Газоанализатор Сигнал-4 - С1-С12 (сумма углеводородов)

Количественный химический анализ атмосферного воздуха и выбросов в атмосферу. Методика выполнения измерений массовых концентраций предельных углеводородов С1-С10 (суммарно, в пересчете на углерод), непредельных углеводородов С2-С5 (суммарно, в пересчете н

Методика предназначена для измерения массовой концентрации предельных углеводородов С1-С10 (суммарно, в пересчете на углерод), непредельных углеводородов С2-С5 (суммарно, в пересчете на углерод) и ароматических углеводородов (бензола, толуола, этилбензола, ксилолов, стирола) при их совместном присутствии в атмосферном воздухе, в воздухе рабочей зоны и в источниках промышленных выбросов.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Заместитель Председателя
Государственного комитета РФ
по охране окружающей среды

_____________ А.А. Соловьянов

24 марта 1999 г.

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПРЕДЕЛЬНЫХ
УГЛЕВОДОРОДОВ С₁ — С₁₀ (СУММАРНО, В ПЕРЕСЧЕТЕ
НА УГЛЕРОД), НЕПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
С₂ — С₅ (СУММАРНО, В ПЕРЕСЧЕТЕ НА УГЛЕРОД) И
АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ
(БЕНЗОЛА, ТОЛУОЛА, ЭТИЛБЕНЗОЛА, КСИЛОЛОВ,
СТИРОЛА) ПРИ ИХ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ В
АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ, ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
И ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСАХ
МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

ПНД Ф 13.1:2:3.25-99

Методика допущена для целей государственного экологического
контроля

Москва 1999 г.

(издание 2005 г.)

Методика рассмотрена и одобрена научно-техническим советом ФГУ «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия на окружающую среду» (ФГУ «ФЦАО»)

Протокол № 2 заседания НТС ФГУ «ФЦАО» от 4 мая 2005 г.

Казанское ПНУ «Оргнефтехимзаводы»

В соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 ÷ ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 и на основании свидетельства о метрологической аттестации № 224.02.11.044/2005 в МВИ внесены изменения (Протокол № 2 заседания НТС ФГУ «ФЦАО» от 04.05.2005).

Настоящая методика предназначена для измерения массовой концентрации предельных углеводородов С₁ — C₁₀ (суммарно, в пересчете на углерод), непредельных углеводородов С₂ — С₅ (суммарно, в пересчете на углерод) и ароматических углеводородов (бензола, толуола, этилбензола, ксилолов, стирола) при их совместном присутствии в атмосферном воздухе, в воздухе рабочей зоны и в источниках промышленных выбросов.

Наименование определяемых показателей

Диапазон измерений, мг/м 3

предельные углеводороды С₁ — С₁₀ (суммарно, в пересчете на углерод)

Oт 0,2 до 1000 вкл.

непредельные углеводороды С₂ — С₅ (суммарно, в пересчете на углерод)

От 1 до 1000 вкл.

ароматические углеводороды (бензол, толуол, этилбензол, ксилол, стирол)

От 0,2 до 1000 вкл.

Определению не мешают кислородсодержащие органические соединения.

1 ПРИПИСАННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ЕЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ

Настоящая методика обеспечивает получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей значений, приведённых в таблице 1.

Таблица 1 — Значения показателей точности, правильности, повторяемости, воспроизводимости

Показатель повторяемости (относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости), σ _r , %

Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратическое отклонение воспроизводимости), σ _R , %

Показатель правильности (границы относительной систематической погрешности при вероятности Р = 0,95), ±δ_с, %

Показатель точности (границы относительной погрешности при вероятности Р = 0,95), ±δ, %

Значения показателя точности методики используют при:

— оформлении результатов анализа, выдаваемых лабораторией;

— оценке деятельности лабораторий на качество проведения испытаний;

— оценке возможности использования результатов анализа при реализации методики в конкретной лаборатории.

2 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

Газовый хроматограф с пламенно-ионизационным детектором (предел детектирования по пропану 2,5×10 -11 г/с).

Хроматографическая колонка из нержавеющей стали длиной 1 метр и внутренним диаметром 3 мм.

Система обработки данных. (При отсутствии — допускается применять линейку измерительную, металлическую с ценой деления 1 мм, ГОСТ 427-75 ; лупу измерительную, ГОСТ 25706-83 ).

Секундомер, кл-3, цена деления 0,2 сек.

Комплект поверочных газовых смесей метан/воздух, ТУ 6-16-2356-92 для градуировки хроматографа (табл. 2):

Номер по реестру ГСО

Номинальное значение и допускаемые отклонения объемной доли масс, концентрации

Пределы допускаемой абсолютной погрешности,

1. Допускается применение поверочных газовых смесей с другими значениями объемной доли (массовой концентрации) метана, установленными с относительной погрешностью не более ±8 %.

2. Значения объемной доли метана, выраженные в млн -1 , пересчитываются в значения массовой концентрации метана мг/м 3 (при 20 °С и 101,3 кПа) путем умножения на 0,667.

ГСО № 5316-90, этилен/азот, объёмная доля этилена 30,0 ± 3,0 млн -1 , погрешность ±1,5 млн -1 или ГСО № 5317-90 , этилен/азот, объёмная доля этилена 45,0 ± 5,0 млн -1 , погрешность ±2,5 млн -1 или эталон сравнения ВНИИМ бензол/азот (воздух) № ЭС 59 с молярной долей бензола от 30 до 70 млн -1 , относительная погрешность не более ±5 %.

Весы лабораторные типа BЛP-200, ГОСТ 24104-2001 .

Аспиратор для отбора проб воздуха, модель 822, ТУ 64-1-862-77.

Пипетки газовые, вместимостью 250 — 500 см 3 .

Шприцы цельностеклянные, вместимостью 50 — 100 см 3 , ТУ 64-1-1279-75.

Термопара хромель-алюмель, с милливольтметром с пределом измерений до 1000 °С, ГОСТ 9736 -81.

Печь муфельная, обеспечивающая нагрев до 1000 °С.

Шкаф сушильный, ТУ 64-1-909-80.

Печь обогрева реактора от газоанализатора ГХЛ-1.

Автотрансформатор лабораторный регулировочного типа ЛАТР-1М, ТУ 16-671.025-84.

Реактор каталитической очистки газа-носителя из нержавеющей стали объемом 70 см 3 (Приложение Б

Вата гигроскопическая, ГОСТ 5556-81 .

Эксикатор, ГОСТ 25336-82 .

Колба круглодонная типа КГП-3 вместимостью 250 см 3 , ГОСТ 25336-82 .

Посуда лабораторная фарфоровая, ГОСТ 9147-80 .

Цветохром ЗК, фр. 0,14 — 0,25 мм и 0,315 — 0,46 мм, ТУ 6-09-26-219-75.

3,3′, 3″ — Нитрилотрипропионитрил для хроматографии, ТУ 6-09-06-683-75.

Азотнокислый никель 6-водный, ГОСТ 4055-78 .

Магний хлорнокислый 6-водный, ТУ 6-09-2735-73.

Натрий хлористый, ГОСТ 4233-77 .

Вода дистиллированная, ГОСТ 6709-72 .

Ртуть (I) сернокислая (Получение см. Приложение А ).

Серная кислота, ГОСТ 4204-77 .

Соляная кислота, ГОСТ 3118-77 .

Ацетон для хроматографии, ТУ 6-09-1707-77.

Этанол для хроматографии, ТУ 6-09-1710-77.

Гексан для хроматографии, ТУ 6-09-3375-78.

Водород технический, ГОСТ 3022-80 , сортность Б.

Воздух, ГОСТ 11882-73.

Шамот, фр. 0,86 — 1,6 мм, ТУ 390-83.

Примечание . Допускается использование иных средств измерений, вспомогательного оборудования и реактивов, с метрологическими и техническими характеристиками не хуже, чем у приведенных выше.

3 МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ

Определение содержания предельных углеводородов C₁ — C₁₀ (суммарно), непредельных углеводородов С₂ — С₅ (суммарно) и ароматических углеводородов (бензола, толуола, этилбензола, ксилолов, стирола) основано на газохроматографическом разделении компонентов пробы на насадочной колонке, заполненной 10 % нитрилотрипропионитрила на цветохроме ЗК, с последующей их регистрацией пламенно-ионизационным детектором. Предельные углеводороды регистрируются суммарно после улавливания на фильтр непредельных и ароматических углеводородов. Индивидуальные ароматические углеводороды регистрируются отдельно. Содержание непредельных углеводородов вычисляется по разности выходного сигнала, полученного до и после применения фильтрующего патрона.

4 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

4.1 При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.4.007 -76.

4.2 Электробезопасность при работе с электроустановками по ГОСТ 12.1.019-79 .

4.3 Организация обучения работников безопасности труда по ГОСТ 12.0.004-90 .

4.4 Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83 .

5 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРА

К выполнению измерений и обработке результатов допускают лиц, имеющих высшее или среднее специальное образование или опыт работы на газовом хроматографе и в химической лаборатории, прошедших соответствующий инструктаж, освоивших метод в процессе тренировки и уложившихся в нормативы оперативного контроля при выполнении процедур контроля погрешности.

6 УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

При проведении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

Температура воздуха 20 ± 5 °С;

Атмосферное давление 84,0 — 106,7 кПа (630 — 800 мм рт. ст.);

Влажность воздуха не более 80 % при температуре 25 °С;

Напряжение в сети 220 ±22 В;

Частота переменного тока 50 ± 1 Гц.

При выполнении измерений должны соблюдаться следующие условия хроматографического анализа:

Колонка заполнена сорбентом на цветохроме ЗК, фр. 0,14 — 0,25 мм

Наполнитель фильтрующего патрона для улавливания кислородсодержащих органических соединений

Магний хлорнокислый фр. 0,25 — 0,50 мм

Наполнитель фильтрующего патрона для улавливания непредельных и ароматических углеводородов

Шамот, обработанный раствором сернокислой закиси ртути; шамот, обработанный раствором AgNО₃ в серной кислоте

Катализатор для очистки газаносителя

12,5 % окиси никеля на цветохроме ЗК, фр. 0,315 — 0,46 мм

Температура термостата колонок, °С

Температура детектора, °С

Температура реактора, °С

каталитически очищенный воздух

Расход газа-носителя, см 3 /мин

Расход водорода, см 3 /мин

Расход воздуха, см 3 /мин

Объем вводимой пробы, см 3

Скорость движения ленты потенциометра, мм/ч

Время хроматографического анализа, мин

Отношение выходного сигнала хроматографа к шуму должно быть не менее

10:1 (При отсутствии системы обработки данных минимальная высота пика — 10 % от шкалы показывающего прибора) при минимальном рабочем значении масштаба ослабления выходного сигнала.

Газоанализатор Сигнал-4 — С1-С12 (сумма углеводородов)

Переносной газоанализатор взрывоопасных паров Сигнал-4 используется для определения довзрывных концентраций взрывоопасных паров (метан, пропан, пары бензина, углеводородов и других), кислорода, а также токсичных паров (аммиак, окислы азота и серы, сероводород).

Область применения

Используется в процессе добычи, переработки, транспортировки газа, нефти и нефтепродуктов; на объектах газовых хозяйств; в автомобильных хозяйствах на заправках; на промышленных предприятиях (канализационные участки, котельные и т.п.); на складах ГСМ (в портах, на ж/д, нефтебазах и т.п.); для оснащения оперативного персонала коммунальных служб при работе в подвальных помещениях и подземных коллекторах; во всех других помещениях, где могут накапливаться горючие газы и пары. Измерение и подача аварийной сигнализации при повышении заданного уровня концентрации взрывоопасных и токсичных паров в местах отбора проб.

Особенности продукта

цифровая индикация результатов измерения;
возможность дистанционного контроля загазованности колодцев и ёмкостей при установке датчиков прибора на кабель длиной 3 или 6 м;
взрывозащищённость;
контроль нескольких взрывоопасных компонентов, например, метан, пропан, пары бензина, пары дизельного топлива;
переключение шкал газоанализатора одной кнопкой;
при первичной поверке по заказу может быть определён перекрёстный коэффициент чувствительности датчика к метану, что позволяет в дальнейшем поверку датчиков на любое вещество производить по поверочной газовой смеси метана в воздухе;
контроль уровня заряда аккумулятора;
небольшой вес.

Исполнения Сигнал-4

Сигнал-4М — газоанализатор метана или углеводородов (пропан, пары бензина и другие);
Сигнал-4А — газоанализатор паров аммиака;
Сигнал-4КМ — газоанализатор кислорода и метана (или углеводородов);
Сигнал-4К — газоанализатор кислорода;
Сигнал-4Э — газоанализатор токсичных паров.

Технические характеристики

Характеристики	Значения
Концентрации взрывоопасных газов и паров:
— метана и других углеводородов, % НКПР	0 — 50
— паров аммиака, мг/м 3	0 — 100
— кислорода, % объёмной концентрации	14 — 24
Пороги срабатывания сигнализации, установленные изготовителем, для:
— метана и других углеводородов, % НКПР	20
— паров аммиака, мг/м 3	60
— кислорода, % об., не менее	18
Предел основной абсолютной погрешности измерений для:
— метана и других углеводородов, % НКПР	± 5
— паров аммиака, мг/м 3	± 5
— кислорода, % об.	± 1
Дополнительная погрешность при изменении температуры окружающей среды на каждые 10 °С, не более, для:
— метана и других углеводородов, % НКПР	± 2,5
— паров аммиака, мг/м 3	± 2,5
— кислорода, % об.	± 0,5
Дополнительная погрешность при изменении относительной влажности окружающего воздуха до 95 % при 35 °С, не более, для:
— метана и других углеводородов, % НКПР	± 2,5
— паров аммиака, мг/м 3	± 2,5
— кислорода, % об.	± 0,5
Время срабатывания аварийной сигнализации, с, не более	10
Время выхода на рабочий режим, с, не более	30
Диапазон рабочего напряжения аккумуляторной батареи, В	от 4,2 до 5,2
Срок службы, лет, не менее	10
Условия эксплуатации:
— температура окружающего воздуха, °С	от -20 до +40
— атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.)	от 84 до 106,7 (от 630 до 800)
— относительная влажность, %, не более, при температуре +25 °С	95
Межповерочный интервал, лет	1

Технические характеристики токсичных газов газоанализатора Сигнал-4Э

Углеводороды (C x H y ), его воздействие на человека и приборы, контролирующие его содержание в воздухе

Углеводороды (C x H y ) — органические соединения, состоящие исключительно из атомов углерода и водорода. Углеводороды считаются базовыми соединениями органической химии, все остальные органические соединения рассматривают как их производные.

Поскольку углерод имеет четыре валентных электрона, а водород — один, простейший углеводород — метан (CH4).

