تحديد القيمة الحمضية للمنتجات البترولية

تحديد القيمة الحمضية للمنتجات البترولية

المنتجات البترولية مصطلح عام لمختلف السلع المنتجة مباشرة من البترول أو مكوناته، وتشمل بشكل أساسي ست فئات: الوقود، والمواد الخام الكيميائية، وزيوت التشحيم، وشمع البرافين، والأسفلت، وما إلى ذلك. من بينها، تشكل الوقود مثل البنزين وزيت الديزل وزيت الكيروسين للطائرات الغالبية العظمى من منتجات النفط المكرر، حيث يتم تحويل حوالي 85٪ من النفط الخام في النهاية إلى أنواع مختلفة من الوقود للاستخدام في النقل والصناعة. بالإضافة إلى ذلك، يوفر البترول أيضًا مواد خام أساسية للمنتجات الكيميائية مثل البلاستيك والألياف الكيميائية والمطاط، ويتم استخدام حوالي 15٪ من برميل النفط الخام لإنتاج منتجات ذات قيمة مضافة عالية مثل الزيت الكيميائي الخفيف والإيثيلين.

المنتجات البترولية هي في الأساس مخاليط من هيدروكربونات مختلفة، تتكون بشكل أساسي من مركبات عضوية، لذا فهي تندرج تحت فئة المركبات العضوية في التصنيف الكيميائي. على الرغم من أنها خليط، نظرًا لأن جميع المكونات تحتوي على عناصر الكربون، والتي تلبي تعريف المادة العضوية، إلا أنها تصنف عادةً كمركب عضوي في سياقات الفحص والصناعة.

الغرض التجريبي

1. تقييم خطر تآكل المعادن: كلما زادت القيمة الحمضية، زادت المواد الحمضية (مثل الأحماض العضوية، والأحماض النفثينية، وما إلى ذلك) الموجودة في الزيت. في وجود الرطوبة، ستؤدي هذه المكونات الحمضية إلى تآكل كبير للمعدات المعدنية وتؤثر على عمر خدمة وحدات التكرير أو المحركات أو أنظمة التشحيم. من خلال قياس القيمة الحمضية، يمكن الحكم مسبقًا على ما إذا كان الزيت سيسبب تلفًا تآكليًا لمعدات التخزين والنقل والتشغيل.

2. الحكم على درجة التكرير وجودة المنتجات النفطية: يمكن للقيمة الحمضية للزيت الجديد أن تعكس درجة تكريره. كلما كان التكرير أكثر شمولاً، قلت الشوائب الحمضية وانخفضت القيمة الحمضية. لذلك، القيمة الحمضية هي واحدة من المؤشرات الهامة لقياس نقاء المنتجات النفطية في فحص المصنع.

3. مراقبة التدهور التأكسدي للمنتجات النفطية أثناء الاستخدام: زيت التشحيم، وزيت المحولات، وغيرها من المنتجات ستنتج منتجات حمضية بسبب الأكسدة أثناء التشغيل طويل الأمد، مما يؤدي إلى زيادة في القيمة الحمضية. عندما تتجاوز القيمة الحمضية حدًا معينًا (على سبيل المثال، تغيير > 0.01 ملجم KOH/جم)، فهذا يشير إلى أن الزيت قد بدأ في التدهور، مما قد ينتج عنه رواسب أو يؤثر على أداء العزل، ويتطلب استبدالًا في الوقت المناسب.

4. توجيه معالجة واستخدام النفط الخام عالي الحموضة: يُطلق على النفط الخام الذي تزيد قيمته الحمضية عن 0.5 ملجم KOH/جم اسم "النفط الخام الحمضي"، والذي يكون عرضة للتسبب في تآكل معدات التكرير ويصعب معالجته. يساعد التحديد الدقيق للقيمة الحمضية على تحسين عمليات إزالة الحموضة، وتعديل نسب الخلط، واختيار تدابير مناسبة لمنع التآكل.

5. ضمان أداء الخدمة للوقود وزيوت التشحيم: قد يتسبب زيت الديزل عالي الحموضة في انسداد فوهات المحرك وتآكل المكابس؛ وتشير الزيادة في القيمة الحمضية لزيت التشحيم إلى انخفاض في وظيفة التشحيم. يمكن للاختبار المنتظم أن يضمن تشغيل المنتجات النفطية ضمن نطاق آمن وتجنب الأعطال الميكانيكية.

عينة وأدوات التجربة

عينة التجربة: المنتجات البترولية

أداة التجربة: جهاز معايرة الجهد SH108C لقياس TAN/TBN، متوافق مع ASTM D664

إجراء التجربة

1. معايرة القطب الكهربائي: قم بتشغيل جهاز المعايرة بالجهد الكهربائي وسخنه لمدة 30 دقيقة. قم بمعايرة القطب الكهربائي باستخدام محاليل عازلة pH = 7.00 و 4.00 و 10.00 بالتتابع لضمان أن خطأ قياس الجهد لا يتجاوز ±2 مللي فولت.

2. تحديد العينة

الوزن: قم بوزن العينة وفقًا للقيمة الحمضية المقدرة، بدقة تصل إلى 0.001 جرام، وضعها في كأس سعة 250 مل.

الإذابة: أضف 100 مل من مذيب المعايرة وابدأ المحرك المغناطيسي لإذابة العينة بالكامل (إذا حدث فصل طبقي، يمكن زيادة نسبة التولوين بشكل مناسب).

عملية المعايرة: اغمر طرف القطب الكهربائي في المحلول، مع تجنب ملامسة قاع الكأس.

إعداد المعلمات: اضبط سرعة المعايرة على 0.5 مل/دقيقة، ووضع تحديد نقطة النهاية على "قفزة الجهد" (نطاق القفزة ≥ 50 مللي فولت).

المعايرة: قم بالمعايرة باستخدام محلول هيدروكسيد البوتاسيوم الأيزوبروبيلي القياسي، وسجل حجم المعايرة (V₁) وجهد نقطة النهاية.

اختبار فارغ: قم بإجراء معايرة فارغة باستخدام 100 مل فقط من مذيب المعايرة تحت نفس الظروف، وسجل حجم المعايرة الفارغة (V₀).

3. اختبار مزدوج: قم بإجراء تحديدين متوازيين على الأقل على نفس العينة. يجب أن يفي الفرق بين النتيجتين بمتطلبات الدقة (قابلية التكرار للزيت الجديد ≤ 0.044(X+1)، حيث X هو متوسط النتيجتين).

نتائج التجربة

القيمة الحمضية المقاسة لزيت التشحيم هي 0.084 ملجم KOH/جم، والتي تلبي معيار المصنع. يشير هذا إلى أن الزيت يتمتع بعمق تكرير كافٍ، ومحتوى منخفض من الشوائب الحمضية، ومخاطر تآكل منخفضة للمعدات. الانحراف النسبي للتحديدات المزدوجة هو ≤ 2.1٪، والذي يلبي متطلبات قابلية التكرار في ASTM D664-24 (RSD ≤ 2٪)، مما يثبت أن بيانات التجربة دقيقة وموثوقة.