Спектрометричні та спектральні методи аналізу та ідентифікації компонентів нафти та нафтопродуктів

Розробка експрес-методу дослідження хімічного складу нафти з використанням доступної аналітичної апаратури. Принципова схема, будова та дія мас-спектрометра для спектрометричного та спектрального аналізу. Ультрафіолетова й інфрачервона спектроскопія.

Рубрика Производство и технологии
Вид доклад
Язык украинский
Дата добавления 19.04.2014
Размер файла 1,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Міністерство освіти і науки молоді та спорту України

Національний авіаційний університет

Доповідь

на тему: «Спектрометричні та спектральні методи аналізу та ідентифікації компонентів нафти та нафтопродуктів»

Виконала: студентка ІЕБ ХП-205

Чернишова Сандра

Перевірила: Харченко О.В.

Київ 2012

Зміст

Вступ

Мас-спектрометрія

Ультрафіолетова й інфрачервона спектроскопія

Ядерний магнітний та електронний парамагнітний резонанс

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

Знання фракційного та хімічного складу нафти необхідне для рішення проблеми її більш раціональної переробки. Якщо визначення фракційного складу не викликає труднощів, тоді визначення хімічного складу потребує тривалого часу і використання дорогих і часто важко доступних приборів фізико-хімічного аналізу. У зв'язку з цим актуальною задачею є розробка експрес-методу дослідження хімічного складу нафти з використанням доступної аналітичної апаратури.

На сучасному етапі технічного розвитку нафта і продукти її переробки є джерелом основних видів рідкого палива: бензину, гасу, реактивного, дизельного і котельного. З нафти виробляють мастильні та спеціальні масла, нафтовий пек, кокс, різного призначення бітуми, консистентні (пластичні) мастила, нафтохімічну сировину - індивідуальні алкани (парафінові вуглеводні), алкени (олефіни) і арени (ароматичні вуглеводні), рідкий і твердий парафін. З нафтохімічної сировини, в свою чергу, виробляють ряд найважливіших продуктів для різних галузей промисловості, сільського господарства, медицини та побуту: пластичні маси, синтетичні волокна, каучуки і смоли; текстильно-допоміжні речовини; миючі засоби; розчинники; білково-вітамінні концентрати; різні присадки до палив, олив і полімерам; технічний вуглець.

Переробка нафти на НПЗ здійснюється за допомогою слідуючих основних технологічних процесів.

1. Фізичні процеси:

* первинна переробка (знесолення і зневоднення, атмосферна і атмосферно-вакуумна перегонка нафти на установках АВТ, сольвентна деасфальтизація, вторинна перегонка бензинів, дизельних і масляних фракцій);

* депарафінізація кристалізацією (адсорбційна і карбамідна);

* виробництво парафінів і олив (деасфальтизація, депарафінізація, селективне очищення, адсорбційне і гідрогенізаційне очищення).

2. Хімічні процеси:

* термічні (піроліз, термічний крекінг, вісбрекінг, уповільнене коксування, одержання пеків);

* гідрогенізаційні термічні із застосуванням водню (гідропіроліз, гідрокрекінг, гідровісбрекінг, гідросольвентний крекінг);

* гідрогенізаційні каталітичні (гідрокрекінг, гідрокаталітичних риформінг, гідроізомеризація, гідродепарафінізація, гідродеароматизація);

* каталітичні з переробки вуглеводневих фракцій (каталітичний крекінг, алкілування, полімеризація, ізомеризація та ін.

3. В окрему групу слід виділити процеси виробництва різноманітних бітумів і бітумполімерів, коксу і пеків різного призначення, а також елементної сірки, водню. Крім того, отримують ряд цінних напівпродуктів і продуктів, що мають самостійне значення: зріджені гази, бензинова і керосино-газойлевая фракції, що направляються на піроліз; індивідуальні алкани, що виробляються на газо-фракціонуючих установках граничних газів; пропан-пропіленова, бутан-бутиленова і пентан-аміленова фракції, одержувані з газо-фракційних установок; ароматичні вуглеводні (бензол, толуол, ксилоли).

