zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2020-86-7-20-26zldm-1239Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISОпределение суммарного содержания ароматических углеводородов методом ИК-Фурье спектрометрии в продукте гидроочистки дизельного топливаDetermination of the total content of aromatic hydrocarbons by Fourier-transform IR spectroscopy in the products of diesel hydrofiningМихайловаК. А.MikhaylovaK. A.

Ксения Андреевна Михайлова

665830, Иркутская обл., г. Ангарск, а/я 65

Kseniya A. Mikhaylova

POB 65, Angarsk, Irkutsk obl., 665830

ЧерепановВ. Д.CherepanovV. D.

Вадим Дмитриевич Черепанов

665830, Иркутская обл., г. Ангарск, а/я 65

Vadim D. Cherepanov

POB 65, Angarsk, Irkutsk obl., 665830

Cherepanovvd@anhk.rosneft.ruВолеговаА. Ю.VolegovaA. Yu.

Арина Юрьевна Волегова

665830, Иркутская обл., г. Ангарск, а/я 65

Arina Yu. Volegova

POB 65, Angarsk, Irkutsk obl., 665830

КузораИ. Е.KuzoraI. E.

Игорь Евгеньевич Кузора

665830, Иркутская обл., г. Ангарск, а/я 65

Igor E. Kuzora

POB 65, Angarsk, Irkutsk obl., 665830

АО «Ангарская нефтехимическая компания»РоссияJSC «Angarsk Petrochemical Company»Russian Federation2020180720208672026Copyright © Михайлова К.А., Черепанов В.Д., Волегова А.Ю., Кузора И.Е., 20202020Михайлова К.А., Черепанов В.Д., Волегова А.Ю., Кузора И.Е.Mikhaylova K.A., Cherepanov V.D., Volegova A.Y., Kuzora I.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1239

С учетом недостатков существующих методов определения ароматических углеводородов (АУВ) в компонентах дизельного топлива предложена методика контроля содержания АУВ в средних дистиллятах с использованием ИК-Фурье-спектрометрии. В качестве объекта исследования был выбран один из компонентов для компаундирования дизельных топлив, получаемый в АО «АНХК» при гидроочистке сырья в жестких условиях (30 МПа, 380 – 400 °C). Зарегистрировав спектр поглощения очищенного компонента, выбрали условия ИК-спектрометрического анализа (значение волнового числа — 1606,5 см–1, материал кюветы — NaCl, толщина поглощающего слоя — 0,1 см). Для построения градуировочной зависимости в образцах исследуемого гидрогенизата, отобранных в разные моменты времени и содержащих в среднем 1 – 8 % АУВ (в зависимости от параметров непрерывно работающей установки), определяли суммарное содержание АУВ методом ВЭЖХ, а затем методом ИК-спектрометрии — соответствующее значение оптической плотности образца. Метрологические характеристики предложенной методики оценили в соответствии с требованиями РМГ 76–2014. Правильность полученных результатов определения АУВ подтвердили путем сравнения с данными независимого метода анализа (титриметрического). Для использования разработанной методики при анализе других компонентов дизельного топлива необходимы дополнительные исследования по определению мешающих веществ и оценке их влияния на точность определения АУВ.

A comparative analysis of current methods for determination of aromatic hydrocarbons in the components of diesel fuel revealed that IR spectrometry appeared to be the most optimal method for operational control of the content of aromatic hydrocarbons in medium distillate products of the hydrogenation process. We developed a procedure for quantitative determination of aromatic hydrocarbons in the components of diesel fuel using IR Fourier spectroscopy. The analysis of absorption spectra of the components of diesel fuel revealed that the optical density of the stretching vibration band of the aromatic ring is proportional to the quantitative content of aromatic hydrocarbons (AHC) in the components of diesel fuel. One of the components for compounding diesel fuels obtained at JSC «ANKhK» during hydrotreating of raw materials under severe conditions (30 MPa, 380 – 400°C) was selected as an object of the study. Conditions of IR spectrometric analysis (wave number — 1606.5 cm–1, cell material — NaCl, absorbing layer thickness — 0.1 cm) were specified after recording of the absorption spectrum of the purified component. To construct a calibration dependence the total AHC content and corresponding optical density of the sample were determined by the methods of HPLC and IR spectrometry, respectively. The samples of hydrogenate under study (taken at different timepoints) contained 1 – 8% AHC on average depending on the parameters of a continuously operating unit. The characteristics of the proposed procedure were evaluated in accordance with the requirements of RMG 76–2014. The correctness of the obtained results of AHC determination was confirmed in comparison with the data of independent (tetrimetric) analysis. The use of the developed method in analysis of other components of diesel fuel, requires additional studies to determine the interfering substances and assess their impact on the accuracy of AHC determination.

