Определение содержания непредельных углеводородов

в нефтяных топливах.

Этот анализ позволяет оценить степень непредельности жидких продуктов термических и термокаталических процессов. Присутствие непредельных углеводородов в товарных нефтепродуктах отрицательно сказывается на их химической стабильности в условиях хранения и эксплуатации.

Степень непредельности нефтяных топлив оценивается йодным числом (Й.Ч.), за которое принимается число граммов йода, присоединяющееся к 100 граммам нефтепродукта. Йодное число является нормируемым показателем для авиационных бензинов, реактивных и дизельных топлив, некоторых марок бензинов – растворителей.

Метод определения йодного числа основан на способности непредельных углеводородов присоединять галогены по месту разрыва двойной связи, и заключается в воздействии на испытуемый нефтепродукт известным объемом раствора йода в этиловом спирте, с последующим оттитровыванием не прореагировавшего избытка йода раствором тиосульфата натрия и вычислении количества, вступившего в реакцию. Чем больше непредельных в нефтепродукте, тем больше йода присоединяется по месту двойной связи в молекуле.

Аппаратура и реактивы

Вода дистиллированная
Калий йодистый 10 %-ый раствор
Крахмал растворимый 0,5 %-ный раствор свежеприготовленный
Натрия тиосульфат 0,1 н раствор
Спирт этиловый
Спиртовой раствор йода 0,1 н
Бюретка вместимостью 50 см3
Весы аналитические
Капельница с притертой пробкой
Колба плоскодонная с притертой пробкой вместимостью 500 см3
Пипетки вместимостью 1 см3
Пипетки вместимостью на 25 см3
Цилиндр мерный вместимостью 150 см3
Цилиндр мерный вместимостью 25 см3
Штатив лабораторный

Проведение испытания

В капельницу помещают 1 см³ испытуемого продукта и взвешивают на весах, результат записывают. Далее в колбу емкостью 500 см³ с притертой пробкой наливают 15 см³ этилового спирта и прикапывают весь нефтепродукт из капельницы. Взвешивают капельницу и по разности определяют массу испытуемого нефтепродукта, помещенного в колбу. Затем в колбу приливают из пипетки 25 см³ 0,1 н спиртового раствора йода, плотно закрывают колбу пробкой, предварительно смоченной раствором 10 %-ого йодистого калия и осторожно встряхивают колбу. Приливают к содержимому 150 см³ дистиллированной воды, закрывают колбу пробкой, взбалтывают в течение 5 минут и оставляют в покое на 5 минут в темном месте. После этого пробку и стенки колбы обмывают небольшим количеством дистиллированной воды.

Содержимое колбы титруют 0,1н раствором тиосульфата натрия. Когда жидкость в колбе примет светло-желтый цвет, приливают в колбу 4-5 капель раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения синевато-фиолетового окрашивания.

Параллельно проводят контрольный опыт, выполняя описанную последовательность операций без нефтепродукта. При этом йод не расходуется на взаимодействие с непредельными углеводородами и, следовательно, объем тиосульфата натрия, пошедшего на титрование в контрольном опыте, всегда больше, чем объем того же раствора, пошедшего на титрование в опыте с исследуемым нефтепродуктом.

Оформление результатов

Йодное число испытуемого продукта рассчитываем по формуле:

Где V – объем 0,1н раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование в контрольном опыте, см³;

V₁ – объем того же раствора, пошедшего на титрование в опыте с навеской нефтепродукта, см³;

Т – титр раствора тиосульфата натрия, выраженный в граммах йода (Т= 0,0127 г);

G – навеска, испытуемого нефтепродукта, г.

Содержание олифинов рассчитываем по уравнению:

где О – содержание олефинов, % масс.;

ЙЧ – йодное число исследуемой фракции;

М_ср – средняя молекулярная масса непредельных углеводородов исследуемой фракции, г/моль;

254 – молекулярная масса йода, г/моль.

Среднюю молекулярную массу рассчитываем по уравнению:

где М_ср – средняя молекулярная масса непредельных углеводородов исследуемой фракции, г/моль;

Т_ср – средняя температура кипения исследуемой фракции, ºС.

где Т_ср – средняя температура кипения исследуемой фракции, ºС;

Т_н.к. – температура начала кипения исследуемой фракции, ºС;

Т_к.к. – температура начала кипения исследуемой фракции, ºС.

Определение содержания ароматических углеводородов.

Аппаратура и реактивы

Серная концентрированная кислота Н2SO4 (98,5 – 99% - ная)
Натрия карбонат 10 %-ный раствор
Кальций хлористый гранулированный
Вода дистиллированная
Делительная воронка вместимостью 1000 см3
Мерные цилиндры вместимостью 10 см3
Мерные цилиндры вместимостью 50 см3
Колба коническая вместимостью 100 см3
Штатив лабораторный
Весы аналитические
Бумага индикаторная

Проведение испытания

В делительную воронку наливают 30 см³ концентрированной серной кислоты (98,5 – 99 %-ной). Затем осторожно приливают 10 см³ нефтепродукта. Сверху делительную воронку плотно закрывают пробкой и помещают в охлаждающую смесь (снег или лед). После охлаждения смесь осторожно встряхивают в течение 20 минуты, периодически открывая пробку для выпуска образовавшихся газов. По окончании перемешивания делительную воронку устанавливают вертикально в штативе и дают смеси отстояться в течение 20 минут. После из делительной воронки сливают нижний (кислотный) слой. Затем отмеряют объем бензина мерным цилиндром. После этого продукт промывается: 10 %-ным раствором карбонатом натрия, а затем дистиллированной водой до нейтральной реакции индикаторной бумаги. Тщательно отделив от воды, фракцию переносят в сухую пробирку и высушивают прокаленным хлоридом кальция. Промытый и высушенный продукт используется далее для определения анилиновой точки нефтепродукта.

Оформление результатов

Содержание ароматических и непредельных углеводородов (% об.) в исследуемой фракции рассчитываем по уравнению:

где А₀ – содержание ароматических соединений, % об.;

V – объем исследуемой фракции взятый на сульфирование, см³;

V – объем исследуемой фракции после сульфирования, см³.

Содержание ароматических и непредельных углеводородов (% масс.) в исследуемой фракции рассчитываем по уравнению:

где – содержание ароматических соединений, % масс.;

m – масса исследуемой фракции взятая на сульфирование, см³;

m – масса исследуемой фракции после сульфирования, см³

Содержание ароматических углеводородов (% масс.) в исследуемой фракции рассчитываем по уравнению:

А = - О

где А – содержание ароматических соединений, % масс.;

– содержание ароматических соединений, % масс.;

О – содержание олефинов, % масс.