Перечень приборов, контролирующих содержание углеводородов (C x H y ) достаточно широк. Чтобы сделать оптимальный выбор, Вам нужно понимать следующее:

если Вам нужен постоянный контроль в каком-либо помещении, то это должен быть стационарный прибор (1 датчик на 100 м 2 для горючих газов, но не менее 1-го датчика на помещение);
если Вы хотите вести периодический контроль загазованности и не зависеть от источников питания, то Вам надо выбирать среди переносных моделей;
если Вам необходим точный контроль содержания углеводородов, то выбирать нужно среди газоанализаторов;
если Вам будет достаточно, того, что прибор сигнализирует при достижении опасного порога, то обратите свое внимание на сигнализаторы и газосигнализаторы.

Ниже в таблице представлены модели газоанализаторов, анализаторов, газосигнализаторов, контролирующих содержание углеводородов (C x H y ) в воздухе.

По территории Республик Башкортостан и Татарстан возможна доставка оборудования КИПиА до склада Покупателя. Доставка в другие регионы России осуществляется посредством транспортных компаний Автотрейдинг и ЖелДорЭкспедиция, в отдельных случаях-службой доставки Даймекс, PONY EXPRESS.

На всю представленную продукцию распространяются гарантийные обязательства Завода — Производителя.

ДОСТАВКА ПО РОССИИ

Уфа
Москва
Санкт-Петербург
Абакан
Адлер
Альметьевск
Ангарск
Апатиты
Анадырь
Анапа
Арзамас
Армавир
Архангельск
Асбест
Астрахань
Ачинск
Балаково
Балашиха
Барнаул
Белгород
Белорецк
Бердск
Белогорск
Березники
Бийск
Биробиджан
Благовещенск
Борисоглебск
Боровичи
Братск
Брянск
Бузулук
Великие Луки
Великий Новгород
Владивосток
Владикавказ
Владимир
Волгоград
Волгодонск
Волжский
Вологда
Воркута
Воронеж
Воскресенск
Воткинск
Всеволожск
Выборг
Гатчина
Глазов
Грозный
Дзержинск
Димитровград
Дмитров
Ейск
Екатеринбург
Зеленоград
Златоуст
Иваново
Ижевск
Иркутск
Ишимбай
Йошкар-Ола
Казань
Калининград
Калуга
Каменск-Уральский
Каменск-Шахтинский
Камышин
Качканар
Кемерово
Керчь
Кипарисово
Киров
Кирово-Чепецк
Клин
Клинцы
Ковров
Коломна
Комсомольск-на-Амуре
Кострома
Котлас
Красногорск
Краснодар
Краснокамск
Кузнецк
Курган
Курск
Кызыл
Лабытнанги
Ленинск-Кузнецкий
Ливны
Липецк
Магадан
Магнитогорск
Майкоп
Махачкала
Миасс
Мурманск
Муром
Набережные Челны
Находка
Нальчик
Нерюнгри
Нефтекамск
Нефтеюганск
Нижневартовск
Нижнекамск
Нижний Тагил
Нижний Новгород
Новокузнецк
Новомосковск
Новороссийск
Новосибирск
Новочебоксарск
Новочеркасск
Новый Уренгой
Ногинск
Ноябрьск
Обнинск
Октябрьский
Омск
Оренбург
Орск
Орёл
Пенза
Первоуральск
Пермь
Петрозаводск
Подольск
Петропавловск
Псков
Пятигорск
Рославль
Россошь
Ростов-на-Дону
Рыбинск
Рубцовск
Рязань
Салават
Салехард
Самара
Саранск
Саратов
Сахалинск
Севастополь
Северодвинск
Сергиев Посад
Серов
Серпухов
Симферополь
Смоленск
Солнечногорск
Сосногорск
Сочи
Ставрополь
Старый Оскол
Стерлитамак
Сургут
Сызрань
Сыктывкар
Таганрог
Тамбов
Тверь
Тобольск
Тольятти
Томск
Тула
Тюмень
Улан-Удэ
Ульяновск
Усинск
Уссурийск
Усть-Кут
Усть-Илимск
Ухта
Хабаровск
Ханты-Мансийск
Чайковский
Чебоксары
Челябинск
Череповец
Чехов
Черкесск
Чита
Шахты
Энгельс
Южно-Сахалинск
Якутск
Ялта
Ярославль

ГОСТ 13379-82* Нефть. Определение углеводородов С1-С6 методом газовой хроматографии

Petroleum. Determination of C₁ — C₆ hydrocarbons by method of
gas chromatography.

Дата введения 01.07.83

Настоящий стандарт устанавливает метод определения углеводородов С ₁ — С₆ с массовой долей более 0,01 % в нефти, подготовленной по ГОСТ 9965-76.

Сущность метода заключается в разделении углеводородов С ₁ — С₆ , входящих в состав нефти, методом газожидкостной хроматографии с последующей их регистрацией детектором по теплопроводности.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

Хроматограф ЛХМ-8МД или аналогичного типа с детектором по теплопроводности.

Печь муфельная, обеспечивающая нагрев до 750 — 8 00 °С.

Шкаф сушильный, обеспечивающий нагрев до 150 °С.

Весы аналитические с погрешностью измерения не более ±0,0002 г и диапазоном 0 — 2 00 г.

Линейка счетная логарифмическая.

Микрошприц типа МШ -1 0 или аналогичного типа для ввода жидких проб.

Чашка выпарительная 4 по ГОСТ 9147.

Набор сит « Физприбор » или сита аналогичного типа.

Сетка проволочная или стеклянная вата.

Додекан нормальный, квалификации ч. или х.ч.

Гексан нормальный, квалификации ч.

Сфер о хр о м-2, фракция с частицами размером 0,16 — 0 ,25 мм.

Диб утил фта л ат для хроматографии или технический по ГОСТ 8728.

Эфир этиловый или пе т р о лейн ы й.

Гелий в баллоне.

Пузырек из-под пенициллина с мягкой резиновой пробкой.

Кирпич диатомитов ы й или цветохром 1К ДМДХС, цветохром 111КД МДХС, цветохром 1 К МФДХС, цветохром 111 К МФХС или хромато н N или динохром, фракции с частицами размером 0,125 — 0,160 или 0,160 — 0 ,250 или 0,250 — 0,315 мм.

Ступка 3 по ГОСТ 9147.

Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.

Примечание. Допускается применять аналогичные приборы и материалы по классу точности и чистоте не ниже предусмотренных стандартом.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2. ОТБОР ПРОБ

(Измененная редак ц ия, Изм. № 1).

2.2. При отборе проб пробоотборник герметично подсоединяют к пробоо т борному устройству любым штуцером. При этом пробоотборник должен находиться в вертикальном положении. На выходной штуцер пробоотборника навинчивают накидную гайку с подсоединенной к ней резиновой трубкой для отвода отбираемой пробы нефти в сливную емкость. Открывают вентили пробоотборника ПГО, для пробоотборника ПУ открывают на один оборот запирающие втулки.

2.3. Открывают запорную арматуру на пробоо т борном устройстве и промывают пробоотборник отбираемым продуктом. После появления ровной струи нефти закрывают последовательно выпускную, впускную запирающие втулки (или вентили) и запорную арматуру пробоо т борного устройства.

2.4. Отсоединяют накидную гайку с отводной резиновой трубкой от пробоотборника, пробоотборник от пробоотборного устройства и навинчивают на оба штуцера запирающих втулок (или вентилей) заглушки.

2.5. При отборе проб необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с нефтепродуктами и сосудами, работающими под давлением.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Приготовле ни е сорбентов

3 .1.1 . В качестве сорбента для разделения углеводородов С ₁ — С₅ применяют окись алюминия, модифицированную вазелиновым маслом, для разделения С ₂ — С₆ — диб утил фта л ат на сфер о хр о ме-2.

