RU2682570C1 - Способ определения серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах - Google Patents
Способ определения серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682570C1 RU2682570C1 RU2018116064A RU2018116064A RU2682570C1 RU 2682570 C1 RU2682570 C1 RU 2682570C1 RU 2018116064 A RU2018116064 A RU 2018116064A RU 2018116064 A RU2018116064 A RU 2018116064A RU 2682570 C1 RU2682570 C1 RU 2682570C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen
- sulfur
- acetone
- heptane
- vol
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 20
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 14
- PFRUBEOIWWEFOL-UHFFFAOYSA-N [N].[S] Chemical compound [N].[S] PFRUBEOIWWEFOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 10
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 20
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 13
- UGNWTBMOAKPKBL-UHFFFAOYSA-N tetrachloro-1,4-benzoquinone Chemical compound ClC1=C(Cl)C(=O)C(Cl)=C(Cl)C1=O UGNWTBMOAKPKBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 238000011002 quantification Methods 0.000 abstract description 7
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 abstract description 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- AFBPFSWMIHJQDM-UHFFFAOYSA-N N-methylaniline Chemical group CNC1=CC=CC=C1 AFBPFSWMIHJQDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- IYYZUPMFVPLQIF-UHFFFAOYSA-N dibenzothiophene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3SC2=C1 IYYZUPMFVPLQIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- JLTDJTHDQAWBAV-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylaniline Chemical compound CN(C)C1=CC=CC=C1 JLTDJTHDQAWBAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 8
- HNKJADCVZUBCPG-UHFFFAOYSA-N thioanisole Chemical compound CSC1=CC=CC=C1 HNKJADCVZUBCPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- -1 nitrogen-containing organic compounds Chemical class 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000004809 thin layer chromatography Methods 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical class S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 3
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001741 organic sulfur group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000506680 Haemulon melanurum Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003965 capillary gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- JYGYEBCBALMPDC-UHFFFAOYSA-N heptane;propan-2-one Chemical compound CC(C)=O.CCCCCCC JYGYEBCBALMPDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWHDXJHBFYQOTK-UHFFFAOYSA-N heptane;toluene Chemical compound CCCCCCC.CC1=CC=CC=C1 KWHDXJHBFYQOTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KDCIHNCMPUBDKT-UHFFFAOYSA-N hexane;propan-2-one Chemical compound CC(C)=O.CCCCCC KDCIHNCMPUBDKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N hydrochloric acid Substances Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical class [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/90—Plate chromatography, e.g. thin layer or paper chromatography
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области хроматографического анализа веществ и может быть использовано при разделении, идентификации и количественном определении серо- и азотсодержащих соединений органических соединений. Способ определения серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах заключается в том, что пробу анализируемого топлива и эталонные пробы групп серо- и азотсодержащих веществ и индивидуальных веществ в составе групп приводят в контакт с хроматографической пластиной со слоем адсорбента - силикагеля, пластину после контактирования помещают в хроматографическую камеру, насыщенную системой растворителей, в качестве которой используют смесь гептана и ацетона с содержанием гептана 50-99 об.%, ацетона 1-50 об.%, или гексана и ацетона с содержанием гексана 50-99 об.%, ацетона 1-50 об.%, или гептана и толуола с содержанием гептана 50-99 об.%, толуола 1-50 об.%, далее пластину равномерно опрыскивают насыщенным раствором хлоранила в хлороформе, высушивают, после чего, путем сопоставления спектров анализируемой пробы и эталонных проб, проводят идентификацию серо- и азотсодержащих соединений по профилям спектров, об их количественном содержании судят по интенсивности аналитического сигнала в каналах цветности. Техническим результатом является упрощение способа определения серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах и повышение достоверности идентификации и количественного определения. 6 ил.
Description
Изобретение относится к способам анализа материалов химическими и инструментальными способами с помощью химических индикаторов и портативных приборов, в частности к способу определения серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах, в частности автомобильных бензинах, дизельных топливах, топливах для реактивных двигателей.
