ASTM D5307, D7169 (pétrole brut) et D2887 (carburants diesel, gazoles, lubrifiants, huiles de base). Détermination de la composition fractionnaire par méthode de distillation simulée. Distillation simulée

Dans les champs pétrolifères nouvellement découverts, il est nécessaire d’étudier très attentivement la composition et la teneur en impuretés du pétrole extrait. Selon le lieu de production de pétrole, leur composition peut varier considérablement. Cela est particulièrement vrai pour le soufre, le sulfure d'hydrogène et les méthyléthylmercaptans. De plus, le contenu peut varier considérablement : de 0,60 à 5,00 %. Ainsi, par exemple, il y en a à faible teneur en soufre : leur teneur en soufre peut aller jusqu'à 0,60 %, sulfureux - de 0,61 à 1,80 %, à haute teneur en soufre - de 1,81 à 3,50 %, particulièrement à haute teneur en soufre - plus de 3,50 % GOST 1437 et 9.2.

Récemment, les laboratoires ont commencé à utiliser des méthodes plus avancées pour déterminer le soufre au lieu de méthodes à forte intensité de main-d'œuvre pour déterminer le soufre.

Spectroscopie de fluorescence X à dispersion d'énergie

Ainsi, pour déterminer le soufre, on utilise méthode moderne spectroscopie de fluorescence X à dispersion d'énergie selon GOST 51947-2002. Son essence réside dans le fait que l'huile est placée dans un faisceau de rayons émis par une source de rayons X. Les caractéristiques de l'énergie d'excitation du rayonnement X sont mesurées et le signal du compteur d'impulsions résultant est comparé aux signaux du compteur obtenus à partir d'échantillons d'étalonnage préalablement préparés. Cette méthode permet une mesure rapide et précise du soufre total dans l’huile avec une préparation minimale de l’échantillon. Le temps d'analyse est généralement de 2 à 4 minutes. La plage de mesure du soufre va de 0,0150 à 5,00 %. Le spectromètre à fluorescence X se caractérise par la rapidité d'obtention des résultats, la commodité et la bonne précision. Il existe de nombreuses méthodes pour mener des recherches sur divers domaines science et technologie

Distillation simulée

Également pour l'analyse des produits pétroliers, la méthode de distillation simulée par chromatographie en phase gazeuse, largement utilisée, est utilisée. Méthode traditionnelle La distillation simulée implique l’utilisation de colonnes à garnissage. Les spécifications du carburéacteur et du carburant diesel spécifient la distillation simulée comme alternative à la distillation atmosphérique pour obtenir des informations réelles sur la distribution du point d'ébullition. La méthode de distillation simulée utilise des techniques de chromatographie en phase gazeuse pour obtenir des informations sur la répartition réelle des points d'ébullition du pétrole et des fractions pétrolières jusqu'à 750 °C.

En utilisant la méthode de distillation simulée, une courbe des points d'ébullition réels est obtenue, qui est construite en fonction des données de séparation chromatographique du produit étudié sur une colonne avec un sorbant apolaire en mode programmation de température. Après introduction de l'échantillon dans l'injecteur, les groupes d'hydrocarbures sont affichés sur le chromatogramme par ordre croissant de points d'ébullition. Le système est d’abord calibré à l’aide d’un mélange standard d’hydrocarbures dont les points d’ébullition sont connus. Les courbes de distillation simulées concordent bien avec les résultats de détermination composition factionnelle distillation à pression atmosphérique et sous pression réduite. Pour décrire les fractions de pétrole lourd, un chromatographe en phase gazeuse avec un thermostat à haute température a été utilisé.

La méthode de distillation simulée par chromatographie en phase gazeuse permet non seulement d'analyser les produits pétroliers plus rapidement et avec une plus grande précision, mais nécessite également moins de quantités de substances analysées.

Analyse d'absorption atomique

L'analyse des produits pétroliers occupe l'un des principaux segments de l'application de l'absorption atomique dans l'analyse des substances. Les échantillons typiques de produits pétroliers sont le pétrole brut, le carburant (essence) et les huiles lubrifiantes (fraîchement préparées et utilisées).

Analyse d'absorption atomique (spectrométrie d'absorption atomique), une méthode d'analyse élémentaire quantitative basée sur les spectres d'absorption atomique (absorption). Un rayonnement compris entre 190 et 850 nm traverse une couche de vapeurs atomiques d'échantillons obtenus à l'aide d'un atomiseur. En raison de l’absorption des quanta de lumière, les atomes se transforment en états d’énergie excités. Ces transitions dans les spectres atomiques correspondent aux raies dites de résonance caractéristiques de de cet élément. Selon la loi de Bouguer-Lambert-Beer, la mesure de la concentration d'un élément est la densité optique A = log(I 0 /I), où I 0 et I sont respectivement les intensités de rayonnement de la source avant et après son passage à travers le couche absorbante.

Image 1: Diagramme schématique spectromètre d'absorption atomique à flamme : 1 source de rayonnement ; 2 flammes; 3-monochrome de montagnes ; 4 photomultiplicateurs ; 5-dispositif d'enregistrement ou d'indication.

Instruments pour l'analyse de l'absorption atomique - spectromètres d'absorption atomique - appareils de précision hautement automatisés qui garantissent la reproductibilité des conditions de mesure, l'introduction automatique des échantillons et l'enregistrement des résultats de mesure. Certains modèles disposent de micro-ordinateurs intégrés. A titre d'exemple, la figure montre un schéma de l'un des spectromètres. La source de rayonnement linéaire dans les spectromètres est le plus souvent constituée de lampes à élément unique avec une cathode creuse remplie de néon. Pour déterminer certains éléments très volatils (Cd, Zn, Se, Te...), il est plus pratique d'utiliser des lampes sans électrode haute fréquence.

