лабораторная работа №4

Лабораторная работа №4.

Определение содержания серы ламповым методом

Задание

Освоить ламповый метод

Определить содержание серы в нефтепродукте

Аппаратура

прибор для определения содержания серы в нефтепродуктах ламповым методом

коническая колба емкостью 250-300 мл

пипетка 10 мл

бюретка 25 мл

Реактивы

0,3% водного раствора углекислого натрия

этиловый спирт

метиловый-оранжевый

0,05н раствор соляной кислоты

Содержание серы является одной из важнейших технологических характеристик сырой нефти и нефтепродуктов.

Во всех нефтях и нефтепродуктах в разных количествах содержатся сернистые соединения. Основная масса их концентрируется в высокомолекулярных нефтяных остатках (маслах, мазутах, гудронах).

Присутствие сернистых соединений в нефтях и нефтепродуктах крайне нежелательно. Они токсичны, придают нефтепродуктам неприятный запах, ухудшают антидетонационные свойства бензинов, способствуют смолообразованию в крекинг-продуктах, отравляют катализаторы. При нагревания сернистые соединения распадаются с образованием элементарной серы и сероводорода, отличающихся сильной коррозионной активностью.

Содержание сернистых соединений в нефтях и нефтепродуктах определяется качественными и количественными методами.

Сущность качественного метода заключается в установлении присутствия в нефтепродукте активных сернистых соединений или свободной серы за счет их действия на медную пластинку, определяемого по изменению (или отсутствию изменения) цвета пластинки, выдержанной в испытуемом нефтепродукте в стандартных условиях. Сущность количественных определений состоит в улавливании продуктов сгорания навески испытуемого образца и определении среди них количества образовавшегося сернистого ангидрида. Количественное, содержание сероводородной и меркаптановой серы можно определить также потенциометрическим титрованием азотнокислым аммиакатом серебра (согласно ГОСТ 17323-71).

Ламповый метод применяется для определения суммарного содержания серы в светлых нефтепродуктах: бензинах, керосинах, дизельных топливах.

Сущность метода заключается в сжигании навески испытуемого нефтепродукта в специальной стеклянной лампочке и поглощении образовавшегося при этом сернистого газа водным раствором углекислого натрия (соды) по следующим реакциям:

SO₂ + Na₂СO₃ = Na₂SO₃+ CO₂,

2NaSO₃ + O₂ = 2Na₂SO₄.

Количество серы определяется оттитровыванием; избытка соды 0,05н соляной кислотой.

Проведение испытания. Определение проводится в приборе, схема которого представлена на рис. 5. В большой резервуар абсорбера 1 засыпают на 1/3 его высоты чисто вымытые дистиллированной водой стеклянные палочки и заливают в него пипеткой точно 10 мл 0,3 - процентного водного раствора углекислого натрия и 10 мл дистиллированной воды. Собирают прибор. К большому резервуару абсорбера 1 присоединяют брызгоуловитель 2, подключенный к водоструйному насосу. К малому резервуару абсорбера 1 присоединяют ламповое стекло 3. Подготавливают одновременно три прибора для проведения параллельных измерений (одного контрольного и двух параллельных).

Рис. 5. Прибор для определения содержания серы в нефтепродуктах ламповым методом.

Испытуемые и контрольные (этиловый спирт, бессернистый бензин) продукты в количестве около 10 мл заливают в лампочки 4. Лампочки закрывают пробкой с фитильной трубочкой, через которую пропущен фитиль 5. Нижний конец фитиля располагают по окружности дна лампочки. После того как фитиль пропитается продуктом, наружный конец его срезают по уровню края фитильной трубки. Лампочки взвешивают. Включают вакуумный насос и устанавливают с помощью зажимов неинтенсивное, равномерное просасывание воздуха через все абсорберы. Снимают с лампочек колпачки, зажигают их от пламени спиртовки и ставят под ламповые стекла. Расстояние между краем фитильных трубок и нижним краем лампового стекла не должно превышать 8 мм. Высота пламени лампочки устанавливается равной 6-8 мм. Регулирование высоты пламени осуществляется уменьшением или увеличением фитиля с помощью иглы.

Навески сжигают в течение 30 мин, после чего лампочки гасят и накрывают колпачками. Через 3-5 мин выключают вакуумный насос. Лампочки взвешивают и по разности весов до и после сгорания определяют массу навески.

Аппараты разбирают. Брызгоуловители, ламповые стекла и верхние части абсорберов промывают 50-70 мл дистиллированной воды, собирая промывные воды в соответствующие абсорберы. После этого содержимое абсорберов переводят в конические колбы для проведения титрования.

К раствору в каждой колбе прибавляют по 1-2 капли раствора метилового-оранжевого. Если при этом раствор окрашивается в розовый цвет, что указывает на недостаточность взятого количества соды для полного поглощения сернистого газа, опыт аннулируют, и сжигание повторяют с меньшим количеством нефтепродукта.

После прибавления метилового-оранжевого растворы в колбах титруют 0,05н раствором соляной кислоты до розового окрашивания. Первым титруют контрольный раствор.

Содержание серы (X) в испытуемом нефтепродукте (в % масс) определяют по формуле

,

где V₀, V₁ - количество раствора соляной кислоты, пошедшего па титрование соответственно контрольного раствора, и раствора после поглощения продуктов сгорания испытуемого нефтепродукта, мл;

К - поправочный коэффициент к титру 0,05н соляной кислоты (К=1);

0,0008 - масса серы, эквивалентная I мл 0,05н раствора соляной кислоты, г;

m - масса сгоревшего испытуемого нефтепродукта, г.

Массой сгоревшего испытуемого нефтепродукта считается в случае без разбавления разность между массами лампочки с навеской до и после процесса сжигания; в случае с разбавлением - разность между массой лампочки с навеской нефтепродукта и массой чистой и сухой лампочки, взвешенной перед испытанием (с точностью до 0,0004).

Результатом анализа является среднее арифметическое двух параллельных определений, расхождение между которыми не должно превышать 5% от величины меньшего результата.

Рекомендации

При подготовке к лабораторной работе необходимо внимательно прочитать и проанализировать ее содержание и основные определения, ознакомиться с методикой проведения испытаний, перенести в рабочую тетрадь необходимые рисунки, схемы аппаратов и формы записи текущих наблюдений.

По окончании каждой лабораторной работы студент отчитывается перед преподавателем и представляет оформленный отчет, который должен включать:

1. Дату выполнения работы.

2. Наименование лабораторной работы.

3. Цель работы.

4. Перечень оборудования и реактивов.

5. Последовательность выполнения работы.

6. Схему используемого прибора, выполненную карандашом.

7. Уравнения всех происходящих реакций.

8. Наблюдаемые явления.

9. Необходимые формулы и расчеты.

10. Графики.

11. Ответы на поставленные вопросы.

12. Выводы.

Значения показателей качества нефтепродуктов, полученные в результате испытания, сравниваются с соответствующими литературными данными и техническими нормами на нефтепродукты.

4