Серосодержащие органические соединения являются природными компонентами сырой нефти. В процессе переработки нефти эти соединения попадают в нефтепродукты в различных концентрациях. Основными органическими серосодержащими соединениями, присутствующими в нефтепродуктах являются: меркаптаны R-SH, сульфиды и тиоэфиры R-S-R, тиофен C4H4S и его производные, производные тиофана, бициклические и полициклические серосодержащие соединения. Продукты горения этих соединений могут вызывать коррозию оборудования и загрязнять атмосферу, создавая экологические проблемы. Кроме того, присутствующие в топливах серосодержащие соединения, такие как меркаптаны (тиолы) и сероводород, отравляют каталитические нейтрализаторы автомобилей.
Природными компонентами нефти являются и некоторые азотсодержащие органические соединения. В связи с наличием у этой группы соединений антидетонационных свойств, их часто добавляют в топлива в виде присадок. Наиболее распространенное азотсодержащее соединение в автомобильном бензине - N-метиланилин (монометиланилин, ММА), который является антидетонационной присадкой и позволяет достичь значительного увеличения октанового числа. Однако, данное вещество обладает отрицательными свойствами: тормозит процесс горения топлива, что приводит к снижению экономичности двигателя, вызывает повышенные отложения в двигателе и износ деталей, повышает токсичность отработанных газов. По данным причинам содержание N-метиланилина в топливах и бензинах жестко нормируется и его количество необходимо контролировать.
Существуют стандартные методы определения серы путем сжигания в бомбе (ГОСТ 3877-88) или лампе (ГОСТ Р 51859-2002, ГОСТ 19121-73).
В первом методе навеску испытуемого продукта сжигают в калориметрической бомбе, заполненной сжатым кислородом. Получающуюся при сгорании двуокись серы поглощают предварительно залитой в бомбу щелочью, окисляют образовавшиеся сульфиты до сульфатов и затем определяют серу гравиметрически осаждением хлористым барием в виде BaSO4.
Недостаток данного метода заключается в невозможности использования последнего при анализе продуктов, содержащих элементы, при сжигании соединений которых образуются нерастворимые сульфаты, выделяющиеся на стадии осаждения. Этими элементами могут быть железо, алюминий, кальций, кремний, свинец, а также сульфид молибден. Нижний предел определения содержаний массовой доли серы составляет 0,1%. Так как максимальная навеска испытуемого образца не может быть более 0,8 г, в случае низкого содержания серы при определении последней могут быть допущены значительные ошибки.
В ламповом методе (ГОСТ Р 51859-2002) образец сжигают в замкнутой системе, используя лампу с хлопчатобумажным фитилем, в искусственной атмосфере, содержащей 30% об. кислорода и 70% об. углекислого газа для предотвращения образования окислов азота, которые вносят положительную погрешность в определение с использованием титриметрического метода. Образовавшуюся двуокись серы поглощают и окисляют до серной кислоты обработкой перекисью водорода. Раствор продувают воздухом для удаления растворенной двуокиси углерода. Серу определяют в виде сульфата титрованием стандартным раствором гидроокиси натрия, либо гравиметрически осаждением в виде BaSO4.
Недостатками указанного метода являются длительность и трудоемкость проведения анализа, а также наличие кислотобразующих соединений.
Инструментальный метод энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии (ГОСТ Р 51947-2002) обеспечивает быстрое и точное определение общей серы в нефтепродуктах, не требуя длительной пробоподготовки образца. Данный метод позволяет определить содержание серы от 0,015% до 5,00% в дизельном топливе, нафте, керосине, сырой нефти, бензине (неэтилированном) и других дистиллятных нефтепродуктах. При содержании в анализируемой пробе серы в количестве более 5%, данную пробу разбавляют таким образом, чтобы количество серы составляло 0,015%-5%. Недостатки метода заключаются в необходимости использования дорогостоящего оборудования и в невозможности использования последнего в точках отбора проб, например на АЗС.
Для определения N-метиланилина используют, в основном, газовую хроматографию (ГОСТ Р 32515-2013 Бензины автомобильные. Определение N-метиланилина методом капиллярной газовой хроматографии). Недостатки известного метода также заключаются в необходимости использования дорогостоящего оборудования и в невозможности использования последнего в точках отбора проб.
