Способ определения ванадия в нефтебитуминозных породах, высоковязких нефтях и углеродсодержащих материалах

 

Сущность изобретения:, проводят предварительное облучение образца ионизирующим излучением в диапазоне доз 0,01-0,1 Мрад и мощностью дозы 130 Р/с с последующим разложением полученного продукта ультразвуком в смеси кислот HCI и HNOa при соотношении 1:3 и температуре 70- 90°С и экстрагируют твердым экстрагентом, например стирол-трибутилфосфатом или АВ-17 (стирол-дивинилбензолом), с полученного продукта проводят десорбцию 10%-ной HCI и титриметрически определяют концентрацию ванадия по флуоресцирующему комплексу ванадия с резорцином. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

00 (,Ь

О (Л 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4899316/04 (22) 03.01.91 (46) 07.01.93. Бюл. № 1 (71) Казахский государственный университет им. С.М.Кирова . (72) Н.К.Надиров, Н,В.Руденко, Л.В,Бычкова, А.Н.Джакупова и Б.К.Сарсембаева (56) Воротникова В.А„Нехомкина А.Г, и др.

Определение ванадия в нефтях и нефтепродуктах, — Химия и технология топлив и масел, 1988, ¹ 12, с. 27 — 28. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ В

НЕФТЕБИТУМИНОЗНЫХ ПОРОДАХ, ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЯХ И УГЛ Е РОДСОДЕ РЖАЩИХ МАТЕ РИАЛ Х

Изобретение относится к способам определения ванадия в нефтебитуминозных породах, высоковязких нефтях и углеродсодержащих материалах и может быть использовано в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и угольной отраслях промышленности.

Наиболее близким к предлагаемому способу определения ванадия является способ спектрофотометрического определения ванадия в тяжелом нефтяном сырье — топливе. Способ включает предварительное озоление анализируемых образцов при 1000 С с последующим переводом золы в водяной раствор, который экстрагируют фенилбензогидроксамовой кислотой в присутствии

10 -ного раствора пиросульфита калия

KzS20g и концентрированной HCI. Полученный экстракт фотометрируют, Чувствительность определения 10 — "%, точность 5%.

Недостатки данного способа — заниженные результаты из-за частичных потерь ва„„Я2„„1786057 А1 (я)л С 10 С 3/02, 3/08, G 01 N 31/00 (57) Сущность изобретения: проводят предварительное облучение образца ионизирующим излучением в диапазоне доз 0,01 — 0,1

Мрад и мощностью дозы 130 Р/с с последующим разложением полученного продукта ультразвуком в смеси кислот HCI и НАВОЗ при соотношении 1:3 и температуре 7090 С и экстрагируют твердым экстрагентом, например стирол-трибутилфосфатом или

АВ-17 (стирол-дивинилбензолом), с полученного продукта проводят десорбцию

10 -ной HCI и титриметрически определяют концентрацию ванадия по флуоресцирующему комплексу ванадия с резорцином. 2 табл. надийсодержащих соединений при озолении, трудоемкость и длительность проведения анализа.

Цель изобретения — повышение точности и ускорение анализа.

Цель достигается предлагаемым способом определения ванадия в нефтебитуми. нозных породах, высоковязких нефтях и углеродсодержащих материалах путем минерализации образца с последующим пере- водом его в раствор и определением ванадия, отличающимся тем, что образец предварительно облучают ионизирующим. излучением мощностью дозы 130 Р/с в диапазоне 0,01-0.4 Мрад с последующим разложением полученного продукта ультразвуком в смеси кислот HCI и НМОз при соотношении 1;3 и температуре 70—

90 С и экстрагируют твердым экстрагентом, например ТВЭКС-ТБФ (стирол-трибутилфосфат) или AB-17 (стирол — дивинилбензол), с полученного продукта проводят

1786057

25

45 десорбцию 10%-ной HCI и титриметрически определяют ванадий по флуоресцирующему комплексу ванадия с реэорцином.

При разработке способа исходили из требований многотоннажного производства переработки природных объектов — нефтебитуминозного сырья, высоковязких нефтей и углеродсодержащих материалов— экспрессности, доступности и дешевизны реагентов, возможности автоматизации всех процессов и решения экологических проблем (газовыделения), Известны примеры положительного влияния ионизирующего излучения на деструкцию органических соединений, в частности на радиационно-термические . превращения индивидуальных углеводородов, легких фракций нефти.

Предлагается использование ионизирующего излучения для концентрирования ванадия непосредственно из сырой нефти или нефтебитуминозной породы эа счет осаждения его в минеральную часть.

Начиная с доэ 1 10 рад разрушаются порфириновые комплексы при мощности дозы не менее 100 Р/с и создаются благоприятные условия для последующего кислотного разложения пробы. Наилучший результат достигнут при использовании смеси кислот HCI и НКОз(1:3) с одновременным воздействием ультразвука средней частоты 2,6 МГц, 3 Вт при нагревании до

70-90 С. При таком кислотном разложении ванадий переходит в наиболее устойчивую форму V0< —. Это позволяет применить для 3 его выделения из раствора наряду с универсальным твердым экстрагентом ТВЭКСТБФ, селективный анионит AB-17 в гранульной форме с размером зерен О, 1 — 0,2 мм.

Наилучшие условия достигнуты при 4 элюировании ванадия с анионита 10 -ной

Н Ci.

