Мұнайдың элементтік және топтық құрамы. Оларды анықтау әдістері

Дәріс сабақтың мазмұны:

1. Мұнайдың элементтік құрамы

2. Мұнайдың топтық құрамын анықтау әдістері

Бензиндік фракциясының топтық құрамы

3. Жеңіл газойль фракциясының топтық құрамы

4. Май фракциясының құрылымдық-топтық құрамы
Мұнайдың және мұнай өнімдерінің негізгі элементтері көміртек және сутек.

С – 83-83%

Н – 12-14 %

Бұлардың мөлшері кейбір технологиялық процестерді есептеу үшін қажет. Кейде екуінің қатынасы пайдаланады.

Көміртек пен сутектің элементтік анализин жүргізу үшін мұнайды органикалық массасын қалдықсыз жағу керек. Сонда H₂O, CO₂ түзіледі. Осыларды сіңіріп алып, сутек пен көміртектің мөлшерін есептейді.

Сонымен қоса мұнайдың құрамына гетератом кіреді. Бірақ бұлар көмірсутектік радикалдармен байланысқан кезде осы 1 гетератомға 15-20 радикалға шейін сәйкес келеді.

Мұнайда оттекті, күкіртті қосылыстар мөлшері көп болса, онда мұнайды өңдеу кезінде қосымша құрылғылар қажет. Яғни мұнайды осы қосылыстан тазалау керек.

Күкіртті анықтау. 2 әдіспен анықталады.

1 әдіс. Бұл жеңіл мұнай өнімдері үшін пайдаланады. Лампалық әдіс деп аталады. Арнайы лампада мұнай өнімін жағады. Түзілген CO₂ абсорбердегі сода ерітіндісіне сіңіреді. Ал бұл сода ерітіндісі титрленген ерітініді болу керек. Соданың артық мөлшерін қышқылмен титрлеп, сол арқылы CO₂ мөлшерін анықтайды, ал күкірттің мөлшерін есептейді.

2 әдіс. Бұл орташа және фракцияларды анализдегенде пайдаланады. Конденсатты шаю әдісі деп аталады.

Колориметриялық бомба пайдаланады. Колориметриялық бомбаға 10 мл дистильденген су құяды. Мұнай өніміні енгізіп, оны жағады. Сонан соң бомбадағы суды және бомба қабырғасын шайған сода колбаға ауыстырылады, қышқыл қосады, қайнатып CO₂ –ны ұшырады. Сонан соң BaCl₂ қосады. Нәтижесінде BaSO₄ тұнбаға тұзіледі. Оны сүзеді, кептіреді, құрыштайды. Сосын массасын өлшейді. Сол арқылы күкірт мөлшерін есептейді.

1 әдіс. Мұнай өнімін CO₂ ағымында қатты тотықтырғышпен, мысалы CuO тотықтырады. Сондағы түзілген азот оксидтерін металдық мыспен тотықсыздандарып, азот алады.

CO₂ –ны сіңіргеннен кейін, азоттың көлемін өлшейді. Сол арқылы азот мөлшерін табады. CO₂ –ны сілтімен сіңіреді.

2 әдіс. Универсалды әдіс.

Мұнай өнімін концентрациялы күкірт қышқылымен тотықтырады. Нәтижесінде (NH₄)₂SO₄ түзіледі. Оны сілтімен өңдеп, қыздырады. Сонда аммиак ұшып шығады, сосын титрленген қышқыл ертіндісіне сіңіреді. Қышқылдың артық мөлшерін титрлеп, сол арқылы қанша аммиак және азот болғанын есептейді.

Оттекті анықтау.

Көбінесе оттектің мөлшерін 100%-тен қалған барлық элементтердің мөлшерін шегеру арқылы алады. Әрине, бұл нәтиже дәл болмайды. Себебі, әрбір анықтау қателігі оттектің мөлшеріне әсер етеді. Оттекті анықтаудың тура әдістері де бар. Бірақ олардың да дәлдігі төмен. Сондықтан жасаудың қажеті жоқ.

1. Химиялық әдістер

2. физико-химиялық әдістер

3. аралас әдіс

4. физикалық әдістер
Химиялық әдістер. Химиялық реакцияға негізделген. Анықталатын көмірсутектердің химиялық реагентпен әрекеттесуіне негізделген. Реакция нәтижесінде көлем өзгереді немесе түзілген өнім мөлшерін өлшейді. Мысалы, нитрлеу, сульфирлеу реакциялары пайдаланады.

Физико-химиялық әдістер – экстракция және адсорбция.

Аралас әдістер. Бұл ең дәл әдістер және кеңінен пайдаланады. Олар 2 әдісті бірге пайдалануға негізделген.

Физикалық әдіс. Оптикалық қасиеттерге негізделген. Жеңіл фракциялар үшін топтық құрам анықталады. Ал ауыр фракция үшін топтық құрамын анықтау қиын.

Бензиндік фракциясының топтық құрамы
Бензин 200 ⁰С шейін айдалады. Изомерлер саны көп. Мөлшерлері де алуан түрлі. Алкандардың мөлшері – 1-30% - дейін, изоалкандар 18-40%, циклоалкандар 21-75%, арендер 6-46% дейін жетеді.

Әр мұнайдың бензиндік фракциясының топтық құрамы әр түрлі болады.

Бензин құрамында арендер мөлшерін анықтау үшін бензинді 4 фракцияға бөледі:

1. Бензолдық

2. Толуолдық

3. Ксилолдық

4. Қалдықтық

Әрбір фракицядағы арендер мөлшерін аналиндік нүктелер әдісімен анықтап, бензиндегі арендердің жалпы мөлшерін табады.

Май фракциясының құрылымдық-топтық құрамы

Молекулалық массасы артқан сайын май фракциясында изомерлер саны көбейеді. Ал әрбір изомердің мөлшері аз болады, сондықтан жеке түрінде қалыпты алкандарды және кейбір изоаминдерді және арендерді идентификациялап анықтауға болады.

