Властивості нафтопродуктів в значній мірі визначається їх вуглеводневим складом. Його знання необхідно для правильного застосування нафтопродуктів, зокрема, знання вугле водневого сполучення бензинів необхідно для їх раціонального застосування в якості моторного палива і мастильних масел.
Різні класи вуглеводнів поводяться в автомобільних і авіаційних двигунах неоднаково. Наприклад, парафіни нормальної будови викликають при згорянні небажане явище - детонацію, в той час як ароматичні вуглеводні і ізопарафінов відрізняються високою детонаційної здатністю. Нафтени займають відносно детонаційної здатності проміжне положення. Зараз можна вважати встановленим, що всі основні характеристики якостей масел - в'язкість, стабільність проти окислення, термічна стабільність, залежать від змісту і складу ароматичних вуглеводнів.
Нафтенові вуглеводні вельми схильні до окислювального впливу кисню, причому окислюваність їх зростає з підвищенням середнього молекулярного ваги фракцій. Ароматичні вуглеводні в певних концентраціях гальмують окислення нафтенов. В'язкість масел до певної міри пояснюють наявністю і концентрацією ароматичних вуглеводнів різної будови.
При визначенні групового складу нафти і нафтопродуктів слід враховувати, що ці сполуки складаються з надзвичайно великого числа індивідуальних вуглеводнів та інших сполук. Внаслідок складності і тривалості визначення індивідуального вуглеводневого складу нафтопродуктів визначають сумарну кількість вуглеводнів певних класів, що містяться в нафтопродуктах.
Аніліновий метод. ГОСТ 12329-77. Серед неінструментальние методів визначення групового хімічного складу бензинових фракцій найбільш широке поширення отримав аніліновий метод, заснований на неоднаковою розчинність вуглеводнів різних класів в аніліні. При змішуванні нафтової фракції з аніліном при кімнатній температурі зазвичай утворюються два шари, т. Е. Не відбувається повного розчинення нафтопродукту в аніліні. Якщо цю суміш нагрівати, постійно перемішуючи, то при до-сягнення певної температури відбудеться повне взаємо-ве розчинення аніліну і нафтопродукту, шари зникнуть, і рідина стане однорідною. Температуру, що відповідає повному взаємному розчиненню аніліну і нафтопродукту, на-викликають аніліновою точкою або критичною температурою рас-творіння (КТР) даного нафтопродукту в аніліні. Найнижчими аніліновими точками серед вуглеводнів характери-ються арени, найбільш високими - алкани; Циклоалкани за-ють проміжне положення. Алкени і циклоалкени мають декілька нижча значення анілінових точок в порівнянні з циклоалканами близькою молекулярної маси. В межах од-ного гомологічного ряду анілінові точки, як правило, зростають зі збільшенням маси і температури кипіння вугле-водню. Така ж закономірність спостерігається і для фрак-цій, виділених з однієї і тієї ж нафти.
Існують два методу визначення анілінових точок: метод рівних обсягів і метод максимальних анілінових точок. У першому випадку беруть рівні обсяги аніліну і досліджуваної фракції і визначають температуру їх повного змішання. Як і отриману температуру називають аніліновою точкою. У другому випадку знаходять температуру, звану максимальної анілі-новою точкою або істинної критичною температурою розчині-ня в аніліні. Її отримують після декількох визначень тим-ператури розчинення продукту в зростаючих кількостях аніліну. При збільшенні кількості аніліну температура повного розчинення спочатку підвищується і при деякому співвідношенні фракції і аніліну досягає максимуму, після чого при подальшому збільшенні кількості аніліну починає падати. Максимальну температуру повного розчинення приймають за максимальну анілінову точку (справжню КТР в аніліні). Зазвичай різниця між аніліновими точками фракцій і їх максимальними аніліновими точками невелика, причому вона збільшується зі зростанням температур кипіння фракцій і збільшенням вмісту в них аренов.
Найбільш поширеними і точними є комбіновані методи, що поєднують видалення ароматичних УВ з визначенням фізичних констант до і після їх видалення. У методі анілінових точок в якості фізичної константи для визначення вмісту ароматичних УВ в нафтових фракціях використовують критичну температуру розчинення в аніліні. В основі методу лежить велика різниця розчинності в аніліні ароматичних, нафтенових і парафінових УВ, що википають в межах одних і тих же температур. Критична температура розчинення (максимальна анілінова точка) - це температура, при якій вуглеводнева фракція і анілін змішуються між собою в будь-яких співвідношеннях. Анілінові точки зростають зі збільшенням молекулярної маси і Т о С кипіння УВ одного і того ж ряду або ж фракцій однієї і тієї ж нафти. Практично визначається не температура повного розчинення, а температура помутніння, тобто початок розшаровування двох рідин. Попередньо нафтову фракцію або бензин розганяють на додаткові фракції:
- бензольну 60 - 95 о С 200-250 о С
- толуольного 95 - 122 о С 250-300 о С
- ксилольного 122 - 150 о С газойлі
- залишкову 155 - 200 о С 300-350 о С
Арени видаляють або сульфуванням 98,5 - 99% сірчаної кислоти, або рідинної адсорбційної хроматографії на силікагелі. В пробірку заливають 1 мл досліджуваного зразка і додають з бюретки 0,2 мл сухого свежеперегнанного аніліну. Суміш нагрівають і перемішують до повного розчинення і прозорості, потім охолоджують до кімнатної Т о С, поки не з'явиться слабка каламуть виділяється аніліну. Суміш енергійно перемішують до утворення рівномірної каламуті, відзначають Т о С. Потім додають ще 0,2 мл аніліну і знову визначають Т о С помутніння, яка буває вище попередньої. Дану операцію повторюють до тих пір, поки температура розчинення не стане зменшуватися. Знайдена максимальна температура розчинення фракції в аніліні і буде тією критичною температурою розчинення - максимальної аніліновою точкою. Визначають максимальну анілінову точку вихідної і деароматізірованной фракцій (до і після видалення ароматичних УВ).
Де: t2-t1 - зміна критичної температури взаємного розчинення рівних обсягів
бензину і аніліну до і після вилучення аренов
t1, t2 - максимальна анілінова точка вихідного і деароматізірованного зразка, о С
k - коефіцієнт, що показує кількість ароматичних УВ, яке відповідає зниженню аніліновою точки суміші насичених УВ на 1 о С. Значення анілінових коефіцієнтів наведені в табл.
де: kнафт - аніліновий коефіцієнт для нафтенових УВ, наводиться в таблицях
t3 - максимальна анілінова точка чистих парафінових УВ, о С
t2 - максимальна анілінова точка деароматізірованного зразка, о С
ρ420 - щільність деароматізірованного зразка