С целью обеспечения экспрессности . проведения анализа предложен метод люминесцентного титрования с помощью резорцина (CeHe0z), который образует с ванадием флуоресцирующий комплекс.

Таким образом, все признаки, введен- ные в формулу изобретения являются необ- ходимыми и достаточными для достижения 5 цели, кроме того, ни один из них не может быть исключен или заменен другим, иначе цель не будет достигнута.

В качестве исследуемых образцов использовали нефтебитуминозную породу ме- 5 сторождения Иманкара и Мунайлы-Мола, высоковязкую нефть месторождения Каражанбас, имеющие в своем составе следующие микроэлементы. Sn, Mn, TI, Р, РЬ, Мо, Be, Co, Se, V. Ni, Cd, Cr, Zn, Nb, Bi, Se, Оа.

Экибастузский уголь, имеющий в своем составе следующие микроэлементы: Ti, Pb, Mo, W, Mg, Со, Cr, Nl, V, Zn, Nb, Bi, Cd, Ga, Be, Предлагаемый способ реализован следующим образом, Навеску пробы 1 r помещают в реактор (объемом 0,5 смз) с отсеком для накопления газов и помещают в установку PXM- у-20 для радиационной обработки. Облучение проводят при комнатной температуре на воздухе при мощности дозы 0,4 Мрад. После облучения пробу помещают в полиэтиленовый стакан, заливают смесью кислот HCI u

НМОз (1:3) и ставят в ультразвуковую установку с электромагнитной мешалкой для разложения, Используют ультразвук средней частоты 2,6 МГц и 3 Вт при нагревании до 90 С, Через 4 мин в полученный продукт опускают твердый экстрагент AB-17, перемешивают 1 мин, Затем проводят десорбцию 10 -ной HCI и раствор отфильтровывают, Полученный раствор титруют резорцином до исчезновения красного свечения при il= 625 нм, Концентрацию ванадия определяют по количеству связанного резорцина. Проведению анализа не мешаЮт другие металлы, диапазон измеряемых концентраций 1 10 — 1 10 . Для возбуждения флуоресцен ции используют ртутно-кварцевую лампу с фильтром 365 нм, Регистрацию свечения осуществляют ФЭУ106, УПТ и самописцем КСП-4 либо визуально.

Остальные примеры конкретного выполнения приведены в табл.1.

Как видно из табл.1, при определении содержания ванадия в исследуемых образцах по прототипу значения концентрации ванадия занижены в 3-5 раз. Анализ стандартного образца ГСО с основой нефтяного топлива предлагаемым способом значительно ближе к истинному содержанию ванадия, чем по прототипу. В ремя, затраченное на проведение одного анализа, по прототипу 12 ч, предлагаемым способом — 30 мин.

В табл.2 приведены результаты определения ванадия в зависимости от дозы облучения; типа твердого экстрагента и температуры.

Как видно из табл.2, оптимальными условиями определения ванадия для НБП являются доза 0,4 Мрад, 90 С, ТВЭКС-ТБФ; для нефти- доза 0,05 Мрад, 90 С, AB-17; для угля — роза 0,1 Мрад, 90 С, АВ-17. Эффективность выделения ванадия на твердый экстрагент ТБФ или АВ-17 в основном ана1786057

Таблица 1

Результаты количественного определения ванадия

Таблица 2

Э кстрагент

Объект

Температуа,оС

Доза, Мрад

Концентраия, М и/п

Нефтебитуминоэная порода

3,9 10з

3,6 10з

5,0 10

5,0 ° 10 з

ТВЭКС вЂ” ТБФ

0,01

0,01

0,08

0,10

3

3,1 10

3 0, 10з .4,3 ° 10

4,4. 10

44 10э

0,01

0,01

0,01

0,04

0,04

Уголь Экибастуз

5

7

TB3KC — ТБФ

А — 17

Нефть (Каражанбас) 2,1 10

2,0 102

3,2 10

3,5 102

А — 17

ТВЭКС-ТЬФ

0,01

0,01

0,05

0,10

11

12

13 логична, При температурах ниже 70 С скорость разложения снижается, Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно повысить эффективность количественного определения ванадия в сложных природных образцах, которые могут служить доступным, дешевым сырьем для получения такого высокоценного металла. По сравнению с прототипом максимально устранены потери ванадия при разложении пробы, уменьшено время разложения.

Экспресс-методика люминесцентного титрования позволяет с достаточной точностью (3%) проводить анализ на ванадий, Для осуществления радиационно-химического концентрирования не требуется специального технологического оформления. Облучение можно проводить на действующих гамма-установках, выпускаемых отечественной промышленностью в широ. ком ассортименте.

Формула изобретения

Способ определения ванадия в нефтебитуминозных породах, высоковязких нефтях и углеродсодержащих материалах, 5 включающий перевод исследуемого образца в раствор и определение ванадия, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и ускорения анализа, перед переводом образца в раствор его облучают иони10 зирующим излучением величиной дозы

0,01 — 0,1 Мрад и мощностью 130 Р/с, перевод исследуемого образца в раствор осуществляют воздействием на него ультразвука в смеси соляной и азотной кислот, взятых в

15 соотношении 1:3, при 70 — 90 С, в качестве экстрагента используют стирол-трибутилфосфат или стирол-дивинилбензол, перед определением ванадия экстрагент обрабатывают в 10%-ной соляной кислоте, а опре20 деление концентрации ванадия осуществляют люминесцентным титрованием,