ნავთობში შემავალი წყალი შეიძლება არსებობდეს სამი სახით: გახსნილი, დისპერგირებული და თავისუფალი. გახსნილი წყლის შემცველობა დამოკიდებულია, ძირითადად, ნავთობისა და ნავთობპროდუქტის ქიმიურ შედგენილობასა და ტემპერატურაზე. ტემპერატურის გაზრდით წყლის ხსნადობა იზრდება ყველა ნახშირწყალბადში. წყლის მიმართ ყველაზე მაღალი ხსნადობის
უნარი აქვს არომატულ ნახშირწყალბადებს. რაც უფრო მაღალია ნავთობში არომატული ნახშირწყალბადების შემცველობა, მით უფრო მაღალია მასში წყლის ხსნადობა. ტემპერატურის შემცირებისას წყლის ხსნადობა ნავთობსა და ნავთობპროდუქტებში მცირდება. ამ შემთხვევაში წყალი შეიძლება გამოიყოს დისპერსული ნაწილაკების სახით და წარმოქმნას ნავთობური ემულსია. ნავთობური ემულსიების მნიშვნელოვან მაჩვენებელს წარმოადგენს სიმტკიცე, ე.ი. მათი უნარი ხანგრძლივი დროის განმავლობაში არ დაიშალოს. ნავთობური
ემულსიების სიმტკიცე დამოკიდებულია რიგ ფაქტორზე, მათ შორის მათში შემავალ ნივთიერებებზე, რომლებსაც ემულგატორები ჰქვია. ეს ნივთიერებები ადსორბირდებიან ფაზათა გამყოფ ზედაპირზე, ამცირებენ ფაზათაშორისო ზედაპირულ დაჭიმულობას და ამით ზრდიან ემულსიების სიმტკიცეს. ათობით ასეთი ნივთიერება შედის ნავთობის შედგენილობაში. მათი დიდი ნაწილი
(ნავთობური მჟავები, ფისოვანი ნაერთები) ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებია. ნავთობური ემულსიების წარმოქმნისა და სტაბილიზაციის პროცესში, ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან ერთად, მნიშვნელოვანი როლი აკისრია წვრილ დისპერსულ უხსნად მყარ პროდუქტებს, რომლებიც ნავთობში იმყოფებიან კოლოიდურ მდგომარეობაში. მათ მიეკუთვნება ასფალტენები, მიკროკრისტალური პარაფინები, რკინის სულფიდი და სხვა მექანიკური მინარევი.
ნავთობური ემულსიების სიმტკიცე დამოკიდებულია ნავთობის ფრაქციულ შედგენილობაზე. რაც უფრო დიდია ნათელი ფრაქციების შემცველობა ნავთობში, მით ნაკლებად მტკიცეა ნავთობური ემულსია, რადგან ამ დროს სხვაობა წყლისა და
ნავთობის სიმკვრივეებს შორის იზრდება. მაღალი სიბლანტის მქონე ნავთობის ემულსიები უფრო მტკიცეა, რადგან დისპერსული არეს მაღალი სიმტკიცე ხელს უშლის წყლის ნაწილაკების შეჯახებას და მათ გამსხვილებას, ე.ი. კოალესცენციას. მარილების კონცენტრაციის გაზრდა ფენის წყალში იწვევს ემულსიის სიმტკიცის შემცირებას, რადგან ამ შემთხვევში იზრდება წყლისა და ნავთობის სიმკვრივეებს
შორის სხვაობა.
ნავთობპროდუქტებში წყლის შემცველობა ბევრად ნაკლებია, ვიდრე ნავთობში. ნავთობპროდუქტების უმრავლესობას წყლის მიმართ ძალიან დაბალი ხსნადობის უნარიანობა ახასიათებს. ამასთან ერთად, ნავთობურ დისტილატურ საწვავებს, ნავთობთან შედარებით, აქვს უფრო ნაკლები ემულგირების უნარი. ეს იმით არის გამოწვეული, რომ გადამუშავების პროცესში ნავთობპროდუქტებს სცილდება იმ
ნაერთების მნიშვნელოვანი ნაწილი, რომლებიც ასრულებენ ემულგატორების როლს (ფისოვანი ნივთიერებები, ნაფტენური მჟავები და მათი მარილები, გოგირდშემცველი ნაერთები).
ძრავის საწვავებსა და საცხ ზეთებში წყლის არსებობა არასასურველია. წყალი აძლიერებს საცხი ზეთების მიდრეკილებას დაჟანგვისადმი და აჩქარებს მეტალური ნაწილების კოროზიას. ძრავის საწვავებში დაბალ ტემპერატურებზე საწვავი ფილტრები შეიძლება გაიჭედოს ყინულის კრისტალებით, რაც საავიაციო ძრავების ექსპლუატაციის დროს შეიძლება გახდეს ავარიის მიზეზი.
