ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОРАСТВОРИМЫХ КИСЛОТ И ЩЕЛОЧЕЙ ТОПЛИВНЫХ ФРАКЦИЯХ НЕФТИ

 

Теоретические основы

    Коррозийный износ деталей двигателя во многом обусловлен сильнодействующими водорастворимыми кислотами и щелочами, находящимися в топливе. Они могут оказаться в топливе из-за нарушения технологии его очистки, а также случайно в процессе производства, хранения и транспортировки.

    Согласно требованиям государственного стандарта, содержание водорастворимых кислот и щелочей в автомобильных бензинах, дизельных топливах и моторных маслах не допускается. В случае наличия их бракуют и к применению не допускают.

 

    3.2 Цель работы

Ознакомиться с методикой определения наличия водорастворимых кислот и щелочей в топливах. Провести исследование проб различных видов топлив, полученных на разных стадиях их производства.

Материалы и оборудование

- пробы испытуемого топлива (бензин, керосин, дизельное топливо и др.);

    - вода дистиллированная, проверенная на нейтральность;

    - фенолфталеин;

    - 1%-ный спиртовой раствор;

    - метилоранж – 0, 02% водный раствор;

    - делительная воронка вместимостью 50-100 мл;

    - мерный цилиндр на 10 мл;

    - пробирки;

    - пипетка;

    - химический штатив;

    - колба (рис. 1).

Приборы для определения водорастворимых кислот и щелочей в топливе представлены на рисунке 3.1.

1- делительная воронка; 2 – штатив с пробирками; 3 – индикатор; 4 – топливо;              5 – дистиллированная вода.

 

Рисунок 3.1 – Приборы для определения водорастворимых кислот и щелочей в топливе

Порядок выполнения работы

    В колбу налить 50 мл испытуемого топлива, добавить такое же количество дистиллированной воды, взболтать смесь в течение 5 мин, затем вылить в делительную воронку. Дают смеси отстояться, после чего водный слой, находящийся внизу делительной воронки, спустить через кран в две пробирки. В одну пробирку добавить 1-2 капли метилоранжа. При наличии в топливе минеральных кислот, водная вытяжка в пробирке окрашивается в розовый цвет или оранжево-красный цвет, при отсутствии кислот цвет водяной вытяжки будет желто-оранжевый.

    В другую пробирку добавить 1-2 капли фенолфталеина. При наличии щелочей в топливе водная вытяжка окрасится в фиолетово-розовый цвет, при отсутствии щелочей водяная вытяжка останется бесцветной или слегка побелеет. При этом действие индикаторов на вытяжку из топлива сравнивают с действием на чистую дистиллированную воду, налитую в равных объемах в две пробирки.

    Бензин может быть допущен к применению только при неизменяющейся окраске его водной вытяжки, что свидетельствует о полном отсутствии в нем водорастворимых кислот и щелочей.

    Все полученные результаты свести в таблицу 3.1.

 

Таблица 3.1 – Результаты испытаний

Топливо	Окраска
	метилоранж	фенолфталеин
1 Бензин
2.....
.....

Оформление отчёта

Результаты работы оформляются следующим образом: даются краткие теоретические основы и описание работы, приводятся результаты исследований в виде таблицы 3.1 и соответствующие выводы.

 

3.6 Контрольные вопросы

- Нефтяные топлива и требования к ним.

- Коррозия, виды коррозии.

- Коррозийные свойства топлив, коррозионная агрессивность.

- Защитные (от коррозии) свойства топлив.

- Противокоррозионные и защитные присадки.

- Водорастворимые кислоты и основания в топливах.

- Определение водорастворимых кислот и оснований в топливах

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЛИЧЕСТВА ДЕЭМУЛЬГАТОРА НА СТЕПЕНЬ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ

Теоретические основы

    Вода является обычным спутником сырой нефти, которую добывают из недр. При движении нефти и воды в ходе её добычи по стволу скважины, нефтесборным и нефтенапорным трубопроводам до объектов подготовки нефти происходит взаимное перемешивание (диспергирование) нефти и воды с образованием водонефтяных эмульсий.

    Под эмульсией понимают смесь двух взаимно нерастворимых (или очень мало растворимых) жидкостей, одна из которых диспергированна в другой в виде мелких капелек (глобул). Диспергированную жидкость называют внутренней, или дисперсной фазой, а жидкость, в которой она находится, - дисперсионной, или внешней средой.

    По характеру дисперсной фазы и дисперсионной среды различают эмульсии двух типов: гидрофильные и гидрофобные (рисунок 4.1). Эмульсии прямого типа нефть в воде (первого рода или гидрофильные) возникают в том случае, когда нефть (неполярная жидкость) диспергированна в воде (полярной жидкости). Это эмульсии, в которых дисперсной средой служит вода, а дисперсной фазой является нефть. Эмульсии обратного типа (второго рода или гидрофобные) возникают, когда вода (полярная жидкость) диспергированна в нефти (неполярной жидкости). Это эмульсии, в которых дисперсной средой является нефть, а дисперсной фазой является вода.

 

а)                                   б)

1 - частицы эмульгатора; 2 - адсорбционный слой; 3 - нефть; 4 вода

а - прямого типа; б - обратного типа

Рисунок 4.1 - Виды эмульсий

 

Важным показателем эмульсий является их агрегатная устойчивость, которая характеризуется способностью эмульсий существовать в течение длительного времени. В процессе деэмульгации (разрушения эмульсий) нефти, на границе раздела фаз нефть-вода образуется множественная эмульсия - это система, когда в крупных каплях воды могут находиться мелкие глобулы нефти, или в крупных каплях нефти находятся мелкие глобулы воды.

Деэмульгатор - реагент, используемый для разрушения эмульсий. По своей природе эмульсия - неустойчивая система, тяготеющая к образованию минимальной поверхности раздела фаз - к расслоению смеси. Благодаря наличию эмульгаторов (стабилизаторов эмульсии), создающих адсорбционные слои (бронирующие оболочки) на поверхности диспергированных частиц, образуются устойчивые эмульсии. Бронирующие оболочки обладают механической прочностью и препятствуют слиянию частиц и расслоению эмульсии. Для разрушения эмульсии необходимо сместить стабилизационный слой на поверхности раздела фаз. Механизм действия деэмульгатора в этом и заключается - за счёт более высокой поверхностной активности его активное вещество проникает в межфазное пространство и замещает присутствующий адсорбционный слой. При этом деэмульгатор уменьшает поверхностное натяжение, обеспечивает более высокую степень свободы поверхности глобул и не препятствует слиянию глобул дисперсной фазы. На свойства поверхности раздела фаз сильное влияние оказывают растворенные и диспергированные вещества, а также температура среды. Процесс разложения эмульсии включает:

    1-й этап - соударение диспергированных частиц,

    2-й этап - слияние их в крупные глобулы,

    3-й этап - выпадение крупных частиц и формирование сплошных отдельных слоев.

    Соударение частиц происходит под действием физических факторов: механического перемешивания, движения смеси и гравитационного осаждения. Темп соударений может быть увеличен под действием температуры, электрического и ультразвукового поля.

    Скорость осаждения слившихся частиц и выделение сплошных фаз зависят от размеров глобул, вязкости дисперсионной среды и разности плотностей веществ: темп выпадения растет с ростом размеров глобул внутреннего вещества и разности плотностей и падает с ростом вязкости дисперсионной фазы. Наиболее эффективным средством ускорения процесса на третьем этапе является нагревание смеси, так как оно приводит к росту разности плотностей фаз эмульсии. Действие деэмульгаторов направлено на реализацию второго этапа. При этом проявляются свойства поверхностно-активных веществ.

    По своему составу деэмульгаторы - это реагенты из нескольких химических веществ (поверхностно-активные вещества, модификаторы и растворители), разработанных на основании свойств и компонентов разделяемой эмульсии.

    Реагенты-деэмульгаторы, используемые для разрушения эмульсий, подразделяют на две группы: ионогенные и неионогенные. Ионогенные деэмульгаторы в водных растворах диссоциируют на ионы. В зависимости от того, какие ионы (анионы или катионы) являются поверхностно-активными, ионогенные деэмульгаторы подразделяются на анионактивные и катионактивные. Неионогенные деэмульгаторы не диссоциируют на ионы в водных растворах и подразделяются на гидрофильные и гидрофобные (водорастворимые и маслорастворимые (нефтерастворимые).

Кроме воды вредными примесями в нефти являются соли, которые растворены в воде и находятся в виде кристаллов в самой нефти. Продукты гидролиза солей разъедают аппаратуру технологических установок, т.е. вызывают коррозию таких аппаратов, как трубчатые печи, испарители, ректификационные колонны, а также холодильники и конденсаторы.

Таким образом, нефть необходимо обезвоживать и обессоливать, чтобы содержание солей в ней не превышало 3-5 мг/л, а воды – 0, 1 % масс.

 

Цель работы

Ознакомиться с механизмом действия различных деэмульгаторов и исследовать влияние их количества на степень обезвоживания и обессоливание нефти.

 

Материалы и оборудование

Нефтяная эмульсия второго рода.

Деэмульгатор РС-Н ТУ 2458-124-05766575-2005 и др.

Колбы емкостью 250 мл.

Мерный цилиндр.

Дозатор.

Магнитная мешалка.

Порядок выполнения работы

Для заранее приготовленной нефтяной эмульсии определяют плотность (см. п.п. 5.6). Затем в четыре колбы емкостью 250 мл с помощью мерного цилиндра наливают по 150 мл нефтяной эмульсии и вычисляют массу полученных навесок.

К трем приготовленным навескам с помощью дозатора добавляют деэмульгатор в количестве 0, 01, 0, 05, 0, 075 % масс. и перемешивают на магнитной мешалке в течении 15 минут.

Для исходной навески нефтяной эмульсии и навесок с различным количеством  деэмульгатора определяют содержание воды и солей по соответствующим стандартным методикам (см п.п. 5.1 и 5.2).

Все записи в ходе выполнения работы ведут в лабораторном журнале. Полученные результаты должны быть представлены в виде графиков зависимостей содержания воды и солей в нефти от количества деэмульгатора. Результаты анализируют и делают соответствующие выводы.

Оформление отчета

Отчет должен содержать: краткие теоретические основы и  описание работы, графики зависимостей содержания воды и солей в нефти от количества деэмульгатора, выводы.

4.6 Контрольные вопросы

 

- Эмульсии, типы эмульсий («нефть в воде», «вода в нефти»);

- Механические способы разрушения нефтяных эмульсий;

- Химические методы разрушения нефтяных эмульсий;

- Электрические способы разрушения нефтяных эмульсий;

- Деэмульгаторы, их классификация;

- Механизм действия деэмульгаторов;

- Обезвоживание и обессоливание нефти.

 

⇐ Предыдущая12

Поделиться: