Лабораторные методы определения качества нефти и нефтепродуктов

Качество нефти, поставляемой на нефтеперерабатывающие заводы, строго регламентируется ГОСТ 9965—76.

Показатели качества неф­ти определяются при помощи анализа проб нефти в химико-аналитических лабораториях или специальными приборами непосредственно на потоке в трубопроводе.

Определение содержания воды в нефти

В товарной нефти макси­мальное содержание воды до­пускается до 0,5% в нефти I группы и до 11% в нефти II и III групп качества. Содержа­ние воды в необезвоженных сырых нефтях достигает 90% и более.

Количественное со­держание воды в нефти определяют по способу Дина и Старка, заключающемуся в том, что испытуемый нефте­продукт (навеска нефти 100 г) нагревают в смеси с растворите­лем в приборе Дина и Старка.

Растворитель — толуол или ксилол, испаряясь, увлекает за со­бой содержащуюся в нефтепродукте влагу. Пары воды и раст­ворителя конденсируются в холодильнике, и отогнанная вода осе­дает на дно приемника — градуированной ловушки. По количе­ству воды в ловушке рассчитывают процентное содержание ее в нефтепродукте.

При определении количества воды по методу Дина и Старка следует тщательно просушивать металлическую колбу и раст­воритель; загрузку смеси и отсчет сконденсированной в ловуш­ке воды проводить при одной и той же комнатной температуре (если содержимое ловушки мутное, то рекомендуется ее выдер­жать в нагретой водяной бане до наступления посветления, а затем после доведения до комнатной температуры отсчитать показания).

Колбу с испытуемой смесью следует нагревать равномерно, во избежание возможного вспенивания смеси и переброса. Равномерного нагрева можно добиться на спиртовке, закрытой электроплитке или колбонагревателе с реостатом; в колбу рекомендуется поместить несколько капилляров и кусочков пемзы.

Определение содержания хлористых солеи в нефти

Содержание хлористых солей в товарной нефти по ГОСТ 9965—76 не должно превышать 100 мг/л в нефти I группы, 300 мг/л — II группы и 1800 мг/л — III группы. Содержание со­лей в необводпенных (сырых) нефтях достигает десятков тысяч миллиграммов на один литр.

Содержание солей определяют по ГОСТ 21534—76 при по­мощи титрования солевого раствора реактивом, взаимодействующим с ионами хлора. Применяют два метода: первый основан на извлечении хлоридов из нефти водой и титровании вод- I ной вытяжки раствором азотнокислого серебра с индикатором. Второй метод заключается в полном растворении навески нефти в органическом растворителе и в потенциометрическом титровании полученного раствора.

Для проведения анализа пробу анализируемой нефти перемешивают в течение 10 мин встряхиванием — механически в аппарате для встряхивания лабораторных проб или вручную в склянке, заполненных не более чем на ²/з их вместимости, после это- I го пипеткой при помощи груши быстро берут навеску нефти I для анализа, объем которой зависит от содержания солей.

Навеску нефти переливают в делительную воронку с винтовой мешалкой. Остаток нефти на стенках пипетки при этом тщательно смывают бензолом.

Содержание воронки перемешивают и течение 1-2 мин винтовой мешалкой. К навеске нефти приливают 100 мл горячей дистиллированной воды и экстрагируют (вымывают соли из нефти в воду) хлористые соли, перемешивая содержимое во­ронки в течение 10 мин. Для проверки полноты извлечения хло­ристых солей готовят несколько водных вытяжек, при этом каж­дую из них экстрагируют не менее 5 мин. Если при экстрагиро­вании хлористых солей образуется эмульсия нефти с водой, то для разрушения ее добавляют 5—7 капель раствора деэмульгатора. По окончании перемешивания сливают водный слой че­рез стеклянную конусообразную воронку с бумажным фильт­ром в коническую колбу вместимостью 250 мл.

Содержимое делительной воронки промывают 35—40 мл го­рячей дистиллированной воды, которую сливают в ту же колбу. Фильтр промывают 10—15 мл горячей дистиллированной воды. Всего на промывку расходуют 50 мл воды. Охлаждают водную вытяжку до комнатной температуры и проводят подготовку к титрованию.

При индикаторном титровании в колбу с подготовленной к титрованию водной вытяжкой приливают 2 мл 0,2 н. раствора азотной кислоты до рН = 4 и 10 капель дифенилкарбазада и тит­руют 0,01 н. раствором азотнокислой ртути до появления слабой розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин.

Окраску анализируемого раствора сравнивают с дистиллиро­ванной водой.

Экстрагирование хлористых солей считается законченным, если на титрование водной вытяжки расходуется столько же раствора азотнокислой ртути, сколько на контрольный опыт.

Полученную вторую и последующие водные вытяжки титру­ют отдельно так же, как указано.

При проведении контрольного опыта в коническую колбу на­ливают 150 мл дистиллированной воды, 2 мл 0,2 н. раствора азотной кислоты, 10 капель раствора дифенилкарбазида и тит­руют 0,01 н. раствором азотнокислой ртути до появления слабой, розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин.

Обработка результатов. Содержание хлористых солей (С) в миллиграммах хлористого натрия на 1 л нефти вы­числяют по формуле:

C = (V₁—V₂)Tl000A/V₃,

где V₁ — объем 0,01 н. раствора азотнокислой ртути, израсходо­ванной на титрование водной вытяжки, мл; V₂ — объем 0,01 н. раствора азотнокислой ртути, израсходованной на титрование раствора в контрольном опыте (без навески нефти), мл; У₃ — объем нефти, взятой для анализа, мл; Т — титр 0,01 н. раство­ра азотнокислой ртути в миллиграммах хлористого натрия на 1 мл раствора; 1000—коэффициент для пересчета содержания хлористых солей в 1 л нефти; А — коэффициент, выражающий отношение объема, до которого была разбавлена водная вы тяжка анализируемой нефти, к объему раствора, взятому из мерной колбы для титрования (при титровании всей водной вытяжки коэффициент А = 1).

Массовую долю хлористых солей в нефти (в %) вычисляют по формуле

С₂ = С₁/(10 000р₄),

где С₂ — содержание хлористых солей в нефти в миллиграммах хлористого натрия на 1 л нефти; 10 000 — коэффициент пересче­та килограммов в миллиграммы; р₄ — плотность анализируемой нефти, г/см³.

Полученные результаты титрования каждой водной вытяжки суммируют.

За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми зависят от содержания хлористых солей и не должны превышать следующих величин.