3 .1 .2. Приготовление модифицированной окиси алюминия

Активную окись алюминия измельчают в ступке и отсеивают фракцию с частицами размером 0,16 — 0 ,25 мм. Отсеянную фракцию помещают в фарфоровую чашку и прокаливают в муфельной печи при 750 °С в теч е ние 7 ч, а затем охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры. На охлажденную окись алюминия наносят вазелиновое масло из расчета 15 г на 100 г окиси алюминия. Для этого в кр уг лодонн ую колбу насыпают подготовленную окись алюминия и наливают раствор вазелинового масла в пе т р о лейном или этиловом эфире так, чтобы была покрыта вся окись алюминия. Содержимое колбы тщательно перемешивают в течение 5 — 1 0 мин, затем колбу нагревают на песчаной бане при 80 — 9 0 ° С для испарения эфира, непрерывно перемешивая массу, до полного исчезновения запаха эфира (работу с эфиром необходимо проводить в вытяжном шкафу, при отсутствии открытого огня, с соблюдением правил по технике безопасности).

3 .1 .3. Приготовление дибут ил ф т а л а т а на сферохроме—2

Навеску сфер о хр о ма-2 помещают в фарфоровую чашку и прокаливают в муфельной печи в течение 3 ч при 300 — 3 50 ° С, а затем охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры. Охлажденный носитель обрабатывают диб утил фта л атом из расчета 20 г на 100 г твердого носителя аналогично п. 3.1.2.

Приготовленные сорбенты хранят в герметичной таре (склянке, закрытой пробкой).

3.2. Подготовка хроматографических колонок

3.2.1. Подготовку хр о мато г рафических колонок и набивку сорбентом выполняют согласно инструкции по монтажу и эксплуатации хроматографа. Конец колонки, присоединяемый к испарителю, длиной около 60 мм (для ЛХМ-8МД новых выпусков) или 30 мм (для старых выпусков) оставляют пустым.

а — с регистрацией обратного пика; б — без регистрации обратного пика; 1 — кран-дозатор; 2 — испаритель первой колонки; 3 — испаритель второй колонки; 4 — детектор пе р вой колонки; 5 — детектор второй колонки; 6 — пер в ая колонка; 7 — вторая колонка; 8 — газ-носитель

3.2.2. Полоску фильтровальной бумаги длиной 60 мм сворачивают в трубочку таким образом, чтобы она легко входила в пустой конец хромато г рафической колонки до стекловаты или металлической сетки, закрывающих слой сорбента. На фильтровальной бумаге задерживаются смолистые компоненты анализируемой нефти. Трубочки из фильтровальной бумаги меняют через 10 — 1 2 анализов нефти. В хроматографах ЛХМ-8МД новых выпусков фильтровальную бумагу заменяют через головку испарителя, отвинтив накидную гайку, в старых выпусках хроматографов ЛХМ-8МД для замены полоски фильтровальной бумаги отвинчивают гайку, соединяющую хромато г рафичес кую колонку с корпусом испарителя. В этих моделях трубочки из фильтровальной бумаги входят в колонку на глубину 30 мм , а остальная часть выступает в корпус испарителя.

3.2.3. Колонку, заполненную приготовленной по п. 3.1.2 окисью алюминия, устанавливают в термостат хроматографа и , не подсоединяя ее к детектору , продувают газом-носителем при 150 ° С в течение 3 ч для активации сорбента.

Колонку, заполненную приготовленным по п. 3.1.3 диб утил фта л атом на сфер о хр о ме-2, активируют в токе газа-носителя при 90 °С в течение 3 ч.

Затем колонку охлаждают до комнатной температуры, соединяют ее выходной конец с детектором и проверяют герметичность газовой линии.

3.3. Подготовка хроматографа

Анализ проводят, применяя обратную продувку колонки потоком газа-носителя с регистрацией или без регистрации суммарного пика тяжелых углеводородов (черт. 1).

Допускается применять любую из указанных схем.

Изменения в схеме при монтаже и наладке хроматографа показаны на черт. 1.

По схеме с регистрацией суммарного пика тяжелых углеводородов вторую колонку отсоединяют, а детектор соединяют с исп а рителем при помощи перемычки. Выход д е тектора второй колонки соединяют с испари т елем первой (рабочей) колонки. Выход детектора первой колонки соединяют с краном-дозатором.

По схеме без регистрации суммарного пика тяжелых углеводородов кран-дозатор соединяют с испарителем первой колонки.

Выход детектора первой колонки соединяют с краном-дозатором. Газовая схема второй колонки остается без изменения.

Подключение хроматографа к сети, проверку на герметичность и вывод на режим выполняют согласно инструкции по монтажу и эксплуатации хроматографа.

Для количественного расчета хр о мато г рамм применяют метод абсолютной градуировки по н -гексану с учетом относительной чувствительности детектора к определяемым компонентам. Готовят г ра дуи р о вочн ую смесь -р аствор н -гексан в додекане или другом высококипящем растворителе с массовой долей н— гексана 2,5 — 3 ,0 % .

Смесь н— г ексана в додекане готовят в пузырьке из-под пенициллина, плотно закрытом мягкой резиновой пробкой, выдерживающей несколько проколов иглой микрошприца. Для герметичности пробку плотно прикрепляют к горловине пузырька тонкой проволокой.

В шприц набирают около 10 см 3 додекана и, прокалывая пробку иглой, вносят его в пузырек, предварительно взвешенный на аналитических весах с погрешностью не более 0,0002 г. Затем таким же образом вносят около 0,3 см 3 н— гексана. Массу н— гексана определяют по разности масс пузырька, взвешенного с погрешностью не более 0,0002 г, до и после загрузки н— гексана. Смесь в пузырьке тщательно перемешивают. Рассчитывают массовую долю н— гексана в г р ад уир о вочной смеси ( X ).

Приготовленную градуировочную смесь можно хранить в течение 10 дней в холодильнике.

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1. Условия проведения анализа на хроматографе ЛХМ-8МД

4.1.1. Углеводороды С ₁ — С₅ в нефти разделяют в хр о мато г рафической колонке, заполненной окисью алюминия, подготовленной по п. 3.1.2 , при следующих условиях:

длина колонки — 3 м ;

диаметр колонки — 3 мм;

температура испарителя — 100 ° С;

температура термостата — 60 ° С;

газ -н оситель — гелий;

расход газа-носителя — 40 см 3 /мин;

скорость ленты потенциометра — 600 мм/ч;

объем пробы — 0,006 — 0 ,01 см 3 .

Хр о мато г рамма разделения углеводородов С ₁ — С₅ приведена на черт. 2.

После того , как на хр о мато г рамме зафиксирован пик н -пентана, изменяют направление потока газа-носителя и продувают колонку от тяжелых углеводородов. Общее время анализа с обратной продувкой 25 — 3 0 мин.

Для обеспечения достаточной четкости разделения углеводородов эффективность хроматографической колонк и по н— бутану , выраженная числом теоретических тарелок, должна быть не менее 2500.

где l — длина отрезка диаграммной ленты, соответствующая времени удерживания пика н-б ут ана, см;

μ _0,5 — ширина пика н— бутана, измеренная на половине его высоты, см.

После ухудшения разделения воздуха и метана заменяют полоску фильтровальной бумаги в колонке или регенерируют сорбент в токе газа -н осителя при 150 °С в течение 3 ч (скорость газа-носителя 40 см 3 /мин) и проверяют эффективность хроматографической колонки.

4 .1 .2. Для разделения углеводородов С ₂ — С₆ в качестве сорбента используют диб утил ф т а л ат на сфер о хр о ме-2, подготовленный по п. 3.1.3 .

