СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ В СТАБИЛЬНЫХ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЯХ Российский патент 2018 года по МПК G01N30/10 G01N30/68 

Описание патента на изобретение RU2656132C2

Изобретение относится к области аналитической химии применительно к газовой и нефтяной промышленности и может быть использовано для анализа стабильных газоконденсатных фракций, широких фракций легких углеводородов, прочих технологических углеводородных жидкостей. Способ можно использовать для определения диэтиленгликоля (далее ДЭГ) в товарных нефтепродуктах (бензинах, керосинах, др.).

ДЭГ широко применяется в газовой промышленности для осушки природного газа. Применение диэтиленгликоля для осушки газа обусловлено его высокой гигроскопичностью, стойкостью к нагреву и химическому разложению, низким давлением пара и доступностью при сравнительно невысокой стоимости. При эксплуатации газотранспортной системы примеси ДЭГ содержатся во всех выделяющихся жидких углеводородных фракциях.

Большинство известных методов определения ДЭГ разработано и описано для водных растворов. Наиболее распространенные приведены ниже.

Известно определение ДЭГ методом йодометрического титрования [1] (О.Н. Дымент, К.С. Казанский, A.M. Мирошников «Гликоли и другие производные окисей этилена и пропилена», М., Химия, 1976 г., с. 339-340). Метод основан на окислении гликоля до формальдегида периодатом натрия с его последующим флуориметрическим или фотометрическим определением.

Используется также газохроматографическое определение диэтиленгликоля [2] (ГОСТ 19710-83 Этиленгликоль. Технические условия. – М.: Стандартинформ, 2006 г.). Для анализа используется насадочная колонка с полиэтиленгликолем в качестве неподвижной жидкой фазы на полисорбе в изотермическом режиме с последующим детектированием на пламенно-ионизационном детекторе (далее ПИД).

Описано определение диэтиленгликоля и метанола методом переменнотоковой полярографии в сточных водах предприятий газовой промышленности [3] (А.В. Павлюк, диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук «Вольтамперометрическое определение метанола и диэтиленгликоля в сточных водах предприятий газовой промышленности», М., РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003 г.).

Известен способ совместного определения диэтиленгликоля и метанола в природных и сточных водах методом жидкостной хроматографии [4] (патент RU 2491544). Определение проводится с разделением указанных компонентов на хроматографической колонке в токе элюента, представляющего собой раствор серной кислоты в деионизованной воде; регистрацией рефрактометрическим детектором разности показателей преломления раствора элюента и растворов, содержащих искомые компоненты, и обработкой результатов измерений методом абсолютной градуировки.

Все описанные методы применяются лишь к водным средам, содержащим ДЭГ. Из анализа литературных данных по методам определения ДЭГ видно, что существующие способы достаточно трудоемки, требуют сложной пробоподготовки и аппаратуры, продолжительны по времени.

Для углеводородных жидкостей известен способ определения ДЭГ в газоконденсате косвенным методом при совместном присутствии с метанолом. Определение основано на экстракции метанола и ДЭГ водой с последующей разгонкой экстракта в аппарате для разгонки по Энглеру. Отгон, представляющий собой раствор метанола в воде, анализируют газохроматографическим методом. Концентрацию ДЭГ вычисляют из разницы объемов экстракта и отгона в пересчете на объем пробы конденсата [5] (Н.В. Жданова, А.Л. Халиф «Осушка углеводородных газов», М., Химия, 1984, с. 178).

Однако реализация такого способа не обеспечивает получение точных результатов определения ДЭГ. Способ продолжителен во времени, не удобен в реализации, пригоден лишь для высоких концентраций ДЭГ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу определения концентрации диэтиленгликоля в стабильных жидких углеводородных фракциях является способ, заключающийся в том, что пары ДЭГ из природного газа предварительно концентрируют с использованием аэрозольных, стекловолоконных фильтров или сорбционных трубок с силикагелем и затем экстрагированием переводят в водные растворы [6] (СТО Газпром 5.47-2014 «Газ горючий природный. Определение массовой концентрации диэтиленгликоля хроматографическим методом»). Массовую концентрацию ДЭГ в природном газе устанавливают по результатам определения его в водных экстрактах методом газовой хроматографии по предварительно установленной градуировочной зависимости с использованием градуировочных растворов ДЭГ в воде.

Недостатком известного способа является то, что описанный способ концентрирования примесей ДЭГ и его экстракции непригоден к применению для жидких углеводоров.