Известны способы качественного и количественного определения N-метиланилина с помощью тест-средств по изменению цвета индикатора (RU 2425366, 2011; RU 2489715, 2013). Недостатки этих методов заключаются в низкой чувствительности, а также в применении агрессивного реагента - соляной кислоты и дополнительной трудоемкой подготовке используемых в способах индикаторных полосок.
Общим недостатком всех перечисленных методов является отсутствие возможности одновременного определения в жидких углеводородных топливах серо- и азотсодержащих соединений.
Наиболее близким к описываемому изобретению является экспресс-метод определения содержания присадки N-метиланилина в углеводородных топливах с использованием тонкослойной хроматографии (Кузнецова О.Ю., Балак Г.М., Приваленко А.Н., Орешенков А.В. Новый экспресс-метод определения содержания присадки монометиланилин в углеводородных топливах с использованием тонкослойной хроматографии. Фундаментальные исследования, 2016, №8-1, с. 45-49).
Метод основан на отделении N-метиланилина от остальных компонентов топлив на пластине для тонкослойной хроматографии и последующем проявлении в УФ-свете или парами йода. Качественную идентификацию монометиланилина осуществляют по величине Rf=0,38±0,35, причем, по утверждению авторов, отклонение от заявленной величины Rf составляет почти 100% ((0,35/0,38)×100), что позволяет усомниться в достоверности идентификации. Кроме того, данный метод применим только для определения N-метиланилина в углеводородных топливах и не позволяет определять серосодержащие вещества. Описанный метод не может быть использован для групповой идентификации серо- и азотсодержащих веществ, а образующиеся продукты взаимодействия с йодом не содержат селективных признаков, позволяющих идентифицировать индивидуальные соединения. При количественном определении в известном способе используют хроматограмму, проявленную в парах йода, которую подвергают сканированию на планшетном сканере. В программе GIMP2.8 обработки изображений измеряют площадь прямоугольных фрагментов, описывающих пятна N-метиланилина, полученные при хроматографировании растворов известной концентрации. Градуировочную зависимость строят, используя зависимость площадей выделенных фрагментов от концентрации. При этом не ясно, вписанный в эллипс пятна или описанный вокруг эллипса прямоугольник используют для построения градуировочной зависимости. Недостаток метода также заключается в том, что он не позволяет одновременно проводить определение органических серо- и азотсодержащих соединений при их совместном присутствии в жидких углеводородных топливах. Используемые для идентификации соединений этим методом значения коэффициентов удерживания (Rf) могут меняться в зависимости от состава пробы. Так как у жидких топлив нет стандартизованного состава, данные изменения могут носить несистематический характер, что приводит к снижению достоверности полученных данных. Таким образом, известный способ недостаточно эффективен.
Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение является упрощение способа определения серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах за счет обеспечения одновременной идентификации и количественного определения как групп серо- и азотосодержащих соединений, так и индивидуальных веществ в составе групп в углеводородных топливах, повышение достоверности идентификации и количественного определения.
Указанная проблема решается описываемым способом определения серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах, заключающимся в том, что пробу анализируемого топлива и эталонные пробы групп серо- и азотсодержащих веществ и индивидуальных веществ в составе групп приводят в контакт с хроматографической пластиной со слоем адсорбента - силикагеля, пластину после контактирования помещают в хроматографическую камеру, насыщенную системой растворителей, в качестве которой используют смесь гептана и ацетона с содержанием гептана 50-99% об., ацетона 1-50% об., или гексана и ацетона с содержанием гексана 50-99% об., ацетона 1-50% об., или гептана и толуола с содержанием гептана 50-99% об., толуола 1-50% об., далее пластину равномерно опрыскивают насыщенным раствором хлоранила в хлороформе, высушивают, после чего, путем сопоставления спектров анализируемой пробы и эталонных проб, проводят идентификацию серо- и азотсодержащих соединений по профилям спектров, а об их количественном содержании судят по интенсивности аналитического сигнала в каналах цветности.
Достигаемый технический результат заключается в оптимизации состава используемых растворителей и сочетании видов оптического детектирования.
Сущность способа заключается в следующем.
Пробу анализируемого топлива, а также эталонные пробы групп серо-и азотсодержащих веществ и индивидуальных веществ в составе групп приводят в контакт с хроматографической пластиной со слоем адсорбента -силикагеля.
