Автоматизированные титраторы от Mettler Toledo: бескомпромиссная точность для анализа нефтепродуктов
В нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности одной из важнейших задач является определение показателей качества нефти и нефтепродуктов по стандартным методам. Чаще всего к таким показателям относятся кислотное и щелочное число, содержание органических хлоридов, хлористых солей, сероводорода и меркаптановой серы, содержание влаги и т. д. Ведущий производитель лабораторного оборудования Mettler Toledo (Швейцария) предлагает готовые решения для определения показателей качества нефти и нефтепродуктов в соответствии с национальными и международными стандартами (ДСТУ, ASTM, UOP, IP и DIN).
Автоматические титраторы Mettler Toledo позволяют увеличить производительность лаборатории при анализе нефтепродуктов в соответствии с действующими нормами. Далее подробнее рассмотрим, какие именно показатели можно определить.
Кислотное и щелочное числа нефтепродуктов (TAN / TBN) – важнейшие показатели качества для горюче-смазочных материалов и продуктов нефтепереработки. Титратор автоматически определяет точки эквивалентности. Если же таковые не найдены, прибор определяет конечные точки, соответствующие значениям потенциала в стандартных буферных растворах, чем обеспечивает непревзойденную точность и скорость анализа. Специальный электрод для определения кислотных и щелочных чисел с увеличенной поверхностью мембраны и подвижной диафрагмой помогает быстро и точно проводить титрование в неводной среде.
Анализ проводится в соответствии с ДСТУ ISO 6618, ДСТУ 5094, ДСТУ ISO 3771, ДСТУ 7688, ГОСТ 11362, ASTM D664, ASTM D974, ASTM D4 D3242, IP177 и т. д.
Сероводород и меркаптаны в нефтепродуктах
Сера и ее соединения часто присутствуют в нефти. Основная часть серы в нефти представлена в виде ее органических соединений: меркаптанов, сульфидов, дисульфидов, циклических сульфидов. В малых количествах в нефти встречаются свободная сера и сероводород.
Соединения серы в нефти обычно оказывают негативное влияние на оборудование для ее транспортировки и переработки, а также снижают качество конечных продуктов. К примеру, высокосернистый бензин вызывает отложения в двигателях внутреннего сгорания и повышает износ их частей и механизмов. Поэтому точное определение количества серы и ее соединений в нефти и нефтепродуктах – одна из важнейших задач лабораторного контроля.
ГОСТ 17323, UOP 163 и ASTM D3237 регламентируют анализ содержания меркаптановой и сероводородной серы в дизельном и реактивном топливе, бензинах и других жидких нефтепродуктах методом потенциометрического титрования. Эти стандарты могут быть реализованы с помощью автоматических титраторов Mettler Toledo.
Во всех вышеуказанных методах в качестве титранта или его основы используется раствор азотнокислого серебра AgNO3 0,01н. За растворитель берутся спирто-толуольная смесь и ацетат натрия (при работе по ГОСТ 17323) или 2-пропанол (в соответствии с ASTM D 3227 и UOP 163). В зависимости от растворителя в титрант могут вводить добавку аммиака, получая тем самым комплекс азотнокислого аммиаката серебра [Ag(NH3)4]NO3, стабильного в щелочной среде, как, например, при работе по ГОСТ 17323. А по методу UOP 163 вместо ацетата натрия для создания щелочной среды используют гидроксид аммония.
Во всех случаях объем титранта, который пошел на титрование, определяют потенциометрически по показаниям сульфидсеребряного электрода. Титратор автоматически обрабатывает полученную кривую титрования и рассчитывает требуемую величину согласно формуле, указанной стандартом. Для работы с ASTM D3227, UOP 163 и ГОСТ 17323 (метод Б) можно использовать комбинированный электрод DMi148-SC со стеклянным элементом сравнения или электродную пару Ag850-DG300. Для работы по ГОСТ 17323 (метод А) рекомендуется использовать комбинированный электрод DM405-SC или электродную пару Ag850-DX200.
Содержание серы также является важным показателем качества для жидкого топлива и сжиженных газов. В соответствии с ГОСТ 22985 для определения содержания сероводорода и меркаптановой серы проводится поглощение серосодержащих компонентов газа растворами углекислого натрия и гидроксида натрия и дальнейшее потенциометрическое титрования сульфида и меркаптидов натрия азотнокислым аммиакатом серебра. Контроль над процессом титрования осуществляют с помощью электродного пара из измерительного сульфид-серебряного электрода и хлор-серебряного электрода сравнения.