ამრიგად, წყალი ნეგატიურ გავლენას ახდენს არამარტო ნავთობპროდუქტების საექსპლუატაციო თვისებებზე, არამედ გადამუშავების პროცესებზეც, ამიტომ წყლის შემცველობა უნდა იყოს მკაცრად რეგლამენტირებული. წყლის განსაზღვრის მეთოდები ნავთობსა და ნავთობპროდუქტებში შეიძლება დაიყოს ორ ჯგუფად: თვისებითი და რაოდენობითი.
თვისებითი მეთოდებით შეიძლება არა მხოლოდ ემულსიური, არამედ გახსნილი წყლის განსაზღვრა. ამ მეთოდებს მიეკუთვნება: სინჯები გამჭვირვალობაზე, გატკაცუნებაზე, რეაქტიულ ქაღალდზე და კლიფორდის სინჯი. სინჯებით გამჭვირვალობაზე და გატკაცუნებაზე წყლის შემცველობას განსაზღვრავენ ნათელ ნავთობპროდუქტებში. წყლის თვისებითი განსაზღვრის ყველაზე ფართოდ გავრცელებულ მეთოდს მიეკუთვნება სინჯი გატკაცუნებაზე.
წყლის რაოდენობითი განსაზღვრისათვის იყენებენ დინისა და სტარკის მეთოდს, რომელიც საკმაოდ ზუსტია და ხელმისაწვდომი.
წყლის რაოდენობითი განსაზღვრისათვის შეიძლება გამოვიყენოთ ნავთობის (ნავთობპროდუქტების) სხვადასხვა თვისება, რომელიც ფუნქციონალურად დაკავშირებულია წყლის შემცველობასთან. ესენია: სიმკვრივე, სიბლანტე, ზედაპირული დაჭიმულობა, დიელექტრიკული შეღწევადობა, ელექტროგამტარობა, თბოგამტარობა და ა.შ მეთოდების მეორე ჯგუფს საფუძვლად უდევს წყლის ქიმიური და ფიზიკურქიმიური თვისებები. მათ მიეკუთვნება, მაგალითად, ფიშერის რეაქტივით გატიტვრის მეთოდი, ჰიდროკალციუმის მეთოდი და სხვა. თხევად პროდუქტებში წყლის რაოდენობითი განსაზღვრის მეთოდები, გარდა ამისა, იყოფა პირდაპირ და არაპირდაპირ მეთოდებად. პირდაპირს მიეკუთვნება: დინისა და სტარკის მეთოდი, გატიტვრა ფიშერის რეაქტივით, ჰიდროკალციუმის მეთოდი და ცენტრიფუგირება, არაპირდაპირს – იწ-სპექტროფოტომეტრიული, კონდუქტომეტრიული, კოლორიმეტრიული და სხვა.
წყლისრაოდენობითი რაოდენობითი რაოდენობითიგანსაზღვრა განსაზღვრა განსაზღვრადინისადასტარკის სტარკის სტარკისმეთოდით
დინისა და სტარკის მეთოდი წყლის რაოდენობითი განსაზღვრის ყველაზე გავრცელებული და საკმაოდ ზუსტი მეთოდია. ის დაფუძნებულია ნავთობისა ან ნავთობპროდუქტის სინჯის აზეოტროპიულ გამოხდაზე გამხსნელთან. გამხსნელად გამოიყენება პეტროლეინის ეთერი, ლიგროინი, ბენზოლი და სხვ. წინასწარ საჭიროა გამხსნელის გაუწყლოება და გაფილტვრა. გაუწყლოებისათვის გამხსნელს შეანჯღრევენ გამომშრალ და გაცივებულ ნატრიუმის სულფატთან. ნარევს რამდენიმე წუთს აყოვნებენ არაუმეტეს 20 С0
-ზე, შემდეგ ფილტრავენ.
ქლორიანი და სხვა მინერალური მინერალური მარილების ნავთობში
მარილების ძირითად წყაროს ნავთობში წარმოადგენს ფენის წყალი. გაუწყლოებასთან ერთად მიმდინარეობს ნავთობის გაუმარილებაც.
მარილების საერთო შემცველობა ფენის წყალში სხვადასხვა საბადოსათვის ფართო ზღვრებში იცვლება. ფენის წყალში უფრო მაღალია ანიონების და კათიონების – Ca2+ Mg2+ შემცველობა, დანარჩენი მარილების იონების შემცველობა მცირეა.