Пластину после контактирования помещают в хроматографическую камеру, насыщенную системой растворителей, в качестве которой используют смесь гептана и ацетона с содержанием гептана 50-99% об., ацетона 1-50% об., или гексана и ацетона с содержанием гексана 50-99% об., ацетона 1-50% об., или гептана и толуола с содержанием гептана 50-99% об., толуола 1-50% об..
Далее пластину равномерно опрыскивают насыщенным раствором хлоранила в хлороформе, высушивают, после чего, путем сопоставления спектров анализируемой пробы и эталонных проб, проводят идентификацию серо- и азотсодержащих соединений по профилям спектров при помощи портативного спектрофотометра, например ilPro («GretagMacbeth», Швейцария).
Количественное определение серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах проводят по интенсивности аналитических сигналов в каналах цветности при помощи сканера, например CanoScan LIDE 500F («Сапоп»).
При размерах пятен, меньших, чем апертура спектрофотометра, идентификацию и количественное определение производят по координатам цвета, сравнивая значения, полученные при исследовании проб и эталонов.
При размерах пятен, перекрывающих диаметр апертуры спектрофотометра, сравнению подвергают непосредственно профили спектров и их амплитудные значения в максимумах поглощения. По положению максимумов поглощения относительно шкалы длин волн проводят идентификацию соединений, а по сравнению величин амплитудных значений проб и эталонов определяют количество вещества в пробе.
Для разделения, идентификации и количественного определения азотсодержащих и серосодержащих органических соединений в жидких углеводородных топливах используют систему растворителей - смесь гептана и ацетона с содержанием гептана 50-99% об., преимущественно 92% об., ацетона 1-50% об., преимущественно 8% об. или смесь гексана и ацетона с содержанием гексана 50-99% об., преимущественно 96% об., ацетона 1-50% об., преимущественно 4% об., или смесь гептана и толуола с содержанием гептана 50-99% об., преимущественно 87% об., толуола 1-50% об., преимущественно 13% об..
Преимущество описываемого способа заключается также в возможности его использования в местах отбора проб исследуемого топлива.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение, но не ограничивающие его.
Пример 1. Разделение, идентификация и количественное определение серосодержащих и азотсодержащих органических соединений в жидких углеводородных топливах - дизельном топливе с использованием разделительной системы гептан-ацетон.
Для проведения измерений готовят модельные растворы серо- и азотсодержащих органических соединений в гексане с различными концентрациями. Известное количество серо- и азотсодержащих соединений растворяют в гексане, после чего путем разбавления готовят смеси с меньшими концентрациями. Для построения идентификационного ряда и градуировки готовят растворы с концентрациями серосодержащих соединений, % мас: 0,001; 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01 и концентрациями азотсодержащих соединений, % об.: 0,01; 0,03; 0,05; 0,08; 0,1.
Затем приготовленные растворы эталонных проб объемом 1-50 мкл с известными концентрациями серо- или азотсодержащих соединений, а также пробу исследуемого дизельного топлива объемом 1-50 мкл наносят отдельными пятнами на стартовую линию пластины ТСХ.
Для осуществления процесса разделения пластины с нанесенными образцами погружают нижним краем в хроматографическую камеру, на дно которой помещена используемая смесь гептана и ацетона с содержанием гептана 50-99% об., ацетона 1-50% об. (объем камеры должен быть насыщен парами растворителей) и хроматографируют. После высушивания элюента на воздухе пластины равномерно опрыскивают насыщенным раствором хлоранила в хлороформе, высушивают и после проявления пятен измеряют профили спектров и их амплитудные значения в максимумах светопоглощения при помощи портативного спектрофотометра, например ilPro («GretagMacbeth», Швейцария).
Далее измеряют интенсивность окраски пятен по интенсивности аналитического сигнала в каналах цветности в системе RGB при помощи сканера, например CanoScan LIDE 500F («Сапоп»). Сканируют хроматографические пластины со следующими параметрами сканирования: разрешение 1200 dpi, 48 бит/пиксель RGB. Полученные сканированием изображения окрашенных пятен анализируют по интенсивности в координатах R (красный), G (зеленый), В (синий). Для этого файлы открывают в графическом редакторе AdobePhotoshopCS6 Extended, выделяют овальный равномерно окрашенный участок пятна, выбирают команду «Гистограмма» и получают усредненное значение интенсивности для каждого из каналов «R», «G», «В». Например, значения абсолютной интенсивности окраски пятен дибензотиофена концентрацией 0,001%мас.составляют: R=240, G=216, В=199.
