ВОЛЮМОМЕТРИЧЕСКИИ АНАЛИЗ ГАЗОВ

Для анализа газовых смесей, содержащих предельные и не­предельные углеводороды, а также некоторые неуглеводородные компоненты (СО, С02) H2S, 02, Н2 и N2), применяются методы хи­мического поглощения и сжигания.

МЕТОД ХИМИЧЕСКОГО ПОГЛОЩЕНИЯ

Этот метод анализа сложной газовой смеси основан на после­довательном поглощении отдельных компонентов различными хи­мическими поглотителями. Измеряя объем газа до и после абсорб­ции, по разности определяют количество поглощенного компонента или суммы компонентов [в % (об.)]» реагирующих с'данным по­глотителем.

Методом поглощения определяют диоксид углерода или сум­му кислых газов, непредельные углеводородные газы или их сум­му, кислород и оксид углерода. При использовании абсорбционного метода совершенно необходимо придерживаться определенной по­следовательности в операциях, так как одни и те же компоненты могут поглощаться в разных растворах.

Углекислый газ (диоксид углерода) поглощается 30—35%-ным раствором едкого кали по реакции:

2К0Н+СО2 —► К2С03 + Н20

Вместе с углекислым газом раствором едкого кали поглощают­ся и другие кислые газы. В большинстве случаев в природных, попутных и производственных нефтяных газах, помимо углекисло­го газа, из кислых газов присутствует также сероводород. Для отдельных нефтехимических производств характерно содержание в газе других кислых газов (хлора, хлористого водорода, диоксида серы). В необходимых случаях содержание сероводорода и дру­гих кислых газов определяют специальными методами в отдельной пробе и тогда количество углекислого газа вычисляют по разности.

Непредельные углеводородные газы СпН2л поглощаются бро­мом, который присоединяется к молекуле углеводорода по месту двойной связи с образованием соответствующих дибоомилов:

СлНгп + Вгг —*• C„H2/iBr2

С бромом реагируют не только олефины СпНгл, но и диоле-фины и ацетиленовые углеводороды СлНгл-2- Чаще всего ограничи­ваются определением так называемой общей непредельности газа, т.е. находят суммарное содержание всех непредельных углеводо­родов.

19

Бром обладает способностью окислять H2S и БОг в серную кислоту, поэтому поглощение непредельных углеводородов следует проводить после удаления кислых газов из анализируемой газовой смеси.

Являясь легкокипящей летучей жидкостью, бром легко пере­ходит из раствора в газовую фазу. Поэтому после поглощения не­предельных углеводородов анализируемый газ загрязняется па­рами брома. Для удаления паров брома применяется раствор едкого кали, с которым бром количественно взаимодействует по реакции: .

Вг2 + 2КОН —> КВг + КОВг + Н20

Кислород поглощается щелочным раствором пирогаллола (1,2,3-тригидроксибензола), который легко окисляется, особенно в присутствии щелочи. При смешивании водного раствора пиро­галлола с раствором едкого кали образуется пирогаллят калия по реакции:

СвН3(6Н)э + ЗКОН —»- С6Нэ(ОК)з + ЗН20

Из щелочей предпочтительнее применять едкое кали, так как пирогаллят натрия поглощает кислород значительно медленнее. Пирогаллят калия в щелочном растворе присоединяет кислород предположительно по реакции:

2СвН3(ОК)з + 7*0» —> Н20 + [СвН2(ОК)3]2

Полученное соединение гексагидроксидифенолят калия в от­сутствие щелочи может распадаться на две молекулы пирогаллята. Рекомендуется проводить эту реакцию при 15—20°С. Поглощение кислорода следует проводить после удаления из газовой смеси кислых и непредельных углеводородных газов, так как щелочной раствор пирогаллола может частично поглощать эти компоненты. Для поглощения кислорода нашел также применение пирогаллол А — триацетат 1,2,4-тригидроксибензола. .

Оксид углерода поглощается аммиачным раствором хлорида меди(1) по реакции:

Си2С12 + 2СО —> Cu2Cl2-2CO

Образовавшееся нестойкое комплексное соединение ClfeCh • 2СО легко распадается на СигСЬ и СО, особенно при повышенной тем­пературе. Чтобы ослабить этот распад, поглощение ведут в при­сутствии водного раствора аммиака, который реагирует с комплекс­ным соединением СигСЬ^СО по реакции:

Cu2Cl2-2CO + 4NH3 + 2H20 —> 2Cu + (NH()2C20, + 2NH«C1