И нефтепродуктах пиролитическим ламповым методом

Во всех нефтях, помимо углеводородов, содержатся соединения, имеющие в молекуле гетероатомы, такие как сера, кислород, азот.

Содержание серы в нефтях обычно колеблется от сотых долей до 8%. Редко может быть и выше. По содержанию серы нефти подразделяют на:

1 – малосернистые до 0,6%;

2 – сернистые от 0,61 до 1,8%;

3 – высокосернистые от 1,81 до 3,5%;

4 – особо высокосернистые свыше 3,5%.

В настоящее время более 60% разрабатываемых мировых запасов нефтей являются сернистыми и высокосернистыми.

Сернистые соединения считаются вредными компонентами нефтей. Они осложняют процессы переработки, транспортировки и добычи нефтей, вызывая коррозию нефтяного оборудования, дезактивируя катализаторы, загрязняя атмосферу выделяющимися токсичными газами (H₂S, SO₂, CH₃SH). Кроме того, наличие сернистых соединений в нефтепродуктах ухудшает их эксплуатационные характеристики.

Метод качественного определения серы в нефтепродуктах называется “проба на медную пластинку”. Метод заключается в том, что отполированную медную пластинку выдерживают в нефтепродукте 12 часов при 85°С. Если медная пластинка покрывается черным налетом, это является признаком наличия серы в нефтепродукте.

О количестве сернистых соединений в нефтях и нефтепродуктах судят по результатам определения общей серы. Существует несколько методов определения общей серы. Все они основаны на сожжении навески нефтепродукта и дальнейшем количественном определении образующегося оксида серы (IV). К таким методам относятся: сожжение в трубке ГОСТ 1437-75, ламповый метод.

Первый метод предназначен для определения серы в темных нефтепродуктах. Ламповый метод применяется для определения серы в светлых нефтепродуктах.

Ламповый метод наиболее прост в выполнении. Однако точность этого метода понижается с повышением температуры кипения исследуемой фракции вследствие неполного сгорания высокомолекулярных соединений, о чем свидетельствует образование копоти и нагара на фитиле. Наиболее удачной модификацией лампового метода, позволяющей определять серу как в светлых, так и в темных нефтепродуктах и сырых нефтях, является так называемый «пиролитический ламповый метод» (он же метод двойного сожжения).

Пиролитический ламповый метод заключается в том, что навеску анализируемого вещества испаряют и пиролизуют в кварцевой ампулке, открытый конец которой введен в дожигающее пламя диоксановой горелки (рис.9). Продукты испарения и разложения полностью сгорают в дожигающем пламени, а образующиеся при этом оксид серы (IV) и оксид углерода (IV) улавливаются поглотительным титрованным раствором карбоната натрия. Уменьшение титра поглотительного раствора определяется последующим титрованием его кислотой.

Титрование раствора соды проводят 0,05н или 0,1н раствором НСl или Н₂SО₄ до перехода окраски раствора от зеленой до красно-фиолетовой (в качестве индикатора добавляют 2-3 капли метилового оранжевого и 4-5 капель индигокармина).

Рис.9. 1 – газовая горелка Теклю с шипящим пламенем; 2 – диоксановая горелка с двумя кранами; 3 – ламповое кварцевое стекло; 4 – поглотительный сосуд, состоящий из абсорбера 4 и туманоуловителя 4а; 5 – кварцевый стаканчик для сожжения навески вещества; 6 – кварцевый капилляр; 7 – тройник; 8 – винтовые зажимы (3 шт.); 9 – к вакуум-насосу для всасывания воздуха и продуктов сгорания.

Процентное содержание серы в исследуемом продукте вычисляют по формуле:

,

где V₀ – количество (мл) раствора кислоты, пошедшее на титрование раствора, полученного в холостом опыте;

V₁ – количество (мл) раствора кислоты, пошедшее на титрование раствора, полученного в опыте с навеской;

н – нормальность раствора кислоты;

Р – навеска, мг;

16,03 – эквивалентная масса серы.

Метод двойного сожжения позволяет легко и достаточно точно определить количественное содержание серы в различных органических соединениях и нефтепродуктах, а также в нефтях.