Методи за определяне съдържанието на вода в масло
Методите за определяне на вода в нефт и нефтопродукти се разделят на две групи: качествени и количествени.
Качественото тестваневи позволява да определите не само емулсия, но и разтворена вода. Тези методи включват тестове за прозрачност, Clifford, кракел (най-често срещаните) и тестове за реактивна хартия. Първите два от тези методи се използват за определяне на вода в чисти петролни продукти.
а)Тест на Клифърд. Методът е приложим само за леки нефтопродукти - газови кондензати, бензини, керосини, реактивни и дизелови горива. Тестовият маслен продукт се разклаща в делителна фуния с прахообразен калиев перманганат. В присъствието на вода маслото става розово.
Количественотоопределяне на вода в нефтопродукти и масло най-често се извършва с помощта на методи:
а)дестилация(Dean-Stark),която се състои в нагряване на пробата в колба под обратен хладник в присъствието на несмесващ се с вода разтворител, който се дестилира заедно с водата в пробата, докато кондензираната вода се събира в градуираната част на уловителя (Dean-Stark) и разтворителят се връща в колбата. Метод на Dean-Stark за определяне на водата с използване на екстракционно-дестилационен апарат за определяне на вода в суров нефт. ASTM D4006 се различава от подобни методи ASTM D95, GOST R 51946 главно по това, че в горната част на хладилника Liebig е монтирана тръба за изсушаване, за да се предотврати кондензация на влага и се използва промиване с ксилен за прехвърляне на влагата, кондензирана по стените на хладилника.
Методът не е приложим за определяне на разтворена вода или вода, присъстваща в количества по-малки от 0,5 об. За товаизползват се по-точни методи, например газометрични.
Ориз. Устройство за определяне на съдържанието на вода в масло и n / продукти: 1 - колба; 2 – приставка на Дийн–Старк; 3-хладилник (обратно)
б)газометричен метод- химично взаимодействие на вода, присъстваща в масло (нефтопродукт) с реагенти (метален натрий, калций, калциев хидрид, реактив на Карл-Фишер), придружено от отделяне на водород.
Областта (газометричен метод) за определяне на водното съдържание се отнася до международния стандарт ISO 9114, приложим, когато водното съдържание в суровия нефт е от 0,05 до 2% vol. в случаите, когато не е възможно да се използват лабораторни методи. Същността на метода е, че пробата първо се хомогенизира с миксер, взема се аликвотна част и се прехвърля в реакционен съд, където водата реагира с калциев хидрид (CaH2) или алкални метали (натрий, калций), след което се измерва обемът на отделения водород:
CaH2+ 2H2O = Ca(OH)2+ H2
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Ca+ 2H2O=Ca(OH)2+H2
c)Определяне на вода и утайка в суров нефт чрез центрофугиранесъгласно ASTM D 96, D 91. Центрофугата с контролирана температура е оборудвана с ротор за четири епруветки от 100 ml. Температурен диапазон +5. +70°С/ 1°C. Вграден таймер 1–60 мин.
Определяне на съдържанието (%) на вода в масло. Единици
Сондажната вода е постоянен спътник на петрола, значително количество от него създава големи проблемипо време на работа на оборудване, рафиниране на нефт, изгаряне на гориво в двигатели и горелки. Наличието на вода в моторните горива, смазочните масла е крайно нежелателно. Съдържанието на вода в смазочните масла повишава склонността им към окисляване и ускорява корозията на металните повърхности в контакт с маслото. Наличието на вода в моторните горива може да доведе до спиране на горивото при ниски температури поради запушване на горивните филтри с ледени кристали.
Методите за определяне на вода в нефт и нефтопродукти могат да бъдат разделени на две групи: качествени и количествени.
Качественитетестове позволяват да се определи не само емулсията, но и разтворената вода. Тези методи включват тестове за прозрачност, Clifford, кракел и реактивна хартия. Първите два от тези методи се използват за определяне на вода в чисти петролни продукти. Най-често използваният метод за качествено определяне на вода е тестът за пукане.
Друга група методи се основават на използването на химичните и физикохимичните свойства на самата вода. Те включват например метода на титруване с реактив на Фишер, метода на калциев хидрид и др.
Съществуващите количествени методи за определяне на вода в течни продукти освен това се разделят на преки и непреки. Директните методи включват метода на Дийн и Старк, титруване с реактив на Фишер, метод на калциев хидрид и центрофугиране, косвените методи включват IR спектрофотометрия, кондуктометрия, колориметрия и др.
а) Тест на Клифърд. Методът е приложим само за леки нефтопродукти - бензини, керосини, дизелови горива, реактивни горива. Тестовият маслен продукт се разклаща в делителна фуния с прахообразен калиев перманганат. Оцветяването се получава, когато има вода.маслен продукт в розови цветове.
б) Тест за напукване. Проба от нефтения продукт се нагрява в стъклена епруветка до предварително определена температура. Следите от влага в нефтения продукт преминават в парообразно състояние. При по-нататъшно нагряване парните мехурчета, издигащи се на повърхността на маслото, се пукат и пукат.
Важен показател за маслените емулсии е тяхната стабилност, т.е. способността да не се разпадат дълго време. Агрегативната стабилност на маслените емулсии се измерва с продължителността на тяхното съществуване и за различните маслени емулсии варира от няколко секунди до няколко часа и дори месеци. Стабилността на емулсиите масло-вода зависи от редица фактори, включително наличието на вещества, наречени емулгатори в тях. Тези вещества, адсорбирани върху повърхността, намаляват напрежението на повърхността и по този начин повишават нейната стабилност. Известно е, че десетки подобни вещества се намират в маслата. Повечето от тях принадлежат към класа на повърхностноактивните вещества. Такива компоненти на маслото са различни петролни киселини, смолисти съединения.
Заколичественоопределяне на вода в масла се използва методът на Дийн и Старк, приет като стандарт (GOST 2477-65).
Измервател на водното съдържание:
1. Облодънна колба 200-250 мл
2. Дюза на Дийн-Старк
3. Хладилник (обратно)
Същността на определението се състои в дестилацията на вода от масло със специален разтворител и последващото им разделяне в градуиран приемник на два слоя. Разтворителят не трябва да съдържа примеси от водна утайка. Като разтворител можете да използвате бензин от права дестилация (Tbp = 100-140 o C), петролен дестилат (Tbp = 100-200 o C), съдържащ неповече от 3% ароматни въглеводороди, изооктан, толуен. Преди анализ маслото се разбърква добре чрез разклащане в продължение на 5 минути, вискозни и парафинови масла се загряват предварително до 40-50 o C. След това се взема проба масло от 100 g (или 100 cm 3), добавят се 100 ml разтворител и съдържанието се смесва. Колбата (1) е прикрепена към приемника-уловител (дюза на Дийн-Старк) (2) и хладилника (3). Колбата със съдържанието се нагрява до кипене и се извършва дестилация, докато обемът на долната водна фаза в приемника-уловител спре да се увеличава, докато горният слой на разтворителя трябва да стане напълно прозрачен. Времето за дестилация е 30-60 минути. Капките вода, останали по стените на хладилника, се събират заедно или се отмиват с разтворител в капан. Измерва се количеството вода в уловителя и се изчислява масовата (X) или обемната (X1) част от водата в %: