Спектры Комбинационного Рассеяния Н-Бутана, Изобутана, Н-Пентана И Изопентана В Среде Метана

Abstract

Поступила в редакцию 29.01.2018 г. В окончательной редакции 02.03.2018 г. Исследованы особенности спектров комбинационного рассеяния (КР) газообразных н-бутана, изобутана, н-пентана и изопентана при их нахождении в среде метана при давлении 25 atm. Установлено, что в данных условиях изменение конформационных равновесий данных молекул пренебрежимо мало, а наиболее значимые изменения в спектрах проявляются в диапазоне 2850−3000 cm −1 , где имеет место сдвиг полос, соответствующих валентным колебаниям групп CH 2 и CH 3 , в область меньших частот. Полученные данные будут востребованы при определении состава природного газа с помощью спектроскопии КР. ВведениеПриродный газ (ПГ) представляет собой многокомпо-нентную среду, преимущественно состоящую из метана, его гомологов (этан, пропан, бутаны, пентаны и т. д.) и неуглеводородных соединений, таких как азот, водород и диоксид углерода. Несмотря на широкое распростране-ние газовых хроматографов для определения состава ПГ, достаточно многообещающим на сегодняшний день вы-глядит применение газоанализаторов, основанных на спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) све-та [1][2][3][4][5][6][7][8]. Основными преимуществами КР газоанализато-ров являются высокая скорость измерений, отсутствие расходных материалов, а также возможность одновре-менного контроля всех молекулярных составляющих газовой среды, концентрация которых превышает порог чувствительности аппаратуры.Ввиду значительного перекрывания спектров КР раз-личных углеводородов для определения количественно-го состава ПГ наиболее эффективным является разло-жение его зарегистрированного спектра КР на спектры КР отдельных компонентов [1]. В связи с этим достовер-ность данного метода газоанализа напрямую зависит от соответствия спектров КР компонентов ПГ, являющихся базисными, тем, которые находятся непосредственно в ПГ. Ранее было установлено [9,10], что определение состава ПГ целесообразно проводить при фиксирован-ных значениях давления и температуры ввиду того, что данные параметры оказывают значительное влияние на спектр КР метана, который является доминирующим компонентом ПГ. Помимо этого было исследовано, как этан, пропан, азот, водород и диоксид углерода влияют на спектр метана, а метан влияет на их спектры [11][12][13].Настоящая работа является продолжением цитирован-ных работ и посвящена исследованию спектров КР га-зообразных н-бутана, изобутана (метилпропана), н-пен-тана и изопентана (2-метилбутана), находящихся в среде метана при давлении 25 atm.