ASTM D5307, D7169 (ropa naftowa) i D2887 (paliwa diesla, oleje napędowe, smary, oleje bazowe). Oznaczanie składu frakcyjnego metodą symulowanej destylacji. Symulowana destylacja

Na nowo odkrytych polach naftowych konieczne jest bardzo dokładne zbadanie składu i zawartości zanieczyszczeń w wydobytej ropie. W zależności od miejsca wydobycia ropy naftowej jej skład może się znacznie różnić. Dotyczy to szczególnie siarki, siarkowodoru i merkaptanów metylowo-etylowych. Ponadto zawartość może się znacznie różnić: od 0,60 do 5,00%. Na przykład są niskosiarkowe: zawartość siarki w nich wynosi do 0,60%, siarkowa - od 0,61 do 1,80%, wysokosiarkowa - od 1,81 do 3,50%, szczególnie wysoka siarka - ponad 3,50% GOST 1437 i 9.2.

Ostatnio laboratoria zaczęły stosować bardziej zaawansowane metody oznaczania siarki zamiast pracochłonnych metod oznaczania siarki.

Spektroskopia fluorescencji rentgenowskiej z dyspersją energii

Dlatego do oznaczania siarki stosuje się ją nowoczesna metoda Spektroskopia fluorescencji rentgenowskiej z dyspersją energii zgodnie z GOST 51947-2002. Jego istota polega na tym, że olejek zostaje umieszczony w wiązce promieni emitowanych przez źródło promieniowania rentgenowskiego. Mierzone są charakterystyki energii wzbudzenia promieniowania rentgenowskiego, a uzyskany sygnał licznika impulsów porównywany jest z sygnałami licznika uzyskanymi z wcześniej przygotowanych próbek kalibracyjnych. Metoda ta zapewnia szybki i dokładny pomiar zawartości siarki całkowitej w oleju przy minimalnym przygotowaniu próbki. Czas analizy wynosi zwykle 2-4 minuty. Zakres pomiaru siarki wynosi od 0,0150 do 5,00%. Spektrometr fluorescencji rentgenowskiej charakteryzuje się szybkością uzyskania wyników, wygodą i dobrą dokładnością. Metod prowadzenia badań jest wiele różne obszary nauka i technologia

Symulowana destylacja

Również do analizy produktów naftowych wykorzystuje się szeroko stosowaną metodę chromatografii gazowej symulowanej destylacji. Tradycyjna metoda Destylacja symulowana polega na zastosowaniu kolumn z wypełnieniem. Specyfikacje paliwa do silników odrzutowych i oleju napędowego określają destylację symulowaną jako alternatywę dla destylacji atmosferycznej przy uzyskiwaniu informacji o rzeczywistym rozkładzie temperatur wrzenia. Metoda symulowanej destylacji wykorzystuje techniki chromatografii gazowej w celu uzyskania informacji o rzeczywistym rozkładzie temperatur wrzenia oleju i frakcji olejowych do 750 °C.

Metodą destylacji symulowanej uzyskuje się krzywą rzeczywistych temperatur wrzenia, którą konstruuje się na podstawie danych chromatograficznego rozdziału badanego produktu na kolumnie z niepolarnym sorbentem w trybie programowania temperatury. Po wprowadzeniu próbki do iniektora na chromatogramie wyświetlane są grupy węglowodorowe w kolejności rosnącej temperatury wrzenia. Układ jest najpierw kalibrowany przy użyciu standardowej mieszaniny węglowodorów o znanych temperaturach wrzenia. Symulowane krzywe destylacji dobrze zgadzają się z wynikami oznaczeń skład frakcyjny destylacja pod ciśnieniem atmosferycznym i pod obniżonym ciśnieniem. Do opisu frakcji oleju ciężkiego wykorzystano chromatograf gazowy z termostatem wysokotemperaturowym.

Metoda symulowanej destylacji z wykorzystaniem chromatografii gazowej umożliwia analizę produktów naftowych nie tylko szybciej i z większą dokładnością, ale także wymaga mniejszych ilości analizowanych substancji.

Analiza absorpcji atomowej

Analiza produktów naftowych zajmuje jeden z głównych segmentów zastosowania absorpcji atomowej w analizie substancji. Typowymi próbkami produktów naftowych są ropa naftowa, paliwa (benzyny) i oleje smarowe (świeżo przygotowane i zużyte).

Analiza absorpcji atomowej (atomowa spektrometria absorpcyjna), metoda ilościowej analizy elementarnej oparta na widmach absorpcji (absorpcji) atomów. Promieniowanie w zakresie 190-850 nm przepuszczane jest przez warstwę par atomowych próbek uzyskanych za pomocą atomizera. W wyniku absorpcji kwantów światła atomy przekształcają się w wzbudzone stany energetyczne. Te przejścia w widmach atomowych odpowiadają charakterystycznym dla tzw. linii rezonansowych tego elementu. Zgodnie z prawem Bouguera-Lamberta-Beera miarą stężenia pierwiastków jest gęstość optyczna A = log(I 0 /I), gdzie I 0 i I to natężenia promieniowania źródła odpowiednio przed i po przejściu przez warstwę absorbującą.

Obrazek 1: Schemat płomieniowy spektrometr absorpcji atomowej: 1-źródło promieniowania; 2-płomień; 3-monochromatyczne góry; 4-fotopowielacz; 5-urządzenie rejestrujące lub wskazujące.