Мас-спектрометрія

Рис.1 Принципова схема мас-спектрометра

Мас-спектрометр містить наступні основні вузли: джерело іонів, в якому відбувається іонізація молекул аналізованої речовини; аналізатор, який здійснює розділення іонів; систему введення речовини в іонне джерело; систему реєстрації мас-спектра; систему відкачування, що забезпечує необхідний вакуум.

Досліджувану фракцію в газоподібному стані з балона напуску 1 (рис. 1) подають через молекулярний стікатель 2 в камеру 3. Іонізація і дисоціація молекул досліджуваних речовин відбуваються в результаті електронного удару. Потік іонізуючих електронів 4 випускається розжареним катодом. Притягуючись до анода, електрони здобувають кінетичну енергію, достатню для іонізації молекул. Утворені позитивно заряджені іони витягуються із зони іонізації, формуються і прискорюються в електронно-оптичній системи, що складається з витягаючої 5, фокусуючої 6 і прискорювальної 7 лінз. Далі іони рухаються в магнітному полі електромагніту 8 по кругових траєкторіях, радіус кривизни яких залежить від відношення маси іона до його заряду (m / е). За відповідної напруженості електричного і магнітного полів в щілину колектора 9 потрапляють іони з визначеним значенням m / е. При зміні напруженості магнітного поля або прискорювального потенціалу й інші іони можуть бути сфокусовані на щілину колектора. Іони нейтралізуються на колекторі і створюють у його ланцюзі струм, підсилюваний електрометричним підсилювачем 10 і реєстрований. Для запису мас-спектрів використовують електронні потенціометри.

Утворення іонів, фокусування іонного пучка і поділ іонів по масах здійснюють в умовах високого вакууму, коли довжини вільних пробігів іонів і молекул перевищують розміри аналізатора. Це дає можливість уникнути вторинних зіткнень частинок, що спотворюють первісний склад і форму іонного пучка.

Можуть використовуватися і інші методи іонізації - хімічна іонізація, при зіткненнях молекул аналізованої речовини з іонами або метастабільними збудженими атомами газу - реактанти (СН4, NH3 та ін); польова іонізація в сильному неоднорідному електричному полі, створюваному спеціальним електродом; лазерна десорбція і т. д. Однак класичні методи іонізації електронним ударом при високих (70 еВ) і низьких (10-13 еВ) енергіях електронів залишаються найбільш поширеними. Енергія електронів перевищує потенціал іонізації вуглеводнів, що становить для алканів 10-13, алкенів 9-10, алкілбензольні вуглеводнів 8,5-9,5, і поліциклічних аренів - менше 8 еВ. Тому при зіткненні з електронами молекули вуглеводнів іонізуються, тобто відбувається відрив валентних електронів та утворення молекулярних іонів М.

Молекулярний іон дисоціює через стан активованого комплексу, розпад якого йде переважно в напрямку утворення стабільних продуктів. Іонізація молекул протікає швидко (за 10-15 с), а розпад - порівняно тривалий час - 10-6-10-10 с. За цей проміжок часу надлишкова енергія, отримана іонізованою молекулою від електрона (понад потенціалу іонізації), перерозподіляється по обертальним, коливальним і електронним станам. Якщо в молекулі є система, що є сприятливою при передачі порушення, наприклад система сполучених зв'язків, то надлишкова енергія встигає рівномірно розподілитися по всій молекулі і ступінь дисоціації подібних з'єднань виявляється порівняно невеликий. При відсутності такої системи надлишкова енергія не встигає перерозподілитися по всьому молекулярному іону, на одній з найбільш слабких зв'язків в околиці атома з локалізованим позитивним зарядом виявляється енергія, достатньою для розриву, і відбувається дисоціація.

