Способ определения состава и содержания ароматических углеводородов в нефтепродуктах

(50 4О л 1 21 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ РСКОМУ СВИ ЛЬСТВ 1 аЮЮъВЯз ти Сирюк А количеств в глубокоо лах по УФ- мия и техн 1975, У 2,и др, Опр атических деление малыхуглеводородовинах и масеннь ар ог щения. - и масел пектралогияс. 58 оп 1. ИЯ СОСТАВА ИКИХ УГЛЕВОДОРО осится к аналисобам ления гнно к с ого опре родов в жид жилк их испольго мето(21) 4248184/23-25(71) Электрогорский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института по переработке нефти(56) Кучерова А.П, и др. Определенипримесей ароматических углеводородов н-парафине, сиптине и возвратномсырье производства сульфонатов. -Реф. сб, Методы анализа и контроляпроизводства в химической промьппленности. - М.;НИИТЭХИМ, 1977, У 8,с 25-27(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕ СОДЕРЖАНИЯ АРОМАТИЧЕ ДОВ В НЕФТЕПРОДУКТАХ (57) Изобретение отн тической химии, а им спектрофотометричес ароматических углево Изобретение относится к аналитической химии а именно к способам спектрофотометрического определения ких н Фгепродуктах, и может быть ис -пользл ано в качестве экспрессног ометода анализа следовых ко;и чсствбонзов,ных, нафталиновых и ре антречовы. углеводородов в маслах и парафиня х специальной очистки а такедля:чоративного контроля глубиныочис 1 ки сырья при производстве медицинского и гарфюмерного масел. Цельюизобретения является повьпиение тг 1 -ности, 1 гствительности и эксгг-с -сности способа, Указанная цель досгается путем измерения оптическихплотно .тей исследуемсгс образца вобласти хара тгристически дяин во.лбенэольиых,н,:Фталиновыхи Феиацтренсвых углеводородов и определения их содержания. При эчом дпя выбора знач ений а чали тич ескчх длин воли 1 , иоценки вероятно:ти Р присутствия вкнефтепродуктах ароматических углеводородов испол зуют данные масс-спектрометрического анализа о групповом,гомологическом и изомерном составах ароматических углеводородов висследуемом нефтепродукте, Выбор аналитических длин волн 1, и определение коэффициентов поглощения начастотах аналитических линий Кнаибочее представительных ароматических угл водородов в нефтепродуктепроизводят по их известным ультраФиолетовым спектрам. 3 табл,ромати вских углеводороефте ., уктах, и можетовано;честве экспреК =К;С;, (1) где К - коэффициент поглощения анализируемого продукта надлине волны Ъ,;С - концентрация ароматическихуглеводородов.Групповой состав ароматических углеводородов легких газойлей кэталитического крекинга приведен в табл,1. 35 40 Распределение основных групп ароматических углеводородов по молекулярным массам в легких газойлях каталитического крекинга приведено в табл,2,Свертку модельной выборки эталонов проводят, используя данные масс-спектрометрического анализа о составе алкильных цепей ароматических углеводородов легких гаэойлей каталитического крекинга, Так как в легких газойлях каталитического крекинга бензольные углеводороды представлены полиалкилбенэолами, нафталиновые углеводороды - моноал 55 килнафталинами, а фенантреновые фенантреном и его метилпроизводными, Поэтому в составе модельной выборки 50 да анализа следовых количеств бензольннх, нафталиновых и Фенолтреноных углеводородов в маслах и парафинах специальной очистки, а также для оперативного контроля степени очистки сырья при производстве медицинского и парфюмерного масел.Целью изобретения является повышение точности чувствительности и экспрессности способа.