяная баня, 5 — мешалки, 6—смесь ани­лина с исследуемой фракцией.

Метод равных объемов. В чистую и сухую пробирку 2 (рис. 7) помещают по 2 мл анилина и анализируемой бензиновой фракции, плотно закры­вают пробкой со вставленным в нее термометром 1 и ме­шалкой 5 и укрепляют в муф­те 3, погруженной в водяную баню 4. Продукт и анилин берут с помощью пипеток вместимостью 2 мл. Термометр помещают так, чтобы середина ртутного ша­рика находилась на уровне линии раздела слоев анили­на и продукта. Температуру водяной бани медленно по­вышают, при этом непрерывно перемешивают мешалкой продукт с анилином. Отмечают температуру полного смешения жидко­стей (при этом раствор становится прозрачным), прекращают нагревание и дают воде медленно остывать. Когда в пробирке 2 появляется муть, что свидетельствует о начале разделения фаз, снова начинают перемешивать раствор мешалкой. Вначале при перемешивании муть исчезает, но затем наступает момент неисчезающего помутнения. За анилиновую точку принимают наи­высшую температуру, при которой муть при перемешивании не исчезает. Температуры полного смешения и помутнения не должны расходиться более чем на 0.1⁰С. Определение анилино­вой точки повторяют с новым образцом исследуемой фракции. Расхождение анилиновых точек в параллельных опытах не должно превышать 0.2⁰С.

Метод максимальной анилиновой точки (истинной КТР в анилине). В пробирку 2 помещают 2 мл исследуемой фракции, 1.6 мл анилина и определяют температуру полного растворе­ния, как описано выше. После этого к смеси добавляют еще 0.2 мл анилина и снова определяют температуру растворения. Обычно она бывает выше, чем при первом определении. Анилин прибавляют по 0.2 мл до тех пор, пока после некоторого мак­симума температуры растворения не наметится ее снижение. Максимальную анилиновую точку фиксируют; она соответствует истинной критической температуре растворения исследуемого продукта в анилине. При наличии достаточного количества ве­щества для каждого определения следует брать новые порции продукта и анилина.

Адсорбционный анализ основан на способности адсорбентов избирательно извлекать из смесей соединения определенных типов. Для разделения углеводородов применяют различные ад­сорбенты: окись алюминия, активированный уголь, силикагель и др. Чаще всего используют силикагель. Ароматические углеводороды более прочно удерживаются на поверхности адсорбента, чем пара­финовые и нафтеновые. Пропуская смесь углеводородов сверху вниз по колонке с адсорбентом, обычно с добавлением раствори­теля, выделяют из колонки вначале парафиновые и нафтеновые углеводороды, а затем ароматические. Для выделенных фракций измеряют объем и исследуют (определяют наличие ароматических углеводородов, показатель преломления, анилиновую точку и т.п.).

При адсорбционном разделении бензиновых фракций приме­няют два типа растворителей: вытесняющие и смещающие. Вытес­няющие растворители — спирты (изопропиловый, этиловый, метиловый) — адсор­бируются сильнее компонентов бензина и выделяются из колонки вслед за ароматическими углеводородами. В этом случае нельзя достигнуть полного разделения бензина на две фракции— парафино-нафтеновую и ароматическую, так как они движутся по колонке вплотную друг к другу. Поэтому приходится еще отби­рать промежуточную фракцию, представляющую собой их смесь. Смещающие (разбавляющие) растворители — пентан, изопентан — близки по адсорбируемости к парафино-нафтеновой фрак­ции. Такие растворители смешиваются в колонке с углеводоро­дами, постепенно десорбируя их и заставляя двигаться вниз. Если вслед за смещающим растворителем (изопентан) ввести в колонку вытесняющий (метанол, этанол), то можно отделить парафино-нафтеновую фракцию без отбора промежуточной. Измеряя показатель преломленияфильтрата, можно обнаружить компоненты смеси в такой последовательности: парафины + нафтены —> парафины + нафтены + изопентан —> изопентан + ароматические углеводороды -> метанол + ароматические углеводороды —> метанол. Фракции парафино-нафтеновых и ароматических углеводородов выделяют из фильтрата отгонкой изопентана. Фракцию ароматических углеводородов отделяют от метанола промывкой водой, после чего обезвоживают СаСl₂ и металлическим натрием.

Для бензинов, содержащих до 15 объемных % ароматических углеводородов, удобно применять адсорбционное разделение с вытесняющим растворителем и отбором промежуточной фракции, при более высоком содержании в бензине ароматических углеводородов рекомендуется разделение при помощи смещающей жидкости + вытесняющий растворитель.

Приборы, реактивы, материалы

Исследуемый нефтепродукт или смесь, стеклянная колонка (рис. 3) высотой 200 мм, диаметром 8—10 мм с воронкой для подсадки пробы, рефрактометр типа ИРФ, изопропиловый спирт или пентан (изопентан), адсорбент – Al₂O₃,, мерные цилиндры (градуированные пробирки) с ценой деле­ния 0.1 мл.

Проведение анализа. Колонку заполняют сухим адсорбентом, укрепляют в штативе, наверху закрепляют делительную воронку 1 для подсадки пробы и элюента, под нижний конец колонки 2 подводят градуированную пробирку 3.

Рис. 3. Адсорбционная колонка 1 – делительная воронка, 2 – колонка с адсорбентом, 3 – градуированная пробирка.

