Мунай курамы

Мұнай құрамында майлар қатарының қышқылдары табылған. Кейбір мұнайларда карбон қышқылдарынан басқа, қышқылдық қасиет көрсететін – фенолдар кездеседі. Мұнайлардың қышқылдылығын күкірт ангидридінің (SO₃) пайыздық мәнімен немесе миллиграммен алынған КОН (1 гр мұнай өнімінің бейтараптауына қажетті КОН-тың мг-мен алынған мөлшері) мөлшерімен көрсетеді.

Қышқылдықты анықтау  әдістері екі топқа бөлінеді: 1) сәйкес еріткіштердегі зеттелетін мұнай өнімдерінің  қоспасын тікелей титрлеуге негізделген әдістер; 2) қышқыл қосылыстарды алдымен экстракциялап, сосын сол экстрактты титрлеуге негізделген әдістер ( Гольде әдісі ). Гольде әдісінің кемшіліктері – жасалу ұзақтығы және нәтижелерінің дәлдігі төмен.

Мұнай фракциясын сілтілік ерітінділермен тазарту оның құрамындағы қышқылдардан(нафтен қышқылынан,фенолдан) және кейбір күкіртті қосылыстардан(күкірт сутектен,меркптаннан) және де нейтралды күкірт қышқылдардан тазарту үшін қолданады.

Сілтінің сулы ерітіндісімен  қышқыл қосылысы суда еритін тұзды  береді.Бұл қосылыстардың кейбір бөлігі мұнай өнімінде кездеседі және оны сумен шайып кетіреді.

Нафтен қышқылының сілтілік тұздары және де феноляттар суда ерігенде гидролизге ұшырап органикалық қышқыл,фенолдар, сілті түзейді.   Бензин құрамындағы соңғы өнімдердің құрамын қышқылдылық және шайрылардың мөлшерімен анықталады.

Бензиннің қышқылдылығын  МЕСТ 5985 – 79 бойынша немесе шетелдік ASTMD 974 және IP 1/64 анықтайды.

Бензиннің қышқылдылығы К 100 см³ - ка кететін КОН мөлшері. Бұндағы К-көлем 0,05 н.

Толық аныктау әдісі арқылы келесі қасиеттері мен көрсеткіштерін анықтайды: булануы (фракционды құрамы МЕСТ 2177 – 82 бойынша және қаныққан будың қысымы МЕСТ 1756 – 52 және МЕСТ 6668 – 53 бойынша); тұтанғыштығы және жаңғыштығы (октан саны МЕСТ 511 – 66); коррозиялық активтігі (қышқылдылығы МЕСТ 5985 – 79, жалпы күкірттің мөлшері МЕСТ 19121 – 73, суда еритін қышқылдар мен негіздер МЕСТ 6307 – 75); тұрақтылығы.

Бензиннің коррозиялық көрсеткіштеррі келесі қасиеттермен сипатталады: жалпы күкірт мөлшерімен, меркаптанды күкірт мөлшерімен, күкіртсутек мөлшерімен, мыс пластинкасында зерттеу, суда еритін қышқылдар мен сілтілер мөлшерімен, қышқылдылығымен, жоғары температурадағы  коррозиялық белсенділігімен.

Қышқылдылық мұнайдан нафтенді қышқылдардың бөлінуімен және жанармайларды сақтау кезінде олардың  тотығуымен сипатталады.

Келесі көрсеткіштер бойыша бензиннің коррозиялық активтілігіне нафтенді қышқылдардың әсері көрсетілген: қышқылдылығы 4 мг КОН 100 см³ болған кезде, 500 сағаттан кейін қозғалтқыштың өнімділігі 1,9 % азаяды, ал қышқылдылығы 50 мг КОН 100 см³ болған кезде 15,4% азаяды, сәйкесінше плунжер буының орташа шығыны 0,0015 және 0,0023 мм.

Бензинніңң қышқылдылығы ұзақ сақтадан кейін де, 100 см³ ке 6 мг КОН- тан аспау керек.

Шетелдік стандарттар  бойынша жанармайлардың қышқылдылығының тұрақты мәні болмайды немесе 1ға  0,5 мг КОН.

Бензиннің қышқылдылығы көлемдік анализ бойынша анықтайды.

Бензиннің термиялық тұрақтылығын тұнбаның массасы және тотығу нәтижесінде қышқылдылығының өзгеруі бойыша бағалайды. Бензинді ыссы күйінде шыны ыдысқа құйып, салқындаған соң тұнбаның массасын және қышқылдылығын анықтайды.