Przyrządy do analizy absorpcji atomowej - spektrometry absorpcji atomowej - precyzyjne, wysoce zautomatyzowane urządzenia zapewniające powtarzalność warunków pomiaru, automatyczne wprowadzanie próbek i rejestrację wyników pomiarów. Niektóre modele mają wbudowane mikrokomputery. Przykładowo na rysunku przedstawiono schemat jednego ze spektrometrów. Źródłem promieniowania liniowego w spektrometrach są najczęściej lampy jednoelementowe z katodą wnękową wypełnioną neonem. Aby oznaczyć niektóre pierwiastki bardzo lotne (Cd, Zn, Se, Te itp.), wygodniej jest stosować lampy bezelektrodowe o wysokiej częstotliwości.

Przejście analizowanego obiektu w stan zatomizowany i wytworzenie absorbującej warstwy pary o określonym i powtarzalnym kształcie odbywa się w atomizerze – najczęściej w piecu płomieniowym lub rurowym. Naib. Często stosuje się płomienie mieszanin acetylenu z powietrzem (maks. temperatura 2000°C) i acetylenu z N2O (2700°C). Palnik ze szczelinową dyszą o długości 50-100 mm i szerokości 0,5-0,8 mm instaluje się wzdłuż osi optycznej urządzenia w celu zwiększenia długości warstwy pochłaniającej.

Rurowe piece oporowe są najczęściej wykonane z gęstych gatunków grafitu. Aby wyeliminować dyfuzję pary przez ścianki i zwiększyć trwałość, rurki grafitowe pokrywane są warstwą gazoszczelnego węgla pirolitycznego. Maksymalna temperatura ogrzewanie osiąga 3000 °C. Mniej powszechne są cienkościenne piece rurowe wykonane z metali ogniotrwałych (W, Ta, Mo), kwarcu z grzejnikiem nichromowym. Aby chronić grafit i piece metalowe aby zapobiec spaleniu się na powietrzu, umieszcza się je w półhermetycznych lub szczelnych komorach, przez które wdmuchuje się gaz obojętny (Ar, N2). Wprowadzenie próbek do strefy absorpcyjnej płomienia lub pieca odbywa się różnymi technikami. Roztwory natryskuje się (zwykle w płomień) za pomocą opryskiwaczy pneumatycznych, rzadziej - opryskiwaczy ultradźwiękowych. Te pierwsze są prostsze i stabilniejsze w działaniu, chociaż są gorsze od drugich pod względem stopnia dyspersji powstałego aerozolu. Tylko 5-15% najmniejszych kropelek aerozolu dostaje się do płomienia, a reszta jest odsiewana w komorze mieszania i odprowadzana do kanalizacji. Maksymalne stężenie substancji stałych w roztworze zwykle nie przekracza 1%. W przeciwnym razie w dyszy palnika nastąpi intensywne osadzanie się soli.

Główną metodą wprowadzania próbek do pieców rurowych jest termiczne odparowywanie pozostałości suchego roztworu. W tym przypadku próbki najczęściej odparowuje się za pomocą powierzchnia wewnętrzna piekarniki; roztwór próbki (objętość 5–50 µl) wstrzykuje się za pomocą mikropipety przez otwór dozujący w ściance probówki i suszy w temperaturze 100 °C. Jednakże próbki odparowują ze ścianek przy ciągłym wzroście temperatury warstwy absorbującej, co powoduje niestabilność wyników. Aby zapewnić stałą temperaturę pieca w czasie odparowania, próbkę wprowadza się do nagrzanego pieca za pomocą elektrody węglowej (ogniwo grafitowe), tygla grafitowego (piec Woodriff), sondy metalowej lub grafitowej. Próbkę można odparować z platformy (niecki grafitowej), która jest zainstalowana pośrodku piekarniki pod otworem dozującym. W wyniku znacznego opóźnienia pomiędzy temperaturą platformy a temperaturą pieca, który nagrzewa się z szybkością około 2000 K/s, parowanie następuje po osiągnięciu przez piec prawie stałej temperatury.

Do wprowadzenia w płomień ciała stałe lub suche pozostałości roztworów, prętów, nici, łódek, tygli z grafitu lub metali ogniotrwałych, umieszcza się poniżej osi optycznej urządzenia, tak aby pary próbki przedostawały się do strefy absorpcji wraz ze strumieniem gazów płomieniowych. W niektórych przypadkach parowniki grafitowe są dodatkowo podgrzewane wstrząs elektryczny. Aby wyeliminować straty mechaniczne sproszkowanych próbek podczas procesu ogrzewania, stosuje się cylindryczne wyparki kapsułkowe wykonane z porowatego grafitu.

Czasami próbki roztworów poddaje się obróbce w naczyniu reakcyjnym w obecności środków redukujących, najczęściej NaBH4. W tym przypadku na przykład Hg jest oddestylowywana w postaci pierwiastkowej, As, Sb, Bi i inne w postaci wodorków, które wprowadzane są do atomizera poprzez przepływ gaz obojętny. Do monochromatyzacji promieniowania stosuje się pryzmaty lub siatki dyfrakcyjne; w tym przypadku osiągana jest rozdzielczość od 0,04 do 0,4 nm.

W analizie absorpcji atomowej należy wykluczyć nakładanie się promieniowania atomizera na promieniowanie źródła światła, wziąć pod uwagę możliwą zmianę jasności tego ostatniego, zakłócenia widmowe w atomizerze spowodowane częściowym rozproszeniem i absorpcja światła przez cząstki stałe i cząsteczki obcych składników próbki. Aby to zrobić, użyj różnych technik, np. modulują promieniowanie źródła z częstotliwością, do której dostrojone jest urządzenie odbiorcze i rejestrujące, wykorzystują schemat dwuwiązkowy lub schemat optyczny z dwoma źródłami światła (o widmach dyskretnych i ciągłych); Najbardziej efektywny schemat opiera się na rozszczepieniu Zeemana i polaryzacji linii widmowych w atomizerze. W tym przypadku przez warstwę absorbującą przepuszczane jest światło spolaryzowane prostopadle pole magnetyczne, co pozwala uwzględnić nieselektywne zakłócenia widmowe osiągające wartości A=2 przy pomiarze sygnałów setki razy słabszych.

Zaletami analizy absorpcji atomowej jest prostota, wysoka selektywność i niewielki wpływ składu próbki na wyniki analizy. Ograniczeniami metody jest brak możliwości jednoczesnego oznaczania kilku pierwiastków przy zastosowaniu liniowych źródeł promieniowania i z reguły konieczność przenoszenia próbek do roztworu.

Analiza absorpcji atomowej pozwala na oznaczenie około 70 pierwiastków. Gazy i niektóre inne niemetale, których linie rezonansowe leżą w obszarze próżni widma (długość fali mniejsza niż 190 nm), również nie są wykrywane. Za pomocą pieca grafitowego nie da się oznaczyć Hf, Nb, Ta, W i Zr, które z węglem tworzą niskolotne węgliki. Granice wykrywalności większości pierwiastków w roztworach podczas atomizacji w płomieniu wynoszą 1-100 µg/l, w piecu grafitowym są 100-1000 razy niższe. Bezwzględne granice wykrywalności w tym drugim przypadku wynoszą 0,1-100 pg. Względne odchylenie standardowe w optymalne warunki pomiary osiągają 0,2-0,5% dla płomienia i 0,5-1,0% dla pieca. W trybie automatycznym spektrometr płomieniowy może analizować do 500 próbek na godzinę, a spektrometr z piecem grafitowym może analizować do 30 próbek. Obie opcje są często stosowane w połączeniu ze wstępnym rozdzieleniem i zatężeniem poprzez ekstrakcję, destylację, wymianę jonową i chromatografię, co w niektórych przypadkach umożliwia pośrednie oznaczenie niektórych niemetali i związków organicznych.

Metody analizy absorpcji atomowej wykorzystywane są także do pomiaru niektórych wielkości fizycznych i fizykochemicznych – współczynnika dyfuzji atomów w gazach, temperatur środowisko gazowe, ciepło parowania pierwiastków i inne; do badania widm cząsteczek, badania procesów związanych z parowaniem i dysocjacją związków.

Oznaczanie zanieczyszczeń metalicznych i fosforowych w produktach naftowych przeprowadza się metodą płomieniowo-atomowej absorpcji lub za pomocą optycznych spektrometrów emisyjnych z plazmą indukcyjnie sprzężoną. Głównym problemem podczas pracy z tego typu próbkami jest konieczność ich przygotowania. Zwykle dokonuje się tego poprzez spopielenie matrycy i rozpuszczenie powstałej pozostałości w mieszaninie woda-kwas.

Spektroskopia w podczerwieni

Spektroskopia w podczerwieni (spektroskopia IR), gałąź molekularnej spektroskopii optycznej badająca widma absorpcji i odbicia promieniowanie elektromagnetyczne w obszarze IR, to znaczy w zakresie długości fal od 10-6 do 10-3 m. We współrzędnych intensywność pochłoniętego promieniowania to długość fali (lub liczba fal). Widmo IR jest złożoną krzywą o dużym liczba maksimów i minimów. Pasma absorpcyjne powstają w wyniku przejść pomiędzy poziomami drgań podstawowego stanu elektronowego badanego układu. Charakterystyka widmowa (położenie maksimów pasm, ich szerokość połówkowa, intensywność) pojedynczej cząsteczki zależy od mas atomów wchodzących w jej skład, struktury geometrycznej, cech sił międzyatomowych, rozkładu ładunków itp. Dlatego widma IR mają charakter wysoce indywidualny, co określa ich wartość w identyfikacji i badaniu połączeń konstrukcji. Do rejestracji widm wykorzystuje się spektrofotometry klasyczne i spektrometry Fouriera.

Widma absorpcji, odbicia czy rozproszenia w podczerwieni dostarczają niezwykle bogatych informacji o składzie i właściwościach próbki. Porównując widmo IR próbki z widmami znanych substancji, można zidentyfikować nieznaną substancję i określić jej główny skład produkty żywieniowe, polimery, wykrywają zanieczyszczenia powietrze atmosferyczne i gazów, przeprowadzić analizę grup frakcyjnych lub strukturalnych. metoda analiza korelacji z widma IR próbki można również określić jej właściwości fizykochemiczne cechy biologiczne takie jak kiełkowanie nasion, zawartość kalorii w żywności, wielkość granulek, gęstość itp.

W nowoczesne urządzenia Widmo IR określa się poprzez skanowanie przesunięcia fazowego pomiędzy dwiema częściami podzielonej wiązki światła (spektrometria Fouriera). Metoda ta zapewnia znaczny wzrost dokładności fotometrycznej i długości fali.

