5 آزمون استاندارد آزمایشگاه های هیدروکربن جهت آنالیز این ترکیبات
چهارچوب نظري دسته‌بندي هيدروكربن‌ها
هيدروكربن‌ها به علت داشتن تعداد بيشماري از تركيبات با خصوصيات مختلف، به صورت سيستماتيك دسته‌بندي مي‌شوند. يكي از روش‌هاي دسته‌بندي هيدروكربن‌ها بر اساس ساختار شيميايي آنها است. در اين روش، هيدروكربن‌ها را به سه دسته كلي تقسيم مي‌كنيم:
• آلكان: هيدروكربنهايي كه فقط حاوي پيوندهاي تك كربن-كربن (C-C) و كربن-هيدروژن (C-H) هستند. اين پيوندها به صورت خطي يا شاخه دار قابل تشكيل هستند. مثال: متان (CH4)، اتان (C2H6)، پروپان (C3H8) و غيره.
• آلكن: هيدروكربنهايي كه حاوي يك يا چند پيوند دوگانه كربن-كربن (C=C) هستند. اين پيوندها موجب افزايش نامتقارني و ناپايداري مولكول مي‌شوند. مثال: اتيلن (C2H4)، پروپيلن (C3H6)، بوتادين (C4H8) و غيره.
• آلكين: هيدروكربنهايي كه حاوي يك يا چند پيوند سه گانه كربن-كربن (C≡C) هستند. اين پيوندها موجب افزايش بسيار زياد نامتقارني و ناپايداري مولكول مي شوند. مثال: استيلن (C2H2)، پروپيلن (C3H4)، بوتاديین (C4H6) و غیره.
علاوه بر این، هیدروکربن‌ها را می‌توان بر اساس وزن مولکولی و نقطه جوش آنها به دسته‌های مختلف تقسیم کرد. در این روش، هیدروکربن‌ها را به چهار دسته کلی تقسیم می‌کنیم:
• گازی (gaseous): هیدروکربن‌هایی که در دمای محیط و فشار استاندارد به صورت گاز قرار دارند. این دسته شامل هیدروکربن‌هایی با وزن مولکولی کمتر از 44 گرم بر مول و نقطه جوش کمتر از 1- درجه سانتی‌گراد هستند. مثال: متان (CH4)، اتان (C2H6)، پروپان (C3H8) و غیره.
• سبک (light): هیدروکربن‌هایی که در دمای محیط به صورت مایع قرار دارند و با افزایش دما به راحتی تبخیر می‌شوند. این دسته شامل هیدروکربن‌هایی با وزن مولکولی بین 44 تا 200 گرم بر مول و نقطه جوش بین1- تا 200 درجه سانتی گراد هستند. مثال: بنزین (C6-C10)، نفتای سبک (C10-C12)، نفتای سنگین (C12-C16) و غیره.
• سنگین (heavy): هیدروکربن‌هایی که در دمای محیط به صورت مایع قرار دارند و با افزایش دما به سختی تبخیر می‌شوند. این دسته شامل هیدروکربن‌هایی با وزن مولکولی بین 200 تا 700 گرم بر مول و نقطه جوش بین 200 تا 400 درجه سانتی‌گراد هستند. مثال: گازوئیل (C16-C20)، روغن (C20-C28)، روغن موتور (C28-C40) و غیره.
• خیلی سنگین (very heavy): هیدروکربن‌هایی که در دمای محیط به صورت جامد یا نیمه جامد قرار دارند و با افزایش دما تبخیر نمی‌شوند. این دسته شامل هیدروکربن‌هایی با وزن مولکولی بیشتر از 700 گرم بر مول و نقطه جوش بیشتر از 400 درجه سانتی‌گراد هستند. مثال: واکس (C40-C60)، آسفالت (C60-C100)، کک (C100-C200) و غیره
استانداردهای آزمایشگاهی
استانداردهای آزمایشگاهی مجموعه‌ای از قواعد، دستورالعمل‌ها، روش‌ها و معیارهایی هستند که برای انجام آزمایش‌ها و تجزیه‌های شیمیایی و فیزیکی بر روی نمونه‌های هیدروکربن توسط آزمایشگاه‌ها تعریف شده‌اند. این استانداردها به منظور تضمین کیفیت، دقت، قابل اعتمادی، قابل مقایسه بودن و قابل تکرار بودن نتایج آزمایشگاهی طراحی شده‌اند. استانداردهای آزمایشگاهی توسط سازمان‌ها و نهادهای مختلف مانند
ASTM (American Society for Testing and Materials)، ISO International Organization for Standardization)، API (American Petroleum Institute)
و غیره تدوین و منتشر می‌شوند.