Кроме методов, определенных стандартами выше, с использованием титраторов также можно определять содержание сероводородов и меркаптановой серы в соответствии со стандартами ДСТУ ISO 6326, ГОСТ 22985, ГОСТ 22387.2, ASTM D3227, ISO301.
Хлорорганические соединения в нефти
Появление в составе нефти летучих хлорорганических углеводородов вызывает отравление катализаторов и коррозию технологического оборудования при дальнейшей переработке на нефтеперерабатывающих заводах. Для обеспечения необходимого качества нефти нужно количественно определять содержание органических хлоридов. Один из наиболее удобных и точных методов анализа – потенциометрическое титрование по ASTM D4929 (метод А). Методика анализа предусматривает анализ органических хлоридов в лигроине, фракции, которая выкипает из нефти при температуре до 204 °С.
Лигроиновую фракцию промывают щелочью до удаления сероводорода. Затем промывают водой до удаления неорганических соединений хлора. Промытую лигроиновую фракцию восстанавливают дифенилом натрия в диметиловом эфире этиленгликоля, который преобразует органически связанные галогены в неорганические галлоиды. Далее проводят экстракцию, полученную водную фазу упаривают и проводят потенциометрическое титрование раствором нитрата серебра. В индикации используют электродный пар из серебряно-хлорсеребряного и стеклянного электрода или комбинированный электрод. Автоматический титратор определяет точку окончания титрования и автоматически рассчитывает количество органических хлоридов в нефти.
Содержание воды
Вода сопровождает нефть на всех этапах, начиная с добычи и транспортировки и заканчивая ее переработкой. Вода в нефти и нефтепродуктах может быть в виде суспензии, и тогда она легко отслаивается, или в виде стойкой эмульсии, защитные пленки которой образуются солями нефтяных кислот, и тогда прибегают к особым способам обезвоживания. Количество воды в нефти является основной поправкой относительно массы нетто нефти. Также это один из основных показателей качества, наряду с количеством механических примесей, хлорсодержащих и серосодержащих соединений. Содержание воды в нефти крайне нежелательно.
В процессе переработки сильно насыщенной водой нефти возникает опасность разрушения оборудования и аппаратуры вследствие образования повышенных давлений и высокой скорости коррозии. А наличие воды в автомобильных, авиационных и других топливах, смазочных материалах абсолютно недопустимо, поскольку может привести к трагическим последствиям. Это, однако, не означает, что нефтепродукты абсолютно свободны от влаги из-за технологических трудностей обезвоживания. В связи с этим контроль над количеством воды – одна из важнейших задач на предприятиях нефтяной отрасли. Содержание воды в смазке усиливает ее склонность к окислению, ускоряет процесс коррозии металлических деталей, контактирующих со смазкой. Итак, вода отрицательно влияет как на процесс переработки нефти, так и на эксплуатационные свойства нефтепродуктов, и количество ее должно строго нормироваться. Метод Карла Фишера – один из наиболее удобных и надежных методов определения воды в нефти, нефтепродуктах и других органических жидкостях. На автоматических титраторах Mettler Toledo этот метод доведен до совершенства, потому позволяет выполнять анализ легко, надежно и точно нажатием всего одной клавиши.
Mettler Toledo предлагает автоматические титраторы серии V (V30S, V20S, V10S) для выполнения классического волюмометрического титрования методом Фишера в соответствии с требованиями ASTM D4377, ASTM D1364, ASTM E203, ISO 10336. Эти приборы способны определить воду в диапазоне 0,01 до 100 %.
Для работы с продуктами нефтепереработки или сжиженными углеводородами Mettler Toledo может предложить кулонометрические титраторы серии С (C10S, C20S, C30S) в модификации генерирующего электрода с диафрагмой и без диафрагмы. Эти приборы работают с образцами, содержание воды в которых находится в пределах от 1 ppm до 5 %.