Фракцияның молекулалық массасы артқан сайын алкандар мен циклоалкандардың қосынды мөлшері кемиді.

Ал алкандардың циклоалкандарға қатынасы қатынасы көп өзгереді.

Гудрондар май фракциясын айдағаннан кейінгі қалдық фракция. Құрамында алкандар, арендер, шайырлар, асфальтендер болады.

Алкандар мен циклоалкандар қосынды мөлшері май фракциясынан төмен болады.

Шайырлар мұнай құрамындағы заттар, олар төмен қайнайтын алкандарда ериді. Орташа алғанда мұнайдағ шайырлар мөлшері 5-20%. Алайда кейбір мұнайда шайыр болмайды, ал кейбір мұнайда 30% немесе одан да жоғары болады. Ең көп кездесейтін гетероатом – оттек.

Асфальтендер – мұнай құрамындағы зат. Бұлар мұнайдың ең жоғары молекулалық қосылыстары. Мұнайдан бөлінген асфальтендер қатты және қара қою түсті заттар балқығанда ыдырайды.

Асфальтендердің мұнайдағы мөлшері 20% болады, кейбір мұнайда тіпті болмайды. Асфальтендер құрамында сутек мөлшері аз болады, алайда шайырға қарағанда гетероатомдар көп болады.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Қандай фракциялар ашық түсті дистилляттар деп аталады?

2. Қандай фракциялар гудрон деп аталады?

3. Мұнайдың керосин фракциясының көміртегі атомдарының саны келесі аралықта болады?
Мұнай компоненттерін бөлу және зерттеу әдістері

Дәріс сабақтың мазмұны:

1. Ректификация түрлері

2. Экстракция және адсорбция

3. Диффузиялық әдістер
Мұнай компоненттерін бөлудің физикалық және химиялық әдістері болады. Химиялық әдістер бөлінетін компоненттердің әртүрлі реакциялық қабілетіне негізделген. Ал физикалық әдістер екі фазадағы концентрация айырмасына негізделген.

Физикалық әдістердің 3 түрі болады:

Қарапайым әдістер – жүйеге энергия беру арқылы, фазалардағы концентрация ай ырмасын тудырады.

Күрделі әдістер - фазадағы конц. айырмасын арттыру үшін қосымша заттра пайдаланады.

Физикалық әдістерге хромотография варианттары да жатады.

Айдау және ретификация бұл молекулалық массасына және қайнау температурасына байланысты бөлу әдістері. Айдау арқылы мұнайды жеке-жеке фракцияларға бөледі. 2 түрлі айдау болады:

қарапайым айдау – сұйықты қыздырады, сонда сұйық буланады, оның буы тоңазытқыш арқылы өтіп, қысым атмосфералық болады.

молекулалық айдау – терең вакуумда жүргізіледі.

Кемшіліктері:

Еріткіштерді таңдау қиын

Еріткіштердің талғамдығы сондай жоғары емес

Еріткішті буландыруға қосымша энергия қажет

Технологиялық процестің құрылғысы күрделі

Кемшілігі:

Жанасудың теориялық сатылардың санын көбейту қиын. Себебі экстракция колонналар экстракторда 10 ғана саты болады.

Адсорбция.

Мұнай фракциясын қосылыстар топтарына бөлу үшін 2 түрлі сорбент пайдаланады.

Полюстті сорбенттер – силикогель, активтельген Al₂O₃

Полюссіз сорбенттер – активтелген көмір

Силикогельге гетератомды комп. және арендер талғамды сорбцияланады. Қосылыстардың полюстену қабілеті артқан сайын, полюссіз сорбенттерге сорбциялануы артады.

Кристалдану. Балқу температурасы жоғары компоненттрі бөліп алу үшін пайдаланады. Бұл әдіс өнеркәсіпте депарафиндеу үшін пайдаланады.

Экстрактивті кристалдану. Еріткіштер қолданып жүргізіледі. Еріткіш келесі қызмет атқарады:

төмен балқитын компоненттерді экстракциялайды

Төмен температурда сұйық фазада болуын қамтамасыз етеді

Фильтраттың тұтқырлығын төмендетеді

Еріткіш ретінде кетондар мен арендер қоспасы, пропилен мен ацетон қоспасы пайдаланады.

Аддуктивті кристалдану. Қоспаға арнайы зат қосады. Ол қоспа компоненттермен қатты компоненттер түзеді.
Диффузиялық әдістер:

А) термо диффузия. Бөлуді теромдиффузиялық колоннада жүргізеді. Кемшіліктер:

1. Өте ұзақ жүргізіледі (100 сағат)

2. Бөліну толық болмайды.

3. Экономикалық тиімділігі төмен.

Сондықтан бұл әдіс басқа бөлу әдісі болмағанда ғана пайдаланады.

Б) мембрана арқылы диффузия. Мұның өзінде 2 әдіс бар.

1. Кері осмос – еріткіштің ерітіндіден еріткішке мембрана арқылы өтуі

2. Ультрафильтрлеу – бұл әдісте жоғары молекулалық қосылыс төмен мол. қос. бөлуге болады.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

болады. Ал физикалық әдістер екі фазадағы концентрация айырмасына негізделген.

Органикалық химияның бөлек пән болу себептері қандай?

2. Химиялық әдістер бөлінетін компоненттердің қандай реакциялық қабілетіне негізделген?

3. Физикалық әдістер екі фазадағы қандай көрсеткіштің айырмасына негізделген?
Негізгі мұнай өнімдерінің түрлері.

Дәріс сабақтың мазмұны:

1. Мұнайдың өнімдерінің жіктелуі‚ отынның жіктелуі

2. Негізгі отынның құрамы және эксплуатациялық қасиеттері

3. Мұнайдың майларының құрамы және эксплуатациялық қасиеттері
Мұнай өнімдерін келесі топтарға бөледі:

Отындар

Парафиндер және

Ароматты көмірсутектер

Мұнай битумдары

Мұнай коксы

Пластикалық смазкалар

Басқа мұнай өнімдері
Отындардың негізгі және қосымша түрлері болады.

