Nr. ćwiczenia: 2	Temat ćwiczenia: Odparafinowanie frakcji naftowych	Data wykonania:
Nr. zespołu:	Wydział, rok grupa: EiP, II	Data oddania:

Nazwisko i imię:	Zaliczenie:
	Ocena:

1.Wstęp teoretyczny:

Ropa naftowa w temperaturze pokojowej jest cieczą, której gęstość i lepkość zależą od jej składu chemicznego. Jest mieszaniną ciekłych węglowodorów (od 5 do 15 węgli) i rozpuszczonych w nich węglowodorów stałych (powyżej 16 węgli) i gazowych (od 1 do 4 węgli). Może zawierać także związki heteroorganiczne (zawierające atomy siarki, azotu, tlenu oraz metali ciężkich w połączeniach metaloorganicznych).

Każda ropa zawiera takie same składniki, jedynie w różnych proporcjach zależnych od wieku ropy, miejsca i warunków geofizycznych.

Parafiny możemy zdefiniować na dwa sposoby :

1. Parafiny, izoparafiny – jako grupa węglowodorów nasyconych (alkany, izoalkany ).

2. Parafiny – stałe alkany (16-48 atomów węgla w cząsteczce), otrzymywane w procesie odparafinowania frakcji naftowych, nierozpuszczalna w wodzie i etanolu, lecz rozpuszczalna w wielu innych rozpuszczalnikach organicznych (np. w terpentynie, eterze), odporne na działanie kwasów i zasad.

Stałe węglowodory wydzielone przez krystalizację i następnie rafinowane to parafiny lub woski:

• Parafiny to stałe, twarde produkty o barwie białej i budowie makrokrystalicznej (duże kryształy), które miękną w temperaturze powyżej 50˚C

• Woski to stałe, ciągliwe produkty o barwie od białej do żółtej o budowie mikrokrystalicznej (małe kryształy), które miękną w temperaturze powyżej 70˚C.

Ocena technologiczna rop naftowych obejmuje:

• 5 klas gęstości

• 4 klasy lotności

• 4 klasy zasiarczenia

• 3 klasy asfaltenowości

• 3 klasy parafinowości

Tabela1. Klasy parafinowości rop naftowych w zależności od zawartości węglowodorów parafinowych.

Klasa	Zawartość parafin w % masowych	Charakter ropy
P1	P<5	Niskoparafinowa
P2	5<P<10	Średniparafinowa
P3	p>10	Wysokoparafinowa

Metody odparafinowania:

1. Poprzez proces krystalizacji parafin z roztworów wskutek obniżania temperatury

2. Za pomocą karbamidu (adduktywna krystalizacja).

Pierwsza metoda wymaga użycia rozpuszczalnika, który zwiększa wydajność reakcji. Idealny rozpuszczalnik powinien posiadać następujące cechy:

• dobrze rozpuszczać olej, a wytrącać parafiny i woski

• wykazywać selektywność w stosunku do wytrąconych kryształów (powinien tworzyć sieć krystaliczną na tyle luźną aby łatwo można było odfiltrować olej)

• niska temperatura wrzenia, niskie wartości ciepła parowania i ciepła właściwego w celu jego łatwego odparowania z mieszaniny

• niska temperatura krzepnięcia, rozpuszczalnik musi być ciekły w każdym etapie procesu

• niedrogi i łatwo dostępny.

Dobrymi rozpuszczalnikami są: metyloetyloketon i toluen, metyloizobutyloketon, dichlorometan, trichloroetylen.

Druga metoda wykorzystuje zjawisko tworzenia krystalicznych kompleksów (adduktów) węglowodorów o długich nierozgałęzionych łańcuchach z karbamidem (mocznikiem).

Warunki powstawania kompleksów:

• aktywowanie procesu – dodanie metanolu zwiększa znacznie wydajność reakcji

• temperatura – trwałość kompleksów karbamidu z węglowodorami maleje ze wzrostem temperatury

• lepkość układu, rola rozpuszczalnika – dla obniżenia lepkości dodaje się rozpuszczalnika, np. frakcje ]benzynowe, ketony, dichlorometan.

• wpływ zanieczyszczeń – przed odparafinowanie substancję należy oczyścić z zanieczyszczeń mechanicznych i usunąć związki asfaltenowo – żywiczne.

Aby otrzymać parafiny należy doprowadzić do rozłożenia kompleksu, poprzez rozpuszczenie go w wodzie destylowanej o temperaturze 80-90˚C. Następnie parafiny oddziela się od wodnego roztworu poprzez dekantację i filtrację.

2. Cel ćwiczenia:

Określenie zawartości parafin w frakcjach naftowych.

3. Opis wykonania ćwiczenia:

W małej zlewce odważono 5,4557 g badanej próbki, którą rozcieńczono 10 cm³ heksanu. Następnie dodano 10 g roztartego karbamidu i 3,2 cm³ metanolu (aktywator reakcji). Przez kolejne 30 min zawartość zlewki mieszano za pomocą bagietki. Produkt odsączono na lejku Büchnera i przemyto heksanem. Osad wysuszono na suszarce. Następnie osad przeniesiono do uprzednio zważonej zlewki i dodano 40 cm³ wody destylowanej o temperaturze 40-50˚C. Po wymieszaniu zlano wodę i wysuszono produkt za pomocą suszarki do włosów. Na koniec go zważono.

4.Obliczenie zawartości parafiny w oleju w % masowych według wzoru:

m_próbki= 5,4557g

m_zlewki= 43,8652g

m_całości=48,5361g

m_parafiny=48,5361g-43,8652g=4,6709g

$$\frac{m_{\text{parafiny}}}{m_{probki}\ }*100$$

$$\frac{4,6709}{5,4557}*100\%$$

5.Wnioski:

Według otrzymanej zawartości parafiny frakcje wziętą do analizy można zaliczyć do klasy parafinowości P3 czyli do rop wysokoparafinowych.

Wartość ta może być jednak zawyżona z powodu niecałkowitego odparowania wody użytej do usunięcia resztek karbamidu.