Spektrometry Fouriera znacznie przewyższają instrumenty dyfrakcyjne pod względem dokładności fotometrycznej. W urządzeniach dyfrakcyjnych odbiornik odbiera światło tylko w wąskim zakresie widmowym, które pada na szczelinę wyjściową monochromatora. W spektrometrach Fouriera fotodetektor zawsze odbiera całe światło ze źródła, a wszystkie linie widmowe są rejestrowane jednocześnie. W rezultacie wzrasta stosunek sygnału do szumu.

Metoda spektroskopii IR polega na ekstrakcji produktów naftowych z próbki czterochlorkiem węgla lub freonem 113, oczyszczeniu ekstraktu ze związków polarnych metodą chromatografii kolumnowej na tlenku glinu i późniejszej rejestracji absorpcji promieniowania w zakresie widmowym 2700-3200 cm -1, spowodowane drganiami rozciągającymi grup CH3 i CH2 związków alifatycznych i alicyklicznych oraz aromatycznych łańcuchów bocznych węglowodorów, a także wiązań CH związków aromatycznych.

Metodę można realizować albo w wariancie rejestracji widma absorpcyjnego w określonym obszarze za pomocą spektrometru tradycyjnego lub Fouriera, albo w większym prosta wersja, w którym zastosowano analizator mierzący całkową absorpcję promieniowania w zakresie 2900-3000 cm-1, w którym obserwuje się najbardziej intensywne pasma absorpcji, odpowiadające asymetrycznym drganiom rozciągającym grup CH3 i CH2.

Metoda wymaga obowiązkowej kalibracji przyrządu pomiarowego przy użyciu standardowych próbek składu roztworu produktów naftowych w czterochlorku węgla. W Rosji są używane standardowe próbki mieszaniny trójskładnikowej (37,5% heksadekanu, 37,5% 2,2,4-trimetylopentanu i 25% masowo benzenu). Dolna granica zakresu pomiarowego wynosi 0,05 mg/dm3. Główną zaletą metody jest słaba zależność sygnału analitycznego od rodzaju produktu naftowego stanowiącego podstawę zanieczyszczenia próbki.

Trudności pojawiające się podczas stosowania metody związane są z zakłócającym wpływem lipidów i innych związków polarnych, gdy ich zawartość jest duża, przy czym wyczerpuje się pojemność kolumny chromatograficznej służącej do oczyszczania ekstraktu. Główną wadą tej metody jest to, że nie jest ona przyjazna dla środowiska ze względu na stosowane silnie toksyczne rozpuszczalniki.

Wskaźniki jakościowe ropy ze złóż Samara, ich zgodność z ropą handlową

Wykonane przez Instytut Nafty SB RAS analiza porównawcza podano jakość rosyjskiej ropy naftowej, ocenę głównych złóż ropy i gazu, w tym Wołgi-Uralu. Strategia rozwoju Rosji w sektorze energetycznym zakłada wzrost wolumenu przerobu ropy naftowej do 220-225 mln ton rocznie. Znaczna część pozyskiwanych produktów naftowych planowana jest na eksport, m.in Zachodnia Europa. Jednakże ciągłe zaostrzanie wymagań środowiskowych i jakościowych Unia Europejska zużywanych produktów naftowych może skutkować ograniczeniem możliwości eksportowych rosyjskiego przemysłu rafineryjnego. Z tego powodu zadanie zapewnienia światowej jakości produktów staje się dla krajowych rafinerii coraz pilniejszym zadaniem. O złożoności jego rozwiązania w dużej mierze decyduje jakość surowców dostarczanych do obróbki. W związku z tym staje się określenie jakości ropy naftowej wydobywanej z różnych złóż ważny zarówno dla producentów ropy naftowej, jak i konsumentów.

W przypadku ropy naftowej głównymi cechami jakościowymi są gęstość, zawartość siarki i skład frakcyjny. W TU 39-1623-93 „Ropa rosyjska dostarczana na eksport” zgodnie z wymienionymi fizyczne i chemiczne właściwości olej dzieli się na cztery rodzaje (patrz tabela 1).

Tabela 1. Klasyfikacja oliwy dostarczanej na eksport

Oznaczanie jakości oleju

Za granicą przy określaniu wskaźników jakości ropy stosuje się modele gęstości i jakości destylacji.

W modelu gęstości jakość ropy i, co za tym idzie, wskaźniki jej kosztu są powiązane z gęstością i zawartością siarki. Model destylacji łączy jakość ropy naftowej i jej koszt z potencjałem lekkich frakcji ropy. Próba dostosowania jakości krajowej ropy do światowych standardów doprowadziła do tego, że w 1989 roku w naszym kraju po raz pierwszy wprowadzono dodatki do GOST 9965 „Ropa dla rafinerii ropy naftowej. Dane techniczne» Jako główne wskaźniki charakteryzujące właściwości konsumenckie oliwy zaproponowano gęstość i masową zawartość siarki. W dalszej części wskazano następujące właściwości fizykochemiczne oleju, które w największym stopniu wpływają na właściwości konsumenckie oleju:

· gęstość oleju p;

· wydajność frakcji w temperaturach do 200, 300 i 350 stopni;

· udział masowy siarki S;

· stężenie soli chlorkowych C.

