Способ пробоподготовки для определения содержания железа в нефтях Советский патент 1990 года по МПК G01N27/48 

юбретение относится к электрохимии быть использовано для определе- елеза в нефти, смазочных маслах, фракц|иях нефтеперегонки, моторных топлиИ

и ния

вах.

Ц

ние бопод Н схема

двухка графит 4 конц разде;1ены образь жит та

лизнo

1лью изобретения является упроще- технологии и сокращение времени про ОТОВКИ,

чертеже показана принципиальная электродиализного аппарата. Аг парат состоит из двух элементарных мерных ячеек 1 с нерастворимыми графитовыми анодом 2 и катодом 3. Камеры ентрирования и проточные камеры 5 ены катионаобразными 6 и анионо- ыми 7 мембранами, Аппарат содер- сже газовую камеру 8.

осуществляется в электродиа- аппарате. Степень извлечения жеСпособ

леза зависит от количества элементарных ячеек в аппарате. Установлено, что для одной ячейки степень извлечения железа- 65 %, что является недостаточным для определе- ния железа в нефти, две последовательно соединенные элементарные ячейки дают степень извлечения 99%. Дальнейшее увеличение количества ячеек в аппарате нецелесообразно, так как увеличивается внутреннее сопротивление аппарата и повышаются требования к источникам питания. Наличие двух камер в элементарной ячейке исключает смешивание исходной нефти и продуктов электродных реакций.

Анализируемая нефть пропускается через проточные камеры аппарата. Непроточные камеры 4 концентрирования заполняют 0,1 М раствором лимонно-кислого натрия. Выбор этого раствора с данной концентраON О 00 СЛ О

ю

цией в качестве принимающего ибусловлен тем, что в целях сокращения времени про- боподготовки и проведения ее в одну стадию, этот раствор служит одновременно удобным фоном для дальнейшего определе- ния железа методом инверсионной вольтам- перометрии. Под действием переменного асимметричного тока частотой 22±0,1 Гц, плотностью 300 мА/см и соотношением (9-10) сложный органический железо- содержащий комплекс нефти разрушается и ионы железа проходят через катионообмен- ные мембраны, в камеры концентрирования, фоновый раствор из этих камер сливается в одну емкость, из которой отби- рается проба для анализа.

Параметры для определения железа в нефтях подобраны опытным путем, При изменении частоты переменного асимметричного тока от 20 до 50 Гц оптимальным параметром частоты является 22±0,1 Гц, это иллюстрируется зависимостью содержания железа .в пробе от частоты тока при соотношении la:lk 1:10 (табл. 1).

Оптимальным является соотношение la:lk 1:(9-10) при частоте 22± 0,1 Гц(табл.2). С изменением плотности переменного асимметричного тока 100-500 мА/см, при частоте 22± 0,1 Гц, соотношении (9-10) максимум найденного со- держания железа в пробе соответствует 300±10 мА/см (табл.3).

Время пробоподготовки для определения железа в нефти 60± 10 мин. Сокращение или увеличение времени электролиза нецелесообразно, так как не приводит к повышению концентрации железа в пробе.

П р и м е р 1. Через проточные камеры 2-камёрного электролизера пропускают нефть с известным содержанием железа 107,7-10 г /мл. В другую непроточную камеру заливают 0,1 М раствор лимонно-кислого натрия рН 9. Через электролизер пропускают переменный асимметричный ток частотой 22±0,1 Гц, плотностью 300 мА/см с соотношением плотностей положительного и отрицательного полупериода la:lk 1:100. Через 1 ч отключают ток, отбирают пробу из катодной камеры для анализа на содержание железа, Анализируют методом инверсионной вольтамперометрии с накоплением н а графитовом электроде. Найдено, что содержание железа в пробе 70-10 г/мл, что соответствует степени извлечения 65% в одной ячейке.

П р и м е р 2. Эту же нефть пропускают через аппарат, состоя1ций из двух последовательно соединенных элементарных 2-ка- мерных ячеек. В непроточные камеры заливают 0,1 М раствор лимонно-кислого натрия рН 9. Через аппарат пропускают переменный асимметричный ток частотой 22 Гц, плотностью 300 мА/см и соотношением плотностей положительного и отрицательного полупериода la;lk 1:10. Через 1 ч отключают ток, раствор из непроточных камер сливают в общую емкость и отбирают пробу для анализа на содержание железа. Анализируют методом ИВ.с накоплением на графитовом электроде. Найдено, что содержание Fe в пробе 106,73-10 г/мл, что соответствует степени извлечения -% 99%.

Электродиализный аппарат может включаться непосредственно в нефтепровод, таким образом можно автоматизировать контроль за содержанием железа в потоке нефти. В способе значительно сокращено время процесса пробоподготовки с 12 ч до 1 ч. Снижение трудоемкости и упрощение технологии пробоподготовки становится возможным за счет исключения предварительной обработки ефти, одностадийности процесса, совмещения принимающего и фонового растворов, использования переменного асимметричного тока. Способ исключает применение концентрированных кислот, в частности концентрированной азотной кислоты, что улучшает условия труда обслуживающего персонала, уменьшает затраты на вытяжное оборудование.

Формула изобретения Способ пробоподготовки для определения содержания железа в нефтях, включающий разрушение железосодержащих комплексов нефти, отличающийся тем. что, с целью упрощения и сокращения времени пробоподготовки, разрушение железосодержащих комплексов нефти проводят в электродиализном аппарате, содержащем проточную и непроточную камеры на переменном асимметричном токе частотой 22±0,1 Гц, плотностью 300±10 мА/см, с соотношением плотностей положительного и отрицательного полупериодов la:lk 1:(9-10), причем непроточные камеры аппарата заполняют раствором 0,1 М лимонно-кислого натрия, а через проточные камеры пропускают нефть.

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к электрохимии и может быть использовано для определения железа в нефтях, смазочных маслах, фракциях нефтеперегонки, моторных топливах. Целью изобретения является упрощение технологии и сокращение времени пробоподготовки. Для этого нефть без предварительной обработки пропускают через проточные камеры многокамерного электродиализного аппарата. В непроточные камеры наливают принимающий и служащий фоном 0,1 М раствор лимоннокислого натрия. Камеры разделены катионообменными мембранами. Электролиз проводят на переменном аситмметричном токе частотой 22±0,1 Гц, плотностью 300±10 ма/см*2 и соотношением плотностей положительного и отрицательного полупериода J_а:J_к=1:(9-10). 1 ил., 3 табл.

В

Таблица 2

Таблица 3

feS

ye : afit wv Jf K&