Le transfert de l'objet analysé dans un état atomisé et la formation d'une couche absorbante de vapeur d'une forme certaine et reproductible sont effectués dans un atomiseur - généralement dans un four à flamme ou tubulaire. Naïb. des flammes composées de mélanges d'acétylène et d'air (température maximale 2 000 °C) et d'acétylène et de N2O (2 700 °C) sont souvent utilisées. Un brûleur avec une buse en forme de fente de 50 à 100 mm de long et de 0,5 à 0,8 mm de large est installé le long de l'axe optique de l'appareil pour augmenter la longueur de la couche absorbante.

Les fours à résistance tubulaire sont le plus souvent fabriqués à partir de qualités denses de graphite. Pour éliminer la diffusion de vapeur à travers les parois et augmenter la durabilité, les tubes en graphite sont recouverts d'une couche de carbone pyrolytique étanche aux gaz. Température maximale le chauffage atteint 3000 °C. Les fours tubulaires à parois minces en métaux réfractaires (W, Ta, Mo), en quartz avec un élément chauffant en nichrome sont moins courants. Pour protéger le graphite et fours à métaux pour éviter de brûler dans l'air, ils sont placés dans des chambres semi-hermétiques ou scellées à travers lesquelles un gaz inerte (Ar, N2) est soufflé. L'introduction des échantillons dans la zone d'absorption d'une flamme ou d'un four est réalisée selon différentes techniques. Les solutions sont pulvérisées (généralement dans une flamme) à l'aide de pulvérisateurs pneumatiques, moins souvent de pulvérisateurs à ultrasons. Les premiers sont plus simples et plus stables en fonctionnement, bien qu'ils soient inférieurs aux seconds en termes de degré de dispersion de l'aérosol résultant. Seules 5 à 15 % des plus petites gouttelettes d'aérosol pénètrent dans la flamme, le reste étant filtré dans la chambre de mélange et rejeté dans les égouts. La concentration maximale de solides en solution ne dépasse généralement pas 1 %. Sinon, un dépôt intense de sels se produira dans la buse du brûleur.

L'évaporation thermique des résidus de solution sèche est la principale méthode d'introduction des échantillons dans les fours tubulaires. Dans ce cas, les échantillons sont le plus souvent évaporés avec surface intérieure fours; la solution échantillon (volume 5-50 µl) est injectée à l'aide d'une micropipette à travers le trou de dosage dans la paroi du tube et séchée à 100 °C. Cependant, les échantillons s'évaporent des parois avec une augmentation continue de la température de la couche absorbante, ce qui entraîne une instabilité des résultats. Pour assurer une température constante du four au moment de l'évaporation, l'échantillon est introduit dans un four préchauffé à l'aide d'une électrode en carbone (cellule en graphite), d'un creuset en graphite (four Woodriff), d'une sonde métallique ou en graphite. L'échantillon peut être évaporé à partir d'une plate-forme (auge en graphite) installée au centre fours sous le trou de dosage. En raison d'un décalage important entre la température de la plate-forme et la température du four, qui est chauffé à une vitesse d'environ 2 000 K/s, l'évaporation se produit lorsque le four atteint une température presque constante.

A introduire dans la flamme solides ou on utilise des résidus secs de solutions, des tiges, des fils, des nacelle, des creusets en graphite ou en métaux réfractaires, placés sous l'axe optique de l'appareil, de sorte que les vapeurs de l'échantillon pénètrent dans la zone d'absorption avec le flux de gaz de flamme. Dans certains cas, les évaporateurs en graphite sont également chauffés choc électrique. Pour éliminer les pertes mécaniques d'échantillons en poudre pendant le processus de chauffage, des évaporateurs cylindriques de type capsule en graphite poreux sont utilisés.

Parfois, les solutions échantillons sont traitées dans un récipient de réaction en présence d'agents réducteurs, le plus souvent NaBH4. Dans ce cas, le Hg par exemple est distillé sous forme élémentaire, As, Sb, Bi et autres sous forme d'hydrures, qui sont introduits dans l'atomiseur par flux. gaz inerte. Pour monochromatiser le rayonnement, des prismes ou des réseaux de diffraction sont utilisés ; dans ce cas, une résolution de 0,04 à 0,4 nm est obtenue.

Dans l'analyse d'absorption atomique, il est nécessaire d'exclure le chevauchement du rayonnement de l'atomiseur avec le rayonnement de la source lumineuse, de prendre en compte un éventuel changement de luminosité de cette dernière, les interférences spectrales dans l'atomiseur provoquées par la diffusion partielle et absorption de la lumière par les particules solides et les molécules des composants étrangers de l'échantillon. Pour ce faire, utilisez diverses techniques par exemple. ils modulent le rayonnement de la source avec une fréquence sur laquelle le dispositif de réception et d'enregistrement est accordé ; ils utilisent un schéma à deux faisceaux ou un schéma optique à deux sources lumineuses (à spectres discrets et continus). Le schéma le plus efficace est basé sur la division Zeeman et la polarisation des raies spectrales dans un atomiseur. Dans ce cas, la lumière polarisée perpendiculairement traverse la couche absorbante. champ magnétique, qui permet de prendre en compte des interférences spectrales non sélectives atteignant des valeurs de A = 2 lors de la mesure de signaux des centaines de fois plus faibles.

Les avantages de l'analyse par absorption atomique sont la simplicité, une sélectivité élevée et une faible influence de la composition de l'échantillon sur les résultats de l'analyse. Les limites de la méthode sont l'impossibilité de déterminer simultanément plusieurs éléments lors de l'utilisation de sources de rayonnement linéaires et, en règle générale, la nécessité de transférer les échantillons en solution.