Рис. 2. Криві розподілу інтенсивностей піків щодо повного іонного струму по числу атомів вуглецю в іонах

1 - мас-спектр гексадекану; 2 - 2-метілпентадекану

Стійкість молекул до електронного удару характеризується відносною кількістю молекулярних іонів WM, що не розпалися:

де Імол і Iоск - кількості молекулярних і осколкових іонів.

Структура утворення іонів і їх інтенсивність знаходяться в якісній залежності від будови молекул. Маси осколкових іонів, що утворюються при дисоціативній іонізації, можна передбачити на підставі структури молекул. І навпаки, за масам утворюються осколкових іонів можна судити про те, які структурні елементи входили до складу досліджуваного з'єднання.

Вплив структурних особливостей молекул аналізованих сполук на напрями розпаду молекулярного іона може бути охарактеризований кривими інтенсивностей іонів по числу вуглецевих атомів. На рис. 2 як приклад наведено криві розподілу для гексадекану (1) і 2-метілпентадекану (2). Крива для гексадекану має максимум, відповідний іонам С4Нх +, і далі відбувається плавне зменшення інтенсивностей піків аж до молекулярного іона. Виникнення будь-якого максимуму на цій кривій означає наявність замісника в молекулі. Так, при метильній групі в положенні 2 на кривій розподілу з'являється максимум, відповідний іонів (М - С3Нх) +; зокрема, при дисоціації 2-метілпентадекану максимум відзначається для іонів С13Н27+, що пояснюється меншою енергією розриву відповідної зв'язку С-С:

Молекулярні іони алканів нестійкі, причому алкани з розгалуженим ланцюгом ще менш стійкі, ніж н-алкани. Наприклад, для тетрадекана і 2-метілтрідекана значення WM дорівнюють 1,34 і 0,38%.

Циклоалкани більш стійкі до електронного удару, ніж алкани, причому шестичленні цикли стабільніше п'ятичленних, а бициклічні алкани більш стабільні, ніж моноциклічні. П'ятичленні циклоалкани утворюють інтенсивний пік з масовим числом (М - 28)+ і менш інтенсивний пік (М - 70)+,що відповідає відщепленню радикала і міграції водню:

Для шестичленних циклоалканів характерний пік (М - 83)+:

Ароматичні вуглеводні легко іонізуються, тому що мають низькі потенціали іонізації, але розпад молекулярних, іонів йде порівняно слабше. Так, для бензолу WM = 33%, для хризена 48%. Найбільш ймовірний напрямок розпаду; алкілбензолів - по в-зв'язку, яке супроводжується і міграцією водню:

У мас-спектрах складних сумішей можна виділити групи-іонів (для алканів - піки іонів СnH2n +1, для алкілбензолів - СnH2n-7 і т. п.), що визначаються деякими структурними фрагментами молекул. Сукупність груп іонів, які розбиває вихідний мас-спектр, можна зобразити у вигляді лінійного спектра, положення ліній якого відповідає положенням центрів груп, а висота ліній - сумарна інтенсивність піків іонів кожної групи. Подання мас-спектрів складних сумішей у вигляді групових мас-спектрів дозволяє проводити з ними операції, як з спектрами індивідуальних сполук.

У бензинових фракціях методом мас-спектрометрії визначають зміст н-алканів і ізоалканів, циклопентанових і ціклогексанових вуглеводнів, алкілбензолів. В керосино-газойльових і масляних фракціях визначають алкани, моно-, бі-і тріциклани, алкілбензоли, індани і тетраліни, алкіл-нафталіни, аценафтени і дифеніли, аценафтилени і флуорени, фенантрени і антрацени, бензотіофени. За допомогою мас-спектрометрії можна оцінювати такі структурні характеристики молекул, як ступінь конденсації кілець, середня довжина замісника, середній ступінь заміщення.

Алкени і циклоалкани утворюють однакові характеристичні піки, тому для їх роздільного визначення знімають мас-спектри двох зразків - вихідного і після видалення алкенів обробкою сірчаною кислотою.

