Способ определения ванадия в нефтебитуминозных породах, высоковязких нефтях и углеродсодержащих материалах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 178605 9) ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН РСКОМУ СВ ЕЛЬС(71) Казахский государственный университет им. С.М.Кирова .(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ ВНЕФТЕБИТУМИНОЗНЫХ ПОРОДАХ, ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЯХ И УГЛ Е РОДСОДЕ РЖАЩИХ МАТЕ РИАЛ Х Изобретение относится к способам определения ванадия в нефтебитуминозных породах, высоковязких нефтях и углеродсодержащих материалах и может быть использовано в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и угольной отраслях промышленности.Наиболее близким к предлагаемому способу определения ванадия является способ спектрофотометрического определения ванадия в тяжелом нефтяном сырье - топливе. Способ включает предварительное озоление анализируемых образцов при 1000 С с последующим переводом золы в водяной раствор, который экстрагируют фенилбензогидроксамовой кислотой в присутствии 10-",ь-ного раствора пиросульфита калия К 232 ОБ и Концентрированной НС. Полученный экстракт фотометрируют, Чувствительность определения 10 - " 0, точность 50,Недостатки данного способа - заниженные результаты из-за частичных потерь ва(51) 5 С 10 С 3/02, 3/08, 6 01 2(57) Сущность изобретения: проводят предварительное облучение образца ионизирующим излучением в диапазоне доз 0,01 - 0,1 Мрад и мощностью дозы 130 Р/с с последующим разложением полученного продукта ультразвуком в смеси кислот НС и НИОз при соотношении 1:3 и температуре 70- 90 С и экстрагируют твердым экстрагентом, например стирол-трибутилфосфатом или АВ(стирол-дивинилбензолом), с полученного продукта проводят десорбцию 10;-ной НС и титриметрически определяют концентрацию ванадия по флуоресцирующему комплексу ванадия с резорцином. 2 табл,надийсодержащих соединений при озоле- Я нии, трудоемкость и длительность проведения анализа.Цель изобретения - повышение точно сти и ускорение анализа. 4Цель достигается предлагаемым спасо рбом определения ванадия в нефтебитуми. нозных породах, высоковязких нефтях и углеродсодержащих материалах путем минерализации образца с последующим пере- водом его в раствор и определением 4 ванадия, отличающимся тем, что образец предварительно облучают ионизирующим. излучением мощностью дозы 130 Р/с в диа-пазоне 0,01-0,4 Мрад с последующим разложением полученного продукта ультразвуком в смеси кислот НС и НМОз при соотношении 1:3 и температуре 70 - 90 С и экстрагируют твердым экстрагентом, например ТВЭ КС-ТБФ (стирол-трибутил- фосфат) или АВ(стирол - дивинилбензол), с полученного продукта проводят5 10 15 20 30 десорбцию 10 О-ной НС и титриметрическиопределяют ванадий по флуоресцирующему комплексу ванадия с реэорцином.При разработке способа исходили изтребований многотоннажного производства переработки природных объектов - нефтебитуминозного сырья, высоковязкихнефтей и углеродсодержащих материалов -экспрессности, доступности и дешевизныреагентов, возможности автоматизациивсех процессов и решения экологическихпроблем (газовыделения),Известнь 1 примеры положительноговлияния ионизирующего излучения на деструкцию органических соединений, в частности на радиационно-термические. превращения индивидуальных углеводородов, легких фракций нефти.Предлагается использование ионизирующего излучения для концентрирования ванадия непосредственно из сырой нефти илинефтебитуминозной породы эасчет осаждения его в минеральную часть.Начиная с доэ 1 10 рад разрушаютсяпорфириновые комплексы при мощности 2дозы не менее 100 Р/с и создаются благоприятные условия для последующего кислотного разложения пробы. Наилучшийрезультат достигнут при использованиисмеси кислот НС и НКОз(1:3) с одновременным воздействием ультразвука средней частоты 2,6 МГц, 3 Вт при нагревании до70-90 С. При таком кислотном разложенииванадий переходит в наиболее устойчивуюформу ЧОа - . Это позволяет применить для 3его выделения из раствора наряду с универсальным твердым экстрагентом ТВЭКСТБФ, селективный анионит АВв гранульнойформе с размером зерен О,1 - 0,2 мм.Наилучшие условия достигнуты при 4элюировании ванадия с анионита 10-нойНО.