L'analyse d'absorption atomique est utilisée pour déterminer environ 70 éléments. Les gaz et certains autres non-métaux dont les raies de résonance se situent dans la région du vide du spectre (longueur d'onde inférieure à 190 nm) ne sont pas non plus détectés. A l'aide d'un four à graphite, il est impossible de déterminer Hf, Nb, Ta, W et Zr, qui forment avec le carbone des carbures peu volatils. Les limites de détection de la plupart des éléments dans les solutions lors de l'atomisation dans une flamme sont de 1 à 100 μg/l, dans un four à graphite, elles sont 100 à 1 000 fois inférieures. Les limites absolues de détection dans ce dernier cas sont de 0,1 à 100 pg. Écart type relatif en conditions optimales les mesures atteignent 0,2 à 0,5 % pour une flamme et 0,5 à 1,0 % pour un four. En mode automatique, le spectromètre à flamme peut analyser jusqu'à 500 échantillons par heure, et le spectromètre doté d'un four en graphite peut analyser jusqu'à 30 échantillons. Les deux options sont souvent utilisées en combinaison avec une séparation et une concentration préliminaires par extraction, distillation, échange d'ions et chromatographie, ce qui permet dans certains cas de déterminer indirectement certains non-métaux et composés organiques.

Les méthodes d'analyse par absorption atomique sont également utilisées pour mesurer certaines grandeurs physiques et physico-chimiques - le coefficient de diffusion des atomes dans les gaz, les températures environnement gazeux, chaleur d'évaporation des éléments et autres ; étudier les spectres des molécules, étudier les processus associés à l'évaporation et à la dissociation des composés.

La détermination des impuretés métalliques et phosphorées dans les produits pétroliers est réalisée à l'aide de la méthode d'absorption atomique par flamme ou à l'aide de spectromètres d'émission optique à plasma à couplage inductif. Le principal problème lorsque l’on travaille avec des échantillons de ce type est la nécessité de leur préparation. Cela se fait généralement en incinérant la matrice et en dissolvant le résidu résultant dans un mélange eau-acide.

Spectroscopie infrarouge

Spectroscopie infrarouge (spectroscopie IR), une branche de la spectroscopie optique moléculaire qui étudie les spectres d'absorption et de réflexion un rayonnement électromagnétique dans la région IR, c'est-à-dire dans la plage de longueurs d'onde de 10-6 à 10-3 m. Dans les coordonnées, l'intensité du rayonnement absorbé est la longueur d'onde (ou nombre d'onde). Le spectre IR est une courbe complexe avec une grande longueur d'onde. nombre de maxima et de minima. Les bandes d'absorption apparaissent à la suite de transitions entre les niveaux vibratoires de l'état électronique fondamental du système étudié. Les caractéristiques spectrales (positions des maxima de bande, leur demi-largeur, intensité) d'une molécule individuelle dépendent des masses des atomes qui la constituent, de la structure géométrique, des caractéristiques des forces interatomiques, de la distribution des charges, etc. Par conséquent, les spectres IR sont hautement individuels, ce qui détermine leur valeur dans l’identification et l’étude des connexions structurelles. Pour enregistrer les spectres, des spectrophotomètres classiques et des spectromètres de Fourier sont utilisés.

Les spectres d'absorption, de réflexion ou de diffusion infrarouge fournissent des informations extrêmement riches sur la composition et les propriétés d'un échantillon. En comparant le spectre IR d'un échantillon avec les spectres de substances connues, il est possible d'identifier une substance inconnue et de déterminer sa composition principale. produits alimentaires, polymères, détecter les impuretés dans air atmosphérique et des gaz, effectuer une analyse de groupe fractionnaire ou structurale. Méthode analyse de corrélationà partir du spectre IR d'un échantillon, il est également possible de déterminer ses propriétés physico-chimiques ou caractéristiques biologiques, tels que la germination des graines, la teneur en calories des aliments, la taille des granules, la densité, etc.

DANS appareils modernes Le spectre IR est déterminé en balayant le déphasage entre deux parties d'un faisceau lumineux divisé (spectrométrie de Fourier). Cette méthode offre des gains significatifs en termes de précision photométrique et de longueur d’onde.

Les spectromètres de Fourier sont nettement supérieurs aux instruments de diffraction en termes de précision photométrique. Dans les appareils à diffraction, le récepteur ne reçoit la lumière que dans une plage spectrale étroite, qui tombe sur la fente de sortie du monochromateur. Dans les spectromètres de Fourier, le photodétecteur reçoit toujours toute la lumière de la source et toutes les raies spectrales sont enregistrées simultanément. Par conséquent, le rapport signal sur bruit augmente.

La méthode de spectroscopie IR est basée sur l'extraction de produits pétroliers d'un échantillon avec du tétrachlorure de carbone ou du fréon 113, la purification de l'extrait de composés polaires par chromatographie sur colonne sur oxyde d'aluminium et l'enregistrement ultérieur de l'absorption du rayonnement dans la région spectrale de 2 700 à 3 200 cm. -1, provoqué par les vibrations d'étirement des groupes CH3 et CH2 de composés aliphatiques et alicycliques et des chaînes latérales d'hydrocarbures aromatiques, ainsi que des liaisons CH de composés aromatiques.

Le procédé peut être mis en œuvre soit dans la variante d'enregistrement du spectre d'absorption dans la région spécifiée à l'aide d'un spectromètre traditionnel ou de Fourier, soit plus version simplifiée, qui utilise un analyseur qui mesure l'absorption intégrale du rayonnement dans la région de 2900-3000 cm-1, dans laquelle sont observées les bandes d'absorption les plus intenses, correspondant aux vibrations d'étirement asymétriques des groupes CH3 et CH2.

La méthode nécessite un étalonnage obligatoire de l'instrument de mesure à l'aide d'échantillons standards de la composition d'une solution de produits pétroliers dans le tétrachlorure de carbone. En Russie, ils sont utilisés échantillons standards, préparé à partir du mélange dit à trois composants (37,5 % d'hexadécane, 37,5 % de 2,2,4-triméthylpentane et 25 % de benzène en poids). La limite inférieure de la plage de mesure est de 0,05 mg/dm3. Le principal avantage de la méthode est la faible dépendance du signal analytique au type de produit pétrolier qui constitue la base de la contamination des échantillons.

Les difficultés qui surviennent lors de l'utilisation de la méthode sont liées aux influences perturbatrices des lipides et autres composés polaires lorsque leur teneur est élevée, ce qui entraîne l'épuisement de la capacité de la colonne chromatographique utilisée pour purifier l'extrait. Le principal inconvénient de cette méthode est qu’elle n’est pas respectueuse de l’environnement en raison des solvants hautement toxiques utilisés.

Indicateurs qualitatifs du pétrole des champs de Samara, leur correspondance avec le pétrole commercial

Réalisé par l'Institut du Pétrole SB RAS analyse comparative la qualité du pétrole russe, une évaluation des principaux gisements de pétrole et de gaz, y compris Volga-Oural, est donnée. La stratégie de développement de la Russie dans le secteur énergétique prévoit une augmentation des volumes de raffinage du pétrole jusqu'à 220-225 millions de tonnes par an. Une partie importante des produits pétroliers obtenus devrait être exportée, notamment vers Europe de l'Ouest. Cependant, le renforcement constant des exigences environnementales et de qualité Union européenne la consommation de produits pétroliers pourrait entraîner une réduction des capacités d’exportation de l’industrie russe du raffinage du pétrole. Pour cette raison, la tâche consistant à garantir une qualité de produits de classe mondiale devient de plus en plus urgente pour les raffineries nationales. La complexité de sa solution est largement déterminée par la qualité des matières premières fournies pour la transformation. Par conséquent, déterminer la qualité du pétrole extrait de divers champs devient important tant pour les producteurs que pour les consommateurs de pétrole.

Pour le pétrole brut, les principales caractéristiques qualitatives sont la densité, la teneur en soufre et la composition fractionnée. Dans TU 39-1623-93 « Pétrole russe fourni pour l'exportation » selon la liste proprietes physiques et chimiques l'huile est divisée en quatre types (voir tableau 1).

Tableau 1. Classification du pétrole fourni pour l'exportation

Détermination de la qualité de l'huile

À l'étranger, lors de la détermination des indicateurs de qualité du pétrole, des modèles de densité et de qualité de distillation sont utilisés.

Dans le modèle de densité, la qualité du pétrole et, par conséquent, ses indicateurs de coût sont associés à la densité et à la teneur en soufre. Le modèle de distillation relie la qualité du pétrole et son coût au potentiel des fractions légères du pétrole. Une tentative visant à amener la qualité du pétrole national aux normes mondiales a conduit au fait qu'en 1989 dans notre pays, pour la première fois, des ajouts à GOST 9965 « Pétrole pour les raffineries de pétrole. Caractéristiques» La densité et la teneur massique en soufre ont été proposées comme principaux indicateurs caractérisant les propriétés de consommation du pétrole. Plus tard, les propriétés physiques et chimiques suivantes du pétrole sont indiquées comme celles qui influencent le plus de manière significative les propriétés de consommation du pétrole :

· densité de l'huile p ;

· rendement des fractions à des températures allant jusqu'à 200, 300 et 350 degrés ;

· fraction massique de soufre S ;

· concentration en sels de chlorure C.

La densité du pétrole dépend en grande partie de la quantité de substances asphaltiques-résineuses qu'il contient, qui contribuent à la formation d'émulsions eau-huile persistantes, augmentant ainsi le coût de son traitement. D'autres sont en cours d'identification Conséquences négatives lors du traitement des huiles goudronneuses lourdes. En particulier, une augmentation des coûts lors du transport et du traitement de cette huile. Contenu accru le soufre dans le pétrole entraîne une corrosion intense des équipements, la nécessité d'une alcalinisation des produits raffinés, un hydrotraitement des fractions essence et un « empoisonnement » des catalyseurs. Mais une augmentation de la teneur en fractions légères, entraînant une réduction des coûts de production des carburants, améliore la qualité du pétrole. La concentration en sels de chlorure reflète la contamination par le pétrole lors du développement du gisement, lors du processus de production.

Un indicateur de qualité complexe K est défini pour évaluer l'huile commerciale. Puisqu'il n'existe pas de critère global similaire pour déterminer la qualité des pétroles dans les gisements de différents champs et provinces pétrolières et gazières (OGP), une tentative a été faite d'utiliser l'indicateur K. Dans ce cas, l'indicateur technologique C est pris égal à 100. mg/l. La méthodologie de détermination de l'indicateur complexe de qualité de l'huile K considérée dans cet article implique un calcul à l'aide de la formule :

K = 0,04S + 0,00054C + 1,74p-0,0087F 200 -0,0056F 300 -0,0049F 350 , (1)

C - concentration de sels de chlorure (mg/l),

p - densité de l'huile (g/cm3),

F 200, F 300, F 350 - teneur en fractions à des températures allant jusqu'à 200, 300 et 350 °C, respectivement (% volume).

À à = 0,0029S + 0,00039C + 2,696s- 1,003 , (3)

Un écart vers le haut de l'indicateur de qualité complexe obtenu à partir de l'équation (1) par rapport à l'unité signifie une détérioration de la qualité du pétrole (augmentant le coût de son raffinage), et un écart vers le bas signifie une amélioration de la qualité du pétrole (raffinage moins cher). Par conséquent, le critère de classification de l'huile selon un indicateur de qualité complet est le suivant :

Si K< 1 - нефть высокого качества;

Chez K? 1 - huile de mauvaise qualité.

Un indicateur de qualité complet et sa signification simplifiée.