Метод хромато-мас-спектрометрії - комбінування газової або рідинної хроматографії, що дозволяють розділяти аналізовану фракцію на компоненти, з мас-спектрометричної ідентифікацією. Створення приладів типу Хромасс дозволяє визначати структуру індивідуальних компонентів нафти і їх зміст.

нафта спектрометричний спектральний аналіз

Ультрафіолетова й інфрачервона спектроскопія

Ультрафіолетову та інфрачервону спектроскопію широко використовують при аналізі нафт.

Поглинання енергії в ультрафіолетовій області обумовлено змінами енергетичного стану зовнішніх електронів. В органічних сполуках таке поглинання пов'язане з переходом валентних у-і - р електронів зі зв'язуючих орбіталей на відповідні розпушувальні, а також з переходами електронів неподілених пар гетероатомів (n-електронів) типу n > р * і у > п *.

Послідовність енергетичних рівнів електронів наступна:

розпушуювальна у *-орбіталь> розпушувальна р *- орбіталь> незв'язуюча n - орбіталь> зв'язуюча р - орбіталь> зв'язуюча у - орбіталь.

Смуги поглинання в електронному спектрі характеризуються довжиною хвилі (л) та інтенсивністю поглинання. Інтенсивність смуг поглинання визначається ймовірністю електронного переходу, вимірюється вона зазвичай величиною молярного коефіцієнта поглинання в, максимумі смуги (емакс або lg емакс)

У молекулах насичених вуглеводнів можливі тільки переходи у > у *, що вимагають найбільшої енергії. Смуги, що відповідають цим переходам, лежать у далекій ультрафіолетової області, з цього для аналізу змісту насичених вуглеводнів потрібна складна апаратура. Алкени і алкіни з ізольованими подвійними зв'язками мають смугу поглинання також в області до 190 нм, обумовлюються переходом р > р *. Для ідентифікації ж компонентів нафтових фракцій використовують спектри поглинання в середній ультрафіолетової області (л = 190-400 нм).

Сполучення подвійних зв'язків викликає зсув смуг поглинання в довгохвильову сторону з одночасним збільшенням їх інтенсивності. У середній УФ-області поглинають і арени. Таким чином, УФ-спектроскопію можна використовувати для аналізу полієнових і ароматичних структур, інші вуглеводні «прозорі» у середній ультрафіолетової області. При аналізі продуктів термічної переробки нафтових фракцій, в яких можлива присутність полієнів, їх необхідно попередньо відокремити від ароматичних вуглеводнів.

УФ-спектри аренів, як випливає з рис. 3., Істотно різняться залежно від числа циклів і лінійного (типу антрацену) або нелінійного (типу фенантрену) характеру їх конденсації. Максимум поглинання моноціклічних аренів знаходиться в області 255-275 нм, для бицикличних аренів характерна більш інтенсивна смуга з максимумом 275 - 290 нм і два близьких піки в області 310-330 нм.

Рис. 3. Криві поглинання основних типів аренів в УФ-області

1 - моноциклічні; 2 - бицикличні;. 3 - поліциклічні нелінійно конденсовані, 4 - поліциклічні лінійно конденсовані

На основі усереднених спектральних даних за ароматичними ядрами різного типу отримані рівняння для розрахунку масового змісту бензольних Сб, нафталінових Сн, фенантренового Сф вуглеводнів,%:

де К198, К230, K255, K270, K338, K375, K435 - питомі коефіцієнти поглинання, л / (г * см), досліджуваної фракції на аналітичних довжинах хвиль 198, 230 нм і т. д. відповідно.

Запропоновано аналогічні рівняння і для розрахунку вмісту в нафтових фракціях антраценових, піренових, хризенових (спільно з бензфлуореновими) вуглеводнів, а також перилену. Наведені вище рівняння дозволяють розраховувати вміст бензольних і поліциклічних вуглеводнів при їх сумісній присутності.

