تعیین ارزش اسیدی محصولات نفتی

تعیین ارزش اسیدی محصولات نفتی

محصولات نفتی اصطلاحی کلی برای انواع کالاهایی است که مستقیماً از نفت یا اجزای آن تولید می‌شوند و عمدتاً شامل شش دسته هستند: سوخت‌ها، مواد اولیه شیمیایی، روغن‌های روان‌کننده، پارافین، آسفالت و غیره. در این میان، سوخت‌هایی مانند بنزین، نفت دیزل و نفت سفید هوانوردی بخش عمده‌ای از محصولات پالایش شده نفت را تشکیل می‌دهند و حدود ۸۵ درصد نفت خام در نهایت به سوخت‌های مختلف برای حمل و نقل و مصارف صنعتی تبدیل می‌شود. علاوه بر این، نفت مواد اولیه اساسی برای محصولات شیمیایی مانند پلاستیک‌ها، الیاف شیمیایی و لاستیک‌ها را فراهم می‌کند و حدود ۱۵ درصد از بشکه نفت خام برای تولید محصولات با ارزش افزوده بالا مانند روغن سبک شیمیایی و اتیلن استفاده می‌شود.

محصولات نفتی اساساً مخلوطی از هیدروکربن‌های مختلف هستند که عمدتاً از ترکیبات آلی تشکیل شده‌اند، بنابراین در طبقه‌بندی شیمیایی در دسته ترکیبات آلی قرار می‌گیرند. اگرچه مخلوط هستند، اما از آنجایی که تمام اجزا حاوی عنصر کربن هستند که با تعریف مواد آلی مطابقت دارد، معمولاً در معاینات و زمینه‌های صنعتی به عنوان ترکیبات آلی طبقه‌بندی می‌شوند.

هدف آزمایشی

۱. ارزیابی خطر خوردگی فلزات: هرچه ارزش اسیدی بالاتر باشد، مواد اسیدی بیشتری (مانند اسیدهای آلی، اسیدهای نفتنیک و غیره) در روغن وجود دارد. در حضور رطوبت، این اجزای اسیدی به طور قابل توجهی تجهیزات فلزی را خورده و بر عمر مفید واحدهای پالایش، موتورها یا سیستم‌های روانکاری تأثیر می‌گذارند. با اندازه‌گیری ارزش اسیدی، می‌توان از قبل قضاوت کرد که آیا روغن باعث آسیب خوردگی به تجهیزات ذخیره‌سازی، حمل و نقل و عملیاتی می‌شود یا خیر.

۲. قضاوت در مورد درجه پالایش و کیفیت محصولات نفتی: ارزش اسیدی روغن نو می‌تواند درجه پالایش آن را منعکس کند. هرچه پالایش کامل‌تر باشد، ناخالصی‌های اسیدی کمتر و ارزش اسیدی پایین‌تر است. بنابراین، ارزش اسیدی یکی از شاخص‌های مهم برای اندازه‌گیری خلوص محصولات نفتی در بازرسی کارخانه است.

۳. نظارت بر تخریب اکسیداتیو محصولات نفتی در حین استفاده: روغن روان‌کننده، روغن ترانسفورماتور و سایر محصولات در اثر اکسیداسیون در طول عملیات طولانی مدت محصولات اسیدی تولید می‌کنند که منجر به افزایش ارزش اسیدی می‌شود. هنگامی که ارزش اسیدی از حد معینی فراتر رود (به عنوان مثال، تغییری بیش از ۰.۰۱ میلی‌گرم KOH/g)، نشان می‌دهد که روغن شروع به تخریب کرده است، که ممکن است لجن تولید کند یا بر عملکرد عایق تأثیر بگذارد و نیاز به تعویض به موقع دارد.