Анализ проводят при следующих условиях:

длина колонки — 3 м;

диаметр колонки — 3 мм;

температура испарителя — 100 °С;

1 — воздух; 2 — метан; 3 — этан; 4 — пропан; 5 — из о б ут ан; 6 — н -б ут ан; 7 — из о пен т а н ; 8 — н -пе нт ан

1 — воздух; 2 — этан; 3 — пропан; 4 — изобутан; 5 — н -б ут ан; 6 — и з о пе нт ан; 7 — н -пе нт ан; 8 — 2 ,3 -дим етил б ут а н + 2-м етил пен т ан; 9 — 3- метилп е нт ан; 10 — н — ге ксан

температура термостата — 50 °С;

расход газа-носителя — 30 — 4 0 см 3 /мин;

скорость ленты потенциометра — 600 мм/ч;

объем пробы — 0,006 — 0,010 см 3 .

После того как на хр о мато г рамме зафиксирован пик н -гексана, изменяют направление потока газа-носителя и продувают колонку от тяжелых углеводородов. Общее время анализа с обратной продувкой 20 — 2 5 мин.

Хр о мато г рамма разделения углеводородов С ₂ — С₆ приведена на черт. 3.

Для обеспечения достаточной четкости разделения углеводородов эффективность хр о мато г рафической колонки для н -б ут ана должна быть не менее 3000 теоретических тарелок.

После ухудшения разделения компонентов сорбент регенерируют в токе газа-носителя при 90 ° С в течение 3 ч (скорость газа-носителя 30 см 3 /мин) и проверяют эффективность хромато г рафической колонки.

1 — воздух; 2 — метан; 3 — этан; 4 — сероводород; 5 — пропан; 6 — из о б ут ан; 7 — н— бутан; 8 — из о пентан; 9 — н -пе нт а н

Темпер а тура колонки 70 °С

4.1.3. Углеводороды С ₁ — С₅ и сероводород разделяют в хр о мато г рафиче ск ой колонке, заполненной диатомитов ы м носителе (кирпич или цветохром или хр о матон или динохр ом ), обработанным н -гепта д еканом по ГОСТ 14920 . Условия анализа по п. 4.1.1 . Хр о мато г рамма разделения углеводородов С ₁ — С₅ и сероводорода приведена на черт. 4 .

(Введен дополни т ельно, Из м . № 2).

4.2. Ввод про бы в хроматограф

После выхода хроматографа на режим микрошприцем отбирают 0 , 006 — 0 ,010 см 3 пробы нефти или г ра д уир о вочной смеси. Пробу г ра д уир о вочной смеси отбирают, прокалывая иглой микрошприца пробку пузырька из-под пенициллина. Анализируемую пробу нефти отбирают из пробоотборника, прокалывая уплотнительное кольцо пробоотборника ПУ или резиновую мембрану штуцера пробоотборника ПГО. Шприц с пробой взвешивают на аналитических весах с погрешностью не более 0,0002 г вводят пробу в испаритель хроматографа так, чтобы игла микрошприца прошла в трубочку из фильтровальной бумаги. После ввода пробы микрошприц взвешивают вновь и по разности масс о п ределяют массу введенной пробы для предотвра щ ения испарения легких углеводородов из пробы нефти во время взвешивания микрошприца последний герметизируют с помощью мягкой резины, в которую вкалывают конец иглы.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.3. Гра дуи р о в о ч ную смесь, приготовленную по п. 3.4, анализируют как указано в пп. 4.1.1 или 4.1.2 в день проведения анализа нефти.

На хр о ма т о г рамме фиксируют только пик н -гексана.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5 .1 . Качественный состав углеводородов С ₁ — С₆ нефти определяют по относительному удерживанию у г леводородов, приведенному в табл. 1 и по типовым хр о мато г раммам (см. черт. 2, 3). Относительное удерживание ( r ) вычисляют по формуле

где t_R — время удерживания определяемого углеводорода, мин;

t_R _ср — в ремя удерживания вещества сравнения (н— бутана), мин;

t ₀ — время удерживания несорбирующегося ве щ ества (воздуха), мин.

CH сумма углеводородов

Газоанализаторы газосигнализаторы на сумму углеводородов CxHy серии ИГС-98. Определение концентрации паров углеводородов в рабочей зоне. Взрывозащищенное исполнение датчиков.

Газоанализатор ИГС-98 модификации «Д» исполнение 025

Взрывозащищенный газоанализатор с цифровым интерфейсом Modbus RTU. Маркировка взрывозащиты 1Ex d IIC T6 Gb X. Подключение по шине до 247 приборов. Удаленность прибора от пульта до 1200 метров. Токовый выход 4 — 20 мА. Прибор выполнен в корпусе из стали, закрепленном в коммутационной коробке. На корпусе имеются фланцы для крепления на стену. Питание 24 вольта. Измерение одного газа из следующих — метан, пропан, пары углеводородов, метанол, спирт, формальдегид, монооксид углерода, гелий, углекислый газ, хлор, водород, сероводород, хлороводород, аммиак, оксид азота, диоксид азота, кислород, диоксид серы.

Газоанализатор ИГС-98 Модификация «Д» исполнение 024

Стационарный прибор с цифровым выходным сигналом, с внешним питанием (один канала измерения). Определение концентраций любых сочетаний газов из списка: H2, CH4, C3H8, пары C2H5OH, паров углеводородов С2-С10, NH3, NO2, NO, CO, SO2, H2S, HCl, Cl2, H2CO, паров C2H5OH, паров CH3OH, а также кислорода (О2) и углерода диоксида (СО2), гелия (He). Оповещения в виде светового сигнала. Протокол связи Modbus RTU.

Пульт контроля системы концентрации газов А-1 исп. 012

Стационарный прибор, предназначен для индикации численного значения концентрации газа, обеспечения световой и звуковой сигнализации о превышении заданных пороговых уровней с возможностью автоматического включения внешних устройств через блок реле.

Газоанализатор ИГС-98 модификации МАК-С-2М исполнение 026

Стационарный прибор с цифровым выходным сигналом, с внешним питанием (два канала измерения). Определение концентраций любых сочетаний газов из списка: H2, CH4, C3H8, пары C2H5OH, паров углеводородов С2-С10, NH3, NO2, NO, CO, SO2, H2S, HCl, Cl2, H2CO, паров C2H5OH, паров CH3OH, а также кислорода (О2) и углерода диоксида (СО2), гелия (He). Оповещения в виде светового сигнала.

Газоанализатор ИГС-98 модификации «СВ» исполнение 023

Датчик-газоанализатор с цифровым интерфейсом Modbus RTU. Подключение по шине до 247 приборов. Удаленность датчика от пульта до 1200 метров. Цифровая индикация концентрации газа. Токовый выход 4 — 20 мА. Дискретные выходы — порог 1, порог 2 и неисправность. Прибор выполнен в корпусе из стали, закрепленном в коммутационной коробке с прозрачной крышкой. На корпусе имеются фланцы для крепления на стену. Питание 24 вольта. Измерение одного газа из следующих — метан, пропан, пары углеводородов, метанол, спирт, формальдегид, монооксид углерода, углекислый газ, хлор, водород, сероводород, хлороводород, аммиак, оксид азота, диоксид азота, кислород, диоксид серы.

Газоанализаторы ИГС-98 модификации «Д» исполнение 021

Конструктивно датчик газа выполнен в оранжевом корпусе из алюминия. Для принудительной подачи газовой смеси на измерительном модуле есть входной и выходной фитинги. На корпусе имеются фланцы для крепления на стену. Питание осуществляется от внешнего источника. Номинальное напряжение питания сигнализатора газа 24 вольта.