Реактивті қозғалтқыштарға  арналған жанармайлардың құрамында  күкірт қосылыстары болады. Олар қозғалтқыштың  істен шығуына себеп болады. Сонымен  қатар тұтқырлығы, қышқылдылығы, судың болуы да өз әсерлерін тигізеді. Бұл әдетте қышқылдылық артқан кезде байқалады, яғни 100 см³ке 1,5 мг КОН. 100 см³ке 4,56 мг КОН жанармайды 2% сілті ерітіндісімен еріткенде 0,5 мг КОН азады.

Бензинді сақтаған кезеде олардың түсі өзгереді, яғни қоюланады. Қышқылдығы артады, құрамындағы шайырладың өлшері өседі.

Қышқылдылық пен шайырларды стандартты әдіспен анықтайды. Кейбір жанармайларда мыс пластинкасы  оптикалық тығыздыққа әсер етсе, кейбіреулерінде  қышқылдылық пен шайырлардың  мөлшеріне әсер етеді.

Коррозиялық активтілік. Ұзақ сақтаудан кейінгі тұрақтылығы г на м² , шайырлар 5,0  қышқылдылық мг/100 см³ ^60, мг КОН/100 см³ ^6,0

Реактивті бензиннің құрамы келесі көрсеткіштер арқылыт аңықталады: жалпы күкірт санымен (меркаптан, күкіртсутек санымен), суда еритін қышқылдар мен негіздер мөлшері, сілтілердің санымен, қышқылдылығы, коррозиялық актитілігі, микро мөлшердегі металл санымен.

Қышқылдылық МЕСТ 5985 – 79 бойынша аңықтайды. Бензиннің құрамында фильтрларды істен шығаратын нафтенді қышқылдар болады. Олар бензинді дұрыс сусыздандырмағандықтан пайда болады.

Реактивті бензиннің қасиетін оның тұтқырлығы мен қышқылдылығы арқылы анықтауға болады.

Қышқылдылық органикалы қышқылдардың болуын сипаттайды. Органикалық  қышқылдар үйкеліске төзімді қасиетін жақсартады. Үйкеліске төзімді қасиеттері келесі көрсеткіштермен сипатталады: тұтқырлық, қышқылдылық, износ критериі. Бензиннің қышқылдылығы мен тұтқырлығы МЕСТ 33 – 82, МЕСТ 5985 – 79 бойынша анықталады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Тәжірбиелік бөлім

 

4.1 Мұнай өнімдерінің қышқылдық санының әдістемесі

 

Оттегінің мұнайдағы  құрамы көп емес (0,1 – 2 %). Мұнайда  келесідей оттекті қосылыстар болады: мұнай қышқылдары мен фенолдар. Мұнайдағы  оттегінің негізгі үлесін құрамында  С,Н,О элементтерінен басқа N және S болатын заттар – шайырлар құрайды.

Мұнай құрамында  қышқыл қасиетті оттек қосылыстардың болуы қышқылдылыққа негізделеді. Сілті ерітіндісін Экстрагирлелеу арқылы мұнайдың құрамындағы барлық қышқыл заттарды бөледі, сонын құрамында нафтенді шайырлар құрайды.

Мұнайдың элементті құрамында оттектің болуы,оның құрамында мұнай қышқылының болуына тікелей байланысты. 

Мұнай қышқылының корроздік  белсенділігіне қарай моторлы отын және майлағыш майлардың құрамында шектеледі. 100мл КОН-та автокөлік бензинінің қышқылдылығы 3-тен, авияциялық 1-ден, реактивті отын 0,7-ден, дизильді отын 5мг-нан аспауы керек.

           Қышқылдық сан – бұл 1 г зерттелетін затқа жұмсалатын күйдіргіш КОН мг мөлшері.

Мұнай және мұнай өнімінің химиялық құрамының  қышқылдық санын анықтау процесінде:

1. Нафтен қышқылының касиетін зерттеу барысында      
2. Ашық мұнай өнімінің қасиетін анықтау барысында
3. Қою түсті мұнай өнімінің қасиетін анықтау барысында

 

 

4.2 Мұнай өнімінің қышқылдық  санын анықтау

 

Жұмыстың мақсаты: Титрлеу әдісімен мұнай өнімдерінің қышқылдық санын анықтау.

 

Құралдар, лабораториялық ыдыстар, реактивтер:Конус тәрізді колба 250 мл көлемде, мұздатқыш(кері), электрпеші, бюретка, индикатор— 6Б көк түсті сілті немесе нитрозинды сары, гидроксид калий - 0,05 н спирттік ерітінді, мұнай өнімдері.

 

Орындалу тәртібі:

           100мл өлшемді конустық колбаға 0,01 г-ға дейінгі дәлдікпен, 8-10г аналитикалық таразыда өлшенген май өлшендісін аламыз.