Негізгі түрлері:

Автомобиль және авиациялық двигателіне арналған карбюраторлық отындар және бензиндер

Реактивті отындар – авиациялық керосиндер

Дизельдік отындар
Қосымша түрлері:

Газотурбиндік

Пештік

Қазандықтық

Автомобильдік отынның негізгі көрсеткіштері:

Деконтациялық тұрақтылық (ДТ).

Детонация – бұл двигательде отынның ерекше режиммен жануы. Отын мен ауаның қоспасы тұтанғаннан кейінгі отын толық жанбайды. Отындардың детонациялық тұрақтылығы октандық санмен сипатталады.

Октандық сан деп детонациялық тұрақтылығы берілген отынның тұрақтылығына тең болатын, изооктан мен гептанның қоспасындағы изооктандық проценттік мөлшерін айтады.

Октандық санды 2 әдіспен анықтайды:

1. Моторлық

2. Зерттеу

Моторлық әдіс двигатель қатты жұмыс істегенде бензиннің ДТ сипаттайды.

Зерртеу әдісі автомобиль қала ішінде жүргендегі бензиннің ДТ-ын сипаттайды.

Фракциялық құрамы.

Келесі температуралар сипаттайды:

А) бензиннің 10% айдалатын температура – отынның тұтану қасиетін сипаттайды.

Б) бензинің 50% айдалатын температура – қызу жылдамдығын сипаттайды

В) бензиннің 90% айдалатын және қайнап бітетін температуралары – отынның жану толықтығын сипаттайды.

Химиялық тұрақтылығы.

Негізгі сапалық көрсеткіштері:

А) тығыздығы 770-800 болу керек

Б) жану жылуы

В) фракциялық құрамы

Г) тұрақтылығы

Д) кристалдану температурасы

Е) арендер мөлшері

Ж) күкірт мөлшері

З) активті күкіртті қосылыстардың мөлшері

И) шайырлар мөлшері

К) қанықпаған көмірсутектер мөлшері

Түтінбейтін жалын биіктігі 20-25 мм артық болу керек

люминометриялық сан
Термиялық тұрақтылығы жақсы болу үшін реактивті отындар алкендер, шайырлар, меркаттандардан толық тазалау керек. Себебі бұлар 150-250⁰ С- та ыдырап, тұнба түзеді, бұл жағымсыз.
Дизельдік отындардың құрамы және эксплуатациялық қасиетері
Дизельдік двигательдер ішкі жану двигательдердің бір түрі. Бірақ айырмаышылығы бұнда жалындану поршеньмен қысу кезінде пайда болады. Дизильдік отын 180-350⁰ С-та айдалатын мұнай фракцияларынан тұрады.

Дизельдік отын 3 топқа бөлінеді:

Тез жүретін дизильдерге арналған отын

Автотрактор, тепловоз, кемельдік дизильдер үшін

Орта айналымдық дизильдер үшін отындар – аралас дизильдік отын

Дизельдік отынның эксплуататциялық көрсеткіші:

Жалындануы. Дизельдік двигательде поршеньмен сыққаннан кейін қыздырылған және сығылған ауаға отын порциясы енгізіледі. Біраз уақыттан кейін отын өздігінен жалынданып, жана бастайды. Осы уақытты өздігінен жалынданудың кешігу периоды деп атайды. Бұл период әртүрлі отын үшін өзгеше болады. Кейбіреуі бірден жалындайды, ал кейбіреуі біраз уақыттан кейін жана бастайды. Жалындану қасиетін цетандық сан (ЦС) сипаттайды. Сонымен, цетандық сан деп өздігінен жалындануы берілген отынға эквивалентті болатын цетан (C₁₆H₃₄) мен эквивалентті болатын альфаметилнафтанмен қоспасындағы цетандық көлемдік мөлшері. Цетандық санды арттыру үшін арнайы қосымшалар қосады (пероксидтер, нитротуындылар).

Фракциялық құрамы. Фракциялық құрамы – жану толықтығына, түтін және күйе түзілуіне ісер етеді. Егер жеңіл фракциялар мөлшері көп болса, жану қысымы артады. Ал ауар фракциялар көп болса, түтін түзілу мөлшері артады.

Тұтқырлығы, қату, лайлану температурасы. Дизильдік отынның тұтқырлығы – 1,8-6,0 мл²/сек. Егер лайлану және қату температурасы жоғары болса, онда фильтр бітеліп қалады.

Фильтрленуі. Диз. двигательдерде қағаз фильтрлер пайдаланады. Сондықтан отын үшін фильтрлену коэфициенті деген көрсеткіш бар. Сол фильтрлену коэф. 2 –ден кем болмау керек.

Күкіртті қосылыстар мөлшері. SO₃ тұрақсыз компоненттерді полимерлеп, тұнба түзеді. Сондықтан диз. отында күкірттің мөлшері 0,2-0,5% артпау керек. Сонымен қоса дизильдік отындардың басқа да эксплуататциялық көрсеткіштері бар:

1. Кокстенуі.

2. тұтану температурасы.

3. шайырлы заттар мөлшері.

Пештік отындар. Тұрмыстық пештерде қолданылады, қасиеті бойынша жаздық диз. отынға ұқсас.

Қазандықтық отын (мазут). ЖЭС-ң, кемелердің және өндірістік пештердің қазандықтар үшін пайдаланады. Мұнай айдаудың қалдықтарынан дайындалады. 3 сорты шығарылады: а) М - мазут отындары, б) Ф – флоттық мазут, в) МП – мертен пештеріне арналған мазут

Тұрмыстық сұйытылған газдар. Пропан және бутаннан жасалады.

