Определение серы и сернистых соединений нефти

Во всех нефтях в разных количествах содержатся сероорганические соединения. Основная масса их концентрируется в высоко­молекулярных фракциях (масла, мазуты, гудроны). По химической природе эти вещества представляют собой главным образом ней­тральные соединения типа сульфидов с алифатическими и цикличе­скими радикалами и гетероциклические соединения типа гомологов тиофана и тиофена с различным числом циклов в молекуле. В не­которых нефтях найдены также в незначительном количестве свобод­ная сера, сероводород, низкомолекулярные меркаптаны и дисуль­фиды. Эти вещества, как правило, присутствуют и в дистиллятных нефтепродуктах. Большинство из них, вероятно, имеет вторичное происхождение. Сероводород и меркаптаны образуются при термиче­ском разложении высокомолекулярных сернистых соединений. Сера накапливается в результате окисления сероводорода, а дисульфиды — при окислении меркаптанов.

О суммарном количестве сернистых соединений в нефтях и неф­тепродуктах судят по результатам анализа на содержание серы. Этот показатель является важнейшей технологической характери­стикой сырой нефти.

Для нефтепродуктов сернистые соединения являются очень вредной примесью. Они токсичны, придают нефтепродуктам не­приятный запах, вредно отражаются на антидетонационных свой­ствах бензинов, способствуют смолообразованию в крекинг-продук­тах и, главное, вызывают коррозию металлов. Наиболее опасны в этом отношении самые активные сернистые соединения — серо­водород, низшие меркаптаны, а также свободная сера, которые силь­но разрушают металлы, особенно цветные. Поэтому присутствие этих веществ крайне нежелательно и для большинства нефтепродуктов недопустимо. Но и остальные сернистые соединения: сульфиды, ди­сульфиды, тиофаны, тиофены и другие нейтральные вещества — могут в известных условиях оказаться ответственными за возникно­вение коррозии. Дело в том, что при сгорании топлива все сернистые соединения превращаются в S0₂ и SO_s. При низких температурах, когда получающиеся при сгорании или находящиеся в воздухе водя­ные пары конденсируются, эти окислы переходят в соответствующие кислоты, что, конечно, тоже вызывает сильную коррозию.

Кроме того, присутствие в продуктах горения S0₃ сильно повышает точку росы. Так, например, при сжигании сернистых мазутов накопление S0₃ в дымовых газах повышает температуру конденсации водяных" паров на 50 °С и, следовательно, даже при обычных температурах будет образовываться серная кислота и возникать коррозия. Чем больше сернистых соединений в топливе, тем сильнее опасность этой кислотной коррозии. Необходимо также иметь в виду, что при по­вышенных температурах нейтральные сернистые соединения могут разлагаться с выделением сероводорода и меркаптанов.

В связи с вредным влиянием сернистых соединений в техниче­ские требования на нефтепродукты введены следующие показатели.

Содержание серы нормируется для всех видов топлива, их компонентов, осветительных керосинов, бензинов-растворителей и некоторых нефтяных масел. Наиболее жесткие нормы по содержа­нию серы установлены для карбюраторных и реактивных топлив и бензинов-растворителей (0,02—0,1%). Среднее положение по этому показателю занимают тракторные керосины и дизельные то­плива (0,2—1%). Больше всего допускается серы в котельном топливе (0,5—3,5%). Поэтому сжигание сернистых мазутов проводят по спе­циальным инструкциям во избежание отравления персонала дымо­выми газами. Следует отметить, что для некоторых специальных масел (трансмиссионное, для гипоидных передач, для коробок пере­дач и рулевого управления) и для смазочно-охлаждающей жидкости сульфофрезол нормируется не высший, а низший предел содержания серы (не менее 0,9—1,7%), так как присутствие серы в этих нефте­продуктах улучшает их специфические свойства (липкость, масля­нистость).

Содержание сероводорода — качественная про­ба. Отсутствие сероводорода нормируется для реактивных; дизель­ных и котельных топлив. Содержание меркаптановой серы норми­руется для разных сортов реактивных топлив — не более 0,001 — 0,005%, а для дизельных топлив — не более 0,01%.

Испытание на медную пластинку — Качест­венная проба на свободную серу и активные сернистые соединения. Это испытание на коррозию медной пластинки должны выдерживать карбюраторные, реактивные и дизельные топлива.