С целью обеспечения зкспрессности. проведения анализа предложен метод люминесцентного титрования с помощью резорцина (С 6 Нб 02), который образует сванадием флуоресцирующий комплекс,Таким образом, все признаки, введен-ные в формулу изобретения являются необ-ходимыми и достаточными для достижения 5цели, кроме того, ни один из них не можетбыть исключен или заменен другим, иначецель не будет достигнута,В качестве исследуемых образцов использовали нефтебитуминозную породу месторождения Иманкара и Мунайлы-Мола,высоковязкую нефть месторождения Каражанбас, имеющие в своем составе следующие микроэлементы, Яп, Мп, Т 1, Р, РЬ, Мо,Ве, Со, Яе, Ч, М, Сд, Сг, Еп, ИЬ, В, Зе, Оа,Экибастузский уголь, имеющий в своем составе следующие микроэлементы: Т 1, РЬ, Мо, Юl, М 9, Со, Сг, М 1, Ч, Еп, ИЬ, В 1, Сс, Оа, Ве,Предлагаемый способ реализован следующим образом,Навеску пробы 1 г помещают в реактор (объемом 0,5 смз) с отсеком для накопления газов и помещают в установку РХМ- удля радиационной обработки. Облучение проводят при комнатной температуре на воздухе при мощности дозы 0,4 Мрад. После облучения пробу помещают в полиэтиленовый стакан, заливают смесью кислот НС и НМОз (1:3) и ставят в ультразвуковую установку с электромагнитной мешалкой для разложения, Используют ультразвук средней частоты 2,6 МГц и 3 Вт при нагревании до 90 С, Через 4 мин в полученный продукт опускают твердый экстрагент АВ, перемешивают 1 мин, Затем проводят десорбцию 10 О-ной НС и раствор отфильтровывают, Полученный раствор титруют резорцином до исчезновения красногосвечения при Л= 625 нм, Концентрацию ванадия определяют по количеству связанного резорцина. Проведению анализа не мешэЮт другие металлыЕиэпазон измеряемых концентраций 1 10 - 1 10 6. Длявозбуждения флуоресценции используютртутно-кварцевую лампу с фильтром 365 нм, Регистрацию свечения осуществляют ФЭУ, УПТ и самописцем КСПлибо визуально.Остальные примеры конкретного выполнения приведены в табл,1, Как видно из табл.1, при определениисодержания ванадия в исследуемых образцах по прототипу значения концентрацииванадия занижены в 3-5 раз. Анализ стандартного образца ГСО с основой нефтяного топлива предлагаемым способом значительно ближе к истинному содержанию ванадия, чем по прототипу. Время,затраченное на проведение одного анализа, по прототипу 12 ч, предлагаемым способом - 30 мин.В табл,2 приведены результаты определения ванадия в зависимости от дозы облучения; типа твердого экстрэгента и температуры.Как видно из табл,2, оптимальными условиями определения ванадия для НБП являются доза 0,4 Мрад, 90 С, ТВЭКС-ТБФ;для нефти - доза 0,05 Мрад, 90 С, АВ; для угля - роза 0,1 Мрад, 90 С, АВ. Эффективность выделения ванадия на твердый экстрагент ТБФ или АВв основном ана1786057 Таблица 1 Результаты количественного определения ванадия а 2 Доза, М Объ пераао онцентр кстраген90 0,01 0,05 0,10 логична, При температурах ниже 70 С скорость разложения снижается,Таким образом, предлагаемый способпозволяет значительно повысить эффективность количественного определения ванадия в сложных природных образцах,которые могут служить доступным, дешевым сырьем для получения такого высокоценного металла. По сравнению спрототипом максимально устранены потери ванадия при разложении пробы, уменьшено время разложения.Экспресс-методика люминесцентного титрования позволяет с достаточной точностью (Зо) проводить анализ на ванадий,Для осуществления радиационно-химического концентрирования не требуетсяспециального технологического оформления. Облучение можно проводить на действующих гамма-установках, выпускаемыхотечественной промышленностью в широ. ком ассортименте,Формула изобретенияСпособ определения ванадия в нефтебитуминозных породах, высоковязких нефтях и углеродсодержащих материалах,5 включающий перевод исследуемого образца в раствор и определение ванадия, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности и ускорения анализа, перед переводом образца в раствор его облучают иони 10 зирующим излучением величиной дозы0,01 - 0,1 Мрад и мощностью 130 Р/с, перевод исследуемого образца в раствор осуществляют воздействием на него ультразвукав смеси соляной и азотной кислот, взятых в15 соотношении 1:3, при 70 - 90 С, в качествеэкстрагента используют стирол-трибутилфосфат или стирол-дивинилбензол, передопределением ванадия экстрагент обрабатывают в 10;-ной соляной кислоте, а опре 20 деление концентрации ванадияосуществляют люминесцентным титрованием,