Лабораторная работа для студентов специальности 18.02.09 «Переработка нефти и газа»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
АНАЛИЗ КАЧЕСТВА НЕФТЕПРОДУКТОВ (БЕНЗИНА)
Цель работы: 1. Закрепление знаний о химическом составе и свойствах нефтепродуктов. 2. Знакомство с методами анализа нефтепродуктов.
Оборудование: Штатив лабораторный, штатив с пробирками, делительная воронка; корковая пробка, термометр со шкалой до 1000С; водяная баня, пластинка длиной 40 мм, шириной 10мм и толщиной 2мм, изготовленная из электролитической меди; наждачная бумага; два мерных цилиндра на 50 см3.
Реактивы: Перманганат калия (порошок), ацетон, подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия, дистиллированная вода; водный раствор метилоранжа; спиртовой раствор фенолфталеина.
ХОД РАБОТЫ
Опыт 1. Качественное определение воды в нефтепродуктах
Вода содержится в нефти и нефтепродуктах либо в виде простой взвеси, которая легко расслаивается при стоянии, либо в виде стойкой эмульсии. Присутствие воды в нефтепродуктах нежелательно. При низких температурах начинают образовываться кристаллы льда, что может привести к серьезным нарушениям в работе машин и приборов.
В зависимости от природы анализируемого вещества применяют различные способы качественного определения воды. В случае светлых нефтепродуктов (моторное топливо различных видов), выполняют пробу Клиффорда.
Проба Клиффорда
2 – 3 см3 светлого нефтепродукта встряхните в пробирке или делительной воронке с 0,1 г мелко растертого порошка перманганата калия. При наличии в анализируемом веществе влаги появится быстро исчезающее слабо-розовое окрашивание.
Опыт 2. Качественное определение серы в моторном топливе (проба на медную пластинку)
Соединения серы обладают высокой корродирующей способностью, особенно при высоких температурах. Поэтому при производстве и применении нефтепродуктов необходимо осуществлять контроль за содержанием серы. Наиболее распространенным способом качественного определения активных сернистых соединений является проба на медную пластинку. Горючее испытывают при температуре 500С, наиболее соответствующей условиям его применения.
Возьмите медную пластинку, зачистите ее наждачной бумагой, промойте ацетоном и высушите. Опустите ее в стеклянную пробирку, заполненную анализируемым топливом до высоты 60 мм. Пробирку закройте плотно пригнанной корковой пробкой и поместите в водяную баню, нагретую до 500С. Через три часа извлеките пластинку, промойте ацетоном и внимательно рассмотрите. Если она покрылась налетом любого цвета или пятнами, топливо считается не выдержавшим испытания. Каждый образец анализируется не менее двух раз.
Опыт 3. Качественное определение олефинов в бензине
Топлива для двигателей, имеющие в составе продукты термического или каталитического крекинга, могут содержать значительные количества олефинов, способных во время транспортирования и хранения превращаться вследствие окислительно - полимеризационных процессов в смолы, высокая концентрация которых вредно отражается на работе двигателя. Поэтому возникает необходимость качественной оценки способности топлива к самопроизвольному осмолению.
Испытуемый бензин налейте в пробирку до уровня, отстоящего от ее дна на 30 – 40 мм и добавьте примерно такое же количество водного раствора перманганата калия. Интенсивно взбалтывайте содержимое пробирки в течение 10 – 15 сек. Сохранение нижним слоем, выделившимся после отстаивания, малиново – фиолетового цвета будет свидетельствовать об отсутствии в топливе олефинов. Обесцвечивание водного слоя или изменение окраски с малиново – фиолетовой на желтую говорит о наличии олефинов в испытуемом бензине.
Опыт 4. Качественное определение водорастворимых кислот и щелочей в нефтепродуктах
Присутствие минеральных кислот или щелочей в нефтепродуктах вызывает коррозию и понижение прочности материалов, соприкасающихся с ними в условиях хранения и применения. Поэтому их содержание в топливах и нефтяных маслах недопустимо.
С помощью мерного цилиндра отмерьте 10 см3 испытуемого нефтепродукта и перелейте его в делительную воронку. Отмерьте с помощью другого мерного цилиндра 10 см3 дистиллированной воды и перелейте ее в ту же делительную воронку. Закройте делительную воронку притертой стеклянной пробкой и взбалтыванием (не слишком энергичным) в течение 30 – 40 сек. перемешивайте топливо и воду. После этого закрепите делительную воронку в штативе и дождитесь окончания расслаивания образовавшейся эмульсии. Выделившийся в результате расслаивания нижний слой, называемый водной вытяжкой, слейте, разделив примерно пополам, в две пробирки.
В одну пробирку прибавьте 2 капли водного раствора метилоранжа, а в другую 3 капли спиртового раствора фенолфталеина и содержимое обеих пробирок хорошо взболтайте. По изменению цвета индикатора сделайте вывод о наличии или отсутствии в испытуемом образце водорастворимых кислот или щелочей.
Каждый образец исследуется два раза. Если водная вытяжка оказывается кислой или щелочной, то нефтепродукт бракуется.
Сделайте вывод о пригодности к применению анализируемого бензина по рассмотренным параметрам.
Контрольные вопросы.
1. Какими способами из нефти может быть получен бензин? Чем отличается состав бензинов, полученных разными способами?
2. Какое свойство бензина характеризует октановое число? Чему оно равно?
3. Какие способы повышения октанового числа бензина вы знаете?
4. Как влияет присутствие олефинов на качество бензина? Почему?
5. Как очищают нефтепродукты от водорастворимых кислот? Почему это необходимо?
6. Почему недопустимо содержание серы в моторном топливе?