Сравнительное изучение различных вариантов подготовки пробы для определения элементов в нефтях и нефтепродуктах спектральным методом Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

1976

Том 275

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ПОДГОТОВКИ ПРОБЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В НЕФТЯХ И НЕФТЕПРОДУКТАХ СПЕКТРАЛЬНЫМ МЕТОДОМ

Р. Д. ГЛУХОВСКАЯ, л. С. КОЛЕСНИКОВА, Ю. А. КАРБАИНОВ,

Л. В. ПЕНЕВА

(Представлена научным семинаром кафедры аналитической химии)

Для определения металлических примесей в нефтях и нефтепродуктах широко используется спектральный метод анализа, позволяющий одновременно определять большой круг элементов в широком диапазоне концентраций с довольно большой чувствительностью.

Спектральные методы анализа делятся на (прямые, предусматривающие непосредственный анализ пробы, и косвенные, связанные с концентрированием (чаще всего с озолением) пробы. Вторая группа наиболее пригодна для определения следов элементов, так как здесь достигается более чем тысячекратное обогащение пробы.

Подготовка пробы является одной из наиболее трудоемких и ответственных операций. От выбора способа озоления и его практического выполнения в значительной мере зависит точность и чувствительность результатов анализа.

В литературе известно большое число работ, посвященных спектральному определению элементов с использованием тех или иных способов озоления [1—5], но когда речь идет об определенных примесях, трудно дать предпочтение какому-нибудь из этих методов. В связи с этим в работе были проведены исследования по сравнительному изучению различных способов подготовки пробы. Ниже приводятся результаты анализа некоторых месторождений Западной Сибири с применением различных вариантов озоления пробы.

Озоление по ГОСТ 1461—59 [4]. В заранее подготовленный кварцевый тигель помещают беззольный бумажный фильтр так, чтобы он плотно прилегал ко дну и стенкам тигля. Тигель с фильтром взвешивают и помещают в него около 25 г нефти. Второй беззольный фильтр, свернутый в виде конуса со срезанным верхним концом, опускают в нефть. После того, как фильтр пропитался нефтью, его поджигают и сжигают до получения сухого углистого остатка. Тигель с его содержимым переносят в муфельную печь, нагретую до 500±50°С и выдерживают при этой температуре до полного озоления остатка. Полученную золу анализируют спектральным методом. Для этого к золе добавляют 100—120 мг спектрально-чистого угольного порошка и растирают во фторопластовой ступке в присутствии спирта 1,5—2 часа. Часть полученной смеси разбавляют угольным порошком в 10 и 100 раз и снова тщательно растирают до однородной массы.

Все подготовленные концентраты помещают в канал нижнего электрода (анода). На одной -пластинке (УФ;Ш) фотографируют по 2—3 раза

спектры подготовленных проб и эталонов с концентрациями от 3 • Ю-5 % до 1 • 10-2%.

Эталоны в работе готовились растиранием окислов соответствующих элементов с угольным порошком обычным способом [5]. В качестве аналитических линий использовались линии

о

марганца с длиной волны 2801,06 А, титана „ 3088,03 А,

о

ванадия ,, 3185,39 А,

о

никеля „ 3050,82 А,

меди „■ 3247,54 А,

свинца „ 2833,07 А.

Элементом сравнения служил фон вблизи линии.

Сульфатное озоление [6]. Соответствующую навеску нефти помещают в кварцевую чашку, добавляют равное количество концентрированной серной кислоты и осторожно нагревают на электрической плитке до получения твердой углистой массы. После этого чашку переносят в муфельную печь и прокаливают при температуре 500±50°С до получения золы, которую анализируют спектральным методом, как это было описано выше.

П р я м о е о з о л е н и е [7] производилось постепенным нагреванием пробы нефти на электрической плитке до получения твердой углистой массы. Дальнейший ход анализа выглядел аналогично описанному ранее,

Озоление с применением в качестве коллектора угольного порошка [2, 3, 8, 10]. В чашку с навеской нефти помещают 150 мг спектрально-чистого угольного порошка и постепенно нагревают на электрической плитке до получения твердой массы. Содержимое чашки прокаливают в муфельной печи при тех же условиях и анализируют по методике, описанной выше.

Результаты определения марганца, никеля, свинца, титана, ванадия и меди в нефтях Убинская 311 и Южночеремшанская с применением вышеописанных методов подготовки пробы приведены в табл. 1.