П р и м е р. С применением методов масс-спектрометрического анализа по масс-спектрам, снятым на масс-слектрометре среднего класса 15 типа МХ 132 А, рассчитывают групповой и гомологический состав концентратов ароматических углеводородов, выделенных адсорбционно из серии образцов легкого газойля, полученных 20 на установке каталитического крекинга, а также из газойлей, прошедших стадию гидроочистки.Данные масс-спектрометрического анализа используют для Формирования 25 и свертки модельной выборки эталонов, по УФ-спектрам которых осуществляют определение аналитических длин волн, и калибровочных коэффициентов К " системы линейных урав3нений бензольных соединений оставле .итолько полиалкилзамещенные бензолыиз модельной выборки нафталиновых углеводородон исключены ди- и полиметилзамещенные нафталины, а в модельную выборку фенантреновых углеводородов включены только Фенантрен иего метил- и диметилпроизводные.В УФ-спектрах бензольных углеводородов область максимального поглощениярасположена при 190-200 нм. Учитывая тот факт, что наиболее представильные в составе легких газойлей - бенэольные углеводороды (табл1 и 2) имеют в области 200 нм интенсивное поглощение, в несколько раз превосходящее поглощение нафталиновых и фенантреновых соединений, и то, что у спектрометров погрешность в установке длин волн при больших длинах волн наименьшая, длину волны при 200 нм выбирают в качестве аналитической для определения бензольных углеводородов. В УФ-спектрах модельной выборки нафталиновых углеводородов максимумы поглощения находятся в области 221-230 имНаиболее предпочтительные в составе газойлей (табл,1 и 2) алкилнафталины имеют максимум поглощения при 221 и 224 нм и поэтому в качестве аналитических для определения нафталиновых углеводородов используют именно эти длины волн, В УФ-спектре модельной выборки фенантреновых углеводородов, принимая во внимание данные масс-спектрометрического анализа (табл. и 2), в качестве аналитических выбирают рьяны волн при 252 и 253 нм. В качестве калибровочных коэффициентов К системы линейных уравнений (1) могут быть использованы значения удельных коэффициентов поглощения на выбранных аналитических длинах волн, Однако в случае нафталиновых углеводородов более надежной аналитической характеристикой являются полусумма удельных коэффициентов поглощения на волнах 221 и 224 нм, а в случае фенантреновых углеводОродов - полусумма коэффициентов поглощения на длинах волн 252 и 258 нм, величина которых в меньшей степени, чем сами коэффициенты поглощения зависят от строения и модекулярной массы углеводородов модельной выборки.Так как и при5 15239 таком обоснованном подборе всех аналитических характеристик различия в коэффициентах поглощения отдельных эталонов все же значительны то дляУ5 получения среднего УФ-спектра оптимально соответствующего составу легких газойлей каталитического крекинга значения калибровочных коэффициентов поглощения К,; находят не прос тым усреднением коэффициентов поглощения эталонов г, К), д суммировагп 1 ем их долей, взять;х в соответствии с вероятностью нахождения эталона или группы эталонов в составе легких га зойлей. Поэтому расчет калибровочных коэффициентов Йензольных (К) нафталиновых (Е, фенантреповых углеводо - родов (К, ) на аналитических длинах волн осуществляют по формулам 20 К: 0 5 ( ГК + 1. К +0 13 О 26 з- нл 4 ., л ь0 30 , в , 0.20+ 0,10 К ,, (4)Значения коэффициентов поглощенияна аналитических длинах волн в среднем УФ-спектре легких газойлей, рассчитанные по формулам (2) - (4),приведены в табл.3,Для спектрофотометрического анализа 0,0150 г пробы, взвешенной с50 точностью 0,0002 г, растворяют в25 мл изооктана (раствор А). С помощью пипетки отбирают 2 мл раствора А в мерную колбу чд 25 мл и разбавляют изооктаном до метки (раствор В)В другую мерную колбу на 25 мл также с помощью п 1(летки помещают 0,2 млраствора А и доводят изооктаномдо метки (раствор С), На УФ-спектро 72фотометре из ерлгт оптические плотно.ти (, раствора В при длинах волн 252 и 253 нм и раствора С прн длинах волн 200, 22 и 224 нм относительно изооктднд в кюветах гогпчиной 1 см, По измеренным эначенглм . 1 ьгчггсллют не 11 гингг удельн, гх ко. ффицг ентов поглощения:г(5)Где .- оптигс кдя Глот ность измерлемого ра.творд;С - концегп рация образца в измеряемом растворе, г/л;ТО(ИгвНД КЮВЕТЫ СМ еИспользуя рдссчитанньн из спектра анализируемого оСрдзца значения удельных коэффициентов поглощения К д в качестве калибровочных коз)фи 1 иггтсв К; с 1 стемы линейных уравнений ;д,ния удел 1111 х коэффициентог в среднм спектре гдзойлей ,табл .3, определяют концентрацию бензолг,нг,гх (С; ,нафталгпговых (С1и феггднтреггогг гх, С, углеводородов.Формулд изобретенияСпособ определения состава и содержднил ароматических углеводородовв нефтепродуктах, в ,дключдющийсл втом, что состав определяют путем измерения оптических плотностей иссггедуемого обрдзца в области характ ристических длин волн ароматических углеводородов, а о содержании судят, решая итему линейных уравне. ний, о т л. 1 ч д ю щ и й с я тем, что, с целью гговышения точности, чувствительности и экспрессности способа, ггри сГгределении состава предварительно проводят масс-спектрометрический анализ образцов, по рзультдтдм масс-слектрометрических измерений определяют, из какихгрупп гомологов и изомеров состоят в анализируемом образце ароматические углеводороды, устанавливагот интервалы их концентраций, по ультраФиолетовым спектрам наиболее представительных соединений устанавливаютзначения аналитических длин волн, измерение оптических плотностей проводят на уста ггоГ 11 енггых аналитических длинах волн, а содержание определяют путем лешения системы линейных уравнений коэфгици.нтдми1523972 Таблица 1 Интервалы концентраций,мас.7 5 Соединение 12,5-24,915,7-20,93,1-4,438)1-55,81,7-3,11,3-1,5 АлкилбензолыИнданы, тетралиныФнафтенбензолыНафталиныНафтенонафталиныфенантрены Таблица 2 Числа атомов Интервалыконцентраций,мас.Е Соединение углерода в молекуле Алкилбензолы Нафтенбенэолы Нафталины( 1с .1 кРкегде Р - вероятности присутствия вкобразце углеводородов скоэффициентами поглощенияК к, устанавливаемые по результатам масс-спектрометрическнх измерений, где=1,..,и; и - количество Огрупп гомологов и изомеров,1щ, щ - количествоаналитических длин волн,М 1И, И - количествоароматических углеводородов.5 10 11 12 3 14 15 16 1 О 11 12 13 14 15 16 10 11 12 13 14 5 16 Нафтенонафталины 1213 14 5 16 фенантрены 1415 16 10,3-16, 822,5-30327,7-32,315,6-25,08,7-8,21,0-1,20,410,3-16,822,5-30,327,7-32,315,0-25,08,2-8,71,2-1,60,49,4-21,327,6-31,529,4-39,814,7-15,84,0-4,60,4-1,00,2-0,324,4-26,340,4-40,427,3-29,24,0-5,01,0-1,058,5-64,925,0-30,00,1-12,510 1523972 Таблица 3 лК, , углеводородов г.см нафтали- фенантребенэольные новые новые 4.Полусумма коэффициентов поглощения соответственно на длинах волн 221,224 и 252, 253 нм. Составитель Е.ПетросянТехред М.Дидык Корректор В,Кабаций Редактор Н.Рогулич Заказ 7036746 Тиразк 789 ПодписноеВНИИПИ Госу,арственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,упгород, ул. Гагарина,01 200221, 22452, 253 253 85 86 20 519 50