Способ определения времени контакта бензинов с водой

Изобретение относится к области экологии и аналитической химии. Способ определения времени контакта бензинов с водой включает отбор пробы, концентрирование летучих примесей, хроматографический анализ при разделении концентрата на капиллярной колонке с полярной неподвижной жидкой фазой и пламенно-ионизационным детектированием с выдержкой при 60°С, подъемом температуры со скоростью 10°С/мин до 120°С и выдержкой при этой температуре, выделение на хроматограмме толуола и 1,2,4-триметил-бензола в качестве реперных соединений, определение соотношения их концентраций в пробе и расчет времени контакта бензинов с водой по формуле:

х=(2,27-у)/0,023

где х - время контакта бензинов с водой, час;

y-Sтолуол/S1,2,4-ТМБ

Sтолуол и S1,2,4-ТМБ - концентрации в пробе толуола и 1,2,4-триметилбензола, соответствующие площадям пиков на хроматограме. Достигается достоверность определения. 2 табл.

 

Изобретение относится к области экологической и аналитической химии, в частности к способу определения времени контакта бензинов с водой.

Действующий в настоящее время государственный стандарт ГОСТ Р 51797-2001 (Метод определения содержания нефтепродуктов) является ИК-спектрометрическим методом определения концентрации эмульгированных и растворенных алифатических, алициклических и ароматических углеводородов (нефтепродуктов) в воде. Метод позволяет определять суммарное содержание нефтепродуктов в воде, но не применим для установления вида определяемых нефтепродуктов (бензин, керосин, дизельное топливо и т.д.) и времени их контакта с водой.

Международный стандарт ИСО 9377-2:2000 (Определения индекса жидких нефтепродуктов в воде. Питьевая вода, 2001, №1, с.17-21) - метод определения нефтепродуктов в воде с использованием жидкостной экстракции и газовой хроматографии. Метод не применим для определения содержания летучих нефтепродуктов в воде из-за потерь при пробоподготовке и определения времени контакта бензинов с водой.

Известен способ (Патент РФ №2152613, 10.07.2000 г. бюллетень №19) обнаружения нефтепродуктов в водных растворах методом люминесцентной спектроскопии путем оценки накопления нефтепродуктов гидробионтами по сине-фиолетовому свечению жировых включений ракообразных. Метод не позволяет определять вид нефтепродуктов и не дифференцирует процесс накопления нефтепродукта гидробионтами за счет времени контакта или за счет повышения концентрации нефтепродуктов в воде.

Известен метод количественного определения летучих органических соединений в воде (Л.Н.Гагарина, Л.Г.Цыпышева, Л.И.Кантор. Газохроматографическое определение микроконцентраций летучих органических соединений в воде. Водоснабжение и санитарная техника, 2004 г., №4, с.22-24) путем хроматографического анализа летучих органических примесей воды с предварительным динамическим концентрированном и последующим хроматографическим разделением полученного концентрата на капиллярной колонке с полярной неподвижной жидкой фазой и пламенно-ионизационным детектированием. Метод позволяет определять бензол, толуол, ксилолы, 1,2,4-триметилбензол и другие летучие ароматические углеводороды, но не оценивает принадлежность их бензинам и не применим для определения времени контакта бензинов с водой.

Таким образом, в литературе не обнаружен достоверный способ определения времени контакта бензинов с водой.

Авторами предлагается способ определения времени контакта бензинов с водой.

Сущность изобретения заключается в селективном определении содержания наиболее характерных и постоянно присутствующих в бензинах ароматических углеводородов (реперов) и определении отношения концентрации наиболее летучего компонента к концентрации наименее летучего. В качестве реперов выбраны толуол и 1,2,4-триметилбензол (1,2,4-ТМБ). Расчет времени контакта бензина с водой производится по заранее выявленной зависимости изменения отношений концентраций (откликов) реперов от времени пребывания бензина в воде.

Выбранные соединения отличаются по физико-химическим свойствам. Толуол - летучее ароматическое соединение (ТКИП 110°С), 1,2,4-триметилбензол является более высококипящим компонентом бензинов (ТКИП 160°С). Изменение концентрации толуола и 1,2,4-ТМБ в воде происходит за счет биохимической деструкции достаточно медленно. Содержание 1,2,4-ТМБ в бензинах значимо, хотя намного ниже содержания более летучего компонента - толуола. Разницу в температурах кипения (летучести) этих соединений предлагается использовать для определения времени контакта бензина с водой (табл.).