Мұнай майлары
Мұнай майлары жоғары қайнайтын тұтқырлық фракциялар. Бұларды смазкалар және арнайы майлар деп екіге бөледі.

Смазкалық майларды индустриалдық, трансмиссиялық, компрессорлық, аспаптық, моторлық деп бөледі.

Смазкалық майлардың эксплуататциялық көрсеткіштері:

А) тұтқырлықтық, температуралық қасиеті

Б) төмен температурада қозғалғыштығы

В) тотығуға тұрақтылығы

Дәріс сабақтың мазмұны:

1. Қосымшалардың түрлері

2. Қосымшалардың композициясы

3. Қосымшаларды анықтау

Қосымшалар - бұл смазкалық майлардың эксплуатациялық қасиеттерін жоғарылататын арнайы күрделі қосылыстар. Қосымшаларға мынадай талаптар қойылады:

жоғары эффект беру керек;

эксплатациялық қасиеттерді нашарлатпау керек;

тұнба түспеу керек;

суда ерімеу керек;

Қосымшалар майға мынадай қасиеттер береді:

күл мөлшерін арттырады;

кокстенуін арттырады;

органикалық қышқылдар мөлшерін арттырады;

сілтілігін арттырады;

Ертеде қосымшаларды екіге бөлген:

Жеке қосымшалар қазір болмайды. Сондықтан қазір қосымшаларды негізгі функциясы бойынша жіктейді:

Қосымша композициялары

Композициялар моторлық майлардың әртүрлі қасиеттерін жақсарту үшін пайдаланылады.Бір композицияға төрт не одан да көп қосымшалар кіреді.Егер композицияны дұрыс құрмаса кері құбылыс та байқалады (антагонизм)

Майдағы қосымша мөлшерін анықтау

Майдың күлінің мөлшері және түсі бойынша майда қосымшаның бар, жоғын анықтайды. Егер майда қосымша болмаса, онда күл түзілмейді. Егер қосымша бар болса, онда аз мөлшерде (немесе көп) күл түзіледі.
Мұнай мен мұнай өнімдерін анализдеудің хроматографиялық және спектроскопиялық әдістері

Дәріс сабақтың мазмұны:

1. Бөлу және анализдеудің хроматографиялық әдіс

2. Масс-спектроскопиялық әдіс

3. УК және ИҚ спектроскопия
Бөлу және анализдеудің хроматографиялық әдісі

Хроматографиялық әдістер кеңінен пайдаланылады.

а) газдық-сұйықтық хроматография (ГСХ), ең жиі қолданылады. ГСХ-да келесі өзгешеліктер пайдаланылады:

1) компоненттер ұшқыштығының айырмасы;

2) компоненттер молекуласының геометриялық құрылысындағы ерекшелік;

3) стационар фазамен әрекеттесу интенсивтілігі.

Стационар фаза – сұйық мұнай компоненттерін әртүрлі ерітеді. Стационар фаза әртүрлі талғамдық көрсете алады:

А) кез келген екі компонентті бөлуге;

Б) екі гомологтық қатарды бөлуге;

В) бір гомологтық қатардағы екі компонентті бөлуге.

ГСХ-да идентификация және сандық анализ жүреді. Идентификациялауды келесі әдістер арқылы жүргізеді:

бөгелу параметрі бойынша;

аналитикалық-реакциялық ГХ әдісімен;

хромато-масс-спектрометрия;

хроматографиямен бөліп, басқа спектральді немесе басқа әдіспен идентификациялайды.

арнайы детекторлар көмегімен.

б) Капиллярлық хроматография.

Әдіс ұшқыштығы жуық қосылыстарды изомерлерді бөлу үшін пайдаланылады. Кемшіліктері:

стационар фаза сұйық, сондықтан ұшқыш және тұрақсыз. Жоғары температурада микроқосылыстарды, жоғары қосылыстарды анықтау қиын.

Газдар сұйықта нашар ериді. Төмен қайнайтын қосылыстардың бөгелу уақыты аз болады. Анализ қиындайды.

в) Газдық-адсорбциялық хроматография (ГАХ)

Стационар фаза – қатты сорбент. ГАХ-тың ең негізгі кемшілігі сорбент бетінің әр тектілігі, бірақ кейінгі кезде беттері біртекті өндірістік сорбенттер шығарылады.

г) Сұйық-адсорбциялық хроматография (САХ)

Көмірсутектерді алкандық-циклоалкандық және арендік фракцияларға бөлу үшін қолданылады.

д) Сұйықтық-сұйықтық хроматография (ССХ)

Бензин фраксациясына алкандар циклоалкандар қоспасынан алкандарды бөлу үшін пайдаланылады.

е) Қағаздық хроматография (ҚХ)

Бұл әдіс шайырлар мен асфальтендерді анықтау үшін пайдаланылады. Тасымалдағыш қағаз, стационар фаза-су, қозғалмалы фаза – органикалық еріткіш.

ж) Жұқа қабатты хроматогрфия (ЖҚХ)

з) Гельдік хроматография (ГХ)

и) Препаративтік хроматография (ПХ)

Масс-спектроскопиялық әдіс

Вакуумда электрондық соққы әсерінен органикалық зат молекулалары ионданады. Бұл кезде молекула құрылысы өзгереді. Иондану өте тез жүреді. Сосын молекулалық ион ыдырап, тұрақты қосылыс түзеді. Егер молекулада қосарланған байланыстар жүйесі болса, онда энергия біркелкі таралып үлгеріп, диссоциациялану дәрежесі төмен болады. Мұндай жүйе болмаса, энергия таралып үлгермейді. Ең әлсіз байланыс үзіледі. Масс-спектрлер – бұл иондардың интенсивтілігінің таралу қисықтары.

Спектроскопия

а) УК спектроскопия. Органикалық заттар УК жарықты сіңіре алады. Электрондық спектрлерде сіңіру жолағы пайда болады. Ол толқын ұзындығын және интенсивтілігін сипаттайды.