5 آزمون استاندارد آزمایشگاه‌های هیدروکربن جهت آنالیز این ترکیبات
برای آنالیز هیدروکربن‌ها، روش‌ها و استانداردهای مختلفی وجود دارد که بستگی به نوع، خصوصیات و کاربرد هیدروکربن دارد. در این بخش به معرفی 5 آزمون استاندارد آزمایشگاه‌های هیدروکربن جهت آنالیز این ترکیبات خواهیم پرداخت.
آزمون چگالي
آزمون چگالي یک روش فیزیکی است که با استفاده از حجم و جرم نمونه، چگالي هیدروکربن را به دست مي‌آورد. چگالي يك خصوصيت فيزيكي است كه نسبت جرم يك ماده به حجم آن را نشان مي‌دهد. چگالي هیدروکربن به علت تأثیر بر خصوصيات حرارتي، رئولوژيكي، حلاليتي و كيفيت سوختي آن از اهميت بالايي برخوردار است. آزمون چگالي با استفاده از دستگاه‌های مختلف مانند هیدرومتر، پیکنومتر، آنالایزر چگالی و غیره انجام می‌شود. استانداردهای مربوط به آزمون چگالي عبارت‌اند از:
• ASTM D1298: استاندارد روش آزمایش برای تعیین چگالی، وزن مخصوص و گرانروی نفت خام و محصولات نفتی با استفاده از هیدرومتر.
• ASTM D4052: استاندارد روش آزمایش برای تعیین چگالی و وزن مخصوص نفت خام و محصولات نفتی با استفاده از آنالایزر چگالی.
• ASTM D5002: استاندارد روش آزمایش برای تعیین چگالی و وزن مخصوص نفت خام و محصولات نفتی با استفاده از پیکنومتر دیجیتال
آزمون نقطه جوش
آزمون نقطه جوش یک روش فیزیکی است که با استفاده از دمای تبخیر نمونه، نقطه جوش هیدروکربن را به دست می‌آورد. نقطه جوش یک خصوصیت فیزیکی است که دمایی را نشان می‌دهد که در آن فشار بخار یک مایع با فشار جو مساوی می‌شود. نقطه جوش هیدروکربن به علت تأثیر بر خصوصیات حلالیت، انتقال حرارت، تقطیر و کراکینگ آن از اهمیت بالایی برخوردار است. آزمون نقطه جوش با استفاده از دستگاه‌های مختلف مانند تقطیر، ترمومتر، بارومتر و غیره انجام می‌شود. استانداردهای مربوط به آزمون نقطه جوش عبارت‌اند از:
• ASTM D86: استاندارد روش آزمایش برای تعیین نقطه جوش محصولات نفتی با استفاده از دستگاه تقطیر.
• ASTM D1160: استاندارد روش آزمایش برای تعیین نقطه جوش و دامنه تقطیر نفت خام و محصولات نفتی با فشار کاهش یافته با استفاده از دستگاه تقطیر.
• ASTM D2887: استاندارد روش آزمایش برای تعیین دامنه تقطیر هیدروکربن‌ها با وزن مولکولی بین 200 تا 540 گرم بر مول با استفاده از کروماتوگرافی گازی.
آزمون گرانروي
آزمون گرانروي یک روش فیزیکی است که با استفاده از سرعت جریان نمونه، گرانروي هیدروکربن را به دست می‌آورد. گرانروي یک خصوصیت فیزیکی است که مقاومت یک مایع در برابر جابجایی را نشان می‌دهد. گرانروي هیدروکربن به علت تأثیر بر خصوصیات رئولوژیک، انتقال حرارت، پخش و پمپاژ آن از اهمیت بالایی برخوردار است. آزمون گرانروي با استفاده از دستگاه‌های مختلف مانند ویسکومتر، ويسكوزيمتر و غیره انجام می‌شود. استانداردهای مربوط به آزمون گرانروي عبارت اند از:
• ASTM D445: استاندارد روش آزمایش برای تعيين گرانروي كينماتيك محصولات نفتي با استفاده از ويسكوزيمتر كپيلاري.