В якості розчинника при аналізі аренів найчастіше застосовують ізооктан, очищений на силікагелі.

Завдяки високій чутливості УФ-спектроскопія знаходить застосування для визначення слідів аренів в неароматичних продуктах. Наявність у фракції гетероатомних з'єднань сильно збільшує поглинання в УФ-спектрі і може привести до значних погрішностей аналізу.

В інфрачервоній області, на відміну від середньої ультрафіолетової, поглинають всі органічні сполуки. Ця область електромагнітного спектру пов'язана з коливаннями атомів в молекулах. Кожна структурна група характеризується своїм набором смуг поглинання, число, положення та інтенсивність яких більшою чи меншою мірою залежать від складу іншої частини молекули. Для визначення группового складу складних сумішей використовують зазвичай характеристичні, тобто інтенсивні смуги, при е> 10 моль / (л * см) практично зберігають інтенсивність та загальний вигляд незалежно від будови решти молекули; положення характеристичних смуг змінюється в невеликих межах - до напівширини смуги.

ІЧ-спектри можна використовувати для визначення типу нафт. Мірою вмісту аренів служить площа (S1) смуги н = 1610 см-1, зумовленої коливаннями зв'язків С = С ароматичного кільця, а мірою утримання алканів - площа (S2) смуги н = 725 см-1, що характеризує коливання зв'язків С-С в довгих ланцюгах. Ставлення А = S1/S2 прийнято за показник ароматизованих нафт. Нафтенові структури по ІЧ-спектрами не виявляються. Для метанових нафт А <0,35, метано-нафтенових 0,3 ? А ? 0,5, нафтенових 0,6 <А <1,2, нафтено-ароматичних 1,2 ? A ? 3,5.

Застосування ІЧ-спектроскопії для структурно-групового аналізу висококиплячих (вище 200 ° С) алкано-циклоалканових фракцій дозволяє отримувати кількісні характеристики структурних фрагментів гіпотетичної середньої молекули. За характеристичними смугами поглинання в області 720-780 см-1 розраховують середній вміст метиленових груп в алкільних ланцюгах різної довжини (етильних, пропільних радикалах і т. д.). За інтегральними интенсивностями смуг поглинання 1378 та 1366 см-1 можна приблизно визначити зміст ізольованих і гемінальних (тобто перебувають при одному вуглецевому атомі) метильних груп. Однак точність цих визначень невелика, так як в розрахунках використовують усереднені значення коефіцієнтів погашення для різних вуглеводнів. За отриманими даними можна приблизно оцінити ступінь розгалуженості аліфатичних ланцюгів.

З використанням коефіцієнтів погашення досліджуваної фракції на аналітичних частотах 2926 і 2957 см-1 розраховують вміст метиленових груп в п'яти- і шестічленних насичених кільцях.

Досить широко використовують ІЧ-спектроскопію і для дослідження гетероатомних сполук нафти після її виділення і поділу на вузькі фракції. В ІЧ-спектрах сирих нафт і їх фракцій виявляються практично всі характеристичні смуги поглинання основних функціональних груп. Багатокомпонентність складу, внутрішньо-і межмолекулярна структура нафтових систем обумовлюють складну картину перекривання і накладення смуг поглинання з спотворенням їх форми та інтенсивності. Тому пряма ідентифікації і тим більше кількісне визначення функціональних груп по інтенсивності поглинання в ІЧ-спектрах є неможливими. Проте можливості ІЧ-спектроскопії розширюються в міру розвитку методів розділення нафти на однотипні групи компонентів.

Ядерний магнітний та електронний парамагнітний резонанс

Метод ЯМР широко застосовується для дослідження структури органічних сполук поряд з методами оптичної спектроскопії. Поглинання енергії радіочастотного випромінювання, яке використовується в цьому методі, пов'язане з магнітними властивостями ядер.