В основе кулонометрического способа титрования по методу Карла Фишера лежит генерация йода в ячейке титрования из йодистого калия путем анодного окисления. Содержание воды в анализируемой пробе прямо пропорционально количеству электричества, прошедшему через ячейку до остановки анализа. Кулонометрический титратор постоянно информирует о ходе текущих операций. Все необходимые операции (например, определение образца или дрейфа) запускаются нажатием одной клавиши. Благодаря сенсорному дисплею и интуитивно понятному интерфейсу рассчитать оптимальный размер образца с учетом ожидаемого содержания воды очень легко. Для стабильного получения воспроизводимых результатов необходимо регулярно проводить замену растворителя, с чем помогают система Solvent Control и модуль Solvent Manager. Системы автоматически контролируют и проводят замену растворителя. Обычно для стандартной работы титраторы кулонометрические комплектуются обычным (без диафрагмы) генерирующим электродом. В случаях, когда необходима максимально высокая точность при анализе образцов с содержанием воды менее 50 ppm, применяют электроды с диафрагмой.
Определение содержания воды кулонометрическим методом Карла Фишера осуществляется согласно ДСТУ ISO 12937, ДСТУ ISO 10101, ASTM D4928, ASTM D6304, ASTM D1123, ASTM 1064, IP 386.
Бромные числа и индексы
Продукты первичной переработки, содержащие незначительное количество ненасыщенных углеводородов, окисляются значительно тяжелее, чем продукты крекинга и светлые нефтепродукты, содержащие ненасыщенные углеводороды. В процессе окисления бензина и особенно крекинг-бензинов, содержащих ненасыщенные соединения, накапливаются перекиси и органические кислоты, вызывающие коррозию металлов. Причем чем больше и глубже происходит процесс окисления, тем сильнее коррозия. Это приводит к повышенному износу частей и механизмов двигателей внутреннего сгорания и других агрегатов. Бромные числа и бромные индексы являются мерой концентрации ненасыщенных соединений в топливах, потому это важный показатель качества. Титраторы Mettler Toledo позволяют полностью автоматизировать титрование по ДСТУ ГОСТ 33550, ДСТУ 4402, ASTM D2710, ASTM D1159 и UOP304.
Анализ пластовых вод
Доукомплектация титраторов Mettler Toledo ион-селективными электродами позволяет проводить шестикомпонентный анализ пластовых и закачиваемых вод с определением содержания солей серной кислоты, натрия, кальция, магния, солей угольной кислоты, хлора в пересчете на соответствующие ионы.
Mettler Toledo: оптимальные решения для титрования любой сложности
Среди разнообразия титраторов Mettler Toledo Вы всегда сможете выбрать именно тот, который удовлетворит Ваши потребности.
Модели серии Compact позволяют проводить отдельно потенциометрическое титрование (G10S, G20S), волюмометрическое титрование по Карлу Фишеру (V10S, V20S, V30S) и кулонометрическое титрование по Карлу Фишеру (C10S, C20S, C30S).
Титраторы серии Excellence T5, T7 и Т9 способны выполнить как обычное потенциометрическое титрование, так и титрование по кулонометрическому или волюмометрическому методу Карла Фишера.
Работа на титраторах Mettler Toledo позволяет получать точные результаты при максимальном соответствии требованиям стандартов, простоте управления и автоматизации процессов. Преимущества автоматизации процесса титрования бесспорны – это объективность, точность, удобство и продуктивность.
Встроенные функции расчета и статистической обработки результатов, эргономичный дизайн и простое управление, справочная информация и подсказки – все это делает выполнение сложных методик анализа нефтепродуктов доступным любому химику-оператору, а также помогает достичь высокой прецизионности.
Титратор автоматически распознает подключенные бюретки и электроды. Это исключает ошибки, упрощает и ускоряет работу. Вы можете передать массу или объем анализируемого образца на титратор тремя разными способами: ввести вручную с помощью сенсорного терминала, передать автоматически с весов, подключенных к титратору через кабель, или считывать информацию с радиочастотной метки, наклеенной на титрационную емкость с помощью специального встроенного в корпус титратора сканера SmartSample.
Управление титратором, сохранение первичных данных и отчетов об анализах может осуществляться с ПК при помощи удобного программного обеспечения LabX, что позволяет экспортировать данные в информационную сеть предприятия или лабораторную информационную систему (LIMS). Работа титратора под управлением ПО LabX полностью отвечает требованиям ДСТУ EN ISO / IEC 17025:2019.
Для самых требовательных пользователей Mettler Toledo предлагает решение по полной автоматизации процесса титрования при помощи систем автоматической подачи образцов, промывки, кондиционирования, параллельного титрования.
Специалисты ООО «Химлаборреактив» помогут подобрать необходимое оборудование, предоставят все необходимые консультации, полную методическую поддержку, а также настроят оборудование по месту установки.
Наталья Лебедева,
ведущий специалист отдела общелабораторного оборудования ХЛР