Задачей настоящего изобретения является установление способа определения концентрации диэтиленгликоля в жидких углеводородных фракциях в диапазоне концентраций (0,015-6,0) мг/г или (0,01-4,0) мг/дм3.

Способ определения концентрации диэтиленгликоля в жидких углеводородных фракциях заключается в экстракции ДЭГ из пробы водой, отделении водной фазы от углеводородной сепарацией и последующем анализе экстракта методом газовой хроматографии. Массовую концентрацию ДЭГ в углеводородной фракции вычисляют из значения его содержания в экстракте, рассчитанного методом абсолютной градуировки по площади пика выходного сигнала.

Сущность данного изобретения состоит в том, что заявляемый способ определения концентрации диэтиленгликоля в стабильных жидких углеводородных фракциях, заключающийся в том, что анализ содержания диэтиленгликоля проводится хроматографическим методом с пламенно-ионизационным детектором, отличается тем, что в качестве пробоподготовки проводится экстракция диэтиленгликоля из углеводородной фракции дистиллированной водой, отделение водной фазы от углеводородной сепарацией и последующий анализ экстракта методом газовой хроматографии, при этом массовую концентрацию диэтиленгликоля в углеводородной фракции вычисляют из значения его содержания в экстракте, рассчитанного методом абсолютной градуировки по площади пика выходного сигнала.

Способ определения концентрации диэтиленгликоля в жидких углеводородных фракциях осуществляют следующим образом.

Из углеводородного сырья отбирается проба в объеме 50-100 см3, которая используется для экстракции ДЭГ. Отобранную пробу помещают в предварительно взвешенную (mв) делительную воронку такой емкости, чтобы объем углеводородной жидкости (Vпр) составлял 25-30% от объема воронки. Воронку с пробой взвешивают и вычисляют массу взятой для анализа пробы по формуле:

mпр=mпр+в-mв,

где mв - масса пустой делительной воронки, г;

mпр+в - масса делительной воронки с пробой, г;

mпр - масса пробы, взятой для анализа, г.

Затем в воронку приливается равный пробе объем дистиллированной воды (VH2O).

Смесь интенсивно встряхивают в течение 30 минут. После отстаивания в течение 1 часа слои разделяют. Экстракт (водный слой) собирают в сухую колбу с пробкой.

Экстракт анализируют на содержание ДЭГ газохроматографическим методом.

Анализ проводится на газовом хроматографе с пламенно-ионизационным детектором на колонке, обеспечивающей полное разделение хроматографических пиков ДЭГ и воды. Предпочтение стоит отдавать капиллярным колонкам с высокополярной неподвижной жидкой фазой (например, с полиэтиленгликолем). Возможно использование насадочных колонок, например, с твердой фазой Хроматон N-AW HMDS и жидкой фазой CARBOWAX 20М (ПЭГ-20000). Могут быть использованы в качестве носителей высокопористые сетчатые сополимеры дивинилбензола со стиролом - поропаки и полисорбы.

Установление градуировочной зависимости проводится с использованием градуировочных растворов ДЭГ в воде. Для приготовления используется ДЭГ марки А по ГОСТ 10136 (массовая доля ДЭГ не менее 99,5% масс.) [7] (ГОСТ 10136-77 Диэтиленгликоль. Технические условия. - М., Издательство стандартов, 1994 г.), либо другой с метрологическими характеристиками не хуже указанного.

Серию градуировочных растворов готовят из основного раствора ДЭГ в воде с массовой концентрацией 100±5 мг/см3 соответствующим разбавлением.

Пример серии градуировочных растворов ДЭГ в воде, приготовленных в мерных колбах объемом 100 см3, приведен в таблице:

Для построения градуировочной зависимости проводят анализ серии градуировочных растворов в условиях, обеспечивающих полное разделение компонентов.

Пример условий хроматографического анализа для капиллярной колонки приведен ниже:

- расход газа-носителя (гелий) - 10 см3/мин

- расход воздуха - 300 см3/мин

- расход водорода - 30 см3/мин

- температура ПИД - 250°С

- начальная температура - 80°С

- скорость подъема температуры термостата колонок - 10°С/мин

- конечная температура - 160°С

- температура испарителя - 220°С

- объем пробы - 1 мкл.

Соотношение регистрируемого выходного сигнала (высоты пика ДЭГ) и шумового сигнала нулевой линии должно быть не менее 5.