б) ИК спектроскопия. ИК аймақта барлық органикалық заттар жарық сіңіреді. Нәтижесінде тербелмелі спектр түзіледі. Әрбір құрылымдық топ өзіне тән сіңіру жолақтарын береді.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Сұйықтық-сұйықтық хроматографияның (ССХ) пайдалану аймағы?

2. Физико-химиялық әдістер қандай қасиеттерге негізделген?

№ 1 МҰНАЙ МЕН МҰНАЙ ӨНІМДЕРІНІҢ ТЫҒЫЗДЫҒЫН АНЫҚТАУ

Анықтау үшін нефтеденсиметрлер (ареометрлер), ареометрлерге арналған шыны немесе металл цилиндрлер, өлшеу интервалы - 20⁰С-тан + 50⁰С-қа дейін және шкала бірлігі 1⁰C болатын шыны сынапты термометр қажет.

Тығыздығын анықтамас бұрын зерттелетін мұнай өнімін бөлме температурасына жеткізіп алу керек.

Ареометрге арналған цилиндрдге абайлап зерттелетін мұнай өнімін құяды, температурсы бөлме температурасынан 1⁰С-тан артық емес өзгеше болуы мүмкін.

Таза және құрғақ ареометрді баяу және абайлап, жоғарғы шетінен ұстап тұрып, мұнай өнімі бар цилиндрге салады. Ареометр батып, тербелуі тоқтағаннан кейін жоғары менискі бойынша (ашық та, қою да мұнай өнімдері үшін) көрсеткішті жазып алады. Температурасын нефтеденсиметормен немесе қосымша термометрмен өлшейді.

Ареометр шкаласындағы көрсеткіш өлшеу температурасындағы тығыздықты көрсетеді. Бұл тығыздықты 20⁰С-тағы тығыздыққа келтіру үшін мына формуланы пайдаланады: Р₄ ^{20 =} P₄ ^t y (t-20)

р₄^t - өлшеу температурасындағы тығыздық, у - тығыздықтың орташа температуралық түзетуі, ол қосымшадағы таблицадан алынады: t — өлшеу температурасы, ⁰С.

Тығыздықты пикнометрмен анықтау

Мұнай өнімдерінің тығыздығын пикнометрмен тек 20 ⁰С температурада анықтау керек.

Анықтауды жүргізу үшін: а) белгісі және тығынында капиллярлы тесігі бар көлемдері 5,10 және 25 мл болатын пикнометрлер.

б) температураны +20⁰С деңгейінде 0,1⁰С дәлдікпен тұрақты етіп сақтай алатын термостат немесе су моншасы (көлемі 1 литрден кем болмайтын араластырғышы бар химиялық стакан пайдалануға болады);

в) өлшенетін температура интервалы О⁰ С-тен +30⁰С-қа дейін, ал шкала бірлігі 0,1⁰С болатын шыны сынапты термометр;

г) капилляры бар пипетка;

Пикнометрді жуу және таралау үшін келесі реактивтер қолданалады; а) хром қоспасы б) этил спирті ректификат в) димтильденген су.

Тығыздығын анықтамас бұрын тұтқыр мұнай өнімдерін судан және механикалық қоспаларынан тазарту қажет. 15-25⁰С температурада қатты күйде болатын мұнай өнімдерін ұнтақтау қажет.

Мұнай өнімінің тығыздығын пикнометрмен анықтау үшін оның «су санын», яғни е пикнометр көлеміндегі +20⁰С-тағы су массасын анықтау қажет.

Ол үшін пикнометрді мұқият хром қоспасымен, спиртпен, дистильденген сумен жуып, кептіріп, 0,0002 г дәлдікпен массасын өлшейді. Сонан соң пикнометрді пипетка көмегімен дистильденген жаңадан қайнатылған және 18-20°С-қа шейін суытылған су толтырып, оны термостатқа немесе моншаға салып, температурасын 20⁰С-қа жеткізеді.

Пикнометрді 20⁰С-та 30 мин ұстайды. Пикнометр мойнында су деңгейі тұрақтанған соң, судың артық мөлшерін пипеткамен немесе фильтр қағазыменалады, ал пикнометр мойнын ішінен фильтр қағазымен кептіреді. Су деңгеін жоғарғы мениск бойынша қарайды.

Капиллярлы пикнометрлерде су капиллярдан шығып тұрады, судың артық мөлшерін фильтр қағазымен құрғатады.

20⁰С-тағы сумен толтырылған пикнометрді сыртынан мұқият сүртіп, 0,0002 г дәлдікпен массасын өлшейді.

Пикнометрдің су санын (m) мына формуламен есептейді:

m= m₂ – m₁

мұндағы m₂ – суы бар пикнометрдің өлшенген массасы, г; m₁ – бос пикнометрдің өлшенген массасы, г.

Табылған су санын мұнай өнімдерінің тығыздығын әрбір 20 рет анықтаудан кейін тексеріп отыру қажет.
№ 2 МҰНАЙ ӨНІМДЕРІНІҢ КҮЛДІЛІГІН АНЫҚТАУ

Тигельді муфель пешінде тұрақты массаға дейін құрыштайды, тигель ішіне күлсіз фильтрді түбіне және қабырғаларына тығыз жабыстырып салады.

Ішінде фильры бар тигельдің массасын 0,01 г дәлдікпен өлшеп алып, ішіне мұнай өнімінің өлшемесін құйып алып, қайтадан массасын өлшейді.

Екінші күлсіз фильтрді екі бүктеп, конус тәрізді қылып орайды. Конустың жоғарғы бөлігін ұшынан 5-10 мм қашықтықта қайшымен кесіп алып тастап, қалғанын тигельге төңкеріп салады, сонда ол тигель ішіндегі мұнай өнімін толықтай жауып тұруы керек. Осы үстіңгі фильтр мұнай өнімін толықтай сіңіріп алғаннан кейін оны тұтандырады.

Фильтр жанып кеткеннен кейін мұнай өнімі бар тигельді, қажет болса, электр плиткасына қойып, буландырады.

Буландыру немесе жағуды құрғақ көмірлі қалдық қалғанша жалғастырады. Қыздыру және жағу кезінде мұнай өнімі тасып, төгіліп қалмауын қадағалау керек. Жану кезінде жалын бір қалыпты болуы керек.

Көмірлі қалдығы бар тигельді температурасы 300⁰С-тан аспайтын муфель пешіне (немесе тигельдік пешке) салып, біртіндеп (775+/-25)⁰С-қа шейін қыздырады, сосын осы температурада қалдық толықтай күлденгенше ұстайды.

Егер көмірлі қалдық баяу күлденсе немесе күлденгеннен кейін көмір бөлшектері қалып қойса, қалдықты суытып, оған бірнеше тамшы аммоний нитратын қосып, абайлап буландырады да, құрыштауды жалғастырады.

Қалдық күлденгеннен кейін тигельді пештен алып шығып, асбест бетіне немесе хромоникель сымынан не фарфор түтіктерден жасалған үш бұрышты тіреуішке ауыстырады да, ауада 5 мин , сосын эксикаторда 30 мин суытады. Массасын өлшеп, қайтадан пешке 30 минутқа салып, құрыштайды.

Құрыштау, суыту және массасын өлшеуді тұрақты массаға дейін қайталайды.
№3 МҰНАЙ ӨНІМІНІҢ ЙОДТЫҚ САНЫН ЖӘНЕ ҚАНЫҚПАҒАН КӨМІРСУТЕКТЕР МӨЛШЕРІН АНЫҚТАУ.

Анализденетін мұнай өнімін мақта арқылы фильтрлейді (артық ылғалдан арылу үшін), сонан соң бос бюкстің және ішіне мұнай өнімінің өлшемесі құйылған бюкстің массасын 0,0004 г дәлдікпен өлшейді.

Конус тәрізді колбаға бұжырланған тығыны бар 5 мл этил спиртін құйып, колба ішіне бюкстағы мұнай өнімін құяды.

Колбаға бюреткадан 25 мл йодтың спирттік ерітіндісін қосып, алдын ала калий иодиді ерітіндісімен шыланған тығынмен тығыздап жабады да, колбаны абайлап сілкиді. Колбаға 50 мл дистильденген су қосып, колбаны тығынмен жауып, 5 мин. Сілкиді де, 5 минутқа қалдырады, сонан соң тығынды және колба қабырғасын біраз дистильденген сумен шаяды. Титрлеу алдында 25 мл 20 %--тік калий иодидін және 25 мл тұз қышқылын қосады. Колбадағы ерітіндіні 0,1 н натрий тиосульфатымен титрлейді. Колбадағы сұйық ашық-сары түске боялғанда колбаға 1-2 мл крахмал ерітіндісін қосып, титрлеуді күгін-көк түс толық түссізденгенше жалғастырады.

Йодтық санды есептеу үшін мұнай өнімінсіз бақылау титрлеуді жүргізеді.

Мұнай өнімінің йодтық санын (ЙС) мына формуламен есептейді:

ЙС= (V-V₁ ) *T*lOO m

мұндағы V- бақылау тәжирибеде титрлеуге жұмсалған 0,1 н натрий тиосульфатының көлемі, мл;

V₁-Мұнай өнімін титрлеуге жұмсалған 0,1 н натрий тиосульфатының көлемі, мл:

Т- 0,1 н натрий тиосульфатының йод бойынша титрі;

m- зерттелетін мұнай өнімінің массасы г.

Мұнай өнімінің йодтық санын екі параллель өлшемеден анықтайды, екі нәтижеден арифметикалық орта табады.

Зерттелетін мұнай өніміндегі қанықпаған көмірсутектер мөлшерін массалық процентпен мына формуламен есептейді (Нв):

Нв = ЙЧ * М

254

мұндағы ЙС –зерттелетін мұнай өнімінің йодтық саны;

Конус тәрізді колбаға 10 г зерттелетін май енгізеді, үстіне цилиндрмен 50 мл спирт-толуол қоспасын немесе метилэтилкетон және пипеткамен 25 мл 0,1 н күйдіргіш калийдің спирттік ерітіндісін қосады.

Колбаны кері тоңазытқышпен қосып, су моншасына немесе жабық спиральды электр плиткағақойып, 30 минут қайнатады. Сонан соң қыздыруды тоқтатып, тоңазытқыштың ішкі түтігін 5 мл спирт-толуол қоспасымен немесе метилэтилкетонмен шайып 2 минут ағызып алады. Колбаға 1 мл фенолфталеин қосып, ерітіндіні ыстық күйінде 0,1 н тұз қышқылымен титрлейді, басында орташа жылдамдықпен, соңында баяулатып араластыра отырып, титрлеу керек. Түс жойылғаннан немесе өзгергеннен кейін 1-2 тамшы тұз қышқылын тамызып, колбадағы ерітіндіні 30 секундқа қалдырады, бірнеше рет араластырады. Индикатор ретінде фенолфталеин пайдаланғанда 30 с ішінде түс пайда болмаса, титрлеуді тоқтатады.

Анализбен қатар бақылау тәжірибесін де жүргізеді (майсыз). Бақылау тәжірибесін тура сол тәртіппен жүргізу қажет. Екі тәжірибеде де күйдіргіш Калидің спирттік ерітіндісін бір пипеткамен өлшеп алу керек.

Титрлеу кезінде тұз қышқылын тамшылатып жылдам және араластыра отырып қосады.

Зерттелетін майдың сабындану санын (СС) 1 г майға шағылған КОН-тың мг санымен мына формуламен есептейді (егер 0,1 моль/л (0,1 н) НС1 қолданса):

ЧО_м = (V-V₁ )*К*5.6

m

мұндағы V - бақылау тәжірибесіндегі титрлеуге жұмсалған тұз қышқылының көлемі, мл.

