Бензин, керосин және май фракцияларының топтық көмірсутектік, құрылымдық –топтық құрамдары.

Ашық түсті мұнай өнімдерінің химиялық құрамын анықтау. Бензин, керосин, лигроин, газойль фракциялардың және сәйкесінше тауарлық мұнай өнімдерін химиялық құрамын зерттеудің ерекшеліктері әртүрлі. Ең қарапайым жағдайда заттардың қандай да бір тобының құрамын мысалы, қанықпаған немесе ароматты көмірсутектерді анықтауға тура келеді. Ол кезде топтасқан химиялық құрамды анықтау үшін сандық және сапалық анализ қажет. Яғни, қанықпаған, ароматты, парафин көмірсутектер ретімен анықтау қажет. Тура айдау немесе сутегі қысыммен жүргізетін процестерден алынған мұнай өнімдерін немесе дистилятты зерттеуде химиялық құрамды анықтау жеңірек болады. Өйткені мұндағы өнімдерде қанықпаған көмірсутектер болмайды. Алайда, крекинг, пиролиз, газдардың полимеризация процесінде қанықпаған көмірсутектердің әртүрлі құрылыстағы түрлері топтасқан компонентердің негізгісі болып табылады.

Қанықпаған көмірсутектерді анықтау. Қанықпаған көмірсутектерді анықтаудың барлық химиялық әдістері қысқа байланыс бар жерде қосылу реакциясына негізделген. Реагенттер ретінде галогендер немесе олардың қосылыстары, күкірт қышқылы, жартылай хлорлы күкірт, сутек, сірке қышқылды сынап, азот тотықтары және қанықпаған көмірсутектерге сандық қосыла алатын т.б заттар қолданылады. Химиялық құрамды анықтаудың ең қарапайым және кең таралғаны бромдық және йодтық санды анықтау әдістері. Бромдық немесе йодтық сан деп 100г зерттелетін затқа қосылатын бромның (йодтық) грамм мөлшері. Бромдық (йодтық) саны жалпы түрде галогендендіру реакциясын, әрі қарай галогендендіру реакциясына кірмеген натрий тиосульфатымен титрлеуді жүргізу арқылы анықталады. Қосымша (холостой) тәжірибеде реакцияға алынған галоген мөлшерін титрленеді. Соның негізінде қосымша және мақсатты тәжірибенің арақатынасында орташа молекулалық салмағын (М) біле отырып, бромдық (йодтық) санның шамасы бойынша қанықпаған көмірсутектердің салмақ проценттін (N) келесі формуламен есептейді:галоген реакциясына кіретін мөлшері анықталады. Толық санын есептеу үшін бұл шама өнімнің өлшендісі (навескасы) болып табылады және оны 100-ге көбейтеді.

мұндағы: 160 және 254 – бром мен йодтық молекулалық массалары.

Бензин және керосин фракцияларының топтық химиялық анализі. Көмірсутектердің жеке топтармен кластарын анықтау үшін ұсынылатын әдістер негізінде 300°С дейін фракцияны топтық химиялық анализдің әртүрлі схемаларын пайдалануға болады. Өнімнің құрамы мен шығу тегіне қарамастан, анализдің 1-ші сатысында көмірсутек еместер алынып тасталуы қажет. Ол үшін (азотты негіздерді жою үшін) 70% H₂SO₄ ерітіндісімен өңдеу; (нафтен қышқылын, фенолды жою үшін) 10% сілтімен өңдеу; (күкіртті қосылыстарды жою үшін) натрий гипохлориді ерітіндісімен өңдеу және ең соңында сумен шаю жұмыстары ретімен жүргізіледі.

Кейбір жағдайда осылай өңдеуден кейін натрий қатысында айдау жүргізу ұсынылады. Сосын фракцияларға бөлу үшін айдау жүргізеді: 60- 95°С; 95-122°С; 122-150°С;150-175 °С; 175-200°С; 200-250°С; 250-300°С.

Айдау немесе ректификация кезінде фракцияда сандық шығымы (салм.% бойынша) ескеріледі. Әрі қарай әрбір фракцияның жеке анализін жүргізеді.

Қанықпаған көмірсутектері жоқ фракцияны топтың химиялық анализдеу. Ең қарапайым жағдайда анализ анилин нүктесі әдісімен ароматты, нафтен және парафин көмірсутектерін ретімен аныөтауға әкеледі. Алайда, осы кластағы көмірсутектерді жеке анықтау үшін жоғарыда аталған әдістерді де қолдануға болады. Барлық жағдайда қаныққан қалдықты алу үшін ароматты көмірсутектерден айыру колонада силикогельмен фильтрлеу бойынша жүргізеді. Анализдің күрделі түрі бойынша алты және бес мүшелі нафтендерді жекелей анықтау қажет. Сондай-ақ, нормалды және тармақты парафин көмірсутектерін анықтауға болады.

Қанықпаған көмірсутектері бар фракцияларының топтық химиялық анализдеу. Крекинг-бензиндері анализдеудің қарапайым схемасы қанықпаған көмірсутектерді бром немесе толық саны бойынша анықтауды қарастырады. Ал, қанықпаған және ароматты көмірсутектердің жалпы саны күкірт қышқылдық немесе криоскопиялық әдісімен анықтайды. Айырымы бойынша ароматты көмірсутектер құрамын анықтайды. қаныққан қалдықта нафтендер мен парафин көмірсутектерді кез-келген физикалық әдіспен анықтайды. Басқа бір схема өте дәл нәтиже беретін анализі ұсынылады және осы кезде көмірсутектердің барлық топтарын ретімен жекелеп анықтауға болады.

Кез келген схемамен анықтау нәтижелері бойынша жеке фракциялардан көмірсутектер топтарының мөлшерін аламыз. Алынған мәліметтерді бастапқы анализге алынған өнімге есептеу үшін келесі теңдеу қолданылады:

Мұндағы: Х - бастапқы өнімдегі көмірсутектердің берілген тобының мөлшері (салм.%); х₁, х₂, х₃ – жеке фракциялардағы көмірсутектер тобының мөлшері (салм.%); а, b, с- бастапқы өнімнің айдау кезінде фракциядан шыққан шығымы (салм.%).

Соңғы кездерде бензин, керосин, лигроин фракциялардың топтық құрамын газ-сұйықтық және сұйықтық адсорбциялық хромотография әдісімен анықтау кеңінен қолданылады. Сондай-ақ бензиндері топтық анализдеудің масспектроскопиялық әдісі ашылды.

Бензиндердің жеке компоненттік құрамын зерттеудің комбинирленген әдісі де жүргізеді. ВНИИП ғылыми қызметкерлері бензин фракциясының жеке көмірсутектік құрамын t_қай= 122°С болғанда газ- сұйықтық хромотография әдісі бойынша тікелей айдау әдісін ұсынылған.