Gęstość oleju w dużej mierze zależy od ilości zawartych w nim substancji asfaltowo-żywicznych, które przyczyniają się do powstawania trwałych emulsji wodno-olejowych, podnosząc koszty jego przerobu. Trwa identyfikacja kolejnych Negatywne konsekwencje podczas przetwarzania ciężkich olejów smolistych. W szczególności wzrost kosztów transportu i przetwarzania takiego oleju. Zwiększona zawartość siarka w oleju prowadzi do intensywnej korozji urządzeń, konieczności alkalizacji produktów rafinacji, hydrorafinacji frakcji benzynowych i „zatruwania” katalizatorów. Natomiast wzrost zawartości frakcji lekkich, prowadzący do obniżenia kosztów produkcji paliw, poprawia jakość ropy. Stężenie soli chlorkowych odzwierciedla zanieczyszczenie ropy naftowej podczas rozwoju złoża, w procesie produkcyjnym.

Do oceny oleju handlowego zdefiniowano złożony wskaźnik jakości K. Ponieważ nie ma podobnego kompleksowego kryterium określania jakości ropy w złożach różnych złóż i prowincji naftowo-gazowych (OGP), podjęto próbę zastosowania wskaźnika K. W tym przypadku przyjmuje się, że wskaźnik technologiczny C jest równy 100 mg/l. Metodologia wyznaczania złożonego wskaźnika jakości oleju K rozpatrywana w tym artykule polega na obliczeniu za pomocą wzoru:

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

C - stężenie soli chlorkowych (mg/l),

p - gęstość oleju (g/cm3),

F 200, F 300, F 350 - zawartość frakcji w temperaturach odpowiednio do 200, 300 i 350°C (% obj.).

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

Odchylenie w górę złożonego wskaźnika jakości otrzymanego z równania (1) od jedności oznacza pogorszenie jakości ropy (zwiększenie kosztów jej rafinacji), a odchylenie w dół oznacza poprawę jakości ropy (tańsza rafinacja). Dlatego kryterium klasyfikacji oleju według kompleksowego wskaźnika jakości jest następujące:

Jeśli K< 1 - нефть высокого качества;

W K? 1 - olej niskiej jakości.

Kompleksowy wskaźnik jakości i jego uproszczone znaczenie.

Obliczenia wartości wskaźników jakości K i K y wykonano za pomocą równań (1) i (3), gdzie wartości parametrów p, S, Ф 200, Ф 300 są średnimi wartościami basenu w objętości jednostki. W tym przypadku w (1) przyjmiemy wartość C = 100 mg/l, a F 350 obliczamy w przybliżeniu z wyrażenia (2).

Średnie wartości dla K i K y wynoszą odpowiednio 0,978 i 0,938. Te. obliczenie według wzoru (3) daje przesunięcie wartości w porównaniu do obliczenia według (1) w kierunku malejących wartości wskaźników jakości, co odpowiada wzrostowi jakości oleju. Granice przedziału ufności

K = 0,978 ± 0,090

dla średniej wartości K z prawdopodobieństwem ufności 0,95 wartości wahają się od 0,888 do 1,068. W konsekwencji średnia wartość wskaźnika K y równa 0,938 mieści się w granicach przedziału ufności (0,888 – 1,068) dla średniej wartości K, obliczonej według tego samego wzoru (1).

Zależność jakości i ceny ropy naftowej.

Zastanówmy się, jak obliczenia według (1) i (3) wpływają na ustalenie ceny ropy naftowej, biorąc pod uwagę fakt, że jakość ropy ma ogromne znaczenie dla jej kosztu. W praktyce światowej różnicę w cenach ropy określa potencjalna zawartość lekkich produktów naftowych, a jakość ocenia się na podstawie jej gęstości i zawartości siarki. Analizując wzory na obliczenie wskaźnika jakości ropy naftowej można stwierdzić, że na jakość, a co za tym idzie cenę ropy, w większym stopniu wpływa wskaźnik jej gęstości niż zawartość siarki, gdyż współczynnik wzajemnego znaczenia gęstości c we wzorze (1) jest największy w porównaniu z innymi współczynnikami. Dlatego poniżej rozważymy wpływ zmian gęstości ropy na prognozę cen ropy.

W artykule zaproponowano metodę obliczania współczynników wpływu gęstości na cenę ropy naftowej. Zatem dla rosyjskiej mieszanki eksportowej Ural współczynnik zależność liniowa ceny zależne od gęstości wynoszą 0,23 dolara za tonę ropy przy zmianie gęstości o 0,001. Średnia wartość K zgodnie z (1) odpowiada średniej wartości gęstości p równej 0,856. Przyjmując (3) wartość K y równą średniej wartości K = 0,978, znajdujemy pozorną wartość gęstości p y, która różni się od c o Δp = 0,039. W konsekwencji wzrost gęstości ropy o 0,039 będzie oznaczać spadek ceny tony Uralu o 8,97 USD, jeśli jakość obliczymy za pomocą wzoru (3).

Podobne badania przeprowadzono dla innych olejów. Dla amerykańskiej ropy WTI współczynnik zależności liniowej wynosi 0,47 dolara za tonę przy zmianie gęstości o 0,001, a dla ropy amerykańskiej firmy Conoco zmiana ceny ropy wynosi 0,22 dolara za tonę przy zmianie gęstości o 0,001 . Zatem wzrost gęstości takiej ropy o 0,039 oznacza spadek jej ceny o 8,58 dolara za tonę przy zastosowaniu wzoru (3) do obliczenia jakości ropy.