۴. راهنمایی فرآیند و استفاده از نفت خام با اسید بالا: نفت خام با ارزش اسیدی بیش از ۰.۵ میلی‌گرم KOH/g "نفت خام اسیدی" نامیده می‌شود که مستعد خوردگی تجهیزات پالایش و دشواری در فرآیند است. تعیین دقیق ارزش اسیدی به بهینه‌سازی فرآیندهای کاهش اسید، تنظیم نسبت‌های اختلاط و انتخاب اقدامات مناسب مهار خوردگی کمک می‌کند.

۵. تضمین عملکرد خدماتی سوخت‌ها و روغن‌های روان‌کننده: نفت دیزل با اسید بالا ممکن است باعث رسوب‌گذاری انژکتور و سایش پیستون شود؛ افزایش ارزش اسیدی روغن روان‌کننده به معنای کاهش عملکرد روانکاری است. آزمایش منظم می‌تواند اطمینان حاصل کند که محصولات نفتی در محدوده ایمن عمل می‌کنند و از خرابی‌های مکانیکی جلوگیری می‌کنند.

نمونه و ابزار آزمایشی

نمونه آزمایشی: محصولات نفتی

ابزار آزمایشی: تستر پتانسیومتری SH108C TAN/TBN، مطابق با ASTM D664

روش آزمایشی

۱. کالیبراسیون الکترود: برق تیتراسیون پتانسیومتری را روشن کرده و به مدت ۳۰ دقیقه پیش‌گرم کنید. الکترود را به ترتیب با محلول‌های بافر pH = ۷.۰۰، ۴.۰۰ و ۱۰.۰۰ کالیبره کنید تا اطمینان حاصل شود که خطای اندازه‌گیری پتانسیل ≤ ±۲ میلی‌ولت است.

۲. تعیین نمونه

وزن‌کشی: نمونه را بر اساس ارزش اسیدی تخمینی وزن کنید، تا ۰.۰۰۱ گرم دقیق باشد و آن را در یک بشر ۲۵۰ میلی‌لیتری قرار دهید.

انحلال: ۱۰۰ میلی‌لیتر حلال تیتراسیون اضافه کنید و همزن مغناطیسی را روشن کنید تا نمونه کاملاً حل شود (در صورت بروز لایه‌بندی، می‌توان نسبت تولوئن را به طور مناسب افزایش داد).

عملیات تیتراسیون: نوک الکترود را در محلول فرو ببرید و از تماس با کف بشر خودداری کنید.

تنظیم پارامتر: سرعت تیتراسیون را روی ۰.۵ میلی‌لیتر در دقیقه و حالت تشخیص نقطه پایانی را روی "پرش پتانسیل" (محدوده پرش ≥ ۵۰ میلی‌ولت) تنظیم کنید.

تیتراسیون: با محلول استاندارد پتاسیم هیدروکسید ایزوپروپانول تیتراسیون کنید، حجم تیتراسیون (V₁) و پتانسیل نقطه پایانی را ثبت کنید.

آزمایش بلانک: یک تیتراسیون بلانک فقط با ۱۰۰ میلی‌لیتر حلال تیتراسیون در شرایط مشابه انجام دهید و حجم بلانک (V₀) را ثبت کنید.

۳. آزمایش تکراری: حداقل دو تعیین موازی روی همان نمونه انجام دهید. اختلاف بین دو نتیجه باید الزامات دقت را برآورده کند (تکرارپذیری روغن نو ≤ ۰.۰۴۴(X+۱)، که در آن X میانگین دو نتیجه است).

نتایج آزمایشی

ارزش اسیدی اندازه‌گیری شده روغن روان‌کننده ۰.۰۸۴ میلی‌گرم KOH/g است که با استاندارد کارخانه مطابقت دارد. این نشان می‌دهد که روغن دارای عمق پالایش کافی، محتوای کم ناخالصی‌های اسیدی و خطر خوردگی کم برای تجهیزات است. انحراف نسبی تعیین‌های تکراری ≤ ۲.۱٪ است که با الزامات تکرارپذیری در ASTM D664-24 (RSD ≤ ۲٪) مطابقت دارد و اثبات می‌کند که داده‌های آزمایشی دقیق و قابل اعتماد هستند.