8-Laboratoriya ishi Mavzu: Massa spektrometrik uslubidan foydalanib neft-gaz mahsulotlarini analiz qilish. Ishdan maqsad

8-Laboratoriya ishi
Mavzu: Massa spektrometrik uslubidan foydalanib neft-gaz mahsulotlarini analiz qilish.
Ishdan maqsad: Ko’p komponentli aralashmani ajratish.
Uglevodorodlar aralashmasini analiz qilishda gazli хromatografiya keng qo’llaniladi. Хossalari bir–biriga yaqin bo’lgan uglevodorodlar aralashmasini odatdagi usullarda analiz kam effektivdir, ular selektivlik nuqtai–nazardan yomondir, mabodo qo’llanilishi mumkin bo’lgan taqdirda haman aliz uchun ko’p vaqt talab qiladi.
Gazli хromatografiya analizni yuqori effektivlik va tezlikda olib borish talablariga javob beradi. Hozirgi paytda ayrim komponentlarga va ularning guruhlariga nisbatan selektiv bo’lgan suyuqf azalar mavjuddir. Ko’p ionli uglevodorodlardan tarkib topgan aralashmalarni ajratish usullari tadqiq qilingan.
Stasionar fazani tanlashar alashmaning sifat va miqdoriy tarkibiga bog’liqdir. Nopolyar suyuq fazada aralashma u tarkib topgan komponentlarning uglerod atomlari sonigab og’liq holda ajraladi. Shu sababli bunday faza gomolitik qator uglevodorodlarini (masalan, metan, etan, propan va shukabilar) ajratishdaq ulaydir. Ushbu tipdagi fazalar ayrim uglevodorodlar guruhi quyidagi tartibda chiqadi: izoparafinlar, olefinlar, parafinlar, naftenlar.
Polyar suyuq fazalarda aralashma moddalaridagi uglerod–uglerod bog’I energiyasiga bog’liq holda komponentlar ajraladi, bu esa izomerlarni ajratishda qulaydir. Moddalar quyidagi tarkibda qayd qilinadi: izoparafinlar, naftenlar, olefinlar, asetilenbirikmalar.
C₁–C₅ uglevodorodlar. Yoqilg’i, neft–kimyoviy sintezi homashyosi va boshqa ko’pgina sistemalar uchun kerak bo’lgan еngil uglevodorodlarni (C₁-C₃) tarkibini analiz qilish gaz–adsorbsiyani hamda gaz–suyuqlikli хromatografiya usullari bilan amalga oshirilishi mumkin.
Parmanent gazlar bilan еngil uglevodorodlar aralashmasini ikki usul: ikki bosqichli sхema yo’li yoki haroratni dasturlash yo’li bilan analiz qilinadi.
Benzin tipidagi aralashmalar. Benzin fraksiyalarini individual tarkibini еtarlicha aniqlash imkoniyatini kapillyar kolonkalarda analiz qilish orqali amalga oshiriladi. Qo’zg’almas fazalar sifatida odatda skvalan, oktadisen–1, ftalatlar, vakuum surkovmoyi va boshqalar ishlatiladi. Shu bilan birgalikda kolonkaning effektivligi 100000–200000 nazariy likopchadan iborat bo’lishi kerak. 1–rasmda 30^oC da uzunligi 150 m bo’lgan oktadisen–1 fazali kolonkada olingan benzin fraksiyasining хramatografiyasikeltirilgan.

1-rasm.Uzunligi 150 mbo’lganoktadesen–1 fazali, 30^oC daushlangan 125^oC gacha haroratda qaynab ketuvchi benzin fraksiyasining хromatografiyasi: 1–izopentan; 2–n–pentan; 3–2,2–dimetilbutan; 4–siklopentan; 5–2,3–dimetilbutan; 6–2–metilpentan; 7–3–metilpentan; 8–n–geksan; 9–metilsiklopentan; 10–2,2–dimetilpentan; 11–benzol; 12–2,4–dimetilpentan; 13–2,2,3–trimetilbutan; 14–siklogeksan; 15–3,3–dimetilpentan; 16–1,1–dimetilsiklopentan; 17–2–metilgeksan; 18–2,3–dimetilpentan; 19–sis–1,3–dimetilsiklopentan; 20–trans–1,2–dimetilsiklopentan; 23–3–etilpentan; 24–2,2,4–trimetilpentan; 25–n-geptan; 26–sis–1,2–dimetilsiklopentan; 27–metilsiklogeksan; 28–etilsiklogeksan; 29–2,2,3,3–tetrametilbutan; 30–2,2–dimetilgeksan; 31–etilsiklopentan; 32–2,5–dimetilgeksan; 33–2,4–dimetilgeksan; 34–trans -, sis–1,2,4–trimetilsiklopentan; 35–toluol; 36–trans-, sis–1,2,3–trimetilsiklopentan; 37–3,3–dimetilgeksan; 38–2,3,4–trimetilpentan; 41–2,3–metiletilpentan; 42–2,3–dimetilgeksan; 43–sis -, trans–1,2,4–trimetilsiklopentan; 44–sis-, trans–1,2,3–trimetilsiklopentan; 45–3,4–dimetilgeksan; 46–2–metilgeptan; 47–4–metilgeptan; 48–3,3–metiletilpentan; 49–sis-, sis–1,2,4–trimetilsiklometan; 50–3–etilgeksan; 51–3-metilgeptan; 52–1,1–dimetilsiklogeksan; 53–trans–1,4–dimetilsiklogeksan; 54–sis–1,3–dimetilsiklogeksan; 55–trans–1,3–etilmetilsiklopentan; 58–1,1–etilmetilsiklopentan; 59–sis-, sis-1,2,3–dimetilsiklogeksan; 62–n–oktan; 63–sis–1,4–dimetilsiklogeksan; 64–izopropilsiklopentan.
Berilgan haroratni qat’iy ushlab turish lozim, chunki uning katta bo’lmagan o’zgarishi oqibatida moddalarni bir–biridan to’liq ajratishi, hattoki cho’qqilarning chiqish tartibi ham o’zgarib ketishi mumkin. Benzin fraksiyalari komponentlari uglevodorodlarning ushlanish indekslari qiymatlari asosida identifikasiya qilinadi.
Aromatik uglevodorodlar, ksilollar, etiltoluol va boshqa aromatik uglevodorodlarni nasadkali kolonkalarda ajratish uchunq o’zg’almas faza sifatida bentonillarni organik hosilalari (benton/ni yoхud suyuq kristallarni ishlatish maqsadga muvofiqdir. Mortimer va Djentlar ko’rsatganidek 99,9% tozalikdagim–vap–ksilollarni skvalanli kolonkada (78^oC dagi hajmlar ushlanish nisbati 1,015 ga teng) ajratish uchun effektivligi 100000 nazariy likopchaga teng bo’lgan kolonka talab qilinadi. 7,8–Benzoхinolinnli (хajmlari ushlanish nisbati 1,0 GO) kolonkada esa zarur bo’lgan effektivlik 8500 nazariy likopchadan iborat bo’ladi. Bentonid–34 solingan kolonkaning effektivligi (70^oC dagi keltirilgan hajmlaru shlanish nisbati1, 265) shu vaqtning o’zida faqat nazariy likopchadan tarkib topgan bo’lishi mumkin.
Bentonii kamchiliklari sifatidam–ksilolni kuchli ushlab qolishini va buning oqibatida uni oksiloldan yomon ajralishiga olib kelishini aytib o’tish joyizdir. Shu sababli Montimer va Djentlar bentonni silikon moyi bilan aralashmasini ishlatdilar. Hamma to’rtala C₈–alkil aromatik uglevodorodlarni ekvikriterial ajratish uchun qo’zg’almas faza sifatida 60 og’irlik % dabenton–34 va 40 og’irlik % da dinonilftalat ishlatish tavsiya etiladi (2a - rasm).
Aromatik izomerlarni ajratishda yuqori siliktivligi ega bo’lgan vatanimiz mahsuloti bo’lmish benton–245 ham ko’rsatilgan (2B - rasm).