Таблица.
Отношения концентрации (отклика) толуола (Sтолуол) к концентрации (отклику) 1,2,4-триметилбензола (S1,2,4-ТМБ) в зависимости от времени контакта бензинов с водой (Тводы=18-25°С, Сбензина=0,3 мг/дм3).
Время контакта, часSтолуол/S1,2,4-ТМБ
Аи-92ПР-95А-76
02,392,152,31
2,82,192,092,1
142,061,991,96
15,52,021,851,92
181,981,841,91
211,781,811,89
28,41,551,61,45

Находим зависимость отношения Sтолуол/S1,2,4-ТМБ от времени пребывания бензина в воде при вышеуказанных условиях.

х=(2,27-у)/0,023,

где y=Sтолуол/S1,2,4-ТМБ,

х - время контакта бензина с водой.

По величине отношений концентраций (откликов) реперов на данный момент времени (Sтолуол/S1,2,4-ТМБ) и по установленной зависимости можно оценить время контакта бензина с водой х=(2,27-у)/0,023, а если эта река с известной скоростью течения, то и удаленность источника загрязнения.

Предлагаемый способ осуществляется в следующей последовательности.

Пробу воды объемом 0,005-0,2 дм3 отбирают в стеклянную посуду, которую заполняют водой до верха, чтобы исключить переход летучих соединений в газовую фазу. Количественное определение летучих компонентов проводится методом хроматографического анализа летучих органических примесей воды с предварительным динамическим концентрированием и последующим хроматографическим разделением полученного концентрата на капиллярной колонке с полярной неподвижной жидкой фазой типа DB WAX при программировании температуры термостата колонок от 60°С (9 мин) со скоростью 10°С/мин до 120°С (4 мин) с использованием пламенно-ионизационного детектора (Тдет=300°С, Тисп=120°С). При указанных условиях анализа ароматические компоненты бензинов отделяются от других компонентов и хорошо разделяются между собой.

На хроматограмме пробы воды находят предложенные авторами реперные соединения - толуол, 1,2,4-триметилбензол, и рассчитывают отношение отклика детектора (концентрации) толуола к отклику (концентрации) 1,2,4-ТМБ (Sтолуол/S1,2,4-ТМБ). Полученные значения Sтолуол/S1,2,4-ТМБ используют для расчета времени контакта бензина с водой по ранее найденной зависимости

х=(2,27-у)/0,023,

где у=Sтолуол/S1,2,4-ТМБ.

х - время контакта бензина с водой.

В случае значительного содержания бензина в воде (>0,3 мг/дм3) загрязненную пробу разбавляют водой до концентрации бензина - 0,3 мг/дм3 и анализируют по описанному выше методу хроматографического анализа. Расчет времени контакта бензина с водой производится по заранее выявленной зависимости, не учитывая при этом степень разбавления

х=(2,27-у)/0,023,

где у=Sтолуол/S1,2,4-ТМБ.

х - время контакта бензина с водой.

Пример 1. Отбирают 5 см3 пробы воды и анализируют с использованием динамического метода концентрирования летучих соединений. Концентрат пробы вводят в испаритель газового хроматографа и разделяют на капиллярной колонке с DB WAX (30 м × 0,25 мм × 0,25 мкм) при программировании температуры термостата колонок от 60°С (9 мин) до 120°С (4 мин) со скоростью 10°С/мин с использованием пламенно-ионизационного детектора (Тдет=300°С, Тисп=120°С). На хроматограмме пробы воды находят предложенные авторами реперные соединения - толуол и 1,2,4-триметилбензол и рассчитывают отношение откликов детектора (концентрации) толуола к отклику (концентрации) 1,2,4-ТМБ (у=Sтолуол/S1,2,4-ТМБ). Значение × рассчитывают по ранее установленной зависимости

х=(2,27-у)/0,023.

ПоказательПлощадь пика
Толуол124690
1,2,4-триметилбензол63233

Вычисляем по хроматограмме у=Sтолуол/S1,2,4-ТМБ

у=124690/63233=1,97

По установленной авторами зависимости

х=(2,27-у)/0,023

Находим х

х=(1,97-2,27)/-0,023=13,04

х=13,04 час - время контакта бензина с водой.

В случае загрязнения бензинами таких водоисточников, как река, зная скорость течения реки, можно определить удаленность источника загрязнения, например место аварии на продуктопроводах, пересекающих русло водотока.