Значения измерений окрашенных пятен пробы исследуемого топлива, полученные цветометрическим и спектрофотометрическим методами, сопоставляют с градуировочными зависимостями эталонных проб, полученными аналогичными методами. Для количественного определения сопоставляют значения интенсивности определяемого соединения в исследуемом топливе со значениями интенсивности окраски пятен эталонных проб в каналах цветности RGB на хроматограммах.
Фиг. 1 иллюстрирует положение окрашенных пятен соединений на хроматорамме: N-монометиланилин (1), N,N-диметиланилин (2), додекантиол (3), метилфенилсульфид (4), дибензотиофен (5) с использованием системы растворителей - смесь гептана и ацетона, с содержанием гептана 96% об, ацетона 4% об.
Фиг. 2 иллюстрирует разделение окрашенных пятен метилфенилсульфида (1), дибензотиофена (2), N,N-диметиланилина (3) и N-метиланилина (4) на хроматорамме с использованием системы растворителей - смесь гептана и ацетона, с содержанием гептана 96% об., ацетона 4 об.%.
Фиг. 3 иллюстрирует профили спектров светопоглощения продуктов взаимодействия метилфенилсульфида с хлоранилом на поверхности сорбента пластины, зарегистрированные портативным спектрофотометром ilPro. Содержание общей серы, мг/кг: 100 (1); 75 (2); 50 (3); 25 (4); 10 (5).
Суммарное содержание серо- и азотсодержащих веществ при их разделении в виде окрашенных пятен равно сумме значений, найденных по градуировочным графикам индивидуальных веществ.
Максимальное светопоглощение пятен окрашенного соединения додекантиола с хлоранилом наблюдается при длине волны 530 нм вне зависимости от концентрации.
Пример 2. Разделение, идентификация и количественное определение серосодержащих и азотсодержащих органических соединений в жидких углеводородных топливах с использованием разделительной системы гексан-ацетон. В качестве указанного топлива используют бензин.
Пробы объемом 1-50 мкл приготовленных модельных растворов эталонных серо- и азотсодержащих органических соединений в гексане с различными концентрациями и исследуемого бензина наносят на стартовую линию пластины ТСХ аналогично примеру 1.
Для осуществления процесса разделения пластины с нанесенными образцами погружают нижним краем в хроматографическую камеру, на дно которой помещена используемая смесь гексана и ацетона с содержанием гексана 50-99% об., ацетона 1-50% об. (объем камеры должен быть насыщен парами растворителей) и хроматографируют.После высушивания элюента на воздухе пластины равномерно опрыскивают насыщенным раствором хлоранила в хлороформе, высушивают.
После проявления пятен для идентификации серо- и азотсодержащих веществ измеряют профили спектров продуктов реакции хлоранила с исследуемыми веществами спектрофотометрическим методом и их количественное содержание цветометрическим методом аналогично примеру 1. Например, значения абсолютной интенсивности окраски пятен N-метиланилина концентрацией 0,01% мае. составляют: R=114, G=95, В=88.
На фиг. 4 представлена хроматограмма разделения азот- и серосодержащих соединений в пробе бензина с использованием системы растворителей - смесь гексана и ацетона, с содержанием гексана 92% об., ацетона 8% об.: N-метиланилин (1), сумма серосодержащих соединений (2).
Фиг. 5 иллюстрирует профили спектров светопоглощения продуктов взаимодействия N-метиланилина с хлоранилом на поверхности сорбента пластины, зарегистрированные портативным спектрофотометром ilPro. Содержание N-метиланилина составляет, %масс: 0,1(1); 0,08 (2); 0,05 (3); 0. 03 (4); 0,01 (5).
Пример 3. Количественное определение азотсодержащих и серосодержащих органических соединений в углеводородном топливе с использованием разделительной системы гептан-толуол. В качестве углеводородного топлива используют бензин.
