Лабораторная работа № 6. Содержание серы и сернистых соединений в нефтях

Содержание серы и сернистых соединений в нефтях

и нефтепродуктах»

 

1. Цель работы:визуально определить наличие серы и сернистых соединений в нефти и нефтепродуктах.

 

2. Теоретические основы:

Для нефтепродуктов серосодержащие соединения являются очень вредной примесью. Они токсичны, придают нефтепродуктам неприятный запах, вредно отражаются на антидетонационных свойствах бензинов, способствуют смолообразованию в крекинг-продуктах и, главное, вызы­вают коррозию металлов. Наиболее опасны и в этом отношении самые активные серосодержащие соединения - сероводород, низшие меркап­таны, а также свободная сера, которые сильно разрушают металлы, особенно цветные. Поэтому присутствие этих веществ крайне нежела­тельно и для большинства нефтепродуктов недопустимо. Но и остальные нейтральные серосодержащие соединения - сульфиды, дисульфиды, тиофаны, тиофены — могут в определенных условиях вызывать коррозию. Дело в том, что при сгорании топлива все серосодержащие соединения превращаются в SO₂ и SO₃. При низких температурах, когда получаю­щиеся при сгорании или находящиеся и воздухе водяные пары конден­сируются, эти оксиды переходят в соответствующие кислоты, которые вызывают сильную коррозию. Чем больше серосодержащих соедине­ний в топливе, тем сильнее опасность этой кислотной коррозии. Не­обходимо также иметь в виду, чтопри повышенных температурах нейтральные серосодержащие соединения могут разлагаться с выделением сероводорода и меркаптанов.

В технические требования на нефтепродукты введены следующие показатели.

Содержание серы нормируется для всех видов топлива, их компо­нентов, осветительных керосинов, бензинов-растворителей и некоторых нефтяных масел. Наиболее жесткие нормы по содержанию серы уста­новлены для карбюраторных и реактивных топлив и бензинов-растворителей (0,02 - 0,1%). Среднее положение по этому показателю занимают тракторные керосины и дизельные топлива (0,2 - 1%). Наибольшее со­держание серы допускается в котельном топливе (0,5 - 3,5%); поэтому сжигание сернистых мазутов проводят по специальным инструкциям во избежание отравления персонала дымовыми газами. Следует отметить, что для некоторых специальных масел (трансмиссионные, для гипоид­ных передач, для коробок передач и рулевого управления) и для смазочно-охлаждающей жидкости сульфофрезол нормируется не высший, а низший предел содержания серы (не менее 0,9 - 1,7%), так как при­сутствие серы в этих нефтепродуктах улучшает их специфические свой­ства (липкость, маслянистость).

Содержание сероводорода - качественная проба. Отсутствие серо­водорода нормируется для реактивных, дизельных и котельных топлив. Содержание меркаптановой серы для разных сортов реактивных топлив должно быть не более 0,001 - 0,005%, а для дизельных топлив - не бо­лее 0,01%.

Испытание на медную пластинку - качественная проба на свобод­ную серу и активные серосодержащие соединения. Это испытание на коррозию медной пластинки должны выдерживать карбюраторные, реактивные и дизельные топлива.

Испытание воздействия нефтепродукта на медную пластинку при повышенной температуре является весьма чувствительной качественной пробой на присутствие активных серосодержащих соединений (S и H₂S). Даже при очень малом содержании элементарной серы в бензине (0,00001%) медная пластинка, погруженная и этот бензин на 3 ч при 100°С, покрывается бледно-серыми пятнами. При большом содержании серы (тысячные доли процента) за 3 ч при нагреве до 50^оС пластинка покрывается черным налетом. Минимальное присутствие H₂S приводит в этих условиях к окрашиванию пластинки в серый цвет с красными разводами. Менее чувствительна пластинка к воздействию меркаптанов при 50°С.

 

3. Правила по технике безопасности:

Определение наличия серы и сернистых соединений в нефти и нефтепродуктах необходимо проводить с соблюдением мер безопасности. Не разливать нефтепродукты на рабочие поверхности. Не проводить выполнение работы вблизи открытых источников огня. Использовать защитные перчатки для рук. По окончании работы все отработанные нефтепродукты слить в специальные ёмкости.

4. Задание на выполнение лабораторной работы:

- определить наличие серы и сернистых соединений в нефтепродуктах с помощью медных пластинок;

- сопоставить полученные данные с ГОСТ, сделать вывод. (Марки испытуемых нефтепродуктов по заданию преподавателя).

 

5. Перечень используемого оборудования:

- термостат;

- щипцы;

- медные пластинки;

- стеклянные пробирки.

 

6. Содержание и форма отчета:

Отчет о выполненной работе должен включать следующие разделы:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Используемые нефтепродукты.

4. Схема установки и её описание.

5. Описание эксперимента и условия его проведения.

6. Экспериментальные данные и результаты их обработки.

7. Выводы по работе.

8. Перечень используемой литературы.

7. Порядок выполнения работы:

Для испытания по ГОСТ применяют отшлифованные пла­стинки из электролитной меди размером 40´10´2 мм.

– пластинки промыть спиртом или эфиром и высушить на фильтровальной бу­маге;

– нефильтрованный испытуемый нефтепродукт налить в пробирку высотой 140 – 150мм и диаметром 15 - 20мм примерно до половины ее высоты и туда же щипцами опустить подготовленную медную пластин­ку;

– пробирку закрыть пробкой и поместить в водяную баню, нагретую до 50^оС. Уровень воды в бане должен быть выше уровня топлива и пробирках;

– через 3ч пластинки вынуть и промы­ть в стаканчике подогретым ацетоном или спиртобензольной смесью.

Для каждого образца нефтепродукта проводят два параллельных испытания. Если после опыта медная пластинка хотя бы в одной из параллельных проб покрылась черными, темно-коричневыми или серо-стальными налетами и пятнами, то нефтепродукт считается не выдержавшим испытания и бракуется.

– результаты работы представить в виде вывода.

 

8. Вопросы теоретического коллоквиума:

1. Классификация нефтей по содержанию сернистых соединений.

2. Распределение сернистых соединений по фракциям нефти.

3. Типы серосодержащих соединений входящих в состав нефти.

4. Коррозионные свойства автобензинов, дизельных и реактивных топлив.

5. Коррозионные свойства котельных топлив и нефтяных масел.

6. Способы определения коррозионных свойств нефтепродуктов.

7. Способы улучшения коррозионных свойств нефтепродуктов.