В работе приводятся результаты определения общего азота во фракциях четкой перегонки смолы пиролиза сланцев Коцебинского месторождения. Полученные данные позволяют обоснованно предлагать дальнейшие пути использования фракций перегонки сланцевой смолы. В данной статье рассмотрено применение атмосферно-вакуумной перегонки смолы на узкие фракции с дальнейшим определением содержания общего азота по микрометоду Кьельдаля, а не автоматизированных анализаторов азота, что позволяет существенно снизить ошибку определения при работе с неоднородными пробами малых масс. На основе полученных результатов сделаны выводы о целесообразности измерения данных показателей для их дальнейшего использования в случае переработки смол пиролиза в гидропроцессах.
В настоящее время сланцы и продукты их переработки с учетом взрывного роста стоимости природного газа и нефти, а также угля следует рассматривать как дешевый источник энергии для котельных и электростанций. Однако распространенность и незначительная стоимость этого ресурса в случае открытой добычи и возможности переработки без дополнительных транспортных затрат стимулирует усилия на расширение его использования [1, 2]. При применении сланцев для местных нужд также уменьшается стоимость выработки тепло- и электроэнергии, снижается спрос на другие виды твердого топлива и более дорогостоящих сжиженных углеводородных газов, что способствует снижению проблемы газификации населенных пунктов.
Тем не менее следует рассматривать применение горючих сланцев не только как использование твердой части для тепло- и электрогенерации, но и для производства жидкой части (смолы) в качестве компонента топлива (после облагораживания) или как сырья для извлечения ценных химических компонентов [3, 4]. Однако при использовании смолы сланцепереработки в качестве смесевого сырья для НПЗ необходимо определять не только фракционный состав, но и содержание серо- и азотсодержащих компонентов для улучшения работы установок облагораживания. И если определение содержания серы – это стандартный анализ для заводской лаборатории, то определение азота выполняется на субподряде ввиду редкости анализа и реактивов к нему [5]. Пофракционное определение общего азота производится чрезвычайно редко из-за значительной стоимости работ, но такие данные существенно влияют при оптимизации температур кипения смолы. В данной работе выполнено определение общего азота в узких фракциях сланцевой смолы, полученные данные могут применяться при планировании и оптимизации переработки этого сырья.
Смола коксования сланцев Коцебинского месторождения, полученная на установке с загрузкой сланца около 1 л., осушалась и взвешивалась. После получения смолы сырье разгонялось на модернизированном аппарата АРН-2 для получения фракций и кривой разгонки по ASTM D 2892. Все фракции после измерения массы и определения объема были помещены в стеклянные колбы соответствующего объема с притертыми стеклянными крышками. Результаты перегонки приведены в табл. 1.
После получения фракций необходимо было определить оптимальный способ измерения общего азота. Нами рассматривался классический микрометод Кьельдаля (кипячение навески образца в концентрированной серной кислоте в присутствии катализаторов для превращения азота в сульфат аммония, разложение образовавшегося сульфата аммония щелочью и отгонка выделяющегося при этом аммиака в раствор серной кислоты, при этом избыток серной кислоты титруют раствором гидроксида натрия или калия, а азот рассчитывают, исходя из количества серной кислоты, вошедшей в реакцию с аммиаком), в котором используются навески до 0,5 г, что оптимально для проб фракций сланцевых смол, однако для более полного перехода азотсодержащих соединений в сульфаты аммония в каждом опыте следует использовать не менее 0,1 г соединений ртути, что при повышении степени разложения требует значительной аккуратности.
