Установление следов нефтепродуктов, измененных в процессе термического воздействия, высокоэффективной жидкостной хроматографией

• Автор: Колычев, Игорь Алексеевич
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Содержание
Введение.

1 Аналитический обзор

1.1 Особенности образования следов нефтепродуктов, измененных

в результате испарения и выгорания и их состав

1.1.1 Состав бензинов для ДВС и процессы образования ароматических углеводородов в них

1.1.1.1 Термические превращения в нефтепродуктах, протекающие

в процессе каталитического крекинга

1.1.1.2 Термические превращения в нефтепродуктах, протекающие

в процессе каталитического риформинга

1.1.1.3 Сравнительная характеристика бензинов, вырабатываемых

в России и за рубежом
1.1.2 Образование полициклических конденсированных аренов
в процессе горения органических соединений
1.1.3 Специфичность ПАУ нефтяного происхождения
1.1.4 Обоснование возможности идентификации измененных нефтепродуктов по содержанию в них полициклических конденсированных аренов
1.2 Методы пробоподготовки, применяемые при анализе нефтепродуктов.
1.3 Методы анализа нефтепродуктов
1.3.1 Хроматографические методы анализа нефтепродуктов.
1.3.1.1 Анализ нефтепродуктов методом тонкослойной хроматографии
1.3.1.2 Исследование методом газовой хроматографии.
1.3.1.3 Исследование методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.
1.3.2 Спектральные методы определения углеводородов
1.3.2.1 Анализ углеводородов нефти и нефтепродуктов методом
ультрафиолетовой спектрометрии.
1.3.2.2 Флуориметрический метод определения углеводородов
нефти и нефтепродуктов
1.3.2.3 Анализ методом ИКспектрометрии
1.3.3 Прочие методы анализа нефтепродуктов
1.3.3.1 Определение нефтепродуктов путем окисления
до углекислого газа.
1.3.3.2 Гравиметрическим метод анализа нефтепродуктов
1.3.3.3 Биотестирование
1.3.3.4 Биоиндикация.
1.3.3.5 Иммунологический анализ
1.4 Выводы к аналитическому обзору и постановка задач исследования
2 Экспериментальная часть и обсуждение результатов
2.1 Оборудование и материалы, использованные в работе.
2.2 Оптимизация условий ВЭЖХ для разделения компонентов нефтепродуктов
2.3 Подголовка проб для анализа измененных нефтепродуктов
методом ВЭЖХ
2.4 Анализ нефтепродуктов методом ВЭЖХ
2.4.1 Анализ нефтепродуктов, измененных в результате термического воздействия и идентификация их компонентов
2.4.2 Определение вида нефтепродукта по содержанию аренов.
2.4.3 Определение конденсированных аренов
в автомобильных бензинах.
2.4.4 Определение следов измененных нефтепродуктов на фоне соэкстрактивных веществ
2.4.5 Схема анализа измененных нефтепродуктов методом ВЭЖХ
и варианты ее применения при решении практических задач
Список использованной литературы


При получении автомобильного бензина сырьем являются вакуумные дистилляты первичном переработки нефти, а при производстве авиабензина керосиносоляровые фракции первичной перегонки нефти. Инициирование каталитического крекинга начинается с образования карбонийиона в результате присоединения протона катализатора. Одним из лучших показателей прямых и побочных реакций является отношение выхода высокооктанового бензина и кокса. Высокое значение указывает на преобладание желательных реакций. Низкое отношение выходов бензина и кокса указывает на интенсивное протекание нежелательных побочных реакций. К желательным реакциям относятся изомеризация, гидрирование, циклизация и ароматизация олефинов эти реакции ведут к высокому выходу изоалканов и ароматических углеводородов, выкипающих в пределах температуры кипения бензина, и высокому отношению изо и нормальных парафиновых углеводородов. К нежелательным реакциям относятся крекинг, дегидрогенизация и полимеризация олефинов, алкилирование и конденсация ароматических углеводородов, что приводят к высоким выходам водорода и кокса, низкому выходу олефинов и получению сравнительно тяжелых газойлей, при этом выход бензина и его октанового числа снижаются. Вторичной реакцией, протекающей в более поздних стадиях процесса, является частичное дегидрирование олефинов. В результате образуются диены или олефины, которые расщепляются на диены и парафины. Вторичные реакции между олефинами и диенами могут привести к образованию циклопарафинов. Еще одной побочной реакцией, возможной в условиях каталитического крекинга, является алкилирование ароматических углеводородов. Оно нежелательно, так как образующиеся более тяжелые продукты способны алкилироваться дальше или конденсироваться с образованием кокса при атом уменьшается выход бензина 6. Ароматические углеводороды при каталитическом крекинге нефтепродуктов образуются непосредственно при дегидрировании циклоалканов, содержащихся в сырье или образовавшихся на начальных стадиях процесса, считается, что эта реакция является преобладающей 7. Кроме того, в процессе пиролиза НП в результате дегидрирования и распада цепи получаются парафины с меньшей молекулярной массой и олефины. При пиролизе пяти и шестичленных циклоалканов помимо водорода и олефинов образуются диены, в частности бутадиен. Присутствие последнего в продуктах пиролиза играет значительную роль в образовании ароматических углеводородов. Г е о
При взаимодействии бутадиена с пропиленом образуется толуол, а из бутадиена и бутилена получается этилбензол. Между молекулами ароматических углеводородов или между ними и олефинами или другими непредельными углеводородами происходит конденсация. В результате образуются полициклические ароматические углеводороды вплоть до асфальта и кокса. Ароматические УВ, как имеющиеся в исходном сырье, так и полученные в процессе пиролиза, термически стабильны. При малом времени контакта и умеренных температурах они остаются неизменными, но с повышением температуры возможна их конденсация с образованием полициклических ароматических углеводородов и кокса 8. В настоящее время каталитический риформинг стал одним из ведущих процессов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. В качестве сырья в этом процессе обычно используют бензиновые фракции первичной перегонки нефтей. Пределы выкипания этих фракций колеблются в широком интервале от до 0С. Для получения ароматических углеводородов в большей части используют фракции, выкипающие при 5С или при 0С, а для получения высокооктановых автомобильных бензинов фракции 0С. Иногда широкую фракцию, выделяемую на установке первичной перегонки нефти, дополнительно разгоняют на более узкие фракции на установках вторичной перегонки. Бензины каталитического риформинга содержат ароматических углеводородов и имеют утяжеленный состав, поэтому в чистом виде они непригодны для использования. Для производства бензинов смешивают компаундируют бензин каталитического риформинга с другими компонентами. В качестве компаундирующих компонентов могут применяться легкие бензиновые фракции н. С прямой перегонки нефти, изомеризаты и алкилаты.