К - 0,1 моль/л (0,1 н) тұз қышқылына түзету коэффициенті.

m – зерттелетін май массасы, г.

Егер сабындану саны 1 г майға шаққанда 50 мг КОН-тан кем болса, нәтижені 0,5-ке шейін, ал I г майға шаққанда 50 мг КОН-тан артық болса, нәтижені бүтін санға дейін, ал электроизоляциялық майлар үшін 0,1-ге шейін дөңгелектейді.

Зерттелетін мұнай өнімінің 50 г-нан кем емес өлшемесін ыдыстың ¾ бөлігіне дейін құйып алып, 5 минут сілкиді.

Сұйық мұнай өнімдерін зерттегенде бөлгіш воронкаға алдын ала 50-60⁰С температураға дейін қыздырылған 50 мл мұнай өнімін және 50 мл дистильденген су құяды. Жеңіл өнімдерді (бензин, лигроин және т.б.) және гидролиз нәтижесінде құрамында суда ерігіш қышқылдар мен негіздер түзілуі мүмкін болатын өнімдерді қыздырмайды.

Өлшегіш колбаны 5 минут эмульсия түзіліп кетпейтіндей қылып жайлап шайқайды, Қабаттар бөлінгеннен кейін сулы қабатты (сіріндіні) қағаз фильтр салынған воронка арқылы конусты колбаға құйып алады. Сіріндіде суда ерігіш қышқылдар мен негіздер бар екенін рН шамасы бойынша немесе индикаторлар көмегімен анықтайды.

Суда ерігіш қышқылдар мен негіздерді рН шамасы арқылы анықтау үшін стаканға 35-50 мл сірінді алып, оған электродтарды 10-12 мм тереңдікке батырып, рН шамасын рН - метрмен өлшейді.

Суда ерігіш қышқылдар мен негіздердің сулы немесе сулы-спиртті сіріндіде бар екенін таблица бойынша анықтайды. Суда ерігіш қышқылдар мен негіздерді индикаторлар көмегімен анықтау үшін екі пробиркаға 1-10 мл сірінді алады, үшінші пробиркаға сондай көлемде дистильденген су алады. Бірінші және үшінші пробиркаға екі тамшыдан метилоранж қосып, екі пробиркадағы түсті салыстырады. Сірінді қызғылт түске боялса, құрамында суда ерігіш қышқылдар бар болғаны. Екінші пробиркаға үш тамшы фенолфталеин қосады. Ерітінді қызғылт немесе қызыл түске боялса, сірінді құрамында суда ерігіш негіздер болғаны .

Егер индикаторлармен аталған түстер түзбесе, мұнай өнімінде суда ерігіш қышқылдар мен негіздер жоқ болғаны.

№ 6 МҰНАЙ МЕН МҰНАЙ ӨНІМДЕРІНДЕ ШАЙЫРЛАРДЫ АНЫҚТАУ

Пробу испытуемой нефти или нефтепродукта тщательно перемешивают в течение 5 мин.

В колбу или стакан вместимостью 50 мл помещают 3 г продукта с погрешностью не более 0,001 г и растворяют в 20 мл толуола.

В нижнюю часть бюретки помещают стеклянную вату, чтобы избежать попадания зерен силикагеля в пробу.

Затем в бюретку вносят отдельными порциями 25 г свежеприготов­ленного охлажденного активированного силикагеля, непрерывно уплотняя его постукиванием по бюретке, находящейся в вертикальном положении. Силикагель уплотняют до тех пор, пока уровень его при встряхивании бюретки не перестанет понижаться. Затем силикагель смачивают; наливая в бюретку 50 мл бензола при открытом кране, устанавливают скорость выте­кающего растворителя 2 мл в минуту.

Необходимое количество силикагеля насыпают в фарфоровую чашку на 3/4 емкости, помещают в сушильный шкаф и выдерживают в течение 15 ч при 150 'С и затем охлаждают в эксикаторе.

Толуольный раствор нефти (нефтепродукта) вносят небольшими порциями в бюретку с силикагелем при открытом кране. При этом следят, чтобы над силикагелем всегда находился раствор. Колбу ополаскивают 20 мл толуола, который также переносят в бюретку. Затем в бюретку наливают еще 50 мл толуола и определяют показатель преломления толуола, вытекающего из бюретки; при этом он должен быть равен показателю преломления исходного толуола. Раствор толуола, вытекающий из бюретки, собирают в стакан вместимостью 250 мл.

Для десорбции смол в бюретку наливают 50 мл ацетона. При этом смолы, адсорбированные на силикагеле, вытесняются и передвигаются вместе с ацетоном в виде окрашенного столбика. Когда этот столбик будет находиться на расстоянии 4-5 см от нижнего края силикагеля, стакан для сбора толуольного раствора заменяют на предварительно доведенную до постоянной массы колбу для сбора раствора смол в ацетоне.

Отбор раствора смол в ацетоне заканчивают, как только показатель преломления ацетона, вытекающего из бюретки, будет равен показателю преломления исходного ацетона.

Ацетон отгоняют из конической колбы на водяной бане с применением холодильника и аллонжа или выпаривают.

Остаток смол сушат при (105+/-5)°С, охлаждают в эксикаторе и доводят до постоянной массы.

Массовую долю смол (X) в испытуемой нефти (нефтепродукте) в процентах вычисляют по формуле

Х= (m₂ – m₁ )*100

m

где m - масса испытуемой нефти (продукта) г; m₁ - масса колбы, г; m₂ - масса колбы со смолами, г.

За результат испытания применяют среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
№7 МҰНАЙ МЕН МҰНАЙ ӨНІМДЕРІНДЕ МЕХАНИКАЛЫҚ ҚОСПАЛАРДЫ АНЫҚТАУ

Сиымдылығы 3/4 бөлігінен аспайтындай етіп толтырған ыдыста мұнай және мұнай өнімінің сынамасын 5 мин аралығында жақсылап сілку арқылы араластырады.

