Главная -> Словарь

Непламенной атомизации

Теплофизические методы применяются для обезвоживания масел и для удаления из них остатков горючего при регенерации. Влагу из масел выпаривают при атмосферном давлении или в вакууме, а также удаляют при продувании масел горячим воздухом или инертными газами . Нагревание обводненных масел при атмосферном давлении выше 100°С может привести к сильному вспениванию и выбросу масла и способствует интенсификации окислительных процессов, особенно если в масле нет антиокислительных присадок. Поэтому масло, находящееся под атмосферным давлением, нагревают, как правило, до 80—90°С, а при этой температуре происходит только частичное испарение влаги. Для полного испарения влаги применяют обезвоживание масел в вакууме. Этот способ по своей эффективности имеет неоспоримые преимущества перед другими, особенно если масло склонно образовывать с водой стойкие эмульсии, разрушение которых другими способами затруднительно. Процесс обезвоживания протекает в данном случае без притока воздуха, способного окислить масло.

Остановимся на свойствах загущенных маловязких масел — масел с добавками полимеров . Загущенные масла получили широкое распространение в Советском Союзе и за рубежом. Более 50 % выпускаемых в Европе моторных масел являются загущенными. Целесообразность применения загущенных масел связана с весьма важными для условий эксплуатации специфическими свойствами, присущими только этим, маслам. Прежде всего это их превосходные вязкостно-температурные характеристики в области положительных и отрицательных температур, благодаря которым эти масла обеспечивают эффективную смазку двигателей при рабочих температурах, легкий и быстрый запуск двигателей при низких температурах. Неоспоримые преимущества загущенных масел с низковязкой основой перед обычными моторными маслами выдвигают необходимость развития этого направления в производстве моторных масел.

Часто обсуждается вопрос, должно ли испытание в микум-бара-бане быть заменено методом ИРСИД. Их неоспоримые преимущества и недостатки состоят в следующем:

Несмотря на указанные выше особенности динасовых огнеупоров, динас пока еще имеет неоспоримые преимущества перед другими огнеупорами, так как обладает высокой термической стойкостью в интервале температур 600-700°С и

. * и К. В. Харичкова . Широкому применению нефтяных масел способствовали классические работы русского ученого Н. П. Петрова, создавшего гидродинамическую теорию смазки и обосновавшего возможность полной замены растительных масел нефтяными. На основе этой теории стало возможно правильно -подбирать масла по вязкости и доказаны их неоспоримые преимущества в условиях все -более жестких требований эксплуатации техники.

Способ разделения газов с использованием псевдоожиженного слоя угля предъявляет жесткие требования к прочности адсорбента. Кипящий слой твердых частиц имеет такие неоспоримые преимущества, как высокие коэффициенты массо- и теплопередачи, большая степень использования внутренней поверхности адсорбента и более высокая линейная скорость паров в свободном сечении аппарата, что сокращает количество поглотителя и уменьшает размеры адсорбера, но непрерывное перемешивание твердых частиц внутри слоя должно дополнительно истирать их.

Сравнительный анализ бразильского опыта в области использования бензина на транспорте показывает следующие преимущества замещения нефтяного топлива этанолом, получаемым из сахарного тростника : 1) безопасность энергоснабжения транспорта с точки зрения нефтяных кризисов; 2) экологический аспект — преимущества этанола как возобновляемого энергоресурса, вызывающего меньшее локальное загрязнение атмосферы при работе местного транспорта; 3) неоспоримые преимущества Бразилии в использовании энергетики, основанной на сахарном тростнике, приводящие к меньшим глобальным загрязнениям и, соответственно, меньшему парниковому эффекту; 4) возрастающая возможность для Бразилии как развивающейся страны в получении международных финансовых фондов для снижения эмиссии СО2; 5) возможность привлечения иностранных инвестиций для расширения спиртовой программы благодаря снижению затрат при использовании новых технологий.

Использование синтетических продуктов для производства моторных масел может обеспечить неоспоримые преимущества перед минеральными маслами. В первую очередь это относится к вязкостно-температурным свойствам синтетических масел. Как правило, они имеют высокий индекс вязкости . Температура потери подвижности синтетических масел также ниже , чем у минеральных. Следовательно, пуск двигателей при отрицательных температурах при применении синтетических масел легче, чем на минеральных, и возможен при более низких температурах воздуха.

На крупных производствах сначала производится сепарация сероводорода, затем щелочная очистка и дистилляция. Такой порядок очистки сероуглерода-сырца имеет неоспоримые преимущества и в значительной мере повышает производительность установки.