50мл басқа колбаға  96% ректифицирленген этил спиртін алып, корковті тығынмен кері суытқышқа бекітеміз және 5мин-тай қайнатамыз.

           Қайнау уақытында спирттің құрамындағы көмір қышқылы бөлінеді.

Қанаған спиртті ыссы күйінде 0,05н күйдіргіш калийдің спирттік ерітіндісін 0,5 мл.(4,5 тамшы) көкшіл сілті ерітіндісімен қызыл түс пайда болғанша үздіксіз араластырамыз.

Нейтрализенген спирт пен мұнай өнімін колбаға құямыз.

    Ашық мұнай өнімін зерттегенде керісінше ыссы спиртты нейтрализенген колбаға зерттеліп жатқан мұнай өнімі бар колбадағы өлщендіні араластырамыз.

Содан соң колбаны  бекітіп қайнатады және де 5мин сайын колбаны араластырып тұрады. Қоспа қайнаған соң ыссы күйінде 0,05н күйдіргіш калийдің спирттік ерітіндісі мен 0,5 мл.көкшіл сілті ерітіндісін қызғылт түске дейін титрлейміз. Қоспанын түсі  - қоспаны араластырмай 30с.-тай тұрақты болуы тиіс. Титрлеуді ыссы күйінде тездеп жасау керек, себебі қоспамыз ауаның құрамындағы диоксид көміртегімен әрекеттесіп кетпеуі үшін.

Келесі реакция бойынша  көрсетіледі:

                       

                          КОН + RCH₂COOH   → RCH₂COOK + H₂O

 

Параллельді бақылау әдісін сол көлемдегі көкшіл сілті ерітіндісімен және мұнай сынамасыз өткізіледі.

 

 Есептеу реті. Мына формула бойынша зерттеліп жатқан 100мл мұнай өнімінің қышқылдығын мг КОН – та есептелуі:

 

                        К = ,  

 

мұндағы:

V – титрлеуге кеткен 0,05н КОН ерітіндісінің көлемі, мл. 

Т  - титр 0,05н КОН спирттік ерітіндісі,  мг/мл

100 - 100 мл кышқылдылыққа арналған коэффицент 

50 - сынамаға алынған мұнай өнімінің көлемі,мл.

 

     Мг КОН-тің 1г (К) зерттеліп жатқан мұнай өнімінің қышқылдылығын мына формула бойынша зерттеледі.

 

                                   К₁ =                 немесе      К₁ =  [(V₁-V₂)T₁/m]

 

мұндағы:

V₁ – титрлеуге кеткен 0,05н калий гидроксидінің спирттік ерітіндісінің көлемі, мл.

V₂ — бақылау анализге кеткен 0,05н гидроксид калийдің спирттік ерітіндісінің көлемі,мл

V –  титрлеуге кеткен 0,05н КОН ерітіндісінің көлемі,мл.

Т₁ – 0,05н КОН спирттік ерітіндісінің титрі,мг/мл.

m – сынамаға алынған мұнай өнімінің массасы , мг.

     

Анализ нәтижесі екінші ондық белгісіне дейін дөңгелектейді. Зертеліп жатқан мұнай өнімінің қышқылдық  саны екі параллелді нәтижені орташа санымен анықтайды. Олардың айырмашылықтары келесі мәндерден жоғары болмауы қажет:

 

Қышқылдық саны, мг КОН/г         0,5- дейін      0,5-1,0       > 1,0   

Ұқсастығы, %                                   0,06             0,10              0,20

 

 

4.3 Тәжірибе нәтижесін талдау

 

Тәжірибелік жұмысқа  Чинарев мұнай кен орнының мұнай сынамасы алынды. Тәжірибелік өлшеу нәтижелері төменде көрсетілген:

 

V₁=67,3747

V₂=72,5

V₃₌53,8210     (40,60,80,100)

V_{4(спирт)}=95,94    

 

T=n_кон*f_экв*m_кол/1000

 

V_KOH = 0,3 мл

m_{1(колба)} =59,7622 мл

         m_{2(колба)} = 84,4863 мл

 

V_KOH = 0,1 мл (спирт)

V_KOH = 0,4 мл (бост.мұнай)

V_2KOH = 2,6 мл (мұнай)

V_3KOH = 5,1 мл (мұнай)

NH₂SO₄ = 0,05 Н

 

 

Осыдан зерттелетін  мұнай сынамасының құрамындағы органикалық қышқыл құрамын оны калий гидроксиді ерітіндісімен түсті индикатор қатысында титрлеу арқылы анықтайды.

