Лабораторная работа №5. Определение октанового числа смеси по результатам хроматографического анализа

Октановое число – это условная величина, характеризующая антидетонационные свойства бензинов. Октановое число бензина зависит от его компонентного состава, а именно от содержания нормальных и разветвлённых алканов, нафтенов и ароматических углеводородов. Каждый индивидуальный углеводород характеризуется своей устойчивостью к самовоспламенению, т.е. обладает определенным октановым числом. Октановые числа некоторых углеводородов приведены в таблице 5.1. Зная количественное содержание отдельных углеводородов в смеси и их октановые числа можно рассчитать октановое число смеси.

Таблица 5.1

Углеводород	О.Ч.		Углеводород	О.Ч.
н-гептан	0		метилциклогексан	71
2-метилгексан	45		1,2-диметилциклогексан	78
3,3-диметилпентан	84		метилциклопентан	80
2,2,4-триметилпентан	100		этилциклопентан	61
2,2,3-триметилбутан	106		изопропилциклопентан	76
2,2,3,3-тетраметилбутан	130		бензол	108
циклопентан	85		толуол	104
циклогексан	77		изопропилбензол	99

Количественное содержание отдельных компонентов смеси определяется методом газо-жидкостной хроматографии, описанным в лабораторной работе №4.

По полученной хроматограмме методом внутренней нормализации рассчитывается процентное содержание отдельных компонентов, результаты заносятся в таблицу 5.2, и вычисляется вклад каждого компонента в общее октановое число. Затем, складывая полученные значения, определяем октановое число анализируемой углеводородной смеси.

Таблица 5.2

Название углеводорода	Площадь пика	%-ное содержание	О.Ч.		Вклад компонента в О.Ч. смеси
1. 2. 3.
Октановое число смеси

Лабораторная работа №6

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОЛЕФИНОВ В

НЕФТЕПРОДУКТЕ МЕТОДОМ ИОДНЫХ

ЧИСЕЛ

Олефины обычно не содержатся в сырой нефти, нет их и в природных газах. В значительных количествах они находятся в продуктах деструктивной переработки нефтяного сырья.

В газах различных процессов крекинга и пиролизе содержание олефинов зависит от условий процесса и колеблется от 10 до 50%, в газах пиролиза – до 80%.

В бензинах различных процессов крекинга содержание олефинов составляет от 10 до 45%.

Из химических методов количественного определения содержание олефинов в жидких нефтепродуктах наиболее распространенными являются методы иодных и бромных чисел.

В основе метода иодных или бромных чисел лежит реакция галоидирования олефинов. Известно, что олефины легко реагируют с галогенами при комнатной температуре и даже при минусовых температурах. При этом происходит присоединение молекулы галогена по месту двойной связи.

Однако реакциям присоединения сопутствуют также реакции замещения водорода в молекуле олефина на галоид.

Для того чтобы провести количественное присоединение галогенов по двойной связи, реакцию ведут при возможно более низких температурах и в отсутствие света.

Иодным числом называется количество граммов иода, присоединяющегося при определенных условиях к 100 г исследуемого вещества. Если непредельность исследуемого вещества выражают в граммах брома, присоединенного к 100 г вещества, то полученную характеристику называют бромным числом.

Сущность метода заключается в том, что навеска продукта, растворенного в соответствующем растворителе, обрабатывается определенным количеством титрованного раствора галогена, взятым в избытке. По истечении установленного времени непрореагировавший иод оттитровывают тиосульфатом натрия и вычисляют количество иода, вступившего в реакцию:

2Na₂S₂O₃ + I_{2 2}NaI + Na₂S₄O₆

Цель данной работы: определение процентного содержания олефинов в нефтепродукте, которое рассчитывается по следующей формуле:

,

где Р – содержание олефинов, % вес;

И.Ч. – иодное число;

М – молекулярная масса исследуемой фракции;

254 – молекулярная масса иода.

В случае определения бромных чисел расчёт содержания олефинов производят по формуле:

Р = ,

где М – молекулярная масса нефтепродукта;

160 – молекулярная масса брома.

Вычисленное содержание олефинов по иодным и бромным числам применимо только для бензинов и керосинов. Для более высококипящих фракций расчётные данные значительно отличаются от фактического содержания олефинов в нефтепродуктах.

В этом случае на точность определения иодных и бромных чисел отрицательно влияют неполнота присоединения галогена и значительное возрастание доли реакций замещения водорода на галоген.

Определение иодного числа по Маргошесу

Необходимые приборы и реактивы:

Бюретки для титрования (25 мл) – 2 шт.

Банки с притертыми пробками или конические колбы с притертыми пробками (на 500 мл) – 3 шт.

Ампулки с оттянутыми горлышками на 0,5-2 мл.

Раствор иода 0,2н в 95%-ном этиловом спирте.

Этиловый спирт 95%-ный.

Раствор тиосульфата натрия 0,1н (Na₂S₂O₃).

Раствор крахмала 0,5%-ный, водный свежеприготовленный.

Проведение опыта и обработка результатов

Берут две параллельные навески исследуемого бензина в ампулки. Для этого взвешивают на аналитических весах две пустые ампулки (отдельно каждую). Шарик каждой ампулки слегка нагревают в пламени горелки и опускают оттянутый конец ампулки в анализируемый бензин. В результате охлаждения шарика, бензин засасывается в каждую ампулку. После того как заполнилась 1/2-1/3 объема шарика ампулки, ее переворачивают и осторожно запаивают оттянутый конец в пламени горелки. После охлаждения каждую ампулку с бензином взвешивают вновь на аналитических весах. Разница между вторым и первым взвешиванием составляет навеску испытуемого бензина. Навеска обычно берется в пределах 0,2-0,3г. Ампулку с веществом вносят в стеклянную банку с притертой пробкой емкостью 500 мл, в которую заранее наливают 10 мл этилового спирта – ректификата. Ампулку в банке разбивают стеклянной палочкой. Смывают палочку через горло банки 5 мл спирта и к содержимому банки приливают 15 мл 0,2 н раствора иода (избыток иода должен составлять 85-90% от теоретического) и 170 мл дистиллированной воды (воду добавляют для образования тонкой эмульсии между иодом и анализируемым веществом). Банку плотно закрывают пробкой, смесь тщательно взбалтывают 5 мин. Затем пробку и стенки банки обмывают 30 мл дистиллированной воды, снова закрывают банку пробкой и оставляют стоять в темном месте в течение 5 мин. После этого непрореагировавший иод оттитровывают тиосульфатом натрия до слабо-желтого окрашивания, затем добавляют крахмал и титруют до обесцвечивания.

Повторяют определение со второй навеской. Параллельно ставят холостой опыт без навески анализируемого вещества, но с теми же количествами реактивов. Иодное число рассчитывают по формуле:

где V₁ – количество раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование иода в холостом опыте, мл;

V₂ – количество раствора тиосульфата, израсходованного на титрование иода в пробе с навеской исследуемого вещества, мл;

g – навеска вещества, г;

0,01292 – количество иода, эквивалентное 1 мл 0,1н раствора тиосульфата;

К – поправка к титру тиосульфата натрия.