Сравнение величин теплопроводности сероводорода с теплопровод-ностями водорода, воздуха и двуокиси углерода показывает, что в качестве газа-носителя может быть применен только водород, обеспечивающий высокую чувствительность детектора. Проведенные опыты показали неоспоримые преимущества для нашей цели водорода и непригодность двуокиси углерода.

Недавно Б. Мейер и др. , сравнивая результаты разделения смесей изопарафиновых—нафтеновых углеводородов и бициклических ароматических углеводородов различных структур с помощью термодиффузии и адсорбционной хроматографии на новом сефадексе HL20 , показали неоспоримые преимущества последнего метода.

Атомно-абеорбционные методы анализа нефтепродуктов также делятся на прямые и косвенные. В прямых методах обычно предусматриваются разбавление образца органическим растворителем и непосредственный анализ раствора с использованием пламенной или непламенной атомизации. Косвенные методы основаны на озолении, экстракционном или ином концентрировании примесей, переводе концентрата в раствор и анализе раствора также с пламенной или непламенной атоми-зацией. Таким образом, и прямые, и косвенные методы завершаются атомно-абеорбционным анализом твердого, жидкого или газообразного образца. Основы атомно-абсорбционных методов анализа подробно рассмотрены в монографиях , а пламенного эмиссионного метода в работе . Здесь мы обсудим лишь те вопросы, которые наиболее связаны со спецификой анализа нефтепродуктов.

При непламенной атомизации влияние растворителей на чувствительность анализа совсем иное. Так, выше отмечалось, что ароматические углеводороды в ряду органических растворителей дают наихудшие результаты. Между тем при работе с графитовой печью на бензоле, толуоле и ксилоле получены наибольшие сигналы — на 20—100% больше, чем на МИБК . При определении свинца в бензине пламенным атомно-абсорбционным методом с МИБК, МЭК, толуолом, изооктаном и циклогексаном в качестве растворителей, получены абсорбционные сигналы 22,0; 21,5; 16,0; 15,0 и 13,0 единиц соответственно. При непламенном анализе с первыми четырьмя растворителями сигнал составил 33,0—34,0 единицы, а с изооктаном — 27,0 единиц абсорбции. Аналогичная картина наблюдается, когда свинец находится в форме ТЭС или различных смесей алкилсвинцовых соединений .

Чтобы решить, каким способом атомизации пользоваться для данного анализа — пламенным или напламенным, необходимо исходить из того, что пламенный метод обычно проще, быстрее и точнее, чем нвпламенный. Кроме того, для пламенного метода не требуется такая высокая квалификация работающего, как для непламенного. Поэтому если абсолютная и относительная чувствительности пламенного метода достаточны для выполнения работы, то следует пользоваться им. Необходимо иметь в виду, что помехи от молекулярного поглощения при непламенной атомизации значительно сильнее, чем при пламенной атомизации. Это объясняется тем, что плотность паров вещества в ЭТА на 3—4 порядка выше, чем в пламени.

Очень важно и очень трудно ори анализе нефтепродуктов с непламенной атомизацией пробы правильно выбрать условия озоления. Это связано с тем, что часто летучесть определяемых примесей в форме металлорганических соединений сравнима с летучестью органической основы. Классическими примерами могут служить алкилсвинцовые и .карбонил.марганцовые соединения в бензине, а также порфирины ванадия и никеля в тяжелых нефтепродуктах. Для максимального снижения помех нужно в процессе озоления полностью отогнать основу. Но при этом неизбежны потери легколетучих примесей. Если озоление вести так, чтобы исключить потери примесей, то часть основы будет испаряться на стадии атомизации, ори этом возникнут значительные фоновые помехи. Особенно трудно определять в тяжелых нефтяных основах такие летучие элементы, как ртуть, мышьяк, кадмий, свинец, селен, сурьма. Так, не удалось подобрать условий для прямого определения кадмия и свинца в нефтепродуктах тяжелее, чем печное топливо № 2, методом непламенной атомизации . В таких случаях проводят частичное озоление, чтобы не потерять определяемые элементы, а для учета помех от основы проводят коррекцию фона с применением дейтериевой лампы. Для снижения фановых помех можно уменьшить количество дозируемого вещества. При этом интенсивность фона снижается сильнее, чем аналитический сигнал. Можно увеличить расход защитного газа. Но все эти меры приводят к снижению чувствительности анализа.