Тәжірибеде қолданылған еріткішпен қағаз немесе шыны фильтрды таза өлшеуге арналған бюксқа орналастырады. Фильтрі бар бюксті қақапағы ашық немесе шыны фильтрді 45 мин аралығында (105±2)⁰С температурада кептіргіш шкафта кептіреді. Содан соң бюкстің қақпағын жауып, 30 мин аралығында эксикаторға суытады және өлшеу дәлдігі 0,0002г болатындай етіп өлшейді.

Бюксті соңғы екі өлшеу аралығы 0,0004 г аспайтындай етіп кептіреді және өлшейді.

Сиымдылығы 600 немесе 1000 мл болатын стақанға дайындалған мұнай өнімінің сынамасын орналастырамыз және қыздырған еріткішпен (бензинмен) кестеге сәйкес араластырамыз:

1 Кесте

Үлгіге сипаттама	Үлгінің массасы, г	Өлшеу қателігі	Еріткіш көлемінің сынама массасына қатынасы
1000С мұнай өнімінің тұтқырлығы 20мм2/с аспайтын 20мм2/с жоғары	100 50	0,05 0,01	2-ден 4-дейін
Мұнайдағы механикалық қоспалардың үлесі 1 % аспайтын	50	0,01	5 -10
Пештік отында механикалық қоспалардың үлесі 1 % аспайтын 1 % жоғары	25 10	0,01 0,01	5 - 10 15 дейін
Қосымшалар	10	0,01	15 дейін

Еріткіш ретінде толуолды қолданады: мұнайда‚ тазартылмаған мұнай өнімдерінде‚ сілтілік саны жоғары болатын қосымшалары бар смазкалық майларда және қосымшаларда механикалық қоспаларды анықтау үшін.

Зерттелетін мұнай өнімінің сынамасын еріту үшін бензин мен толуолды су моншасында қыздырады.

Стакандағы өнімді штативке бекітілген шыны шұнғымада орналастырылған‚ дайындалған қағаз немесе шыны фильтр арқылы фильтрлейміз.

Ерітіндіні фильтрге шыны таяқша арқылы құяды. Фильтрі бар шұнғыманы фильтр биіктігінің 3/4 буланғаннан кейін май дағын қалдырмағанша стакандағы қалдықты таза бензинмен (толуолмен) шаямыз.

Стакан қабырғаларына тұрып қалған мұнай өнімінің немесе қатты қосымшалардың қалдықтарын шыны таяқша арқала түсіреді және фильтрге ыстық таза бензинмен (толуолмен) шаяды. Фильтрде мұнай өнімінің іздері қалмағанша және еріткіш таза және түссіз болып аққанша фильтрлеуден кейін тұнбасы бар фильтрді ыстық бензин құйылған резеңке грушасы бар шайғыш арқылы шаямыз.

Шайып болғаннан кейін тұнбасы бар фильтрдң таза фильтр кептірілген қақпағы ашық өлшеуге арналған бюксқа орналастырамыз және 45 мин-тан кем болмайтындай етіп кептіргіш шкафта (105±2)⁰С температурада кептіреді№ Содаң сон
По окончании промывки фильтр с осадком переносят в бюкс для взвешивания с открытой крышкой в котором сушился чистый фильтр, и сушат в сушильном шкафу при температуре не менее Затем стаканчик закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе в течение 30 мин и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.

Бюкс с фильтром высушивают до получения расхождения между двумя последовательными взвешиваниями не более 0,0004 г.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Массовую долю механических примесей (X) в процентах вычисляют по формуле

Х= m₁ –m₂ * 100

m₃

где m₁ - масса бюкса для взвешивания с бумажным фильтром и механическими примесями или масса стеклянного фильтра с механическими примесями, г;

m₂ - масса бюкса с чистым подготовленным бумажным фильтром или масса подготовленного стеклянного фильтра, г;

m₃ - масса пробы, г.

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

Әрбір студент семестр бойына 4 жазбаша СӨЖ орындауы тиіс.

№1 СӨЖ тақырыптары

1.Қазақстанның мұнай кен орындары, олардың сипаттамалары.

2.Қазақстанның мұнай өңдеу өнеркәсібі.

3.Қазақстанның мұнай қорлары, мұнай қорларын болжау.

4.Қазақстанда мұнай тасымалдау мәселелері.

5. Қазақстанда мұнайды депарафиндеу мәселелері.

6.Қазақстанның жоғары тұтқыр мұнайлары мен табиғи битумдары.

№1 СӨЖ-ді өткізу мерзімі– 4-апта

1 . Америка мұнай институтының (АР1) стандарттары .

2. Жапонияның негізгі отын түрлеріне стандарттары.

3.Ұлы Британияның негізгі отын түрлеріне стандарттары.

4.АҚШ-тың негізгі отын түрлеріне стандарттары.

№2 СӨЖ-ді өткізу мерзімі – 7-апта

№3 СӨЖ тақырыптары

1.Әлемдік Мұхиттың ең ірі мұнай дақтары.

2.Дүние жүзініндегі ең ірі мұнай апаттары.

3.Россиядағы мұнай апаттары.

4.Қазақстандағы мұнай апаттары.

5.Этильденген бензин. Оқтандық санды арттырудың альтернативті жолдары.

№3 СӨЖ-ді өткізу мерзімі - 11-апта

№4 СӨЖ тақырыптары

1.Зиянды заттар. Қауіптіліктің санитарлық кластары.

2.Инженерлік-экологиялық көрсеткіштер.

3.Экологиялық бақылаудың аспаптары мен әдістері.

4.КР атмосфералық ауаны қорғау туралы заңы.

5.ҚР экологиялық сараптама туралы заңы.