ароматические углеводородыИК-спектрометриявысокоэффективная жидкостная хроматографиядизельное топливогидроочисткаaromatic hydrocarbonsFT-IR spectroscopyHPLCdiesel fuelhydrofiningReferencesОхотина Н. А., Шапиров Э. Н., Ильязов М. Ф., Ефимов М. В. Проблемы загрязнения продуктами резиновой промышленности полициклическими ароматическими углеводородами. Часть 1 / Вест. Казанского техн. ун-та. 2013. Т. 20. № 21. С. 129 – 131.Okhotina N. A., Shapirov E. N., Ilyazov M. F., Efimov M. V. Problems of pollution by rubber products with polycyclic aromatic hydrocarbons. Part 1 / Vestn. Kazan. Tekhnol. Univ. 2013. Vol. 20. N 21. P. 129 – 131 [in Russian].Ахметов А. Ф., Красильникова Ю. В. Производство топлив с улучшенными экологическими свойствами / Башкирский хим. журн. 2009. Т. 16. № 2. С. 160 – 164.Akhmetov A. F., Krasilnikova Yu. V. Production of fuels with improved environmental properties / Bashkir. Khim. Zh. 2009. Vol. 16. N 2. P. 160 – 164 [in Russian].Рахманин Ю. А., Леванчук А. В. Количественная пространственно-временная оценка загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух в результате сгорания топлива автомобильного транспорта / Гигиена и санитария. 2016. Т. 11. № 95. С. 1021 – 1024.Rakhmaninov Yu. A., Levanchuk A. V. Quantitative spatio-temporal assessment of pollutants entering the atmospheric air as a result of the combustion of fuel from motor vehicles / Gigiena Sanit. 2016. Vol. 11. N 95. P. 1021 – 1024 [in Russian].Иоффе Б. В. Рефрактометрические методы химии. — Л.: Химия, 1983. — 352 с.Ioffe B. V. Refractometric methods in chemistry. — Leningrad: Khimiya, 1983. — 352 p. [in Russian].Тарасевич Б. Н. Основы ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье. Подготовка проб в ИК-спектроскопии. — М.: МГУ имени М. В. Ломоносова, 2012. — 22 с.Tarasevich B. N. Fundamentals of FTIR. Sample preparation in IR spectroscopy. — Moscow: Izd. MGU, 2012. — 22 p. [in Russian].Иванова Л. В., Сафиева Р. З., Кошелев В. Н. ИК-спектрометрия в анализе нефти и нефтепродуктов / Вест. Башкирского ун-та. 2008. Т. 13. № 4. С. 869 – 874.Ivanova L. V., Safieva R. Z., Koshelev V. N. IR spectrometry in the analysis of oil and oil products / Vestn. Bashkir. Univ. 2008. Vol. 13. N 4. P. 869 – 874 [in Russian].Скиданов Р. В., Бланк В. А., Морозов А. А. Исследование изображающего спектрометра на основе дифракционной линзы / Компьютерная оптика. 2015. Т. 39. № 2. С. 218 – 223.Skidanov R. V., Blank V. A., Morozov A. A. Study of an imaging spectrometer based on a diffraction lens / Komp’yut. Optika. 2015. Vol. 39. N 2. P. 218 – 223 [in Russian].Галанов Е. К., Бодунов Е. Н. Инфракрасный спектрометр для исследования состава газов жидкостей и твердых тел / Известия ПГУПС. 2011. № 3. С. 138 – 143.Galanov E. K., Bodunov E. N. Infrared spectrometer for studying the composition of gases of liquids and solids / Vestn. PGUPS. 2011. N 3. P. 138 – 143 [in Russian].Вершинин В. И. Новые подходы к спектрофотометрическому анализу неразделенных смесей органических веществ / Химия в интересах устойчивого развития. 