Бензиновой фракции

В учебных целях для определения углеводородного состава бензиновых фракций используются химические методы: метод определения йодного числа и метод сульфирования.

4.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЙОДНОГО ЧИСЛА И РАСЧЕТ

СОДЕРЖАНИЯ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Сущность метода заключается в обработке бензиновой фракции спиртовым раствором йода, оттитровывании свободного йода раствором тиосульфата натрия и определении йодного числа в граммах йода, присоединяющегося к 100 г нефтепродукта.Содержание непредельных углеводородов определяют по величине йодного числа и по средней молекулярной массе бензиновой фракции.

Бензиновой фракции предварительно определяют плотность при температуре испытания.

Проведение испытания

В коническую колбу на 500 мл с притертой пробкой наливают 5 мл этилового спирта и при помощи микропипетки 0,2 мл бензиновой фракции. Затем в колбу приливают 10 мл этилового спирта, обмывая стенки колбы, и из бюретки 25 мл спиртового раствора йода. Колбу плотно закрывают пробкой, предварительно смоченной раствором йодистого калия, и осторожно встряхивают. В колбу приливают 150 мл дистиллированной воды и закрывают ее пробкой, затем встряхивают в течение 5 минут и оставляют в темном месте еще на 5 минут, после чего пробку и стенки колбы обмывают 30 мл дистиллированной воды. К содержимому в колбе добавляют 20 – 25 мл раствора йодистого калия и титруют 0,1Н раствором тиосульфата натрия. Когда жидкость в колбе примет светло-желтый цвет, добавляют в колбу 1 – 2 мл крахмала и продолжают титровать до исчезновения синевато-фиолетового окрашивания.

Для вычисления йодного числа проводят контрольный опыт, так же, как описано выше, но без бензиновой фракции.

Порядок расчета

Йодное число (И.Ч.) бензиновой фракции вычисляют по формуле

И.Ч. = [(V₁ – V₂) * T * 100] / (V * r), г J₂ / 100 г продукта,

где V₁ – объем 0,1Н раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование в контрольном опыте, мл;

V₂ – объем 0,1Н раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование в опыте с бензиновой фракцией, мл;

T – титр 0,1Н раствора тиосульфата натрия, выраженный в граммах;

V – объем бензиновой фракции, взятой для анализа, мл;

r – плотность бензиновой фракции, г/см³.

Содержание в бензиновой фракции непредельных углеводородов в массовых процентах (Н_в) вычисляется по формуле:

Н_в = И.Ч. * М _ср / 254,

где 254 – молекулярная масса йода;

И.Ч. – йодное число бензиновой фракции;

М_ср. – средняя молекулярная масса непредельных углеводородов в бензиновой фракции.

Среднюю молекулярную массу бензиновой фракции можно рассчитать по формуле Войнова – Эйгенсона:

М_ср. = (7К – 21,5) + (0,76 – 0,04К) * t_ср. + (0,0003К – 0,00245) * t_ср.²,

где К – характеризующий фактор.

,

где t_ср. – средняя температура кипения бензиновой фракции, °К;

– относительная плотность бензиновой фракции при 15°С.

где ρ²⁰₄ – относительная плотность бензиновой фракции при 20°С;

γ – средняя температурная поправка (табл. 3.1).

Среднюю температуру кипения бензиновой фракции определяют по результатам перегонки катализата: для этого надо сложить температуры выкипания отгона и полученную сумму разделить на число замеров.

4.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

МЕТОДОМ СУЛЬФИРОВАНИЯ

Сущность метода заключается в обработке бензиновой фракции 98,5 – 99,0 %-ной серной кислотой, которая извлекает непредельные и ароматические углеводороды. Содержание ароматических углеводородов определяют по разности между суммарным содержанием углеводородов, извлекаемых кислотой и содержанием непредельных углеводородов.

Проведение испытания

В сульфатор при помощи воронки с удлиненным концом наливают 30 мл серной кислоты так, чтобы она не растекалась по стенкам сульфатора. Затем при помощи той же воронки наливают в сульфатор 10 мл испытуемого бензина. Сульфатор закрывают пробкой и, придерживая пробку пальцем руки, взбалтывают в течение 30 минут периодически охлаждая его под струей холодной воды. При взбалтывании периодически открывают кран на сульфаторе для удаления образовавшихся газов, при этом сульфатор надо держать краном вверх и в сторону. По окончании взбалтывания сульфатор устанавливают в вертикальном положении и снимают пробку. Смеси дают отстояться в течение одного часа, после чего отмечают верхний и нижний

уровни бензинового слоя и определяют объем бензина с точностью до 0,2 мл. Затем отделяют верхний бензиновый слой от нижнего сернокислотного слоя. Бензин промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции (по индикатору). Воду сливают, а бензин переливают в колбочку и обезвоживают хлористым кальцием.

Бензину до и после обработки серной кислотой определяют плотность пикнометром.

Порядок расчета

Суммарное содержание в испытуемом бензине ароматических и непредельных углеводородов в объемных процентах (С₀) вычисляются по формуле

C₀ = (V₁ – V₂) * 100 / V₁,

где V₁ – объем бензина, взятого для сульфирования, мл;

V₂ – объем бензина после обработки серной кислотой.

Объемные проценты (С₀) переводят в массовые проценты (С_В):

С_в» С₀ * r₁ / r₂, % масс.,

где r₁ – плотность бензина до обработки серной кислотой;

r₂ – плотность бензина после обработки серной кислотой.

Содержание в испытуемом бензине ароматических углеводородов в массовых процентах (А_в) вычисляют по формуле

А_в = С_в – Н_в,

где С_в – суммарное содержание ароматических и непредельных углеводородов, % масс.;

Н_в – содержание непредельных углеводородов, % масс.