Les calculs des valeurs des indicateurs de qualité K et K y ont été effectués à l'aide des équations (1) et (3), où les valeurs des paramètres p, S, Ф 200, Ф 300 sont des valeurs moyennes du bassin en volumétrique unités. Dans ce cas, en (1) nous prendrons la valeur C = 100 mg/l, et F 350 est calculé approximativement à partir de l'expression (2).

Les valeurs moyennes de K et K y sont respectivement de 0,978 et 0,938. Ceux. le calcul selon la formule (3) donne un décalage des valeurs par rapport au calcul selon (1) dans le sens de valeurs décroissantes de l'indicateur de qualité, ce qui correspond à une augmentation de la qualité de l'huile. Limites de l'intervalle de confiance

K = 0,978 ± 0,090

pour la valeur moyenne de K avec une probabilité de confiance de 0,95, les valeurs varient de 0,888 à 1,068. Par conséquent, la valeur moyenne de l'indicateur K y, égale à 0,938, se situe dans les limites de l'intervalle de confiance (0,888 - 1,068) pour la valeur moyenne de K, calculée selon la même formule (1).

La relation entre la qualité et le prix du pétrole.

Considérons comment les calculs selon (1) et (3) affectent la détermination du prix du pétrole, en tenant compte du fait que la qualité du pétrole est extrêmement importante pour son coût. Dans la pratique mondiale, la différence entre les prix du pétrole est déterminée par la teneur potentielle des produits pétroliers légers, et la qualité est évaluée par sa densité et sa teneur en soufre. En analysant les formules de calcul de l'indicateur de qualité du pétrole, on peut conclure que la qualité, et, par conséquent, le prix du pétrole, est plus influencée par son indicateur de densité que par la teneur en soufre, puisque le coefficient de signification mutuelle de la densité c dans la formule (1) est le plus grand en termes de coefficient par rapport aux autres coefficients. Par conséquent, nous examinerons ci-dessous l’impact des changements de densité du pétrole sur les prévisions du prix du pétrole.

L'article propose une méthode de calcul des coefficients d'influence de la densité sur le prix du pétrole. Ainsi, pour le mélange d'exportation russe Oural, le coefficient dépendance linéaire les prix en fonction de la densité sont égaux à 0,23 $ par tonne de pétrole lorsque la densité change de 0,001. La valeur moyenne de K selon (1) correspond à la valeur moyenne de densité p égale à 0,856. En prenant (3) la valeur de K y égale à la valeur moyenne de K = 0,978, on retrouve la valeur apparente de la densité p y, qui diffère de c par ?p = 0,039. Par conséquent, une augmentation de la densité du pétrole de 0,039 entraînera une diminution du prix de la tonne d'Oural de 8,97 dollars, si la qualité est calculée à l'aide de la formule (3).

Des études similaires ont été réalisées pour d’autres huiles. Pour le pétrole américain WTI, le coefficient de dépendance linéaire est égal à 0,47 $ la tonne avec une variation de densité de 0,001, et pour le pétrole de la société américaine Conoco, la variation du prix du pétrole est égale à 0,22 $ la tonne avec une variation de densité de 0,001. . Par conséquent, une augmentation de la densité de 0,039 pour un tel pétrole signifie une diminution de son prix de 8,58 $ par tonne lorsque l'on utilise la formule (3) pour calculer la qualité du pétrole.

Comparaison des huiles des principaux produits pétroliers par qualité et propriétés physiques et chimiques

DANS tableau 2 La répartition des produits pétroliers sur le territoire des pays de la CEI est présentée en tenant compte de l'indicateur de qualité K, calculé pour les huiles de chaque province selon la formule (1) et moyenné sur l'ensemble du territoire des provinces.

Tableau 2. Répartition du NGP par indicateur de qualité

Nom de la province	K moyen	Intervalle de changement K	Nombre d'enregistrements dans la base de données
Okhotsk
baltique
Dniepr-Pripyatskaya
Caucase du Nord
Timan-Pechorskaya
Leno-Toungousskaïa
Sibérie occidentale
Volgo-Oural
Caspienne
Leno-Vilyuiskaya
Ieniseisko-Anabar

On peut constater que la plupart des réserves de pétrole et de gaz russes contiennent des pétroles de haute qualité (K< 1), за исключением Лено-Вилюйской и Енисейско-Анабарской НГП (К >1). On voit que la province Volga-Oural a K< 1. Следовательно, в самарском регионе мы имеем нефти высокого качества.

Il est également intéressant de comparer les principaux produits pétroliers de Russie en termes de propriétés physiques et chimiques des huiles sur la base de la classification présentée dans tableau 2. Pour ce faire, nous introduirons un 5ème type d'huile supplémentaire, qui ne correspond à aucun des 4 types présentés dans tableau 1. Ce 5ème type présente les caractéristiques suivantes :

p > 895 kg/m3,

F 200< 19%,

F 300< 35%,

F 350< 48%.

La répartition des pétroles des principaux gisements de pétrole et de gaz Volga-Oural selon les paramètres p, S, Ф 200 et Ф 300 est présentée dans tableau 3.

Zonage du territoire de la province Volga-Oural selon la qualité du pétrole

L'oléoduc et le gazoduc Volga-Oural sont l'une des plus anciennes et toujours la principale province productrice de pétrole de Russie. Il est caractérisé haut degré exploration et épuisement des réserves d’hydrocarbures. Le géozonage du territoire de la province pétrolière et gazière Volga-Oural selon l'indicateur complexe de qualité du pétrole K a été réalisé à l'aide d'un ensemble de données de 1983 échantillons de pétrole (Tableau 1) plus de 500 dépôts VUNGP. Pour réaliser l'analyse, les valeurs moyennes (sur le territoire des champs) des valeurs de p, S, Ф 200 et Ф 300 ont été déterminées.