მარილების შემცველობა ნავთობში – შეკრების, მომზადების, ტრანსპორტირებისა და გადამუშავების ტექნოლოგიური პროცესების კონტროლის ერთ-ერთი ძირითადი პარამეტრია. მარილების მაღალი შემცველობა, კოროზიისა და აპარატების შიგა ზედაპირებზე მარილების დანალექების წარმოქმნის გამო, ხშირად ტექნოლოგიური მოწყობილობის წყობიდან გამოსვლის მიზეზია. ამიტომ
ტრანსპორტირებისა და გადამუშავებისათვის მომზადებულ ნავთობში მარილების შემცველობა უნდა იყოს რეგლამენტირებული.
წყლის კვალის არსებობის დროსაც, კოროზიის გამომწვევი ძლიერი აგენტის – ქლორწყალბადის გამოყოფის გამო, ნავთობის 120 0C –მდე და მეტზეც გაცხელება იწვევს ნავთობში შემავალი ქლორიდების ინტენსიურ ჰიდროლიზს.
ქლორიდების ჰიდროლიზი მიმდინარეობს შემდეგი განტოლებით:
MgCl2 + H2O = MgOHCl + HCl
MgCl2 + 2H2O = Mg(OH)2 + 2HCl
ტემპერატურის ზრდასთან ერთად ქლორიდების ჰიდროლიზის სიჩქარე იზრდება. ნავთობში არსებული ქლორიდებიდან ყველაზე ადვილად განიცდის ჰიდროლიზს მაგნიუმის ქლორიდი, შემდეგ – კალციუმის და ყველაზე ძნელად –
ნატრიუმის ქლორიდი.
გოგირდოვანი ნავთობის გამოხდის დროს გოგირდწყალბადი რეაგირებს რკინასთან და წარმოქმნის წყალში უხსნად რკინის სულფიდს, რომელიც თხელი აპკით ფარავს აპარატის კედლებს და ამით იცავს აპარატურას კოროზიისგან:
Fe + H2S FeS + H2
მარილმჟავას მოქმედებით რკინის სულფიდი გარდაიქმნება რკინის ქლორიდად (II):
FeS + 2HCl FeCl2 + H2S ,
რკინის ქლორიდი იხსნება წყალში და აშიშვლებს რკინის ზედაპირს, შედის რეაქციაში გოგირდწყალბადთან და ა.შ.
ნავთობსა და ნავთობპროდუქტებში არსებობს მარილების განსაზღვრის სხვადასხვა ფიზიკური და ქიმიური მეთოდი.
ფიზიკური მეთოდებიდან ყველაზე მეტად გავრცელებულია კონდუქტომეტრიული და სპექტრული მეთოდები.
ქიმიური მეთოდების არსი მდგომარეობს ნავთობიდან ქლორიდების გამოდევნაში წყლით და ინდიკატორით ან მათ პოტენციონომეტრიულ გატიტვრაში ГОСТ 9965-76 შესაბამისად.
მექანიკური მინარევები ნავთობსა და ნავთობპროდუქტებში
მექანიკური მინარევები ნედლ ნავთობში იმყოფებიან ქვიშის, თიხოვანი მინერალებისა და სხვადასხვა მარილების სახით.
ნავთობების კვლევის დროს მექანიკური მინარევების მაღალმა შემცველობამ შეიძლება დიდი გავლენა მოახდინოს ისეთი მაჩვენებლების განსაზღვრაზე, როგორიცაა სიმკვრივე, მოლეკულური მასა, კოქსვადობა, გოგირდის, აზოტის, ფისოვან–ასფალტენური ნივთიერებების და მიკროელემენტების შემცველობა. ამიტომ ანალიზის დაწყებამდე საჭიროა ნავთობიდან მათი მოცილება დაყოვნებით
ან გაფილტვრით.
ნავთობის გადამუშავების დროს ნავთობპროდუქტებში შეიძლება გადავიდეს აპარატებისა და მილსადენების კოროზიის პროდუქტები, კატალიზატორული მტვერი, მათეთრებელი თიხის უმცირესი ნაწილაკები, მინერალური მარილები.
ნავთობისა და ნავთობპროდუქტების დაბინძურება შეიძლება მოხდეს ასევე შენახვისა და ტრანსპორტირების დროს. მექანიკურმა მინარევებმა საწვავებში შეიძლება გამოიწვიოს ფილტრების, საწვავსადენების დაბინძურება, საწვავი აპარატურის დაზიანება, ძრავის კვების დარღვევა. ზეთებსა და შემზეთებში ზეთსადენების დაბინძურება მინარევებიდან ყველაზე საშიშია იწვევენ მეტალური ზედაპირის
მექანიკური მინარევების განსაზღვრავენ წონითი მეთოდით.
ავტორი: ე. ნიჟარაძე, დ. ჩხაიძე, ზ. მეგრელიშვილი