การกําหนดค่ากรดของผลิตภัณฑ์น้ํามัน

การกำหนดค่ากรดของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม

ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเป็นคำทั่วไปสำหรับสินค้าต่างๆ ที่ผลิตโดยตรงจากปิโตรเลียมหรือส่วนประกอบของปิโตรเลียม โดยหลักๆ แล้วจะแบ่งออกเป็นหกประเภท ได้แก่ เชื้อเพลิง วัตถุดิบเคมี น้ำมันหล่อลื่น พาราฟินแว็กซ์ แอสฟัลต์ เป็นต้น ในบรรดาเหล่านี้ เชื้อเพลิง เช่น น้ำมันเบนซิน น้ำมันดีเซล และน้ำมันก๊าดสำหรับเครื่องบิน คิดเป็นสัดส่วนส่วนใหญ่ของผลิตภัณฑ์น้ำมันกลั่น โดยประมาณ 85% ของน้ำมันดิบจะถูกเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงประเภทต่างๆ สำหรับการขนส่งและการใช้งานในอุตสาหกรรม นอกจากนี้ ปิโตรเลียมยังเป็นวัตถุดิบพื้นฐานสำหรับผลิตภัณฑ์เคมี เช่น พลาสติก เส้นใยเคมี และยาง และประมาณ 15% ของน้ำมันดิบหนึ่งถังจะถูกนำไปผลิตผลิตภัณฑ์มูลค่าเพิ่มสูง เช่น น้ำมันเคมีเบาและเอทิลีน

ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมโดยพื้นฐานแล้วคือส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนต่างๆ ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์ ดังนั้นจึงจัดอยู่ในประเภทสารประกอบอินทรีย์ในการจำแนกประเภททางเคมี แม้ว่าจะเป็นส่วนผสม แต่เนื่องจากส่วนประกอบทั้งหมดมีธาตุคาร์บอน ซึ่งตรงตามคำจำกัดความของสารอินทรีย์ จึงมักถูกจัดเป็นสารประกอบอินทรีย์ในการตรวจสอบและในบริบทอุตสาหกรรม

วัตถุประสงค์ของการทดลอง

1. ประเมินความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนโลหะ: ค่ากรดที่สูงขึ้น หมายถึงมีสารที่เป็นกรด (เช่น กรดอินทรีย์ กรดแนฟเทนิก ฯลฯ) ในน้ำมันมากขึ้น เมื่อมีน้ำ ความเป็นกรดเหล่านี้จะกัดกร่อนอุปกรณ์โลหะอย่างมากและส่งผลต่ออายุการใช้งานของหน่วยกลั่น เครื่องยนต์ หรือระบบหล่อลื่น การวัดค่ากรดสามารถใช้ตัดสินล่วงหน้าได้ว่าน้ำมันจะก่อให้เกิดความเสียหายจากการกัดกร่อนต่ออุปกรณ์จัดเก็บ ขนส่ง และการปฏิบัติงานหรือไม่

2. ตัดสินระดับการกลั่นและคุณภาพของผลิตภัณฑ์น้ำมัน: ค่ากรดของน้ำมันใหม่สามารถสะท้อนถึงระดับการกลั่น ยิ่งการกลั่นสมบูรณ์เท่าใด สิ่งเจือปนที่เป็นกรดก็จะยิ่งน้อยลง และค่ากรดก็จะยิ่งต่ำลง ดังนั้น ค่ากรดจึงเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการวัดความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์น้ำมันในการตรวจสอบโรงงาน

3. ตรวจสอบการเสื่อมสภาพจากการออกซิเดชันของผลิตภัณฑ์น้ำมันระหว่างการใช้งาน: น้ำมันหล่อลื่น น้ำมันหม้อแปลง และผลิตภัณฑ์อื่นๆ จะผลิตผลิตภัณฑ์ที่เป็นกรดเนื่องจากการออกซิเดชันระหว่างการทำงานเป็นเวลานาน ทำให้ค่ากรดเพิ่มขึ้น เมื่อค่ากรดเกินขีดจำกัดที่กำหนด (เช่น การเปลี่ยนแปลง > +0.01 mgKOH/g) แสดงว่าน้ำมันเริ่มเสื่อมสภาพ ซึ่งอาจทำให้เกิดตะกอนหรือส่งผลต่อประสิทธิภาพฉนวน จำเป็นต้องเปลี่ยนทันเวลา