Газоанализаторы ИГС-98 модификации «Д» исполнение 009

Датчик газа выполнен в сером корпусе из поликарбоната с прозрачной крышкой. Индикация концентрации измеряемого газа. На корпусе имеются фланцы для крепления на стену. Питание осуществляется от внешнего источника. Номинальное напряжение питания сигнализатора газа 24 вольта. Датчики имеют токовый выход в стандарте 4 — 20 мА. Маркировка взрывозащиты 1ExibdIICT4Gb. Датчики измеряют концентрации следующих газов: метан, пропан, пары углеводородов, метанол, спирт, формальдегид, угарный газ, углекислый газ, хлор, водород, сероводород, хлороводород, аммиак, оксид азота, диоксид азота, кислород, диоксид серы. Рекомендуется использовать в составе измерительных комплектов с системами автоматического контроля загазованности А8М или А4М и в комплекте с одноканальными пультами А1 или А1М.

Газоанализаторы ИГС-98 модификации «Д» исполнение 010

Конструктивно датчик газа выполнен в оранжевом корпусе из алюминия. На корпусе имеются фланцы для крепления на стену. Питание осуществляется от внешнего источника. Номинальное напряжение питания сигнализатора газа 24 вольта. Датчики имеют токовый выход в стандарте 4 — 20 мА. Маркировка взрывозащиты 1ExibdIICT4Gb. Датчики, предназначенные для измерения концентраций следующих газов: метан, пропан, пары углеводородов, метанол, спирт, формальдегид, угарный газ, углекислый газ, хлор, водород, сероводород, хлороводород, аммиак, оксид азота, диоксид азота, кислород, диоксид серы.

Термокаталитический датчик ДТЭ 1-0, 15-3,0 А1

Датчик горючих газов предназначен, для измерения концентрации газа термокаталитическим методом. Датчик RS4-CHTC-100, датчик термокаталитический (ООО «Росен») обладает рядом преимуществ перед другими термокаталитическими датчиками, основным его преимуществом является низкое энергопотребление не более 60 мА. Датчик термокаталитический RS4-CHTC-100, датчик термокаталитический (ООО «Росен») используется для измерения .

Датчик суммы углеводородов CxHy IP65

Датчик углеводородов системы контроля загазованности определяет концентрацию суммы углеводородов и передает информацию на пульт. Для передачи информации используется трех- проводный токовый интерфейс. Возможно использование термокаталитического и оптического сенсора. Диапазон измерения до 100%НКПР.

Система контроля загазованности А-8М

Система автоматического контроля загазованности предназначена для непрерывного контроля воздуха рабочей зоны на содержание горючих, токсичных и вредных газов и кислорода. Система индивидуального контроля загазованности обеспечивает непрерывное измерение концентрации газов по восьми каналам измерения. Связь с датчиками осуществляется по унифицированному сигналу 4-20 мА. Сигнал 4-20 мА дает возможность подключать к пульту датчики сторонних производителей.
Индикация концентрации газов на символьном дисплее дает возможность подключать все восемь датчиков на разные газы. По каждому каналу можно установить два порога срабатывания. Для управления внешними исполнительными устройствами система автономного контроля загазованности комплектуется блоками реле(опция), пульт.

Газоанализатор Комета-М, диффузионный

ВНИМАНИЕ! ДАННАЯ МОДЕЛЬ СНЯТА С ПРОИЗВОДСТВА. Рекомендуемая замена Комета-М экологическое исполнение.
——————————
Газоанализатор Комета-М, вариант с диффузионным способом пробоотбора предназначен дли определения состава воздуха на содержание: кислорода, метана, угарного газа, сероводорода, углекислого газа, водорода, пропана, формальдегида и др. Максимальное число измеряемых газов пять. Уникальная система измерения горючих газов позволяет различать такие газы, как метан, пропан и водород. Масса прибора всего 450 граммов.

Бином-В, газоанализатор переносной суммы углеводородов CxHy

Газоанализатор переносной Бином-В предназначен для непрерывного автоматического измерения концентрации суммы углеводородов. Диапазон измерения 0 — 3 %. Порог срабатывания по умолчанию один 0,4 %. Используемые сенсоры: RS4-CHTC-100, датчик термокаталитический (ООО «Росен»).

Бином-СВ, стационарный газосигнализатор суммы углеводородов

Газосигнализатор стационарный Бином-СВ предназначен для непрерывного автоматического измерения концентрации суммы углеводородов. Диапазон измерения газосигнализатора 0 — 3 %. Порог срабатывания газосигнализатора один 0,4 %. Используемые в газосигнализаторе сенсоры: RS4-CHTC-100, датчик термокаталитический (ООО «Росен»)

Цифровая система контроля загазованности Дельта-005

Система газоанализаторов до 16 датчиков. Определение концентрации следующих газов: Кислород O2, Водород H2, Угарный газ CO, Углекислый газ CO2, Метан CH4, Формальдегид CH2O и др.

Газоанализатор ИГС-98 модификации «Бином-2В» исполнение 004

Газоанализатор переносной Бином-2В, предназначен для измерения ДВУХ ГАЗОВ ОДНОВРЕМЕННО в любых сочетаниях. Определение концентрации следующих газов: Кислород O2, Водород H2, Угарный газ CO, Углекислый газ CO2, Метан CH4, Формальдегид CH2O и др

Система контроля загазованности до 4 каналов

Система газоанализаторов до 4 датчиков. Определение концентрации следующих газов: Кислород O2, Водород H2, Угарный газ CO, Углекислый газ CO2, Метан CH4, Формальдегид CH2O и др.

Система контроля загазованности до 8 каналов

Система контроля загазованности до 8 датчиков. Определение концентрации следующих газов: Кислород O2, Водород H2, Угарный газ CO, Углекислый газ CO2, Метан CH4, Формальдегид CH2O и др.

Система контроля загазованности до 16 каналов

Автоматизированная система контроля до 16 датчиков. Определение концентрации следующих газов: Кислород O2, Водород H2, Угарный газ CO, Углекислый газ CO2, Метан CH4, Формальдегид CH2O и др.

Углеводороды

Углеводороды (hydrocarbon) – это органические соединения, состоящие из углерода и водорода.
Углеводороды служат фундаментальной основой органической химии: молекулы любых других органических соединений рассматривают как их производные.

Соотношения между углеродом и водородом в углеводородах колеблются в широких пределах (10-90 %).
Соединения углеводородов отличаются друг от друга количеством атомов углерода и водорода, строением углеродного скелета и типом связей между атомами.

Большинство углеводородов в природе встречаются в сырой нефти.
Кроме того, основными источниками углеводородов являются природный газ, сланцевый газ, попутный нефтяной газ, горючие сланцы, уголь, торф.

Классификация углеводородов

Алканы (парафины) – углеводороды общей формулы C_nH_2n₊₂, в молекулах которых атомы углерода связаны между собой σ-связью, а остальные их валентности предельно насыщены атомами водорода.
Отсюда другое название алканов – предельные углеводороды.
Первым представителем данного гомологического ряда является метан СН₄.

Алкены (олефины) относятся к непредельным углеводородам общей формулы C_nH_2n.
В молекуле алкена кроме σ-связей содержится одна π-связь.
Первый представитель гомологического ряда – этилен С₂Н₄, поэтому алкены называют также «этиленовыми углеводородами».

Диеновые углеводороды содержат в молекуле 2 двойные связи.
Общая формула С_nН_2n-2.
Первым представителем ряда является бутадиен СН₂=СН–СН=СН₂.