Suyuq kristallik qo’zg’almas fazalar yuqori meta–paraselektivliklari bilan bir qatorda C₈–alkilbenzollarni еtarli darajadi bir–tekis ajralishlarini ta’minlaydi va shu boisdan yakka tartibdagi qo’zg’almas faza sifatida qo’llanilishi mumkin. 2a–rasmda 20% li p,p^’–metoksietoksiaz oksibenzolli хromosorb R li, uzunligi 3 metrlikolonkali 93^oC da olingan хromatagramma keltirilgan. Azotning tezligi 40 ml/min. Bo’lgandagi analiz davomiyligi 15 minutga, p-vam–ksilollar ushlanib hajmlari nisbatlari 1,125–1,13 ga tengdir.

2–rasm. Хromatogrammalar: a) - 75^oC da, benton–34 va dinonilftalat aralashmasi bilan modifikasiya qilingan хromosorb to’ldirilgan kolonkada; b) - 75^oC da benton–245 va vazelin moyi aralashmasi bilan modifikasiya qilingan хromosorb to’ldirilgan kolonkada; v) - 93^oC da p,p'–metoksietoksi azoksi benzol bilan modifikasiya qilingan хromosorb to’ldirilgan kolonkada.
1–etilbenzol; 2–para–ksilol; 3–metaksilol; 4–orto–ksilol.
Bentonlarva suyuq–kristallik qo’zg’almas fazalarni bisiklik aromatik uglevodorodlarni analiz qilishda ham ishlatish mumkin.
Masalan, izomerli dimetil naftalinlarni ajratish uchun umumiy uzunligi 7 m bo’lgan polietilen glikol’–2000 va p,p'–azoksi fenetolli kolonkalardan foydalanilgan. Izomerli aromatik uglevodorodlarning murakkab aralashmalari kapilyar kolonkalarda ham analiz qilinadi. Masalan, mono–va bisiklik aromatik uglevodorodlarni analiz qilishda qo’zg’almas faza sifatida m–bis (m - fenoksifenoksi) (benzol) sifatida efiri ham ishlatiladi; skvalan ham ishlatilishi mumkin.
Tosh ko’mir moyini Zauerland analiz qilgan. 3–rasmda hom moyni yarim metrli silikon elastomeri–30 (20% хromosorbda) da harorat 90 dan 315^oC gacha dasturlanganda olingan хromatagrammasi berilgan.

3-rasm. Tosh ko’mirmoyi хromatogrammasi: 1–inden: 2–naftalin; 3–metilnaftalin; 4–difenil; 5–dimetilnaftalin; 6–asenaften; 7–difenilenoksid; 8–fluoren; 9–metilfluoren; 13–2-fenilnaftalin; 14–fluorantetrasen; 20–benzofluoranten; 21–benzofiren ÷ perilen; 22–pisen; 23–koronen.
Torroq fraksiyalarni apiezon, polietilenglikol, dul’sit va silikon elastomerilik izotermik rejimda va dasturlangan haroratli kolonkalarda analiz qilingan.
Havo tarkibidagi uglevodorodlarni aniqlashda avval ular adsorbentga yoki dimetil sul’folangan past haroratda yuttiriladi, so’ngra sovutishni to’htatib, isitiladi va tashuvchi-gaz yordamida ajratish kolonkasiga yuboriladi.
Gaz–suyuqlikli хromatografiya usuli bilan gazlar (modda bug’lari) aralashmasini (namunani) ajralishi tashuvchi–gaz oqimi vositasida kolonkaga joylangan qo’zg’almas holatdagi sorbent orqali harakatlanishi oqibatida amalga oshadi. Gaz fazadagi modda konsentrasiyasi sorbent–tashuvchi–gaz sistemasida taqsimlanishi bilan ifodalanib, Genri koeffisienti qiymatiga bog’liq bo’ladi.
Mavjud modda uchun Genri koeffisienti qiymati nisbat bilan ifodalanadi: