CC BY
25
¿к UNiVERSlIM:
№ 12 (93)_ДД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_декабрь. 2021 г.
ВЫДЕЛЕНИЕ НАФТЕНОВЫХ КИСЛОТ ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ ОТХОДОВ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ЗАВОДОВ
Хамидов Басит Набиевич
заведующий лабораторией нефти и газа Института Общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент
Исмоилов Муминжон Юсупович
канд. техн. наук, доцент, Ферганский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Фергана
Мирзаходжаева Назокат Нуриддин кизи
ассистент,
Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: absarova.dilrabo1973@mail.ru
ISOLATION OF NAPHTHENIC ACIDS FROM ALKALINE WASTE OF OIL REFINING PLANTS
Khamidov Basit Nabievich
Head of the Oil and Gas Laboratory of the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Muminjon Ismoilov
Candidate of technical sciences, associate professor,
Fergana state university, Uzbekistan, Fergana
Nazokat Mirzahodzaeva
Assistant,
Fergana Polytechnic institute, Uzbekistan, Fergana
АННОТАЦИЯ
В данной статье указано, что извлечение нафтеновых кислот из нефтепродуктов является наиболее простым, длительным и неэкономичным способом периодического выщелачивания. Далее авторы обосновали, что выщелачивание нефтепродуктов проводится в основном полунепрерывным и непрерывным способами. В статье точно описано, при помощи каких химических соединений выделяются нафтеновые кислоты.
АBSTRACT
This article indicates that the extraction of naphthenic acids from petroleum products is the simplest, most time consuming and uneconomical method of batch leaching. Further, the authors substantiated that the leaching of petroleum products is carried out mainly by semi-continuous and continuous methods. The article accurately describes which chemical compounds are used to release naphthenic acids.
Ключевые слова: нафтеновых кислот, Светлые нефтепродукты, дизельного топлива, масляных дистиллятов, алифатических, циклопентан, моно-, би и трициклических, смешанного строения, с радикалами, содержащими серу, азот и кислород, помимо кислорода карбоксильной группы.
Keywords: naphthenic acids, light petroleum products, diesel fuel, oil distillates, aliphatic, cyclopentane, mono-, bi and tricyclic, mixed structure, with radicals containing sulfur, nitrogen and oxygen, in addition to the oxygen of the carboxyl group.
Библиографическое описание: Хамидов Б.Н., Исмоилов М.Ю., Мирзахужаева Н.Н. ВЫДЕЛЕНИЕ НАФТЕНОВЫХ КИСЛОТ ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ ОТХОДОВ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ЗАВОДОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 12(93). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/12740
№ 12 (93)
A, UNI
те;
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2021 г.
Ресурсами нафтеновых кислот могут служить нафтеновые кислоты.
В промышленности нафтеновые кислоты извлекают из нефтепродуктов действием водных растворов едкого натра. Светлые нефтепродукты выщелачивают при 35-70 ОС, а масляные дистилляты - при 130-170 оС под давлением.
Наиболее простым способом извлечения нафтеновых кислот из нефтепродуктов является способ периодического выщелачивания. Однако он длителен и не экономичен. В настоящее время выщелачивание нефтепродуктов проводят в основном полу непрерывным и непрерывным способами. Схемы установок для выщелачивания дистиллята тракторных керосинов, дизельного топлива и масляных дистиллятов приведены в [5].
При разработке методов очистки нефтяных кислот необходимо прежде всего учитывать, что это сложные, много компонентные смеси - одно основных карбоновых кислот, состоящие из представителей различных гомологических рядов (алифатических, циклопентан, моно-, би и трициклических, смешанного строения, с радикалами, содержащими серу, азот и кислород, помимо кислорода карбоксильной группы) с различными константами диссоциации - от ю-5 для алифатических и циклопентан, [3] циклогепсан карбоновых кислот и примерно до Ю-9 (Точных данных нет) для других
нафтеновых кислот. Возможна примесь и других фенольных соединений, являющихся ещё более слабыми кислотами: константа диссоциации для фенола - 1 ■ 10"10, Крезолов -от 6,3 до 9,8- Ю-11,
для 3,4 -диметилфенола - 5, 2 •Ю -11 и для 1, 4 -диметилфенола - 4,8 •Ю -11.[2].
Разработан быстрый и достаточно точный метод анализа щелочных отходов на содержание нафтеновых кислот, тогда как их определение по ГОСТ 385347 очень длительно и трудоемку [6]. Предложенный метод основан на тройном титровании щелочных отходов с двумя индикаторами(фенолфталеин и метилоранх).
Потенциометрическим титрованием кислотами водных растворов натриевих солей некоторых нафтеновых кислот (циклопентан -и циклогек санкар-
боновые, /? —цнклогексанпропноновая), а также
очищенных нафтеновых кислот было установлено, что они дают скачок потенциала при рН 4,5-2,5. (Рис. 2.)
Рисунок 2. Кривые потенциометрического титрования натриевых солей нафтеновых кислот
Наиболее подходящий индикатор для титрования мылонафта - метилоранж и так называемый вечерний индикатор, которые в этом интервале меняют окраску. В составе щелочных отходов наряду с мылонафтом всегда имеется небольшое количество свободной щелочи с примесью карбонатов. Титрование HCl с фенолфталином позволяет определить их содержание и переход Na2C02 в NaHC02 Дальнейшее титрование в присутствии метилоранжа приводит к нейтрализации Н СО? до Н2 С02
с выделением С02 при pH = 5,4 титруется мылонафт до покраснения метилоранжа.[1].
Количество щелочи, израсходованной при обратном титровании этого же раствора до покрас -нения фенолфталеина, должно соответствовать количеству нафтеновых кислот, если бы там не присутствовал С02 небольшая часть которого может
остаться в растворе. В этом случае рекомендуется прокипятить раствор, а еще лучше провести третье титрование того же раствора с теми же индикаторами НС1 до покраснения метилоранжа. Во всех случаях надо применять растворы 0,5 в концентрации.
№ 12 (93)
A, UNI
те;
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2021 г.
Количество нафтеновых кислот (Р,%) в щелочных отходах подсчитывали по формуле:
2SV-100
10 ■ к.ч.
где V - количество (м.л) 0,5н раствора НС1, израсходованной на 3-е титрование 10 мл щелочных отходов; 28- титр раствора щелочи, мг КОН. В случае керосиновых щелочных отходов уравнение имеет вид P = 0,93 • V, дизельных - P = I.I •V. Для ориентировочных расчётов можно принять P = V, т.е. количество нафтеновых кислот в щелочных отходах численно равно количеству 0,5 и HCI, из расходованной на 3-е титрование 10 мл раствора до покраснения метилоранжа.
При потенциометрическом титровании раствором NaOH органического раствора нафтеновых кислот (в воде не растворимы) установлено, что скачок значений рН при нейтрализации наступает в области 8-11, где воспроизводится обычный ход кривой титрования слабой кислоты сильной щелочью.
При титровании HCl дизельных щелочных отходов, содержащих свободную щелочь, мылонафт, а, возможно, и феноляты натрия, получена кривая титрования ( см. рис.2, кривая 1 ), аналогичная таковой для карбоната натрия, только с тем различием, что на последней ступени раскисления титруется мылонафт, и наблюдается скачок рН в области 6-3 ( кривые 2,3).
Нафтеновые кислоты обычно выделяют из щелочных отходов нефтеперерабатывающих заводов, содержащих мылонафт, разложением как минеральными кислотами, так и СО2, SO2 и даже H2S. При полном раскислении дизельных щелочных отходов НС1 были получены темные кислоты, требующие дополнительного обесцвечивания.
Согласно был применен СО2 (Ki=4,5*10-n) для ступенчатого разложения мылонафта, содержащегося в щелочных отходах от очистки ферганского дизельного топлива, средний состав кислот которых представлен кислотами С16. Параллельно с этим были проведены ступенчатое разложение отходов НС1 и вакуумная перегонка выделенных из них нафтеновых кислот.
Щелочные отходы вначале подвергали обезмас-ливанию двукратной экстракцией бинарным растворителем метил-этилкетонов и бензином экстракционным [6]. При действии НС1 и СО2 нафтеновые кислоты выделяли на каждой ступени разложения экстрагированием легким бензином. После отгонки определяли выход и кислотные числа этих кислот. Предварительно установили количество НС1, не обходимой для полного раскисления взятых щелочных отходов. На 10 мл отходов пошло 6,4 мл 0,5 и НС1 (кислотное число выделенной при этом суммы нафтеновых кислот оказалось равным 228 мг КОН/г) [2]. Это количество приняли за 100% и, исходя из этого, приступенчатой обработке раствора мылонафта внесли 5 соответствующих порций 0,5 и НС1. Вначале прилили 32, а затем по 16-17 % НС1. Данные исследований приведены ниже:
Таблица 1.
Данные исследований
HCl,% Относительное выдение нафтеновых кислот, % к.ч.,мг кон\г
32.3 39,7 199
17.8 24,1 213
16.1 19,2 221
16.1 14,8 241
16.1 2,1 254
Сначала выделяются нафтеновые кислые кислоты При вакуумной перегонки (20 мм рт. ст.) обез-
с меньшим кислотным числом, более высокомоле- масленных нафтеновых кислот наблюдалась обратная
кулярные, затем - с большим [4]. картина:
Таблица 2.
Результаты при вакуумной перегонки (20 мм рт. Ст.) обезмасленных нафтеновых кислот
Выход нафтеновых кислот, % к.ч.,мг КОН/г
6,73 275
10,0 263
8,5 250
13,7 239
10,6 227
12,6 221
15,1 221
9,5 175
4,4 160
5,6 (остаток) 19,5 (разложение)
№ 12 (93)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2021 г.
В первых фракциях были нафтеновые кислоты с большими кислотными.
При раскислении ферганских и алтыарыкских
(схема) выделены нафтеновые кислоты до 80 и 72% с к.ч. 210 и мг КОН/г соответственно. При этом рН раствора всегда оставался выше 8.
дизельных щелочных отходов углекислым газом
Список литературы:
1. Барисова Л.С., Рябова Н.Д. Кривые потенциометрического титрования мылонафта. -Узб.хим.ж., 1970, № 6.
2. Dilrabo A., Xafiza K., Mirzahujayeva N. Furan-phenolic oligomers //ACADEMICIA: An International Multidisci-plinary Research Journal. - 2020. - Т. 10. - №. 6. - С. 1706-1712.
3. Исмоилов М.Ю., Алибоева Д.М. Сравнительная характеристика нефтей добываемых в Узбекистане // Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмед-набиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии. - 2021. - С. 30.
4. Исмоилов М., Мирзаходжаева Н., Абдуллаева М.А. Использование смолы госсипол в качестве антиоксидантного соединения //Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии. - 2021. - С. 9.
5. Кулиев А.М., Кулиев Р.Ш., Антонова К.И. Нафтеновые кислоты. М., 1965.
6. Хамидов Б.Н., Рябова Н.Д., Ахмедов К.С. Способ очистки мылонафта. Авт.свид. №279846. - Открития, изобритения, промышленные образцы, товарные знаки, 1970, №27.
