способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций
Классы МПК: | G01N33/26 масел, вязких жидкостей, красок, чернил G01N30/04 подготовка или ввод образца, подлежащего анализу C10G25/00 Очистка углеводородных масел в отсутствие водорода твердыми сорбентами |
Автор(ы): | Озерова Л.Е. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Славнефть- Ярославнефтеоргсинтез" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-03-14 публикация патента:
10.09.2001 |
Изобретение относится к способам анализа продуктов переработки мазута на групповой углеводородный состав и определению потенциального содержания рафинатов, депарафинированных масел в тяжелых дистиллятных фракциях, а также определению потенциального содержания в рафинате депарафинированного масла расчетным путем. Способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций осуществляют путем десорбционного выделения отдельных углеводородных групп из депарафинированного остатка дистиллята или рафината последовательно растворителями: петролейным эфиром с пределами температур кипения 40-70°С, смесью петролейного эфира и толуола, взятых в соотношении: 95:5 - 75:25 об.% толуолом, спирто-толуольной смесью, взятой в соотношении 50: 50 об.% на силикагеле марки АСКГ в термостатируемой колонке высотой 1150 мм и диаметром 8 мм при температуре 25+0,5°С, соотношении сорбент:навеска образца, равном 20:1, и далее определяют потенциальное содержание рафината и депарафинированного масла в дистилляте, а также потенциальное содержание депарафинированного масла в рафинате расчетным путем. Достигается ускорение и упрощение анализа, а также - повышение техники безопасности. 3 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, отличающийся тем, что десорбционное выделение отдельных углеводородных групп из депарафинированного остатка дистиллята или рафината проводят последовательно растворителями: петролейным эфиром с пределами температур кипения 40-70oC, смесью петролейного эфира и толуола, взятых в соотношении: 95 : 5 - 75 : 25 об.%, толуолом, спирто-толуольной смесью, взятой в соотношении 50 : 50 об.%, на силикагеле марки АСКГ в термостатируемой колонке высотой 1150 мм и диаметром 8 мм при температуре 25![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
Праф. = (Г + СП-Н + С1 Гр.аром.), мас.%
ПД/М в дистилляте = (СП-Н + С1 Гр.аром), мас.%
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173456/2173456-4t.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173456/2173456-5t.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173456/2173456-6t.gif)
где m1 - масса гача, г:
m - масса навески дистиллята, г;
mi - масса отдельной группы углеводородов, г;
m0 - масса навески депарафинированного образца, г;
Г - содержание гача в дистилляте, г, определяемого депарафинизацией при использовании смешанного растворителя метилэтилкетон-толуол в соотношении 55-60 : 40-45 об.%;
CП-Н - содержание парафино-нафтеновых углеводородов, мас.%;
C1 Гр.аром. - содержание ароматических углеводородов 1-й группы, мас.%.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способам анализа продуктов переработки мазута на групповой углеводородный состав и определению потенциального содержания рафинатов, депарафинированных масел в тяжелых дистиллятных фракциях, а также определению потенциального содержания в рафинате депарафинированного масла расчетным путем. Известны следующие способы анализа нефти на потенциальное содержание дистиллятных и остаточных масел:- путем разгонки нефти на фракции, депарафинизации, деасфальтизации и адсорбционном разделении полученных фракций и остатков, последовательном смешении отдельных групп углеводородов и определении в полученных смесях физико-химических показателей /ГОСТ 11244/. - определение группового углеводородного состава масляных фракций методом хроматографии /Гольберг Д.