Исследуемую фракцию в количестве 5 мл заливают в колонку и после того, как она полностью впитается в адсорбент, добавляют в каче­стве десорбирующей жидкости 15-20 мл изопропилового спирта. Сначала из колонки будет выходить насыщенная (алкано-циклоалкановая) часть исследуемой фракции, которая адсорбируется Al₂O₃ менее прочно. Первую порцию отбирают в количе­стве 1 мл, а все последующие — по 0.5 мл. Для каждой ото­бранной фракции определяют показатель преломления. Фрак­ции, отличающиеся по показателю преломления не более чем на 0.0005 смешиваются.

Появление аренов замечают по формалитовой реакции: в пробирку помещают 1 мл 98 %-й бесцветной серной кислоты, добавляют 2—3 капли 10 %-го раствора формалина и столько же продукта. При отсутствии аренов смесь остается бесцветной или слегка желтеет. Ярко-красное окрашивание указывает на появление в отобранной фракции аренов.
Удаление аренов серной кислотой

Аппаратура, реактивы, материалы

Сульфатор (рис. 4) Воронка с оттянутым концом, серная кислота. 98%-я

Благодаря наличию градуированной трубки сульфатор мо­жет служить не только для удаления, но и для определения объемной доли аренов (и алкенов) в процентах.

Рис. 4 – Сульфатор

Хорошо вымытый и высушенный сульфатор закрепляют вертикально в штативе, закрывают кран и при помощи воронки с удлиненным концом осторожно наливают в него 98%-ю серную кислоту (так, чтобы она не растекалась по стенкам сульфатора) до отметки «О». Кислоте дают стечь со стенок и точно замечают ее уровень по шка­ле сульфатора. После этого таким же путем в суль­фатор наливают 10 мл исследуемой фракции бензина и фиксируют его уровень. Сульфатор плотно закры­вают пробкой, вынимают из штатива и осторожным наклоном переводят его содержимое в верхний ша­рик, где тщательно взбалтывают в течение 1 мин, время от времени приоткрывая кран для выпуска образовавшихся газов. По окончании перемешивания сульфатор устанавливают вертикально в штативе и дают смеси отстояться 1 ч. По истечении этого вре­мени отмечают объем бензина.

Определение следует повторить два раза и взять среднее арифметическое из резуль­татов двух опытов. Объемную долю в исследуемой фракции аренов А_о, %, находят по формуле:
А₀ = [(V₁ - V₂)/V₁) ∙ 100
где V₁ — объем бензина, взятый на сульфирование, V₂ — объем бензина после сульфирования.

После измерения объема бензина, оставшегося после суль­фирования, сернокислотный слои сливают, а бензин промывают в сульфаторе водой, затем раствором соды и снова водой, после чего переносят в сухую пробирку и обезвоживают прокаленным хлоридом кальция. Обезвоженный бензин берут для определе­ния второй анилиновой точки.

При необходимости получить большее количество деароматизированиой фракции обработку продукта серной кислотой можно проводить в делительной воронке, куда помещают ис­следуемую фракцию и двукратное (по объему) количество 98 %-й серной кислоты. Смесь в делительной воронке взбалты­вают в течение 20 мин, время от времени приоткрывая кран для выпуска газа. При обработке легкокипящих или богатых аре­нами углеводородных фракций делительную воронку со смесью бензина и серной кислоты вначале охлаждают в бане со льдом в течение 15 мин и только после этого начинают взбалтывание. Если при взбалтывании смесь разогревается, ее следует вновь охладить. После окончания перемешивания смеси дают от­стояться до полного расслаивания, кислотный слой спускают из воронки, а бензин промывают водой, 10%-м раствором гпдроксида натрия, а затем снова водой до нейтральной реакции. Тща­тельно отделив от воды, бензин переносят в сухую колбу и вы­сушивают прокаленным хлоридом кальция.

Определение индивидуального состава этой фракции прово­дят методом газожидкостной хроматографии на капиллярной колонке. Для анализа используют хроматограф с ионизационно-пламенным детектором. В качестве газа-носителя можно ис­пользовать азот, гелий, аргон, водород. Металлическая колонка (медная, стальная и т. п.) имеет длину 50 или 100 м и внутренний диаметр 0,25—0,3 мм.

Затем колонку помещают в термостат и продувают газом-носителем при температуре, близкой к максимальной температуре хроматографического опыта.

При определении состава ароматических углеводородов широкой фракции н. к. — 200 °С в качестве неподвижных жидких фаз используют полярные вещества, например полиэтиленгликоль (ПЭГ), дибутилтетрахлорфталат (ДБТХФ), трикрезилфосфат и др. В табл. 2.3 приведены значения относительного времени удерживания аренов на двух неподвижных жидких фазах. Идентификацию хроматографических пиков проводят с по­мощью индивидуальных аренов. Температура хроматографической колонки во время анализа 100 °С [5].

Заключение
В курсовой работе были описаны химические свойства ароматических соединений, содержащихся в нефтях и нефтепродуктах, их распределение в различных фракциях нефти, влияние аренов на свойства нефтепродуктов. Рассмотрены методы удаления аренов из нефтяных фракций.

Литература

1. 
   Поконова Ю.В., Гайле А.А., Спиркин В.Г. и др. Химия нефти / Под ред. З.И.Сюняева. Л.: Химия, 1984. 360 с.
   
2. 
   Рябов В.Д. Химия нефти и газа. М.: ГАНГ, 1998. 370 с.
   
3. 
   Богомолов А.И., Гайле А.А., Громова В.В. и др. Химия нефти и газа / Под ред. В.А. Проскурякова, А.Е. Драбкина. 2-е изд., перераб. Л.: Химия, 1989. 424 с.
   
4. 
   Абросимов А. А. "Экология переработки углеводородных систем". М: Химия, 2002.
   
5. 
   И.Н.Дияров и др. «Химия нефти» руководство к лабораторным занятиям,Ленинград «Химия» 1990г.