Алкинами называются углеводороды общей формулы C_nH_2n-2, молекулы которых содержат тройную связь.
Первый представитель гомологического ряда – ацетилен С₂Н₂, поэтому алкины называют также «ацетиленовыми углеводородами».

Молекулы циклоалканов содержат циклы разной величины, атомы углерода в которых связаны между собой только σ-связью.
Общая формула С_nH_2n.

Циклоалкены содержат одну двойную связь и имеют общую формулу С_nН_2n-2.
Углеводороды, имеющие кратные связи, легко вступают в реакции присоединения по месту разрыва π-связей.

Ароматические углеводороды (арены) – углеводороды общей формулы C_nH_2n-6.
Первые представители ароматических углеводородов были выделены из природных источников и обладали своеобразным запахом, поэтому и получили название «ароматические».
Важнейшим представителем ароматических углеводородов является бензол С₆Н₆.
В молекуле бензола 6 атомов углерода, соединяясь σ-связями, образуют правильный шестиугольник.
В результате сопряжения 6 свободных р-электронов образуется единое π-электронное облако над и под плоскостью кольца.

Природные источники углеводородов

Каменный уголь – плотная осадочная порода черного, иногда сepo-черного цвета, дающая на фарфоровой пластинке черную черту.
Каменный уголь представляет собой продукт глубокого разложения остатков растений, погибших миллионы лет назад (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений).
В органическом веществе угля содержится 75-92 % углерода, 2,5-5,7 % водорода, 1,5-15 % кислорода.
Международное название элемента углерода происходит от лат. carbō («уголь»).

Природный газ – полезное ископаемое, основным компонентом которого является метан СН₄ (75-98 %).
В природном газе содержатся также его ближайшие гомологи: этан С₂Н₆, пропан С₃Н₈, бутан С₄Н₁₀ и следовые количества более тяжелых легкокипящих углеводородов.
Существует следующая закономерность: чем выше относительная молекулярная масса углеводорода, тем меньше его количество в природном газе.
Содержание сероводорода и его органических производных (тиолов) в природном газе в сумме может достигать 5-25 %.

Попутные нефтяные газы – газы, которые находятся в природе над нефтью или растворены в ней под давлением.
Их состав может быть выражен примерным соотношением компонентов: метан – 31 %, этан – 7,5 %, пропан – 21,5 %,
бутан – 20 %, пентан и гексан (легкокипящие жидкости) – 20 %.
С каждой тонной добытой нефти выделяется около 50 м 3 газов, которые вплоть до середины 20 го в. сжигали в факелах, причиняя двойной ущерб – теряли ценное сырье и загрязняли атмосферу.
Первым предприятием в России, на котором стали использовать попутные нефтяные газы, стала Сургутская ГРЭС.
6 основных энергоблоков, работающих на попутном газе, были введены в строй в 1985-1988 гг.
В настоящее время попутные нефтяные газы улавливают и используют как топливо (в том числе и автомобильное) и ценное химическое сырье.

Нефть – смесь углеводородов от светло-бурого до черного цвета с характерным запахом.
Нефть намного легче воды и в ней не растворяется.
В зависимости от происхождения нефть может содержать большое количество алифатических, циклических или ароматических углеводородов.
Так, например, бакинская нефть богата циклоалканами и содержит сравнительно небольшое количество алифатических предельных углеводородов.
Значительно больше алканов в грозненской, ферганской, а также нефти штата Пенсильвания (США).
Пермская нефть содержит ароматические углеводороды.
В небольших количествах в состав нефти могут входить также кислородсодержащие соединения, как, например, альдегиды, кетоны, эфиры и карбоновые кислоты.

Углеводороды, виды и их классификация

Углеводороды, их классификация

Углеводороды – это органические соединения, состоящие из атомов углерода и водорода. Углеводороды служат фундаментальной основой органической химии – молекулы любых других органических соединений рассматривают как их производные.

Если в углеводороде один или несколько атомов водорода замещён на другой атом или группу атомов, называемую функциональной группой, то данное соединение называется производным углеводорода.

Атом углерода имеет 4 электрона на внешней оболочке, а потому способен образовывать четыре химические связи с другими атомами. Поэтому атом углерода является стабильным только в том случае, если все из этих связей – все четыре связи используются.

Существует огромное количество совершенно различных соединений углеводородов, которые различаются количеством атомов углерода и водорода, строением углеродного скелета и типом связей между атомами.

Большинство углеводородов в природе Земли встречаются в сырой нефти. Кроме того, основными источниками углеводородов являются природный газ, сланцевый газ, попутный нефтяной газ, горючие сланцы, уголь, торф.

Классификация и виды углеводородов:

При систематизации (классификации) углеводородов принимают во внимание строение углеродного скелета и тип связей, соединяющих атомы углерода.

В зависимости от строения углеродного скелета углеводороды подразделяют на ациклические и карбоциклические.

Ациклические соединения (ациклические углеводороды) – класс органических соединений, в молекулах которых отсутствуют циклы (кольца), и все атомы углерода соединены между собой в прямые или разветвлённые (открытые) цепи.

Ациклические соединения также в литературе называются алифатическими соединениями.

Карбоциклические соединения (карбоциклические углеводороды) – класс органических соединений, характеризующихся наличием колец (циклов) из атомов углерода. Карбоциклические соединения отличаются от гетероциклических соединений отсутствием в кольцах каких-либо других атомов, помимо атомов углерода.

В зависимости от кратности углерод-углеродных связей ациклические углеводороды подразделяют на предельные (алканы) и непредельные (алкены, алкины, диены) углеводороды. Предельные ациклические углеводороды также называются насыщенными, а непредельные – ненасыщенными.

В свою очередь циклические углеводороды в зависимости от кратности углерод-углеродных связей подразделяются на алициклические (циклоалканы, циклоалкены, циклоалкины) и ароматические (арены) углеводороды.

Предельные (насыщенные) ациклические углеводороды:

Алканы (также именуемые насыщенные углеводороды, предельные углеводороды, парафины) – ациклические углеводороды линейного или разветвлённого строения, содержащие только простые (одиночные) связи между атомами углерода и образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n+2.

Насыщенными алканы называются потому, что они содержат максимально возможное число атомов водорода для заданного числа атомов углерода.

Каждый атом углерода в молекулах алканов находится в состоянии sp 3 -гибридизации – все 4 гибридные орбитали атома углерода идентичны по форме и энергии, 4 связи направлены в вершины тетраэдра под углами 109°28′. Связи C-C представляют собой σ-связи, отличающиеся низкой полярностью и поляризуемостью. Длина связи C-C составляет 0,154 нм, длина связи C-H – 0,1087 нм.

Алканы образуют гомологический ряд, также называемый рядом метана. К алканам относятся: метан CH₄, этан C₂H₆, пропан C₃H₈, бутан C₄H₁₀, пентан C₅H₁₂, гексан C₆H₁₄, гептан C₇H₁₆, октан C₈H₁₈, нонан C₉H₂₀, декан C₁₀H₂₂ и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n+2. Алкан с самой длинной цепью – нонаконтатриктан C₃₉₀H₇₈₂.

Алканы, число атомов углерода в которых больше трёх, имеют изомеры. Изомерия предельных углеводородов обусловлена простейшим видом структурной изомерии – изомерией углеродного скелета , а начиная с гептана – также оптической изомерией. С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров быстро возрастает.

Непредельные (ненасыщенные) ациклические углеводороды:

Алкены (также именуемые олефины, этиленовые углеводороды) – ациклические непредельные углеводороды , содержащие одну двойную связь между атомами углерода , образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n.