La plupart des dépôts (plus de 62 % des nombre total Les champs VUNGP dont la qualité du pétrole est connue) contiennent du pétrole de haute qualité. Le plus grand d'entre eux : en Région de Samara- Kuleshevskoe, Moukhanovskoe, Rassvetskoe ;

Tableau 3. Répartition des gazoles par 5 types

Type d'huile	Volgo - Oural
Classification des huiles par densité (%)
Classification des huiles par teneur en soufre (%)
Classement des huiles selon le rendement de la fraction F 200 (%)
Classement des produits pétroliers selon le rendement de la fraction F 300 (%)

La quantité d'huiles de type 1 en termes de teneur en soufre est la plus faible de la province pétrolière et gazière Volga-Oural (environ 14 %). Les pétroles de type 1, basés sur le rendement de la fraction F 200, sont les moins abondants dans la province pétrolière et gazière de la Volga-Oural (plus de 48 % de tous les pétroles de la province).

Il convient de noter que les gisements de pétrole de haute qualité sont disponibles sur tout le territoire de la VUNGP, mais qu'à la périphérie de la province, ils constituent la majorité absolue. Sur riz. 1 La répartition générale des huiles de la province pétrolière et gazière Volga-Oural par qualité est présentée. On peut voir qu'environ les 2/3 de tous les pétroles de la région Oural-Volga ont haute qualité, et le tiers restant se réfère à des huiles de mauvaise qualité.

Distillation simulée

Également pour l'analyse des produits pétroliers, la méthode de distillation simulée par chromatographie en phase gazeuse, largement utilisée, est utilisée. La méthode traditionnelle de distillation simulée implique l’utilisation de colonnes à garnissage. Les spécifications du carburéacteur et du carburant diesel spécifient la distillation simulée comme alternative à la distillation atmosphérique pour obtenir des informations réelles sur la distribution du point d'ébullition. La méthode de distillation simulée utilise des techniques de chromatographie en phase gazeuse pour obtenir des informations sur la répartition réelle des points d'ébullition du pétrole et des fractions pétrolières jusqu'à 750 °C.

En utilisant la méthode de distillation simulée, une courbe des points d'ébullition réels est obtenue, qui est construite en fonction des données de séparation chromatographique du produit étudié sur une colonne avec un sorbant apolaire en mode programmation de température. Après introduction de l'échantillon dans l'injecteur, les groupes d'hydrocarbures sont affichés sur le chromatogramme par ordre croissant de points d'ébullition. Le système est d’abord calibré à l’aide d’un mélange standard d’hydrocarbures dont les points d’ébullition sont connus. Les courbes de distillation simulées coïncident bien avec les résultats de détermination de la composition fractionnaire par distillation à pression atmosphérique et à pression réduite. Pour décrire les fractions de pétrole lourd, un chromatographe en phase gazeuse avec un thermostat à haute température a été utilisé.

La méthode de distillation simulée par chromatographie en phase gazeuse permet non seulement d'analyser les produits pétroliers plus rapidement et avec une plus grande précision, mais nécessite également moins de quantités de substances analysées.

Analyse d'absorption atomique

L'analyse des produits pétroliers occupe l'un des principaux segments de l'application de l'absorption atomique dans l'analyse des substances. Les échantillons typiques de produits pétroliers sont le pétrole brut, le carburant (essence) et les huiles lubrifiantes (fraîchement préparées et utilisées).

Analyse d'absorption atomique (spectrométrie d'absorption atomique), une méthode d'analyse élémentaire quantitative basée sur les spectres d'absorption atomique (absorption). Un rayonnement compris entre 190 et 850 nm traverse une couche de vapeurs atomiques d'échantillons obtenus à l'aide d'un atomiseur. En raison de l’absorption des quanta de lumière, les atomes se transforment en états d’énergie excités. Ces transitions dans les spectres atomiques correspondent aux raies dites de résonance caractéristiques d'un élément donné. Selon la loi de Bouguer-Lambert-Beer, la mesure de la concentration en éléments est la densité optique A = log(I0/I), où I0 et I sont les intensités de rayonnement de la source avant et après avoir traversé la couche absorbante, respectivement.

Figure 1 : Schéma de principe d'un spectromètre d'absorption atomique à flamme : 1 source de rayonnement ; 2 flammes; 3-monochrome de montagnes ; 4 photomultiplicateurs ; 5-dispositif d'enregistrement ou d'indication.

Les instruments d'analyse par absorption atomique - les spectromètres d'absorption atomique - sont des appareils de précision hautement automatisés qui garantissent la reproductibilité des conditions de mesure, l'introduction automatique des échantillons et l'enregistrement des résultats de mesure. Certains modèles disposent de micro-ordinateurs intégrés. A titre d'exemple, la figure montre un schéma de l'un des spectromètres. La source de rayonnement linéaire dans les spectromètres est le plus souvent constituée de lampes à élément unique avec une cathode creuse remplie de néon. Pour déterminer certains éléments très volatils (Cd, Zn, Se, Te...), il est plus pratique d'utiliser des lampes sans électrode haute fréquence.

Le transfert de l'objet analysé dans un état atomisé et la formation d'une couche absorbante de vapeur d'une forme certaine et reproductible sont effectués dans un atomiseur - généralement dans une flamme ou un four tubulaire. Naïb. des flammes composées de mélanges d'acétylène et d'air (température maximale 2 000 °C) et d'acétylène et de N2O (2 700 °C) sont souvent utilisées. Un brûleur avec une buse en forme de fente de 50 à 100 mm de long et de 0,5 à 0,8 mm de large est installé le long de l'axe optique de l'appareil pour augmenter la longueur de la couche absorbante.