Для отримання спектрів ЯМР зразок поміщають у сильне однорідне магнітне поле і діють на нього радіочастотним випромінюванням. Змінюючи частоту генератора, що збуджує магнітне поле, перпендикулярне до постійного полю магніту, досягають умови резонансного поглинання енергії. Резонансна частота залежить від напруженості постійного магнітного поля та значення магнітного моменту ядер. Найбільш широко в дослідженнях органічних сполук, у тому числі нафти, застосовується протонний магнітний резонанс (ПМР).

Спектри ПМР характеризуються значеннями хімічних зсувів протона. Хімічним зрушенням називається відстань між резонансними сигналами протонів зразка і стандартів та тетраметилсілана. Ця відстань залежить від напруженості магнітного поля (або частоти), тому хімічний зсув вимірюється в відносних одиницях - мільйонних долях (м. д.) поля або резонансної частоти. Хімічний зсув залежить від структури молекул - електронної щільності у протону і напруженості вторинних магнітних полів, що виникає внаслідок руху електронів сусідніх атомів.

У міру удосконалення техніки методу ЯМР і збільшення робочої частоти спектрометрів до 100-220 МГц збільшується селективність визначення протонів в різних структурах. Метод ПМР дає інформацію про розподіл водню, пов'язаного з ароматичними циклами, гетероатомами, а також входить до складу метильних, метиленових і метанових груп. Особливий інтерес представляє застосування методу ЯМР для дослідження висококиплячих нафтових фракцій.

Рис. 4. Типовий спектр 1Н ЯМР нафтової фракції

Типовий спектр 1Н ЯМР нафтової фракції (рис. 4) може бути розділений на чотири області. Область А (6,5-8,5 м. д.) відповідає сигналам ароматичних протонів; область б (1,8-4,0 м. д.)-протонів СН-, СН2 -, СН3 -груп, що знаходяться в б -положенні до ароматичних ядер; область в (1,0 - 1,8 м. д.) - метиленових і метанових протонів, віддалених від ароматичних ядер, а також груп СН3 в в-положенні до ароматичного ядра; область г (0,7-1, 0 м. д.) - протонів метильних груп, більш віддалених від ароматичних ядер.

Площі областей пропорційні кількості протонів, що дають ці сигнали.

Якщо відома середня емпірична формула, що розраховується за елементарним складом і середньої молекулярної маси фракції, то можна розподілити атоми водню по структурним групам. Спектроскопія 1Н ЯМР дозволяє отримувати більш велику кількість структурно-групових характеристик «середньої молекули».

Недолік методу полягає в тому, що особливості будови вуглецевих скелетів доводиться розраховувати по розподілу водню, вводячи ряд припущень і наближень.

Єдиний метод, який дозволяє безпосередньо виміряти частку ароматичного вуглецю 13С ЯМР-спектроскопія. Типовий спектр 13С ЯМР нафтової фракції (рис. 5) містить широкі смуги поглинання атомів вуглецю в насичених (0-70 м.д.) та ароматичних (100-170 м. д.) структурах.

Рис. 5. Типовий спектр 13С ЯМР нафтової фракції

Проінтегрувавши спектр, розраховують фактор ароматичності:

де Іа, Iнас - інтегральні інтенсивності піків, що відносяться до ароматичних і насичених структур відповідно.

По відношенню інтегральних інтенсивностей піків частот 29,7 і 14,1 м. д. можна розрахувати довжину ланцюга алкильного замісника:

Аналітичні можливості методу ЯМР постійно збільшуються завдяки вдосконаленню спектрометрів і розробці нових методів отримання спектрів ЯМР.

Електронний парамагнітний резонанс (ЕПР) відкритий в 1944 р. Є. К. Завойським. Парамагнетизмом володіють системи, на електронних оболонках яких є неспарені електрони. До таких систем відносяться вільні радикали, парамагнітні іони, впроваджені в кристалічну решітку або в молекули комплексних сполук, і т. д. Як виявилося, парамагнетизмом володіють і нафти, завдяки тому,що в них входять смолисто-асфальтенові компоненти.