Таблица 1

Найдено, %

Метод озоления Mn N i Pb Ti V Gu

Сульфатный 1,5-10" -5 3,0-10" -4 2,0-10"6 7,Ы0" -6 4,5-10" -4 4,6-10' -5

Прямой 1,5-10" -5 1,3-10" -4 1,9-10—6 5,5-10" -6 2,5-10" -4 3,6-10" -5

ГОСТ 1461-59 1,7-10- -5 1,5-10" -4 1,7-10"6 5,9-10" -6 3,6-10" -4 3,4-10" -5

С коллектором 3,9-10" -5 2,6-10" -4 2,1 ■ 10~б 6,5-10" -6 8,3-10" -4 4,Ы0" -5

Убинская 311

Сульфатный 1,3-10" -4 3,3-10" -3 2,0-Ю-4 3,3-10" -4 2,5-10* -3 4,2-10" -4

Прямой 1,1-10" -4 2,1 -10" -3 1,4-10—4 4,3-10" -4 1,9-10" ~3 3,0-10" -4

ГОСТ 1461-59 1,3-10- _4 2,0-10" -3 2,3-Ю"4 4,9-10" -4 2,3-1," -3 3,2-10" -4

С коллектором 3,2-10" -4 3,8-10" -3 2,5-10~4 5,0-10" -4 3,5-10" -3 4,2-1Г -4

Ю.-Черемшанская

Из табл. 1 видно, что для определения марганца, никеля, свинца, титана, ванадия и меди наиболее рациональными методами являются кислотное и озоление с коллектором (угольным порошком). Прямое озоле-ние и озоление по ГОСТ 1461—59 приводят к частичной потере некоторых элементов.

Сравнение сульфатного метода озоления пробы нефти Мыльджинско-го месторождения, проводимого в кварцевых чашках емкостью 200 мл и тиглях емкостью 75 мл, показало (табл. 2) некоторое занижение результатов, полученных при озолении в тиглях. Это связано, по-видимому,

Таблица 2

Найдено, %

Метод озоления Мп N1 РЬ Т1 V ви

Сульфатное в чашках 4,5- Ю-4 2,7-Ю-4 1,7-Ю-5 2,2-10~5 8,3- Ю-4 4,5-Ю-4

Сульфатное в тиглях 4,1-Ю-4 2,5- Ю-4 1,2-10~5 2,Ы0-5 7,5- Ю-4 3,5-10"4

Данные фотометрического определения 5,7-10^4 2,6-Ю"4 3,2- Ю-5 6,7-Ю-4

с более продолжительным озолением. Пробы, помещенные в тигель, озо-лялись на 3—4 часа дольше, чем в чашках, что и привело к частичной потере элементов.

Выводы

1. Приведенные в табл. 2 результаты фотометрического определения удовлетворительно согласуются с данными спектрального анализа.

2. Проведено сравнительное изучение некоторых косвенных методов подготовки пробы нефтей для спектрального анализа.

3. Найдено, что наиболее пригодными методами являются сульфатное озоление и озоление с использованием в качестве коллектора угольного порошка.

ЛИТЕРАТУРА

1. К. И. Зимина. Применение спектрального анализа масел для повышения надежности машин и механизмов. МДНТП. 1965, стр. 90.

2. Н. П. Г о р о ж а н к и н а, С. Г. Соболева. Применение спектрального анализа масел для повышения надежности машин и механизмов. МДНТП, 1965, стр. 86.

3. М. М. Марен о в а, С. К- Кюрегян. Применение спектрального анализа масел для повышения надежности машин и механизмов. МДНТП, 1965, стр. 32.

4. Нефтепродукты, методы испытания. М.—Л., «Стандарт», 1965.

5. Методы анализа химических реактивов и препаратов. М., вып. 8, 1964,. стр. 10.

6. С. Н. Александров, Я. Э. Ш м у л я к о в с к и й, С. А. Алексеев. Химия и технология топлив и масел, № 969, (1958) (1).

7. Д. И. Зульфугорлы, Ф. Р. Бабаев. Уч. записки Азерб. гос. ун-та, Серия хим. наук, № 3, 57 (1969).

8. А. И. Соколов. Химия и технология топлив и масел, № 2, 70 (1964).

4. Заказ 8996.