Les fours à résistance tubulaire sont le plus souvent fabriqués à partir de qualités denses de graphite. Pour éliminer la diffusion de vapeur à travers les parois et augmenter la durabilité, les tubes en graphite sont recouverts d'une couche de carbone pyrolytique étanche aux gaz. La température maximale de chauffage atteint 3000 °C. Les fours tubulaires à parois minces en métaux réfractaires (W, Ta, Mo), en quartz avec un élément chauffant en nichrome sont moins courants. Pour protéger les fours à graphite et à métaux de la combustion dans l'air, ils sont placés dans des chambres semi-hermétiques ou scellées à travers lesquelles un gaz inerte (Ar, N2) est soufflé. L'introduction des échantillons dans la zone d'absorption d'une flamme ou d'un four est réalisée selon différentes techniques. Les solutions sont pulvérisées (généralement dans une flamme) à l'aide de pulvérisateurs pneumatiques, moins souvent de pulvérisateurs à ultrasons. Les premiers sont plus simples et plus stables en fonctionnement, bien qu'ils soient inférieurs aux seconds en termes de degré de dispersion de l'aérosol résultant. Seules 5 à 15 % des plus petites gouttelettes d'aérosol pénètrent dans la flamme, le reste étant filtré dans la chambre de mélange et rejeté dans les égouts. La concentration maximale de solides en solution ne dépasse généralement pas 1 %. Sinon, un dépôt intense de sels se produira dans la buse du brûleur.

L'évaporation thermique des résidus de solution sèche est la principale méthode d'introduction des échantillons dans les fours tubulaires. Dans ce cas, les échantillons sont le plus souvent évaporés de la surface interne du four ; la solution échantillon (volume 5 à 50 μl) est injectée à l'aide d'une micropipette à travers le trou de dosage dans la paroi du tube et séchée à 100 °C. Cependant, les échantillons s'évaporent des parois avec une augmentation continue de la température de la couche absorbante, ce qui entraîne une instabilité des résultats. Pour assurer une température constante du four au moment de l'évaporation, l'échantillon est introduit dans un four préchauffé à l'aide d'une électrode en carbone (cellule en graphite), d'un creuset en graphite (four Woodriff), d'une sonde métallique ou en graphite. L'échantillon peut être évaporé à partir d'une plate-forme (auge en graphite) installée au centre du four sous le trou de dosage. En raison d'un décalage important entre la température de la plate-forme et la température du four, qui est chauffé à une vitesse d'environ 2 000 K/s, l'évaporation se produit lorsque le four atteint une température presque constante.

Pour introduire des substances solides ou des résidus secs de solutions dans la flamme, on utilise des tiges, des fils, des nacelle, des creusets en graphite ou en métaux réfractaires, placés sous l'axe optique de l'appareil, de sorte que la vapeur de l'échantillon pénètre dans la zone d'absorption avec le flux des gaz de flamme. Dans certains cas, les évaporateurs en graphite sont en outre chauffés par courant électrique. Pour éliminer les pertes mécaniques d'échantillons en poudre pendant le processus de chauffage, des évaporateurs cylindriques de type capsule en graphite poreux sont utilisés.

Parfois, les solutions échantillons sont traitées dans un récipient de réaction en présence d'agents réducteurs, le plus souvent NaBH4. Dans ce cas, le Hg, par exemple, est distillé sous forme élémentaire, As, Sb, Bi et autres sous forme d'hydrures, qui sont introduits dans l'atomiseur avec un flux de gaz inerte. Pour monochromatiser le rayonnement, des prismes ou des réseaux de diffraction sont utilisés ; dans ce cas, une résolution de 0,04 à 0,4 nm est obtenue.

La méthode de distillation simulée est une technique de chromatographie en phase gazeuse conçue pour simuler processus réel distillation du pétrole brut et des produits pétroliers. Cette méthode comprend non seulement du matériel (chromatographe en phase gazeuse Clarus), mais également logiciel(Logiciel de distillation simulée (modèle 3022)). A l'aide d'un logiciel, le chromatogramme d'un échantillon d'hydrocarbures est divisé en coupes homogènes. Les points d'ébullition sont associés aux temps de rétention à l'aide d'un étalon d'étalonnage. Sur la base de ces données, une courbe d'ébullition V,% - T, o C peut être obtenue et un rapport peut être généré. Cette méthode permet d'obtenir des données équivalentes aux résultats de distillation selon ASTM D 2892 (15 plaques théoriques) et GOST 11011 (composition fractionnaire sur ARN-2), tout en permettant de gagner considérablement sur le temps d'analyse, de travailler avec de petits volumes d'échantillons , et utilisez également un équipement de plus petite taille. La méthode de distillation simulée peut également être utilisée pour déterminer la composition fractionnée des essences ( ASTMD 3710 ) et les fractions d'huile avec des points d'ébullition de 174...700 o C ( ASTMD6352 ).

E70-24944

CHROMATOGRAPHE EN GAZ CLARUS - ANALYSEUR 3023

CONTENU DE LA LIVRAISON :

Analyseur ARNEL PE avec échantillonneur automatique, détecteur FID, injecteur et logiciel de contrôle des instruments

Système de refroidissement par thermostat autonome qui ne nécessite pas l'utilisation de dioxyde de carbone liquide et de LN2

Logiciel SIMDIST pour calculer les résultats de distillation simulée

Colonne capillaire (selon configuration)

Équipement pour alimenter le chromatographe en gaz

Autres composants et consommables

GÉNÉRATEUR D'HYDROGÈNE 20H :

CARACTÉRISTIQUES

ENSEMBLE DE COMMANDE MINIMUM

Analyseur PE ARNEL Modèle 3023

ÉQUIPEMENT OPTIONEL

Septa pour injecteur THERMOGREEN LB-2 (50 pcs.)