По полученной серии значений площади пиков ДЭГ (для каждого градуировочного раствора) строится линейная градуировочная зависимость в координатах «площадь пика - концентрация ДЭГ в растворе» вида y=kx и устанавливается численное значение градуировочного коэффициента K из формулы:

К=СГДЭГ/SГДЭГ.

Хроматографический анализ экстракта ДЭГ проводится в тех же условиях, что и определение градуировочной зависимости. Анализ одной пробы проводится не менее 2 раз, рассчитывается среднее значение площади пика (SсрДЭГ). Концентрация ДЭГ в экстракте рассчитывается по формуле:

СДЭГ=К⋅SсрДЭГ, мг/см3

Массовая концентрация ДЭГ в пробе углеводородного сырья рассчитывается по формуле:

или

За результат определения массовой концентрации ДЭГ в углеводородной жидкой фракции принимается среднее арифметическое из результатов анализа параллельных проб.

Таким образом, заявляемый способ позволяет решить задачу определения концентрации диэтиленгликоля в стабильных жидких углеводородных фракциях, не сложен в реализации, обеспечивает соответствие современным требованиям к химическому анализу, быстроту, точность, экономичность определения содержания ДЭГ.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. О.Н. Дымент, К.С. Казанский, A.M. Мирошников «Гликоли и другие производные окисей этилена и пропилена», М., Химия, 1976 г., с. 339-340.

2. ГОСТ 19710-83. Этиленгликоль. Технические условия. – М.: Стандартинформ, 2006.

3. А.В. Павлюк, диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук «Вольтамперометрическое определение метанола и диэтиленгликоля в сточных водах предприятий газовой промышленности», М., РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003 г.

4. Патент RU №2491544, кл. G01N 30/88, опубл. 11.03.2012.

5. Н.В. Жданова, А.Л. Халиф. «Осушка углеводородных газов», М., Химия, 1984, с. 178.

6. СТО Газпром 5.47-2014. «Газ горючий природный. Определение массовой концентрации диэтиленгликоля хроматографическим методом», М., 2014.

7. ГОСТ 10136-77 Диэтиленгликоль. Технические условия. - М., Издательство стандартов, 1994 г.

Похожие патенты RU2656132C2

название год авторы номер документа
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТАНОЛА И ДИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ ПРОЦЕССА ОСУШКИ ГАЗА ГОРЮЧЕГО ПРИРОДНОГО МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ В УСЛОВИЯХ МЕШАЮЩЕГО ФАКТОРА КОНДЕНСАТА ГАЗОВОГО 2023
  • Борисова Виктория Анатольевна
  • Касьяненко Андрей Александрович
  • Мизин Петр Анатольевич
  • Моисеев Виктор Владимирович
RU2810686C1
СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ И МЕТАНОЛА В ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ МЕТОДОМ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ 2012
  • Коротков Сергей Геннадьевич
  • Овчинникова Елена Анатольевна
  • Ментов Евгений Вениаминович
  • Шалабай Алексей Валерьевич
RU2491544C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАНОЛА В ВОДЕ 2015
  • Мачулин Лев Викторович
RU2634260C2
Способ количественного определения содержания ацетата натрия в воздухе рабочей зоны методом капиллярной газовой хроматографии 2023
  • Умнягина Ирина Александровна
  • Потапова Ирина Александровна
  • Калачева Екатерина Сергеевна
  • Федотова Ирина Викторовна
  • Черникова Екатерина Федоровна
  • Жаркова Елена Михайловна
  • Мельникова Анна Александровна
  • Моисеева Евгения Витальевна
RU2826577C1
Способ количественного газохроматографического анализа хлорацетофенона в воде методом внутреннего стандарта 2019
  • Цветков Алексей Александрович
  • Воробьев Михаил Васильевич
  • Иванова Марина Владимировна
  • Журавлева Ирина Борисовна
  • Валиев Алексей Рафикович
  • Шустикова Тамара Владимировна
RU2715378C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРОТИВОВОДОКРИСТАЛЛИЗАЦИОННЫХ ЖИДКОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ЭТИЛЦЕЛЛОЗОЛЬВА 2018
  • Кузнецова Ольга Юрьевна
  • Балак Галина Михайловна
  • Кушнарева Юлия Ивановна
  • Приваленко Алексей Николаевич
RU2681308C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОНОМЕТИЛОВОГО ЭФИРА ДИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ В ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ 2019
  • Ткач Кирилл Сергеевич
  • Минаков Дмитрий Александрович
  • Кинд Анатолий Владимирович
  • Исупова Наталия Юрьевна
  • Гринштейн Илья Львович
  • Кучук Геннадий Михайлович
RU2712022C1
Способ определения массовых концентраций хлорорганических соединений в химических реагентах, применяемых в процессе добычи, подготовки и транспортировки нефти 2022
  • Жмаева Евгения Владимировна
  • Павлычева Марина Николаевна
  • Кононенко Анна Алексеевна
  • Потапова Светлана Николаевна
RU2792016C1
Способ одновременного определения токсичных компонентов в имплантатах из полилактид-гликолида (PLGA) 2019
  • Понарин Никита Владимирович
  • Покровская Любовь Анатольевна
RU2716831C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММАРНОГО СОДЕРЖАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ВОДЕ 2007
  • Чуйкин Андрей Викторович
  • Григорьев Сергей Валерьянович
  • Великов Анатолий Алексеевич
RU2354965C1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ В СТАБИЛЬНЫХ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЯХ

Изобретение относится к области аналитической химии применительно к газовой и нефтяной промышленности и может быть использовано для анализа стабильных газоконденсатных фракций, широких фракций легких углеводородов, прочих технологических углеводородных жидкостей. Способ определения концентрации диэтиленгликоля в стабильных жидких углеводородных фракциях заключается в том, что анализ содержания диэтиленгликоля проводится хроматографическим методом с пламенно-ионизационным детектором. При этом в качестве пробоподготовки проводится экстракция диэтиленгликоля из углеводородной фракции дистиллированной водой, отделение водной фазы от углеводородной сепарацией и последующий анализ экстракта методом газовой хроматографии, кроме того, массовую концентрацию диэтиленгликоля в углеводородной фракции вычисляют из значения его содержания в экстракте, рассчитанного методом абсолютной градуировки по площади пика выходного сигнала. Технический результат - определение диэтиленгликоля в жидких углеводородных фракциях в диапазоне концентраций (0,015-6,0) мг/г или (0,01-4,0) мг/дм3. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 656 132 C2

Способ определения концентрации диэтиленгликоля в стабильных жидких углеводородных фракциях, заключающийся в том, что анализ содержания диэтиленгликоля проводится хроматографическим методом с пламенно-ионизационным детектором, отличающийся тем, что в качестве пробоподготовки проводится экстракция диэтиленгликоля из углеводородной фракции дистиллированной водой, отделение водной фазы от углеводородной сепарацией и последующий анализ экстракта методом газовой хроматографии, при этом массовую концентрацию диэтиленгликоля в углеводородной фракции вычисляют из значения его содержания в экстракте, рассчитанного методом абсолютной градуировки по площади пика выходного сигнала.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2656132C2

Хроматографический способ анализаСМЕСи АРОМАТичЕСКиХ углЕВОдОРОдОВ СблизКиМи ТЕМпЕРАТуРАМи КипЕНия 1978
  • Андрейкова Людмила Грандовна
  • Коган Лев Аркадьевич
  • Новиков Николай Иванович
  • Белопашинцева Наталья Петровна
SU798586A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ 2005
  • Машковская Светлана Владимировна
  • Новицкий Вячеслав Викторович
  • Карпов Ростислав Сергеевич
  • Котловский Михаил Юрьевич
  • Чикун Наталья Владимировна
  • Васильева Инна Владимировна
  • Котловский Юрий Васильевич
RU2298793C1
КОМПОЗИЦИЯ МАТЕРИАЛОВ СЕНСОРОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СЛЕДОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ И СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕНСОРОВ 2006
  • Потирайло Радислав А.
  • Сивавек Тимоти М.
  • Ксиао Каибин
  • Секкони Теодор Дж.
  • Хассиб Ламиаа
  • Лич Эндрю М.
  • Энджел Дэвид Б.
RU2427834C2
СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ В БЕНЗОКРАУН-ЭФИРАХ 2013
  • Глушко Валентина Николаевна
  • Певцова Лариса Александровна
  • Цирульникова Нина Владимировна
  • Шульц Алексей Михайлович
  • Блохина Лидия Иосифовна
  • Садовская Наталия Юрьевна
  • Фетисова Татьяна Сергеевна
RU2529730C1
US 20160153946 A1, 02.06.2016.

RU 2 656 132 C2

Авторы

Ткаченко Игорь Григорьевич

Шабля Сергей Геннадьевич

Твардиевич Сергей Вячеславович

Шатохин Александр Анатольевич

Гераськин Вадим Георгиевич

Горб Евгений Павлович

Васинёва Марина Владимировна

Даты

2018-05-31Публикация

2016-11-22Подача