 

N_KOH = NH₂SO₄* V H₂SO₄/ V_KOH

 

N_KOH = 0,05*10/ 0,3 =1 ,67

 

Т= 1,67*1/ 1000= 0,00167

 

К₁= N_KOH N_KOH / m _май

 

К₁ = 1,67/ 10= 0,167

 

 

Тәжірибе нәтижесі мұнайдың құрамындағы қышқыл санын анықтау  барысында алдымен КОН-тың спирттегі  ерітіндісін сұйылтылған H₂SO₄ титрлеу арқылы титрін анықталады. Одан кейін мұнайды КОН-пен титрлеу арқылы қышқыл санын сол мәнмен анықтайды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

Курстық жұмыстың мақсатына жету үшін келесідей міндеттер орындалды:

 

1. Мұнайдың шығу тегін қарастыру бойынша, мұнайдың неден жаратылып, алғашқы пайда болуы қарастырылды. Мұнайдың пайда болуы туралы бірнеше теориялар (болжамдар-гипотезалар) бар екендігіне және болжамдар екі топқа бөлінетіндігіне түсінік берілді.
2. Мұнай құрамының түрлерін сипаттау міндетіне сай, мұнай және өнімдері алкандық  (парафиндік), циклоалкандық (нафтендік) және ароматтық көмірсутектердің қоспаларынан, сонымен қатар оттекті,күкіртті және азотты қосылыстардан тұратыны көрсетілді.
3. Мұнайдағы бензин фракциясын зерттеу арқылы, бензиннің мұнай өңдеудегі төмен детонациялық көрсеткішке ие мұнай өнімі екендігі анықталды.  Оларға табиғи бензин, крекинг бензин, полимеризация өнімі, төмендетілген мұнай газдары және барлық өнімдер жататыны сипаталды.
4. Бензин фракциясының қышқылдық санын анықтау міндеті бойынша, мұнай өнімдерін анықтау әдістемелері ашық мұнай өнімдерінің қышқылдылығымен май мен майлағыштардың қышқылдық саны туралы жалпы түсінік берілді. Яғни қышқылдылық пен қышқыл саны барлық тауар отындары мен майлар түрлеріне негізделеді, өйткені олардың сақтау, айдау және отын беру жүйелерінде коррозиялық қасиеттері анықталады. Сонын ішінде бензиннің коррозиялық көрсеткіштері келесі қасиеттермен сипатталады: жалпы күкірт мөлшерімен, меркаптанды күкірт мөлшерімен, күкіртсутек мөлшерімен, мыс пластинкасында зерттеу, суда еритін қышқылдар мен сілтілер мөлшерімен, қышқылдылығымен, жоғары температурадағы  коррозиялық белсенділігімен ерекшеленетіндігі туралы түсіндірілді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

 

1. Логинов В. И. Обезвоживание и обессоливание нефтей. М.: «Химия», 1979, - 216
2. Ахметов С. А  Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: «Гилем», 2002, - 672
3. Богомолов А. И., Гайле А. А., Громов В. В. Химия нефти и газа. М.: «Химия», 1995, - 448
4. Смиридович Е. В. Технология переработки нефти и газа. М.: Химия, 1968, - 380
5. Омаралиев Т. О. Мұнай мен газ өңдеу химиясы мен технологиясы.  Алматы: «Білім», 2001, - 276
6. Эрих В. И. Химия нефти и газа. Л.: «Химия», 1967, - 220
7. Дияров И. Н., Батуева И. Ю., Садыков А. Н., Саядова Л. Н. Химия нефти. Л.: «Химия», 1990, - 170
8. Вержичинская С. В., Дигуров Н. Г., Синицин С. А. Химия итехнология нефти и газа.  М.: «Форум Инфра», 2007, - 400
9. Потехин В. М., Потехин В. В. Основы теории химических процессов в технологии органических веществ и нефтепереработки.Санкт − Петербург: «Химиздат», 2005,  - 911
10. Капустин В. М. Технология переработки нефти. М.: «Химия», 2005, - 400
11. Бишімбаева І. Қ., Букетова А. Е. Мұнай және газ технологиясы. А.: «Білім», 2003, - 587
12. Бондаренко Б. И. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. М.: «РГУ», 2003, - 199
13. А.Н. Коваленко, Ю.П. Ясьян. Исследование углеводородного состава бензиновых фракций, получаемых в условиях /Химическая технология. 2007, №4, -14
14. Касперович А. Г., Новопашин В. Ф., Магарил Р. З., Пестов А. К. Промысловая подготовка и переработка газоконденсатов. Тюмень: «Химия», 2000, - 80
15. Каминский Э. Ф., Хавкин В. А. Глубокая переработка нефти. М.: «Техника», 2001, - 38
16. Тронов В. П. Промысловая подготовка нефти. М.: «Фэн», 2000, - 415
17. Рыбак Б. М Исследовательские работы нефтепродуктов. М.: «Химия», 2005, - 389