Seringue pour introduire l'échantillon dans l'injecteur

Aiguille de remplacement pour seringues

Colonne capillaire

Kit de démarrage pour injecteur capillaire

Kit de connexion détecteur

Kit de démarrage pour distributeur automatique

Système de purification du gaz vecteur. (trois cartouches : purification de l'humidité, des hydrocarbures et de l'oxygène)

Un jeu de cartouches de rechange pour le système de nettoyage

Filtre déshydrateur

Réducteur d'hélium de haute pureté

Poste de travail (ordinateur, moniteur et imprimante)

Compresseur sans huile et silencieux pour chromatographie (54 l/min 8 bar)

Chromatographie

Offres PAC large choix solutions basées sur la chromatographie liquide et gazeuse, destinées principalement aux industries pétrolière, pétrochimique et gazière. La détermination de la composition fractionnaire par chromatographie en phase gazeuse est l'une des méthodes les plus courantes pour déterminer les caractéristiques des matières premières et des produits finaux d'hydrocarbures dans la pétrochimie et le raffinage du pétrole. Celui-ci est rapide et méthode fiable Entièrement conforme aux méthodes standardisées de distillation simulée.

Des données précises sur la composition du pétrole et des produits pétroliers augmentent la productivité des usines

Les entreprises des industries pétrolière et pétrochimique sont confrontées gros montant défis, y compris la nécessité d'améliorer continuellement la productivité des usines et de répondre aux exigences environnementales croissantes en matière de composition des combustibles - tout cela dans un contexte de réduction continue de la rentabilité.

Des solutions clés en main sur mesure

AC Analytical Controls utilise des analyseurs de chromatographie basés sur des instruments Agilent capables d'effectuer des analyses qualitatives et quantitatives des composants de tous les échantillons dont nos clients ont besoin de connaître la composition. AC utilise des chromatographes gazeux et liquides Agilent pour développer ses propres systèmes clé en main personnalisés. Au cours des 29 dernières années, une situation similaire solutions complètes(c'est-à-dire comprenant simultanément des éléments matériels, logiciels et méthodologiques) ont été développés pour les industries du raffinage du pétrole et de la pétrochimie. Cependant, nous pouvons également développer des solutions pour d’autres secteurs. AC produit principalement des analyseurs de chromatographie en phase gazeuse, mais nous pouvons également proposer des solutions utilisant la chromatographie liquide (HPLC).

Pour contrôler les instruments, effectuer des calculs et un certain nombre de tâches spécialisées, un logiciel spécial est requis. AC développe ses propres logiciels, tels que le logiciel Reformulyzer pour la composition en vrac des produits pétroliers, le logiciel de distillation simulée (SIMDIS), le ROV (composition détaillée des hydrocarbures, DHA) et l'analyse des gaz. Nos outils logiciels exclusifs offrent aux analyseurs de courant alternatif un contrôle complet sur leurs instruments et procédures. Tous les systèmes sont entièrement assemblés, testés et calibrés en usine avant expédition au client. Un ingénieur qualifié (PAC ou distributeur/prestataire) installe ensuite le système et familiarise l'utilisateur avec celui-ci. Cela garantit que le système sera mis en œuvre conformément aux exigences du client et maintiendra ses performances pendant l'exploitation. L'avantage pour le client réside non seulement dans l'analyseur lui-même (puisqu'il existe d'autres solutions concurrentes sur le marché), mais aussi dans l'accompagnement méthodologique du client tout au long de la durée de vie de l'appareil. PAC n’est pas une entité isolée. Il s'agit d'une entreprise stable à l'échelle mondiale, dotée de processus bien structurés et de méthodes de suivi des performances, certifiée selon les normes ISO. Cette structure permet à PAC de continuer à prendre en charge les utilisateurs finaux et leurs systèmes, anciens et nouveaux, y compris les systèmes avec des configurations utilisateur uniques.

Maintenir les avantages concurrentiels

AC Analytical Controls fabrique des analyseurs et des solutions standards et personnalisés basés sur des méthodes d'analyse chromatographique. Certains de ces analyseurs sont uniques en leur genre, comme le Reformulyzer, l'AC 8612 et le Biodiesel All-in-One. Une fois qu'une méthodologie de mesure réussit et est établie comme norme internationale, ces méthodes sont souvent copiées par d'autres fabricants d'analyseurs de chromatographie. Cependant, toutes les entreprises n'y prêtent pas attention. détails importants technique spécifique. La qualité est d'une importance fondamentale pour AC, c'est pourquoi nous sélectionnons les meilleurs fournisseurs de composants sur le marché mondial, nous permettant de créer le plus haut niveau de solutions analytiques.

L'avantage concurrentiel d'AC réside dans son approche standardisée combinée à un développement continu solutions innovantes et l'utilisation de composants de haute qualité dans la production d'appareils.

Catalogue d'appareils

Hydrocarbures aromatiques

Détermination de la teneur en thiophène du benzène

Analyse du benzène

GOST R EN 12916

Analyse groupée des essences

Biocarburants

Huile

Systèmes de chromatographie en phase gazeuse conçus pour des tâches spéciales ou non standard

ADH

SimDis - distillation simulée

Analyseur pour distillation simulée de produits pétroliers avec la capacité d'étudier la teneur en soufre et en azote de diverses fractions

Détermination des courbes de distillation et des véritables points d'ébullition de toutes les fractions pétrolières

Analyseurs personnalisés

Analyse détaillée des hydrocarbures

Essence

Répartition des points d'ébullition pour les produits des groupes 1 et 2

Systèmes de chromatographie en phase gazeuse conçus pour des tâches spéciales ou non standard

Analyse du benzène

Détermination de la teneur en composés aromatiques et oxygénés

DHA - analyse détaillée des hydrocarbures (DHA)

Analyse rapide des oléfines totales

Analyse groupée des hydrocarbures avec pré-fractionnement

Analyse groupée des essences

SimDis - distillation simulée