4. แนะนำการแปรรูปและการใช้ประโยชน์ของน้ำมันดิบที่มีกรดสูง: น้ำมันดิบที่มีค่ากรดมากกว่า 0.5 mgKOH/g เรียกว่า "น้ำมันดิบที่เป็นกรด" ซึ่งมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการกัดกร่อนอุปกรณ์กลั่นและแปรรูปได้ยาก การกำหนดค่ากรดที่แม่นยำช่วยในการปรับปรุงกระบวนการกำจัดกรด ปรับอัตราส่วนการผสม และเลือกมาตรการยับยั้งการกัดกร่อนที่เหมาะสม

5. รับประกันประสิทธิภาพการใช้งานของเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่น: น้ำมันดีเซลที่มีกรดสูงอาจทำให้หัวฉีดอุดตันและลูกสูบสึกหรอ การเพิ่มขึ้นของค่ากรดของน้ำมันหล่อลื่นหมายถึงการลดลงของฟังก์ชันการหล่อลื่น การทดสอบเป็นประจำสามารถรับประกันได้ว่าผลิตภัณฑ์น้ำมันทำงานภายในช่วงที่ปลอดภัยและหลีกเลี่ยงความล้มเหลวทางกล

ตัวอย่างการทดลองและเครื่องมือ

ตัวอย่างการทดลอง: ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม

เครื่องมือทดลอง: เครื่องวัดค่ากรด-ด่างแบบโพเทนชิโอเมตริก SH108C TAN/TBN Tester สอดคล้องกับ ASTM D664

ขั้นตอนการทดลอง

1. การสอบเทียบอิเล็กโทรด เปิดเครื่องวัดค่ากรด-ด่างแบบโพเทนชิโอเมตริกและอุ่นเครื่องเป็นเวลา 30 นาที สอบเทียบอิเล็กโทรดด้วยสารละลายบัฟเฟอร์ pH = 7.00, 4.00 และ 10.00 ตามลำดับ เพื่อให้แน่ใจว่าข้อผิดพลาดในการวัดศักย์ไฟฟ้า ≤ ±2 mV

2. การกำหนดตัวอย่าง

การชั่งน้ำหนัก: ชั่งน้ำหนักตัวอย่างตามค่ากรดที่คาดการณ์ไว้ โดยมีความแม่นยำถึง 0.001 กรัม และใส่ลงในบีกเกอร์ขนาด 250 มล.

การละลาย: เติมตัวทำละลายสำหรับการไทเทรต 100 มล. และเริ่มใช้เครื่องกวนแม่เหล็กเพื่อละลายตัวอย่างให้หมด (หากเกิดการแบ่งชั้น ให้เพิ่มสัดส่วนของโทลูอีนตามความเหมาะสม)

การดำเนินการไทเทรต: จุ่มปลายอิเล็กโทรดลงในสารละลาย หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับก้นบีกเกอร์

การตั้งค่าพารามิเตอร์: ตั้งค่าความเร็วในการไทเทรตเป็น 0.5 มล./นาที และโหมดการระบุจุดสิ้นสุดเป็น "ศักย์ไฟฟ้ากระโดด" (ช่วงกระโดด ≥ 50 mV)

การไทเทรต: ไทเทรตด้วยสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ไอโซโพรพานอลมาตรฐาน บันทึกปริมาตรการไทเทรต (V₁) และศักย์ไฟฟ้าที่จุดสิ้นสุด

การทดสอบค่าว่าง: ทำการไทเทรตค่าว่างโดยใช้ตัวทำละลายสำหรับการไทเทรต 100 มล. ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน และบันทึกปริมาตรค่าว่าง (V₀)

3. การทดสอบซ้ำ ทำการทดสอบคู่ขนานอย่างน้อยสองครั้งกับตัวอย่างเดียวกัน ความแตกต่างระหว่างผลลัพธ์ทั้งสองจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดความแม่นยำ (ความสามารถในการทำซ้ำของน้ำมันใหม่ ≤ 0.044(X+1) โดยที่ X คือค่าเฉลี่ยของผลลัพธ์ทั้งสอง)

ผลการทดลอง

ค่ากรดที่วัดได้ของน้ำมันหล่อลื่นคือ 0.084 mgKOH/g ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานโรงงาน สิ่งนี้บ่งชี้ว่าน้ำมันมีการกลั่นที่เพียงพอ มีสิ่งเจือปนที่เป็นกรดต่ำ และมีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนอุปกรณ์ต่ำ ความเบี่ยงเบนสัมพัทธ์ของการทดสอบคู่ขนานคือ ≤ 2.1% ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดความสามารถในการทำซ้ำใน ASTM D664-24 (RSD ≤ 2%) พิสูจน์ว่าข้อมูลการทดลองมีความแม่นยำและเชื่อถือได้