При среднем течении реки 2,8 км/час расстояние до источника разлива составит - 2,8 км/час·13,04 час = 36,5 км

Пример 2. Отбирают 5 см3 пробы из реки и анализируют аналогично примеру 1. Получают хроматограмму пробы воды, на которой присутствуют пики бензола и толуола. На хроматограмме не находят второго реперного соединения 1,2,4-триметилбензола. В случае отсутствия одного из реперов делают вывод о загрязнении воды техногенными примесями другого источника, а не загрязнение воды бензином.

Способ определения времени контакта бензинов с водой, включающий отбор пробы, концентрирование летучих примесей, хроматографический анализ при разделении концентрата на капиллярной колонке с полярной неподвижной жидкой фазой и пламенно-ионизационным детектированием с выдержкой при 60°С, подъемом температуры со скоростью 10°С/мин до 120°С и выдержкой при этой температуре, выделение на хроматограмме толуола и 1,2,4-триметил-бензола в качестве реперных соединений, определение соотношения их концентраций в пробе и расчет времени контакта бензинов с водой по формуле

х=(2,27-у)/0,023,

где х - время контакта бензинов с водой, ч;

y-Sтолуол/S1,2,4-ТМБ;

Sтолуол и S1,2,4-ТМБ - концентрации в пробе толуола и 1,2,4-триметилбензола, соответствующие площадям пиков на хроматограмме.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к анализу качества авиационных и автомобильных бензинов, а именно к способу определения давления насыщенных паров авиационных и автомобильных бензинов.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам регулирования процессов термодеструкции нефтяных остатков в трубчатых печах.

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для решения задач обнаружения следовых количеств малолетучих (например, взрывчатых, наркотических) веществ на пальцах рук человека, подлежащего контролю, например, в составе контрольно-пропускных пунктов (КПП), порталов или турникетов.
Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в качестве средства метрологического обеспечения методик выполнения измерений при определении содержания хлорорганических соединений в нефти.
Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в качестве средства метрологического обеспечения методик выполнения измерений при определении содержания хлорорганических соединений в нефти.

Изобретение относится к лабораторным методам оценки эксплуатационных свойств моторных топлив, в частности к способам определения индукционного периода окисления топлив, и может быть использовано в нефтехимической, автомобильной, авиационной и других отраслях, на базах и хранилищах горюче-смазочных материалов (ГСМ) и других предприятиях, потребляющих и производящих автомобильные бензины.

Изобретение относится к способам для оценки эксплуатационных свойств топлив, в частности оценки совместимости топлив для реактивных двигателей (авиакеросинов) с резинами преимущественно на основе нитрильного каучука, применяемыми в топливных системах авиационных газотурбинных двигателей, и может быть использовано в нефтехимической, авиационной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к методам исследования свойств многослойных полимерных материалов, используемых для изготовления эластичных резервуаров, поддонов, рукавов, фильтроэлементов, трубопроводов, бочек, канистр, барабанов, внутренних покрытий и т.д.
Изобретение относится к методам исследования воды и может быть использовано для анализа содержания органических поллютантов в питьевой и иных водах. .

Изобретение относится к области использования растительных объектов для контроля загрязнения окружающей среды. .

Изобретение относится к аналитической химии и экологии и связано с определением микроконцентраций сурьмы в воде. .

Изобретение относится к области использования микробиологических объектов для контроля загрязнения окружающей среды. .
Изобретение относится к пищевой промышленности, биотехнологии, ликероводочной промышленности, производству безалкогольных напитков и связано с определением содержания катионов, аминов, анионов органических и неорганических кислот в различных средах.

Изобретение относится к области медицины, а именно гигиены и экологии, может быть использовано для анализа и дифференцировки степени чистоты воды с целью профилактики влияния воды на здоровье человека, а также для определения чистоты воды, используемой в лабораторных анализах.
Изобретение относится к методу аналитического биотестирования воды. .

Изобретение относится к области водной токсикологии и санитарной гидробиологии и может быть использовано для оценки токсичности воды при биологическом тестировании сточных и природных пресных вод.

Изобретение относится к исследованию накипеобразования в приближенных к производственным условиях при контролируемых значениях таких параметров как давление и концентрации солей в рабочей жидкости.

Изобретение относится к биологии, токсикологической и санитарной химии, а именно к способам определения 2,4,6-тринитрометилбензола в биологическом материале, и может быть использовано в практике санэпидстанций и химико-токсикологических лабораторий.

Изобретение относится к области экологии и аналитической химии

Наверх