При прямом определении никеля, ванадия и натрия в сырых нефтях и нефтепродуктах методом непламенной атомизации пробу разбавляют смешанным растворителем и для устранения влияния формы соединения металлов обрабатывают иодом. Навеску пробы 0,5—10 г разбавляют при температуре до 60 °С в смеси МИБК, ксилола и метанола до 50 мл. Ко всем эталонам и образцам добавляют 50—60 мг иода на 50 мл приготовленного раствора и после 20 мин выдержки измеряют абсорбционный сигнал. При обработке растворов иодом полностью устраняется влияние состава пробы, и в качестве эталонов можно использовать как ксилольные растворы органических соединений, так и водные растворы неорганических соединений металлов. При времени выдержки растворов 20—60 мин после введения иода интенсивность сигнала не изменяется .

При непламенной атомизации проблема молекулярных спектров еще более значительна. Это объясняется меньшим разбавлением паров образца в ЭТА, чем в пламени. Кроме того, отсутствует такой мощный фактор химико-термического воздействия на молекулы вещества, дак пламя. При атомизации в графитовой кювете сульфатов магния, железа, никеля и цинка наблюдаются интенсивные полосы S03 с максимумом абсорбции на длине волны 290 нм и SO с нарастающей абсорбцией от 240 до 220 нм. Диссоциация молекул, содержащих свыше двух атомов, часто происходит через различные ступени. Так,

При непламенной атомизации последовательное измерение аналитического и фонового сигналов по методу двух линий не дает эффекта, так как слишком кратковременны, динамичны и индивидуальны все процессы, происходящие при этом способе атомизации.

в 4 раза. При необходимости можно испарять несколько порций топлива и соответственно улучшить предел обнаружения. Прямое определение мышьяка в нефтепродуктах методом непламенной атомизации невозможно из-за высокой летучести его органических соединений. Уже на стадии озоления практически весь мышьяк улетучивается. Разработан экстрак-ционно-атомно-абсорбционный метод определения мышьяка в бензиновых фракциях нефти — сырье для каталитического ри-форминга . Метод основан на обработке пробы иодом для перевода мышьяка в растворимую в воде форму. Для предотвращения потерь мышьяка на стадии озоления в графитовой печи экстракт обрабатывают нитратом магния. В делительную воронку вместимостью 25 мл наливают пробу бензина, содержащего не меньше 10 нг мышьяка, доводят объем раствора до 10 мл гептаном, добавляют 0,5 мл 1%-ного раствора иода в толуоле и встряхивают несколько секунд. Через 1 мин вводят 10 мл 1%-ной азотной кислоты, встряхивают

Для анализа методом непламенной атомизации озоляют максимум 0,5 г пробы, содержащей не более 30 нг кадмия. К навеске нефти, помещенной в чашку вместимостью 30 мл, добавляют 10 капель концентрированной серной кислоты, перемешивают и помещают под ИК-лампу. Одновременно проводят холостой опыт. После прекращения дымления чашку выдерживают в муфельной печи при 550 °С до полного озоления пробы. Охлаждают, добавляют 1 мл хлороводородной кислоты и нагревают до сухого состояния. Затем опять охлаждают, добавляют 1 мл 1 н. серной кислоты и вращательными движениями смачивают поверхность чашки. Водный эталон для

использования в качестве стандартных добавок при непламенной атомизации готовят непосредственно перед анализом путем разбавления 1 н. серной кислотой концентрата, содержащего 1 мг/мл кадмия. Использован СФМ «Джеррел-Зш 82-532» с пятикратным прохождением луча сквозь пламя. Ширина щели 100 мкм, спектральная полоса пропускания 0,2 нм, давление ацетилена 70 кПа, давление воздуха 130 кПа, расход раствора 1,5 мл/мин. Непламенную атомиза-цию проводят в атмосфере азота . Объем вводимой в атомизатор пробы 1 мкл. В качестве аналитической использована линия 228,8 нм, а для учета фона — нерезонансная линия 226,7 нм. Стандартное отклонение при концентрации кадмия 30 нг/г составляет 7 нг/г для метода с электротермической атомизацией и 5 нг/г для пламенного метода. Предел обнаружения пламенного метода 5 нг/мл .

При разделении различных металлорганических соединений методом жидкостной хроматографии высокого давления для элюирования используют в большом количестве различные растворители: бензол, толуол, спирты, кетоны, нитросоединения и др. При этом очень трудно избежать помех, вызываемых большим количеством растворителя при определении микроэлементов. Эти трудности проявляются при непламенной атомизации из-за невозможности удаления растворителя до атомизации без потерь определяемого элемента. Так, многие металлорганиче-ские соединения имеют температуру кипения ниже 200 °С , поэтому значительная их часть теряется при испарении основы. Потери определяемых примесей можно предотвратить, если сократить или полностью исключить стадию озоления. Но при этом интенсивный фон будет мешать измерению слабого аналитического сигнала.