О. Контроль производства масел и парафинов, М-Л., Химия, 1964, с. 210-222/. - ускоренный метод определения суммарного потенциального содержания базовых масел в остатке нефти после отбора фракций, выкипающих до 350oC, включающий адсорбционное разделение, депарафинизацию и, в случае необходимости, предварительную деасфальтизацию остатка /Методы анализа и исследование нефтей и нефтепродуктов. Тр. ВНИИНП, вып. XVIII, М., 1976/. - метод определения потенциального содержания масел (ПСМ) с помощью хроматографического разделения масляных фракций, предварительно подвергнутых депарафинизации, /"Nafta", 1977, 32, N 12, s.414-418/. - адсорбционный метод определения группового углеводородного состава нефтепродуктов: керосино-газойлевых, масляных дистиллятов, а также тяжелых дистиллятов (350-540oC и выше) и деасфальтенированных остатков различной глубины отбора /Методы анализа, исследований и испытаний нефтей и нефтепродуктов. Тр. ВНИИНП (Нестандартные методы), М., 1984, с. 111- 115/. Недостатками вышеуказанных методов анализа является неудобство в аппаратурном оформлении, требование больших временных затрат, использование очень токсичного и вредного растворителя - бензола. Кроме того, в них не дано определение потенциального содержания рафинатов и депарафинированных масел в дистиллятах, а также потенциального содержания депарафинированных масел в рафинате. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является адсорбционный метод определения группового углеводородного состава нефтепродуктов, предложенный М.А. Мхчиян, З.В. Дриацкой, Н.М. Жмыховой, Л.П. Аренбристер, В.И. Помяловой /Методы анализа, исследований и испытаний нефтей и нефтепродуктов. Тр. ВНИИНП (Нестандартные методы), М., 1984, с. 111- 115/. Адсорбционный метод определения группового углеводородного состава нефтепродуктов позволяет установить содержание парафино-нафтеновых, четырех групп ароматических углеводородов и смолистых веществ. Навеска исследуемого дистиллята пропускается через столб сорбента. Десорбция адсорбированных углеводородов проводится жидкостями, обладающими различной диэлектрической постоянной (петролейный эфир с пределами температур кипения 70 - 100oC, бензол и их смеси). Из сорбента сначала выделяются парафино-нафтеновые углеводороды, затем ароматические углеводороды с повышающимся числом циклов и смолистые вещества. Адсорбционный метод определения группового углеводородного состава применяется для установления содержания отдельных углеводородных групп в керосино-газойлевых, масляных дистиллятах, а также в тяжелых дистиллятах (350-540oC и выше) и деасфальтенированных остатках различной глубины отбора. К парафино-нафтеновым углеводородам относятся фракции с показателем преломления не более 1,49. Ароматические углеводороды (смесь ароматических углеводородов и гетероароматических соединений) разбивают на 4-е группы по условно принятым значениям показателя преломления. К I группе относят фракции, полученные после отбора парафино-нафтеновых углеводородов с показателем преломления от 1,49 до 1,53; II - от 1,53 до 1,55; III - от 1,55 до 1,59; IV - свыше 1,59. Для отдельных дистиллятов после отбора фракций с показателем преломления свыше 1,59 наблюдается понижение значения последнего за счет увеличения сернистых соединений. Такие фракции относят к IV группе ароматических углеводородов. К смолистым веществам относят фракции, у которых из-за темного цвета невозможно определить показатель преломления. На основании полученных данных подводят баланс адсорбционного разделения. Расхождение между двумя параллельными определениями группового углеводородного состава адсорбционным методом не должно превышать 2%. Недостатками данного способа являются:
- использование в качестве растворителя бензола - очень вредного и токсичного вещества;
- определение потенциального содержания рафината и депарафинированного масла в дистиллятных фракциях, а также потенциального содержания депарафинированного масла в рафинате не приводится. Целью настоящего изобретения является разработка более быстрого, удобного в аппаратурном оформлении при использовании менее токсичных растворителей метода анализа тяжелых дистиллятных фракций на групповой углеводородный состав и определение потенциального содержания рафинатов и депарафинированных масел в дистиллятах, а также потенциального содержания депарафинированных масел в рафинате. Поставленная задача решается следующим образом:
На первом этапе проводят депарафинирование дистиллятных фракций с пределами температур кипения 360-420 и 420-490oC и рафинатов, полученных из них на установке селективной очистки дистиллятов N-метилпирролидоном, при следующих условиях: в качестве растворителя для выделения твердых углеводородов используют смесь метилэтилкетон-толуол (55-60 : 40-45 об.%). Соотношение дистиллят : растворитель берут равным 1 : 4, а рафинат : растворитель - 1 : 6 по массе; температура минус 27-28oC, скорость охлаждения 1-2oC/мин. Выделенные твердые углеводороды (гач) промывают дважды растворителем в количестве 1:1 по массе к анализируемому образцу. Растворитель из раствора и гача отгоняют при температуре не выше 110oC до постоянной массы остатка. Определяют содержание гача (Г) в дистилляте