2013. Т. 21. № 1. С. 9 – 20.Vershinin V. I. New approaches to spectrophotometric analysis of undivided mixtures of organic substances / Khimiya Interes. Ust. Razv. 2013. Vol. 21. N 21. P. 9 – 20 [in Russian].Mohammed A., Hankish K. Determination of Aromatic Hydrocarbons in Petroleum Fractions by Infrared Spectroscopy / Analyst. 1985. Vol. 110. N 12. P. 1477 – 1480. DOI: 10.1039/ AN9851001477.Mohammed A., Hankish K. Determination of Aromatic Hydrocarbons in Petroleum Fractions by Infrared Spectroscopy / Analyst. 1985. Vol. 110. N 12. P. 1477 – 1480. DOI: 10.1039/AN9851001477.Ибрагимова М. Д., Сеидова С. А., Гусейнов Г. Дж. и др. Исследование структурно-группового состава рафината и экстракта, полученных деароматизацией смеси прямогонной дизельной фракции с продуктами вторичной переработки нефти / Нефтепереработка и нефтехимия. 2018. № 8. С. 14 – 20.Ibragimova M. D., Seidova S. A., Huseynova G. J., et al. Study of the structural-group composition of raffinate and extract obtained by dearomatization of a straight-run diesel fraction mixture with products of secondary oil refining / Neftepererab. Neftekhim. 2018. N 8. P. 14 – 20 [in Russian].Морозов А. Н., Кочиков И. В., Новгородская А. В. и др. Статистическая оценка вероятности правильного обнаружения веществ в ИК-Фурье спектрометрии / Компьютерная оптика. 2015. Т. 39. № 4. С. 614 – 620.Morozov A. N., Kochikov I. V., Novgorodskaya A. V., et al. Statistical Estimation of the Probability of the Correct Substance Detection in FT IR Spectroscopy / Komp’yut. Optika. 2015. Vol. 39. N 4. P. 614 – 620. DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-4-614-621.Алаторцев Е. И., Иванов В. А. Критерии оценки достоверности методов испытаний нефтепродуктов / Нефтепереработка и нефтехимия. 2015. № 11. С. 14 – 16.Alatortsev E. I., Ivanov V. A. Criteria for assessing the reliability of testing methods for oil products / Neftepererab. Neftekhim. 2015. N 11. P. 14 – 16 [in Russian].Вершинин В. И., Коптева Е. В., Троицкий В. В. Компьютерная ИК-спектрометрия как способ определения структурно-группового состава бензинов / Аналитическая химия. Оборудование лабораторий. 2005. № 5. С. 1 – 6.Vershinin V. I., Kopteva E. V., Troitsky V. V. Computer IR spectrometry as a method for determining the structural-group analysis of gasolines / Analit. Khim. Oborud. Lab. 2005. N 5. P. 1 – 6 [in Russian].Мозохин А. Е., Колесникова И. А., Дроздов В. Г. Обоснование возможности качественного анализа химического состава льняной тресты методом ИК-спектрометрии ближайшей области / Вестн. Костромского гос. ун-та. 2012. Т. 18. № 1. С. 31 – 36.Mozokhin A. E., Kolesnikova I. A., Drozdov V. G. Substantiation of the possibility of a qualitative analysis of the chemical composition of flax trusts by IR spectrometry of the nearest area / Vestn. Kostrom. Univ. 2012. Vol. 18. N 1. P. 31 – 36 [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.