Рис. 6. ЕПР-спектри еталона (а) і нафти (б)

ЕПР-спектр знімають, впливаючи на зразок, поміщеним в сильне магнітне поле, надвисокочастотним полем генератора. ЕПР-спектр (рис. 6) представляє собою одиночний сигнал, інтерпритація якого зводиться до розрахунку числа парамагнітних центрів Nх в зразка шляхом порівняння похідної кривої поглинання зразка і еталону. Еталон - цукрове вугілля - має стабільне значення числа парамагнітних центрів (Nет = 0, l * 1017 на 1 г). Число парамагнітних центрів зразка розраховують за формулою:

де ІХ - амплітуда похідної сигналу поглинання зразка; ДНХ - ширина похідної сигналу поглинання зразка; m - маса зразка.

ЕПР-спектри нафт дозволяють провести порівняльний аналіз ступеня їх збагаченості смолисто-асфальтеновими компонентами. Ширина ЕПР-сигналу відображає ступінь ущільнення структури асфальтенів: чим вона вища, тим менше ширина сигналу.

Висновок

У виробничих та галузевих лабораторіях по методикам визначають груповий вуглеводневий склад, фракційний склад і ряд фізичних властивостей вуглеводневих систем - щільність, в'язкість, температуру застигання, коксованість по Конрадсону і т. д. Для визначення фракційного складу використовують дистиляцію і ректифікацію. Наприклад, за результатами відбору вузьких фракцій будують криві розгонки нафти або криві істинних температур кипіння (ІТК) та встановлюють потенційне вміст у нафтах бензинових, керосино-газойльових, дизельних фракцій.

Крім того, ці фракції можуть вивчатися більш поглиблено і піддаватися подальшому поділу на компоненти із застосуванням препаративної хроматографії, екстракції і т. д. При груповому аналізі визначають окремо зміст парафінових, нафтенових, ароматичних і змішаних вуглеводнів. При структурно-груповому аналізі вуглеводневий склад нафтових фракцій висловлюють у вигляді середнього відносного вмісту в них ароматичних, нафтенових та циклічних структур, а також парафінових ланцюгів і інших структурних елементів. Із застосуванням фізичних методів хромато-мас-спектроскопії, мас-спектроскопії, ЯМР-, ІЧ-спектроскопії і т. д. розраховують якісний і кількісний склад вузьких нафтових фракцій.

Незважаючи на розвиток інструментальних методів дослідження, в даний час визначення повного вуглеводня можливе тільки для легких і середніх фракцій. Це пов'язано з низкою серйозних обмежень, які виникають при застосуванні аналітичних методів до складних багатокомпонентних вуглеводневим системам. Взаємодії молекул між собою призводять до серйозних відхилень від очікуваного результату. Так, наприклад, встановлено, що обробка даних спектроскопії ЯМР призводить до заниженим кількості ароматичних груп, так як не враховується взаємодія стабільних вільних радикалів нафтових середовищ з протонами органічних молекул. Тим не менш, існує ряд загальних фізико-хімічних закономірностей, які дозволяють проводити інженерні розрахунки процесів переробки вуглеводневих систем.

Список використаної літератури

1. Л.А. Томская, Н.П. Макарова, В.Д. Рябов, Определение углеводородного состава нефтей, Химия и технология топлив и масел, 4'2008

2. А.Х. Купцов, Т.В. Арбузова, Исследование тяжелых фракцій нефти методом Фурье-спектроскопии КР ближнего ИК-диапазона, Нефтехимия, 3'2011

3. Э.Г. Баскир, Е.Я. Мисочко, О.М. Нефедов, Спектроскопия и строение свободных радикалов, стабилизированных в криогенних матрицах, Успехи химии, 8'2009

4. В.А. Коровенков, И.В. Талдай, А.В. Вячеславов, Идентификация гетероатомных соединений в промышленной смеси Западно-Сибирских нефтей методом газовой хроматографи-масс-спектрометрии, Нефтехимия, 2'2010

5. Н.П. Бутина, М.С. Глазкова, Е.Г. Корчагина, В.С. Тихонов, Определение цетаноповышающей присадки в дизельном топливе методом ИК-Фурье спектрометри, Нефтехимия, 5'2010

6. А.А. Мухамедзянова, А.А. Хайбуллин, Э.Г. Теляшев, Р.Н. Гимаев, Исследование молекулярной структуры изотропной фракции нефтяных пиролизных пеков методами УФ- и ЯМР-спектроскопии, Нефтехимия, 11'2011

7. Інтернет джерела

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Підготовка нафти до переробки: видалення розчинених газів та мінеральних солей, зневоднювання нафтової емульсії. Аналіз складу нафти та її класифікація за хімічним складом, вмістом та густиною. Первинні і вторинні методи переробки. Поняття крекінгу.

    реферат [28,3 K], добавлен 18.05.2011

  • Поточна схема переробки нафти на заводі, її обґрунтування. Матеріальні баланси установок включених в схему. Розрахунок глибини переробки нафти, виходу світлих продуктів. Загальнозаводські витрати, зведений баланс. Склад заводу по технологічних установках.

    курсовая работа [46,8 K], добавлен 08.01.2013

  • Характеристика нафти: походження, розповсюдження, фізичні та хімічні властивості; негативний вплив на оточуюче середовище. Видобуток і основні технологічні процеси переробки нафти. Класифікація, призначення, характеристика та маркування нафтопродуктів.

    презентация [2,1 M], добавлен 12.03.2014

  • Класифікація, конструкція і принцип роботи сепараційних установок. Визначення кількості газу та його компонентного складу в процесах сепарації. Розрахунок сепараторів на пропускну здатність рідини. Напрями підвищення ефективності сепарації газу від нафти.

    контрольная работа [99,9 K], добавлен 28.07.2013

  • Системи збору нафти, газу і води на нафтових промислах. Необхідність зменшення втрат вуглеводнів при зборі нафтопромислової продукції. Розробка та застосування групових напірних герметизованих систем збору. Вимір нафтопромислової продукції свердловин.

    контрольная работа [192,6 K], добавлен 28.07.2013

  • Склад і основні види нафти за вуглеводневим складом. Фракційний склад і вміст води та домішок в нафті. Процес первинної перегонки: типи установок, сировина та продукти. Вибір технологічної схеми переробки: простої, складної, з водяною парою, у вакуумі.

    курсовая работа [622,5 K], добавлен 26.10.2010

  • Опис вихідних даних для здійснення реконструкції насосної станції. Вибір обладнання для перекачування нафти. Огляд роботи обладнання по основних вузлах. Розрахунки потужності електродвигуна та напружень в трубах. Аналіз шкідливих та небезпечних факторів.

    курсовая работа [98,3 K], добавлен 26.02.2015

  • Фізичні властивості вина, методи їх дослідження. Фізичні методи аналізу, визначення в'язкості. Температура замерзання вина. Хімічні властивості вина, методи їх дослідження. Відомості про склад вина. Визначення вмісту цукру, масової долі етилового спирту.

    курсовая работа [530,6 K], добавлен 10.11.2014

  • Переробка нафти і виробництво нафтопродуктів в Україні. Стан ринку паливно-мастильних матеріалів в країні. Формування споживчих властивостей та вимоги до якості ПММ. Класифікація та характеристика асортименту паливно-мастильних матеріалів ПАТ "Ліник".

    курсовая работа [48,4 K], добавлен 20.09.2014

  • Характеристика композитних матеріалів та їх дефектів. Теорія фракталів та її застосування. Методи визначення фрактальної розмірності. Дослідження зміни енергоємності руйнування епоксидного олігомера в залежності від концентрації в полімері наповнювача.

    дипломная работа [7,1 M], добавлен 15.02.2017

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.