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173456/2173456-1t.gif)
где m1 - масса гача, г,
m - масса навески дистиллята, г. На втором этапе проводят разделение остатка после депарафинизации на отдельные группы углеводородов: нафтено- парафиновые, 4-е ароматические и смолы - адсорбционно-десорбционным методом на силикагеле с помощью различных по своей природе растворителей: петролейного эфира, толуола и их смесей. Адсорбционное разделение проводится на силикагеле марки АСКГ в термостатируемой колонке высотой 1150 мм и диаметром 8 мм. Способ осуществляют следующим образом:
Термостатируемую адсорбционную колонку заполняют силикагелем (25-30
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
парафино-нафтеновые с nd20 < 1.49
и 4-е группы ароматических углеводородов и их гетеросоединений:
1 гр. с nd20 = 1,49- 1,53
2 гр. с nd20 = 1,53 - 1,55
3 гр. с nd20 = 1,55 - 1,59
4 гр. с nd20 выше 1,59
Взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0001 г каждую углеводородную группу. Процентное содержание отдельных углеводородных групп в исходном дистилляте (Cn), или рафинате, рассчитывают по формуле:
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173456/2173456-2t.gif)
где m1 - масса отдельной группы углеводородов, г;
m0 - масса депарафинированного образца, г. Потенциал рафината в исходном дистилляте (Праф.) рассчитывают как сумму
Праф. = (Г + СП-Н + С1Гр.аром.), мас.%. (3)
где СП-Н - содержание парафино-нафтеновых углеводородов, рассчитанное по формуле (2), мас.%;
С1Гр.аром. - содержание ароматических углеводородов 1-й группы, в том числе и гетеросоединений с nd20 не выше 1,53, мас.%. Потенциальное содержание депарафинированного масла в исходном дистилляте (ПД/М в дистилляте) рассчитывают по формуле
ПД/М в дистилляте = (СП-Н + С1Гр.аром.), мас.%. (4)
Потенциальное содержание депарафинированного масла в рафинате (ПД/М в рафинате) рассчитывают по формуле
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173456/2173456-3t.gif)
Примеры исполнения. Пример 1. Навеску (~ 50
0,01 г) дистиллята 1 с пределами температур кипения 360-420oC, или дистиллята 2 с пределами температур кипения 420 - 490oC растворяют в (200
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
Пример 2. Навеску (~ 50
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
Пример 3. Навеску (~ 50
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
Пример 4. Навеску (~ 50
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
![способ определения группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций, патент № 2173456](/images/patents/298/2173012/177.gif)
Проведено сравнение потенциального содержания твердых углеводородов, деп. масел и рафинатов, полученных при анализе дистиллятов и рафинатов экспериментально и путем расчета из потенциального содержания рафинатов в дистиллятах. Результаты анализов близки (табл. 2). Отличие лежит в пределах ошибки анализа, которая составляет менее 3,5 мас.% и в пересчете на нефть не превышает 0,5%. Правильность полученных результатов подтверждена анализом физико-химических свойств базовых масел, компаундированных смешением парафино-нафтеновых и ароматических углеводородов 1-й группы, выделенных с помощью колонок N 1 и 2 из дистиллятов с пределами температур кипения 360-420 и 420-490oC. Они близки по кинематической вязкости, показателю преломления, индексу вязкости (ИВ) (табл. 3). Следует отметить, что время анализа образцов на групповой углеводородный состав по данной методике сокращается на 4 часа и составляет в сумме 10 часов, в то время как на колонке N 2 - 14 часов, а по ГОСТ 11244 этот анализ длится около 50 часов. Данная методика может быть использована как экспресс - метод при определении группового углеводородного состава тяжелых дистиллятных фракций. При этом точность его соответствует точности ГОСТ 11244, а длительность сокращена примерно в 5 раз.
Класс G01N33/26 масел, вязких жидкостей, красок, чернил
Класс G01N30/04 подготовка или ввод образца, подлежащего анализу
Класс C10G25/00 Очистка углеводородных масел в отсутствие водорода твердыми сорбентами