Определение группового состава бензиновой фракции

Нефть представляет собой смесь большого числа органических соединений и исследование ее химического состава - весьма сложная задача. Полным индивидуальным составом характеризуются лишь самые легкие бензиновые фракции нефтей, выкипающие в пределах от начала кипения до 180-200^оС и состоящие из углеводородов и гетероатомных соединений, содержащих от 5 до 10 атомов углерода в молекуле.

Бензиновые фракции, выделенные из нефтей прямой перегонкой, в зависимости от состава исходной нефти могут содержать в различных соотношениях арены, алканы, циклоалканы, а также некоторые гетероатомные соединения.

В состав бензиновых фракций, выделенных из продуктов термокаталитической переработки нефтяного сырья, кроме перечисленных групп соединений входят еще алкены и алкадиены.

При изучении химического состава бензиновых фракций ставятся две основные задачи:

1) определение группового состава, когда находят содержание углеводородов различных групп: алканов, циклоалканов, аренов и алкенов (если последние содержатся в исследуемом образце);

2) определение индивидуального состава, когда в исследуемой фракции идентифицируют все составляющие ее компоненты.

Определение группового углеводородного состава методом анилиновых точек

Метод анилиновых точек, основан на неодинаковой растворимости углеводородов различных классов в анилине. При смешении нефтяной фракции с анилином при комнатной температуре обычно образуются два слоя, т.е. не происходит полного растворения нефтепродукта в анилине. Если эту смесь нагреть, постоянно перемешивая, то при достижении определенной температуры произойдет полное взаимное растворение анилина и нефтепродукта, слои исчезнут и жидкость станет однородной. Температуру, соответствующую полному взаимному растворению анилина и нефтепродукта, называют анилиновой точкой. Наиболее низкими анилиновыми точками среди углеводородов характеризуются арены, наиболее высокими – алканы; циклоалканы занимают промежуточное положение. В пределах одного гомологического ряда анилиновые точки, как правило, возрастают с увеличением молекулярной массы и температуры кипения углеводорода.

Существует два метода определения анилиновых точек: метод равных объемов и метод максимальных анилиновых точек. В работе используется метод равных объемов, при котором берут одинаковые объемы исследуемой фракции и анилина и определяют температуру их полного смешения.

При анализе группового химического состава прямогонного бензина его сначала разгоняют на узкие стандартные фракции, пределы выкипания которых соответствуют температурам кипения аренов, содержащимся в этих фракциях

Фракция, С^о

н.к.- 60 не содержащая аренов;

60 - 95 бензольная, содержит бензол;

95 - 122 толуольная, содержит толуол;

122 - 150 ксилольная и этилбензольная, содержит ксилол и этилбензол

150 - 200 содержит арены С₉ –С₁₀

Каждую фракцию анализируют отдельно. Сначала определяют анилиновую точку исходной фракции (t₁), затем удаляют арены и для деаpоматизиpованной фракции вновь определяют анилиновую точку (t₂). Массовую долю аренов А, % рассчитывают по формуле:

А = К(t₂-t₁).

где: К – коэффициент, соответствующий процентному содержанию аренов, вызывающему понижение анилиновой точки в деаpоматизиpованной фракции на 1^оС.

Таблица 7

Коэффициент К для количественного определения

аренов в бензиновых фракциях, выкипающих до 150^о С

Фракция, оС	Массовая доля аренов, %
до 20	20-40
60 - 95	1,15	1,14
95 - 122	1,20	1,18
122 - 150	1,26	1,22

Массовую долю циклоалканов H, %, находят по формуле

H = (100 - А) H₁ /100,

где H₁ - содержание циклоалканов в деаpоматизиpованной фракции, %

Значение H₁ находится из таблицы 8 по известной анилиновой точке t₂. Массовую долю алканов П,%, определяют по формуле:

П = 100- (А + H),

где А - массовая доля аренов, %; H - массовая доля циклоалканов, %.