Пробы объемом 1-50 мкл приготовленных модельных растворов эталонных серо- и азотсодержащих органических соединений в гексане с различными концентрациями и исследуемого бензина наносят на стартовую линию пластины ТСХ аналогично примеру 1.
Для осуществления процесса разделения пластины с нанесенными образцами погружают нижним краем в хроматографическую камеру, на дно которой помещена используемая смесь гексана и ацетона с содержанием гептана 50-99% об., толуола 1-50% об. (объем камеры должен быть насыщен парами растворителей) и хроматографируют.После высушивания элюента на воздухе пластины равномерно опрыскивают насыщенным раствором хлоранила в хлороформе, высушивают.
После проявления пятен для идентификации серо- и азотсодержащих веществ измеряют профили спектров продуктов реакции хлоранила с исследуемыми веществами спектрофотометрическим методом и их количественное содержание цветометрическим методом аналогично примеру
1. Например, значения абсолютной интенсивности окраски пятен N,N-диметиланилина концентрацией 0,05% мае. составляют: R=203, G=215, В=237.
Фиг. 6 иллюстрирует положение окрашенных пятен соединений N-монометиланилина (1), N,N-диметиланилина (2), додекантиола (3), метилфенилсульфида (4), дибензотиофена (5) на хроматорамме с использованием системы растворителей - смеси гептана и толуола, с содержанием гептана 87 об%, ацетона 13 об%.
Проведение способа с использованием оговоренной системы растворителей в иных объемных соотношениях, входящих в заявленный интервал, приводят к аналогичным результатам.
Таким образом, из представленных данных следует, что описываемый способ обеспечивает одновременную идентификацию и количественное определение как групп серо- и азотосодержащих соединений, так и индивидуальных веществ в составе групп в углеводородных топливах, а также повышение достоверности идентификации и количественного определения.
Claims (1)
- Способ определения серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах, заключающийся в том, что пробу анализируемого топлива и эталонные пробы групп серо- и азотсодержащих веществ и индивидуальных веществ в составе групп приводят в контакт с хроматографической пластиной со слоем адсорбента - силикагеля, пластину после контактирования помещают в хроматографическую камеру, насыщенную системой растворителей, в качестве которой используют смесь гептана и ацетона с содержанием гептана 50-99 об.%, ацетона 1-50 об.%, или гексана и ацетона с содержанием гексана 50-99 об.%, ацетона 1-50 об.%, или гептана и толуола с содержанием гептана 50-99 об.%, толуола 1-50 об.%, далее пластину равномерно опрыскивают насыщенным раствором хлоранила в хлороформе, высушивают, после чего, путем сопоставления спектров анализируемой пробы и эталонных проб, проводят идентификацию серо- и азотсодержащих соединений по профилям спектров, а об их количественном содержании судят по интенсивности аналитического сигнала в каналах цветности.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018116064A RU2682570C1 (ru) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Способ определения серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018116064A RU2682570C1 (ru) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Способ определения серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682570C1 true RU2682570C1 (ru) | 2019-03-19 |
Family
ID=65805843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018116064A RU2682570C1 (ru) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Способ определения серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682570C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2721894C1 (ru) * | 2019-12-13 | 2020-05-25 | Публичное акционерное общество «СИБУР Холдинг» | Способ определения элементарной серы в углеводородных средах |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1436065A1 (ru) * | 1987-04-03 | 1988-11-07 | Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Гигиены И Токсикологии Пестицидов,Полимерных И Пластических Масс | Способ количественного определени производных пиразола в объектах биосферы |
| US5152177A (en) * | 1990-09-07 | 1992-10-06 | Conoco Inc. | Process for the detection and quantitation of corrosion and scale inhibitors in produced well fluids |
| RU2489715C1 (ru) * | 2012-09-18 | 2013-08-10 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" (ФАУ "25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России") | Способ определения монометиланилина в автомобильном бензине индикаторным тестовым средством |
| RU2617053C1 (ru) * | 2016-06-02 | 2017-04-19 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Способ определения содержания монометиланилина в углеводородных топливах |