Атомы углерода при двойной связи находятся в состоянии sp² гибридизации и имеют валентный угол 120°. Связи C=C представляют собой π-связи. Длина связи C=C составляет 0,134 нм.

По номенклатуре IUPAC названия алкенов образуются от названий соответствующих алканов заменой суффикса «-ан» на «-ен»; положение двойной связи указывается арабской цифрой.

Алкены образуют гомологический ряд, также называемый рядом этилена. К алкенам относятся: этен (этилен) C₂H₄, пропен (пропилен) C₃H₆, бутен (бутилен) C₄H₈, пентен C₅H₁₀, гексен C₆H₁₂, гептен C₇H14, октен C₈H₁₆, нонен C₉H₁₈, децен C₁₀H₂₀ и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n.

Алкены, число атомов углерода в которых больше двух (т.е. кроме этилена), имеют изомеры. Для алкенов характерны изомерия углеродного скелета, положения двойной связи, межклассовая и геометрическая (пространственная). С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров быстро возрастает.

Алкины (также именуемые ацетиленовые углеводороды) – ациклические непредельные углеводороды, содержащие тройную связь между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n-2.

Атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации и имеют валентный плоский угол 180°. Таким образом у алкинов связь С≡С линейна (угол 180°) и находится в одной плоскости. Связи C≡C образованы одной σ-связью и двумя π-связями. Длина связи C≡C составляет 0,121 нм.

По номенклатуре IUPAC названия алкинов образуются от названий соответствующих алканов заменой суффикса «-ан» на «-ин»; положение тройной связи указывается арабскими цифрами.

Алкины образуют гомологический ряд, также называемый рядом ацетилена. К алкинам относятся: этин (ацетилен) C₂H₂, пропин C₃H₄, бутин C₄H₆, пентин C₅H₈, гексин C₆H₁₀, гептин C₇H₁₂, октин C₈H₁₄, нонин C₉H₁₆, децин C₁₀H₁₈ и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n-2.

Алкины, число атомов углерода в которых больше трех (т.е. кроме ацетилена и пропина), имеют изомеры. Для алкинов характерны изомерия углеродного скелета, положения тройной связи и межклассовая. С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров быстро возрастает.

Диены (именуемые также алкадиены) – ациклические непредельные углеводороды, содержащие две двойных связи между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n-2.

В зависимости от взаимного расположения кратных связей, диены подразделяются на три группы:

– сопряжённые диены, в которых двойные связи разделены одинарной (1,3-диены)

– аллены с кумулированными двойными связями (1,2-диены)

– диены с изолированными двойными связями, в которых двойные связи разделены несколькими одинарными.

По номенклатуре IUPAC названия диенов образуются от названий соответствующих алканов заменой суффикса «-ан» на «-диен»; положение двух двойных связей указывается двумя арабскими цифрами.

Атомы углерода при двойной связи находятся в состоянии sp² гибридизации. Связи C=C представляют собой π-связи. В сопряженных диенах длина связи C=C составляет 0,137 нм, а C-C – 0,146 нм.

Диены образуют гомологический ряд. К диенам относятся: пропадиен (С₃Н₄), бутадиен (С₄Н₆), пентадиен (С₅Н₈), гексадиен (С₆Н₁₀), гептадиен (С₇Н₁₂), октадиен (С₈Н₁₄), нонадиен (С₉Н₁₆), декадиен (С₁₀Н₁₈) и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n-2.

Диены, число атомов углерода в которых больше четырех (т.е. кроме пропадиена и бутадиена), имеют изомеры. Для диенов характерны изомерия углеродного скелета, положения двойной связи, межклассовая и геометрическая (пространственная, цис-транс-изомерия). С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров быстро возрастает.

Алициклические углеводороды:

Алициклические углеводороды – циклические углеводороды, молекулы которых содержат замкнутые кольца из атомов углерода (но не имеющие ароматического кольца), которые являются частично или полностью насыщенными. Алициклические соединения классифицируют по числу атомов в кольце, по числу колец, по наличию или отсутствию кратных связей.

К алициклическим углеводородам относятся циклоалканы, циклоалкены, циклоалкины.

Алициклические углеводороды имеют изомеры. Для них характерны изомерия углеродного скелета (кольца и боковых цепей), положения заместителей в цепи, положения двойной или тройной связи, межклассовая и геометрическая (пространственная, оптическая, цис-транс-изомерия, конформационная). С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров быстро возрастает.

Циклоалканы (именуемые также полиметиленовые углеводороды, нафтены, цикланы, циклопарафины) – насыщенные алициклические углеводороды, имеющие циклическое строение (т.е. имеющие замкнутое кольцо атомов углерода), содержащие только простые (одиночные) связи между атомами углерода и образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n (n⩾3).

По номенклатуре IUPAC названия циклоалканов образуются от названий соответствующих алканов добавлением приставки «цикло-».

Атомы углерода при С-С связи находятся в состоянии sp 3 гибридизации.

Циклоалканы образуют гомологический ряд. К циклоалканам относятся: циклопропан C₃H₆, циклобутан C₄H₈, циклопентан C₅H₁₀, циклогексан C₆H₁₂, циклогептан C₇H₁₄, циклооктан C₈H₁₆, циклононан C₉H₁₈, циклодекан C₁₀H₂₀ и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n.

Циклоалкены (также именуемые циклоолефины) – ненасыщенные алициклические углеводороды, имеющие циклическое строение (т.е. имеющие замкнутое кольцо атомов углерода), содержащие одну двойную связь между атомами углерода и образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n-2 (n⩾3).

По номенклатуре IUPAC названия циклоалкенов образуются от названий соответствующих алкенов добавлением приставки «цикло-».

Циклоалкены образуют гомологический ряд. К циклоалкенам относятся: циклопропен C₃H₄, циклобутен C₄H₆, циклопентен C₅H₈, циклогексен C₆H₁₀, циклогептен C₇H₁₂ и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n-2.

Циклоалкины – ненасыщенные алициклические углеводороды, имеющие циклическое строение (т.е. имеющие замкнутое кольцо атомов углерода), содержащие одну тройную связь между атомами углерода и образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n-4 (n⩾5).

По номенклатуре IUPAC названия циклоалкинов образуются от названий соответствующих алкинов добавлением приставки «цикло-».

Циклоалкины образуют гомологический ряд. К циклоалкинам относятся: циклопентин C₅H₆, циклогексин C₆H₈, циклогептин C₇H₁₀ и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n-4.

Ароматические углеводороды:

Ароматические углеводороды (арены) – циклические углеводороды, которые имеют в своём составе ароматическую систему.

Ароматическая система – это электронная система молекулы, содержащая (в кольце), в соответствии с правилом Хюккеля, 4n+2 электронов (где n = 0, 1, 2, …).

Различают бензоидные (арены и структурные производные аренов, которые содержат бензольные ядра) и небензоидные (все остальные) ароматические углеводороды.

Состав аренов с одним бензольным кольцом отвечает общей формуле C_nH_2n-6 (n⩾6).

Атомы углерода в бензольном кольце находятся в состоянии sp 2 гибридизации и имеют валентный угол 120°. Каждый атом углерода образует 3 σ-связи. Бензольное кольцо имеет плоскую форму и образуют шестигранник. У каждого атома есть негибридная р-обиталь, на которой находится неспаренный электрон. Эта орбиталь перпендикулярна плоскости и поэтому все 6 π-электронов образует единую π-электронную систему. Длина связи между атомами углерода в бензольном кольце составляет 0,139 нм.