Методы анализа нефти и нефтепродуктов

Проинтегрировав спектр, рассчитывают фактор ароматичности:

где I_а, I_нас - интегральные интенсивности пиков, относящихся к ароматическим и насыщенным структурам соответственно.

По отношению  интегральных интенсивностей пиков  частот 29,7 и 14,1 м. д. можно рассчитать длину цепи алкильного заместителя:  

Аналитические возможности метода ЯМР постоянно увеличиваются благодаря совершенствованию спектрометров и разработке новых методов получения спектров ЯМР.

Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) открыт в 1944 г. Е. К. Завойским. Парамагнетизмом  обладают системы, на электронных оболочках  которых имеются неспаренные  электроны. К таким системам относятся  свободные радикалы, парамагнитные ионы, внедренные в кристаллическую решетку или в молекулы комплексных соединений, и т. д. Как оказалось, парамагнетизмом обладают и нефти, благодаря входящим в них смолисто-асфальтеновым компонентам.

ЭПР-спектр снимают, воздействуя на образец, помещенный в сильное магнитное поле, сверхвысокочастотным полем генератора. ЭПР-спектр (рис. 9) представляет собой одиночный сигнал, интерпретация которого сводится к расчету числа парамагнитных центров N_x в образце путем сравнения производной кривой поглощения образца и эталона. Эталон- сахарный уголь--имеет стабильное значение числа парамагнитных центров (N_эт = 0,l · 10¹⁷ на 1 г). Число парамагнитных центров образца рассчитываютпо формуле: .

где 1_Х - амплитуда производной сигнала поглощения образца; Н_Х - ширина производной сигнала поглощения образца; т - масса образца.

ЭПР-спектры  нефтей позволяют провести сопоставительный анализ степени их обогащенности  смолисто-асфальтеновыми компонентами. Ширина ЭПР-сигнала отражает степень  уплотнения структуры асфальтенов: чем она выше, тем меньше ширина сигнала. 

4. Заключение

В производственных и отраслевых лабораториях по методикам  определяют групповой углеводородный состав, фракционный состав и ряд  физических свойств углеводородных систем — плотность, вязкость, температуру  застывания, коксуемость по Конрадсону и т. д. Для определения фракционного состава используют дистилляцию  и ректификацию. Например, по результатам  отбора узких фракций строят кривые разгонки нефти или кривые истинных температур кипения (ИТК) и устанавливают  потенциальное содержание в нефтях бензиновых, керосино-газойлевых, дизельных  фракций.

Кроме того, эти фракции могут изучаться  более углубленно и подвергаться дальнейшему разделению на компоненты с применением препаративной  хроматографии, экстракции и т. д. При  групповом анализе определяют отдельно содержание парафиновых, нафтеновых, ароматических  и смешанных углеводородов. При  структурно-групповом анализе углеводородный состав нефтяных фракций выражают в  виде среднего относительного содержания в них ароматических, нафтеновых и др. циклических структур, а  также парафиновых цепей и  иных структурных элементов. С применением  физических методов хромато-масс-спектроскопии, масс-спектроскопии, ЯМР-, ИК-спектроскопии  и т. д. рассчитывают качественный и  количественный состав узких нефтяных фракций.

Несмотря  на развитие инструментальных методов  исследования, в настоящее время  определение полного углеводородного  состава возможно только для легких и средних фракций. Это связано  с рядом серьезных ограничений, которые возникают при применении аналитических методов к сложным  многокомпонентным углеводородным системам. Взаимодействия молекул между  собой приводят к серьезным отклонениям  от ожидаемого результата. Так, например, установлено, что обработка данных спектроскопии ЯМР приводит к  заниженному количеству ароматических  групп, так как не учитывается  взаимодействие стабильных свободных  радикалов нефтяных сред с протонами  органических молекул. Тем не менее, существует ряд общих физико-химических закономерностей, которые позволяют  проводить инженерные расчеты процессов  переработки углеводородных систем.

Список литературы

1. Абросимов А. А. Экология переработки углеводородных систем: Учебник/ под ред. д-ра хим. наук, проф. М. Ю. Доломатова, д-ра техн. наук, проф. Э. Г. Теляшева. – М.: Химия, 2002. – 608 с.: ил.
2. Богомолов А.И., Гайле А.А., Громова В.В. и др.` Химия нефти и газа. `Учебное пособие для вузов. Под редакцией Проскурякова В.А., Драбкина А.Е.` Л. Изд-во Химия. 1989г. 424с

Химия нефти и газа: Учеб. пособие  для вузов / А.И.Богомолов ,  А.А. Гайле, В.В. Громова и др.; Под ред. В.А.Проскурякова, А.Е.Драбкина. - 3-е изд., доп.  и  испр. - Спб: Химия , 1995 . - С . 110.