| RU2649978C1 (ru) * | 2017-03-17 | 2018-04-06 | Алексей Георгиевич Дедов | Индикатор на носителе для определения содержания серосодержащих соединений в автомобильном топливе, способ определения содержания серосодержащих соединений в автомобильном топливе и способ получения индикатора на носителе |
-
2018
- 2018-04-27 RU RU2018116064A patent/RU2682570C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1436065A1 (ru) * | 1987-04-03 | 1988-11-07 | Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Гигиены И Токсикологии Пестицидов,Полимерных И Пластических Масс | Способ количественного определени производных пиразола в объектах биосферы |
| US5152177A (en) * | 1990-09-07 | 1992-10-06 | Conoco Inc. | Process for the detection and quantitation of corrosion and scale inhibitors in produced well fluids |
| RU2489715C1 (ru) * | 2012-09-18 | 2013-08-10 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" (ФАУ "25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России") | Способ определения монометиланилина в автомобильном бензине индикаторным тестовым средством |
| RU2617053C1 (ru) * | 2016-06-02 | 2017-04-19 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Способ определения содержания монометиланилина в углеводородных топливах |
| RU2649978C1 (ru) * | 2017-03-17 | 2018-04-06 | Алексей Георгиевич Дедов | Индикатор на носителе для определения содержания серосодержащих соединений в автомобильном топливе, способ определения содержания серосодержащих соединений в автомобильном топливе и способ получения индикатора на носителе |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2721894C1 (ru) * | 2019-12-13 | 2020-05-25 | Публичное акционерное общество «СИБУР Холдинг» | Способ определения элементарной серы в углеводородных средах |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kelly et al. | Prediction of gasoline octane numbers from near-infrared spectral features in the range 660-1215 nm | |
| Ruiz-Guerrero et al. | Comparison of comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled with sulfur-chemiluminescence detector to standard methods for speciation of sulfur-containing compounds in middle distillates | |
| US5744702A (en) | Method for analyzing total reactive sulfur | |
| US11719684B2 (en) | Elemental sulfur analysis in fluids | |
| RU2682570C1 (ru) | Способ определения серо- и азотсодержащих веществ в жидких углеводородных топливах | |
| CN112782146A (zh) | 一种基于拉曼光谱的汽油烯烃含量分析方法 | |
| US20160047789A1 (en) | Detection of trace polar compounds by optical sensors | |
| Cebolla et al. | Quantitative applications of fluorescence and ultraviolet scanning densitometry for compositional analysis of petroleum products in thin-layer chromatography | |
| Quimby et al. | Improved measurement of sulfur and nitrogen compounds in refinery liquids using gas chromatography—atomic emission detection | |
| CA2329818C (en) | Method for analyzing total reactive sulfur | |
| RU2310832C1 (ru) | Способ определения октанового числа автомобильных бензинов | |
| RU2304281C1 (ru) | Способ определения количества присадки детерсол-140 в моторных маслах для автомобильной техники | |
| RU2617053C1 (ru) | Способ определения содержания монометиланилина в углеводородных топливах | |
| Murillo et al. | Determination of sulfur in crude oils and related materials with a Parr bomb digestion method and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry | |
| RU2548724C1 (ru) | Способ определения содержания монометиланилина в углеводородных топливах индикаторным тестовым средством и индикаторное тестовое средство для его осуществления | |
| Belyaeva et al. | Colorimetric determination of N-methylaniline in hydrocarbon media | |
| Navas et al. | Chemiluminescent methods in petroleum products analysis | |
| Insausti et al. | Determination of 2-ethylhexyl nitrate in diesel oil using a single excitation emission fluorescence spectra (EEF) and chemometrics analysis | |
| dos Santos et al. | Fuel quality monitoring by color detection | |
| RU2795820C1 (ru) | Способ определения октановых чисел многокомпонентных углеводородных смесей | |
| RU2721894C1 (ru) | Способ определения элементарной серы в углеводородных средах | |
| RU2315297C1 (ru) | Способ определения сероводорода и меркаптанов в углеводородных газах для проведения технологического контроля | |
| Hall | Polarographic determination of dissolved oxygen in petroleum fractions | |
| Almajidi | New Coulometeric Method for Determination of the Chemical Compositions of Refinery Waste | |
| CA2263109C (en) | Method for analyzing total reactive sulfur |