• ASTM D2270: استاندارد روش محاسبه شاخص گرانروي برای محصولات نفتی.
• ASTM D2983: استاندارد روش آزمایش برای تعیین گرانروی دینامیکی محصولات نفتی و مواد مرتبط در دمای پایین با استفاده از ویسکومتر روتینگ.
آزمون نقطه اشتعال
آزمون نقطه اشتعال یک روش فیزیکی است که با استفاده از دمای احتراق نمونه، نقطه اشتعال هیدروکربن را به دست می‌آورد. نقطه اشتعال یک خصوصیت فیزیکی است که دمایی را نشان می‌دهد که در آن یک مایع به اندازه کافی بخار می‌دهد تا با هوا ترکیب شده و با یک جرقه یا شعله احتراق کند. نقطه اشتعال هیدروکربن به علت تأثیر بر خصوصیات ایمنی، حمل و نقل، ذخیره‌سازی و کاربرد سوخت آن از اهمیت بالایی برخوردار است. آزمون نقطه اشتعال با استفاده از دستگاه‌های مختلف مانند پنسکی-مارتنز، کلیولند، تگ، آبل-پنسکی و غیره انجام می‌شود. استانداردهای مربوط به آزمون نقطه اشتعال عبارت‌اند از:
• ASTM D93: استاندارد روش آزمایش برای تعيين نقطه اشتعال و خاموشي محصولات نفتي با استفاده از دستگاه پنسكي-مارتنز.
• ASTM D92: استاندارد روش آزمایش برای تعيين نقطه اشتعال و خاموشي محصولات نفتي با استفاده از دستگاه كليولند.
• ASTM D56: استاندارد روش آزمایش برای تعيين نقطه اشتعال محصولات نفتي با استفاده از دستگاه تگ.
آزمون گوگرد
آزمون گوگرد یک روش شیمیایی است که با استفاده از واکنش‌های شیمیایی، مقدار گوگرد در هیدروکربن را به دست می‌آورد. گوگرد یک عنصر شیمیایی است که به صورت طبیعی در هیدروکربن‌ها وجود دارد و به علت داشتن خصوصیات سمی و آلاینده، باید حذف یا کاهش شود. مقدار گوگرد در هیدروکربن به علت تأثیر بر خصوصیات کاتالیست، جذب، جرم سنج، تصفیه و کاربرد سوخت آن از اهمیت بالایی برخوردار است. آزمون گوگرد با استفاده از روش‌های مختلف مانند روش لامپ، روش فلورسانس پرتو x، روش جذب UV و غیره انجام می‌شود. استانداردهای مربوط به آزمون گوگرد عبارت‌اند از:
• ASTM D129: استاندارد روش آزمایش برای تعیین گوگرد در محصولات نفتی با استفاده از روش لامپ.
• ASTM D4294: استاندارد روش آزمایش برای تعیین گوگرد در محصولات نفتی با استفاده از روش طیف سنجی فلورسانس پرتو X.
• ASTM D5453: استاندارد روش آزمایش برای تعیین گوگرد در محصولات نفتی و گاز طبیعی با استفاده از جذب UV.
خلاصه
در این مقاله بلاگ، 5 روش استاندارد برای آزمایش و تجزیه هیدروکربن‌ها را شرح داده و نحوه اجرا و کاربرد هر یک را بیان کردیم. هیدروکربن ها به علت داشتن خصوصیات مناسب برای استفاده در صنایع مختلف کاربرد دارند، اما همچنین مضرات زیست محیطی و بهداشتی نیز دارند.
در ادامه برای مطالعه در رابطه با هیدروکربن سبک و هیدروکربن سنگین روی کلمه مورد نظر کلیک کنید، همچنین برای مشاهده محصولات دیگر پتروپالایش نیک یزد از صفحات دیگر نیز بازدید کنید.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگو شرکت کنید؟نظری بدهید!