Porównanie olejów głównych produktów naftowych pod względem jakości i właściwości fizykochemicznych

W tabela 2 Przedstawiono rozkład produktów naftowych na obszarze krajów WNP, biorąc pod uwagę wskaźnik jakości K, obliczony dla olejów każdego województwa według wzoru (1) i uśredniony dla całego terytorium województw.

Tabela 2. Rozkład NGP według wskaźników jakości

Nazwa prowincji	Przeciętny K	Okres zmian K	Liczba rekordów w bazie danych
Ochock
bałtycki
Dniepr-Prypeć
Północno-kaukaski
Timan-Pechorskaya
Leno-Tungusskaya
Zachodniosyberyjski
Wołgo-Ural
kaspijski
Leno-Vilyuiskaya
Jenisejsko-Anabar

Można zauważyć, że większość rosyjskich zasobów ropy i gazu zawiera ropę wysokiej jakości (K< 1), за исключением Лено-Вилюйской и Енисейско-Анабарской НГП (К >1). Widzimy, że w prowincji Wołga-Ural ma K< 1. Следовательно, в самарском регионе мы имеем нефти высокого качества.

Interesujące jest także porównanie głównych produktów naftowych Rosji pod względem właściwości fizycznych i chemicznych olejów w oparciu o klasyfikację przedstawioną w tabela 2. Aby to zrobić, wprowadzimy dodatkowy piąty rodzaj oleju, który nie odpowiada żadnemu z 4 typów przedstawionych w tabela 1. Ten piąty typ ma następujące cechy:

p > 895 kg/m3,

F 200< 19%,

F 300< 35%,

F 350< 48%.

Rozkład ropy z głównych złóż naftowych i gazowych Wołgi-Uralu według parametrów p, S, Ф 200 i Ф 300 przedstawiono w tabela 3.

Podział na strefy terytorium prowincji Wołga-Ural według jakości ropy

Ropociąg i gazociąg Wołga-Ural to jedna z najstarszych i nadal głównych prowincji produkujących ropę naftową w Rosji. Charakteryzuje się wysoki stopień poszukiwanie i wyczerpywanie złóż węglowodorów. Geofencing terytorium prowincji naftowo-gazowej Wołga-Ural według złożonego wskaźnika jakości ropy K przeprowadzono przy użyciu tablicy danych próbek ropy z 1983 r. (Tabela 1) ponad 500 depozytów VUNGP. W celu przeprowadzenia analizy wyznaczono wartości średnie (na obszarze pól) dla wartości p, S, Ф 200 i Ф 300.

Większość depozytów (ponad 62 proc Łączna pola VUNGP o znanej jakości ropy) zawierają ropę wysokiej jakości. Największy z nich: w Region Samary- Kuleshevskoe, Mukhanovskoe, Rassvetskoe;

Tabela 3. Dystrybucja olejów napędowych według 5 rodzajów

Rodzaj oleju	Wołgo – Ural
Klasyfikacja olejów według gęstości (%)
Klasyfikacja olejów według zawartości siarki (%)
Klasyfikacja olejów ze względu na wydajność frakcji F 200 (%)
Klasyfikacja produktów naftowych ze względu na wydajność frakcji F 300 (%)

Ilość olejów typu 1 pod względem zawartości siarki jest najmniejsza w prowincji naftowo-gazowej Wołga-Ural (około 14%). Najmniej w prowincji naftowo-gazowej Wołga-Ural występują oleje typu 1 oparte na uzysku frakcji F 200 (ponad 48% wszystkich olejów w województwie).

Należy zaznaczyć, że pola z wysokiej jakości ropą są dostępne na całym obszarze VUNGP, jednak na obrzeżach województwa stanowią one zdecydowaną większość. NA Ryż. 1 Przedstawiono ogólny rozkład olejów z prowincji naftowo-gazowej Wołga-Ural według jakości. Można zauważyć, że około 2/3 wszystkich olejów w regionie Ural-Wołga ma wysoka jakość, a pozostała 1/3 to oleje niskiej jakości.

Symulowana destylacja

Również do analizy produktów naftowych wykorzystuje się szeroko stosowaną metodę chromatografii gazowej symulowanej destylacji. Tradycyjna metoda symulowanej destylacji polega na zastosowaniu kolumn z wypełnieniem. Specyfikacje paliwa do silników odrzutowych i oleju napędowego określają destylację symulowaną jako alternatywę dla destylacji atmosferycznej przy uzyskiwaniu informacji o rzeczywistym rozkładzie temperatur wrzenia. Metoda symulowanej destylacji wykorzystuje techniki chromatografii gazowej w celu uzyskania informacji o rzeczywistym rozkładzie temperatur wrzenia oleju i frakcji olejowych do 750 °C.

Metodą destylacji symulowanej uzyskuje się krzywą rzeczywistych temperatur wrzenia, którą konstruuje się na podstawie danych chromatograficznego rozdziału badanego produktu na kolumnie z niepolarnym sorbentem w trybie programowania temperatury. Po wprowadzeniu próbki do iniektora na chromatogramie wyświetlane są grupy węglowodorowe w kolejności rosnącej temperatury wrzenia. Układ jest najpierw kalibrowany przy użyciu standardowej mieszaniny węglowodorów o znanych temperaturach wrzenia. Symulowane krzywe destylacji dobrze pokrywają się z wynikami wyznaczania składu frakcyjnego metodą destylacji pod ciśnieniem atmosferycznym i pod zmniejszonym ciśnieniem. Do opisu frakcji oleju ciężkiego wykorzystano chromatograf gazowy z termostatem wysokotemperaturowym.

Metoda symulowanej destylacji z wykorzystaniem chromatografii gazowej umożliwia analizę produktów naftowych nie tylko szybciej i z większą dokładnością, ale także wymaga mniejszych ilości analizowanych substancji.

Analiza absorpcji atomowej

Analiza produktów naftowych zajmuje jeden z głównych segmentów zastosowania absorpcji atomowej w analizie substancji. Typowymi próbkami produktów naftowych są ropa naftowa, paliwa (benzyny) i oleje smarowe (świeżo przygotowane i zużyte).

Analiza absorpcji atomowej (atomowa spektrometria absorpcyjna), metoda ilościowej analizy elementarnej oparta na widmach absorpcji (absorpcji) atomów. Promieniowanie w zakresie 190–850 nm przepuszczane jest przez warstwę par atomowych próbek uzyskanych za pomocą atomizera. W wyniku absorpcji kwantów światła atomy przekształcają się w wzbudzone stany energetyczne. Te przejścia w widmach atomowych odpowiadają tzw. liniom rezonansowym charakterystycznym dla danego pierwiastka. Zgodnie z prawem Bouguera–Lamberta–Beera miarą stężenia pierwiastków jest gęstość optyczna A = log(I0/I), gdzie I0 i I to natężenia promieniowania źródła odpowiednio przed i po przejściu przez warstwę absorbującą .

Rysunek 1: Schemat ideowy płomieniowego spektrometru absorpcji atomowej: 1-źródło promieniowania; 2-płomień; 3-monochromatyczne góry; 4-fotopowielacz; 5-urządzenie rejestrujące lub wskazujące.

Przyrządy do analizy absorpcji atomowej - spektrometry absorpcji atomowej - to precyzyjne, wysoce zautomatyzowane urządzenia zapewniające powtarzalność warunków pomiaru, automatyczne wprowadzanie próbek i rejestrację wyników pomiarów. Niektóre modele mają wbudowane mikrokomputery. Przykładowo na rysunku przedstawiono schemat jednego ze spektrometrów. Źródłem promieniowania liniowego w spektrometrach są najczęściej lampy jednoelementowe z katodą wnękową wypełnioną neonem. Aby oznaczyć niektóre pierwiastki bardzo lotne (Cd, Zn, Se, Te itp.), wygodniej jest stosować lampy bezelektrodowe o wysokiej częstotliwości.

Przejście analizowanego obiektu w stan zatomizowany i wytworzenie absorbującej warstwy pary o określonym i powtarzalnym kształcie odbywa się w atomizerze – najczęściej w piecu płomieniowym lub rurowym. Naib. Często stosuje się płomienie mieszanin acetylenu z powietrzem (maks. temperatura 2000°C) i acetylenu z N2O (2700°C). Aby zwiększyć długość warstwy pochłaniającej, wzdłuż osi optycznej urządzenia zamontowany jest palnik ze szczelinową dyszą o długości 50–100 mm i szerokości 0,5–0,8 mm.

Rurowe piece oporowe są najczęściej wykonane z gęstych gatunków grafitu. Aby wyeliminować dyfuzję pary przez ścianki i zwiększyć trwałość, rurki grafitowe pokrywane są warstwą gazoszczelnego węgla pirolitycznego. Maksymalna temperatura ogrzewania osiąga 3000°C. Mniej powszechne są cienkościenne piece rurowe wykonane z metali ogniotrwałych (W, Ta, Mo), kwarcu z grzejnikiem nichromowym. Aby zabezpieczyć piece grafitowe i metalowe przed spalaniem w powietrzu, umieszcza się je w półhermetycznych lub szczelnych komorach, przez które wdmuchiwany jest gaz obojętny (Ar, N2). Wprowadzenie próbek do strefy absorpcyjnej płomienia lub pieca odbywa się różnymi technikami. Roztwory natryskuje się (najczęściej w płomień) za pomocą opryskiwaczy pneumatycznych, rzadziej ultradźwiękowych. Te pierwsze są prostsze i stabilniejsze w działaniu, chociaż są gorsze od drugich pod względem stopnia dyspersji powstałego aerozolu. Tylko 5–15% najmniejszych kropelek aerozolu dostaje się do płomienia, a reszta jest odsiewana w komorze mieszania i odprowadzana do kanalizacji. Maksymalne stężenie substancji stałych w roztworze zwykle nie przekracza 1%. W przeciwnym razie w dyszy palnika nastąpi intensywne osadzanie się soli.

Główną metodą wprowadzania próbek do pieców rurowych jest termiczne odparowywanie pozostałości suchego roztworu. W tym przypadku próbki najczęściej odparowuje się z wewnętrznej powierzchni pieca; roztwór próbki (objętość 5–50 μl) wstrzykuje się za pomocą mikropipety przez otwór dozujący w ściance probówki i suszy w temperaturze 100 °C. Jednakże próbki odparowują ze ścianek przy ciągłym wzroście temperatury warstwy absorbującej, co powoduje niestabilność wyników. Aby zapewnić stałą temperaturę pieca w czasie odparowania, próbkę wprowadza się do nagrzanego pieca za pomocą elektrody węglowej (ogniwo grafitowe), tygla grafitowego (piec Woodriff), sondy metalowej lub grafitowej. Próbkę można odparować z platformy (niecki grafitowej), która jest zainstalowana na środku pieca pod otworem dozującym. W wyniku znacznego opóźnienia pomiędzy temperaturą platformy a temperaturą pieca, który nagrzewa się z szybkością około 2000 K/s, parowanie następuje po osiągnięciu przez piec prawie stałej temperatury.

Do wprowadzenia do płomienia substancji stałych lub suchych pozostałości roztworów stosuje się pręty, nici, łódeczki, tygle z grafitu lub metali ogniotrwałych, umieszczone poniżej osi optycznej urządzenia, tak aby para próbki wraz z przepływem przedostawała się do strefy absorpcji gazów płomieniowych. W niektórych przypadkach parowniki grafitowe są dodatkowo podgrzewane prądem elektrycznym. Aby wyeliminować straty mechaniczne sproszkowanych próbek podczas procesu ogrzewania, stosuje się cylindryczne wyparki kapsułkowe wykonane z porowatego grafitu.

Czasami próbki roztworów poddaje się obróbce w naczyniu reakcyjnym w obecności środków redukujących, najczęściej NaBH4. W tym przypadku np. Hg oddestylowuje się w postaci pierwiastkowej, As, Sb, Bi i inne w postaci wodorków, które wprowadza się do atomizera strumieniem gazu obojętnego. Do monochromatyzacji promieniowania stosuje się pryzmaty lub siatki dyfrakcyjne; w tym przypadku osiągana jest rozdzielczość od 0,04 do 0,4 nm.

Metoda symulowanej destylacji to technika chromatografii gazowej zaprojektowana w celu symulacji prawdziwy proces destylacja ropy naftowej i produktów naftowych. Metoda ta obejmuje nie tylko sprzęt (chromatograf gazowy Clarus), ale także oprogramowanie(Oprogramowanie do symulowanej destylacji (model 3022)). Za pomocą oprogramowania chromatogram próbki węglowodorów dzieli się na jednorodne sekcje. Temperatury wrzenia są powiązane z czasami retencji przy użyciu wzorca kalibracji. Na podstawie tych danych można uzyskać krzywą wrzenia V,% - T, o C i wygenerować raport. Metoda ta pozwala uzyskać dane równoważne wynikom destylacji według ASTM D 2892 (15 płytek teoretycznych) i GOST 11011 (skład frakcyjny na ARN-2), pozwalając jednocześnie znacznie zaoszczędzić czas analizy, pracę z małymi objętościami próbek , a także używać sprzętu o mniejszych rozmiarach. Metodę symulowanej destylacji można również zastosować do określenia składu frakcyjnego benzyn ( ASTMD 3710 ) i frakcje olejowe o temperaturze wrzenia 174...700 o C ( ASTMD6352 ).

E70-24944

CHROMATOGRAF GAZOWY CLARUS - ANALIZATOR 3023

ZAWARTOŚĆ DOSTAWY:

Analizator ARNEL PE z autosamplerem, detektorem FID, iniektorem i oprogramowaniem sterującym instrumentem

Autonomiczny termostatyczny układ chłodzenia nie wymagający stosowania ciekłego dwutlenku węgla i LN2

Oprogramowanie SIMDIST do obliczania symulowanych wyników destylacji

Kolumna kapilarna (w zależności od konfiguracji)

Urządzenia do zasilania chromatografu gazem

Inne komponenty i materiały eksploatacyjne

GENERATOR WODORU 20H:

SPECYFIKACJE

MINIMALNE ZAMÓWIENIE ZESTAW

Analizator PE ARNEL Model 3023

WYPOSAŻENIE DODATKOWE

Septa do wtryskiwacza THERMOGREEN LB-2 (50 szt.)

Strzykawka do wprowadzania próbki do wtryskiwacza

Wymienna igła do strzykawek

Kolumna kapilarna

Zestaw startowy do wtryskiwacza kapilarnego

Zestaw do podłączenia czujki

Zestaw startowy automatycznego dystrybutora

System oczyszczania gazu nośnego. (trzy wkłady: oczyszczanie z wilgoci, węglowodorów i tlenu)

Zestaw zapasowych wkładów do układu czyszczącego

Filtr osuszacz

Reduktor helowy o wysokiej czystości

Stacja robocza (komputer, monitor i drukarka)

Bezolejowy kompresor o niskim poziomie hałasu do chromatografii (54 l/min 8 bar)

Chromatografia

oferty PAK szeroki wybór rozwiązania oparte na chromatografii cieczowej i gazowej, skierowane głównie do przemysłu naftowego, petrochemicznego i gazowniczego. Oznaczanie składu frakcyjnego za pomocą chromatografii gazowej jest jedną z najpowszechniejszych metod określania właściwości surowców węglowodorowych i produktów końcowych w petrochemii i rafinacji ropy naftowej. Ten jest szybki i niezawodna metoda W pełni zgodny ze standardowymi metodami symulowanej destylacji.

Dokładne dane dotyczące składu ropy i produktów naftowych zwiększają produktywność roślin

Przedsiębiorstwa przemysłu naftowego i petrochemicznego stoją przed przedsiębiorstwami przemysłu naftowego i petrochemicznego duża ilość wyzwania, w tym konieczność ciągłego podnoszenia produktywności zakładów i spełniania rosnących wymagań środowiskowych dotyczących składu paliw – a wszystko to w kontekście ciągłego obniżania rentowności.

Indywidualne rozwiązania pod klucz

AC Analytical Controls korzysta z analizatorów chromatograficznych opartych na instrumentach Agilent, które są w stanie przeprowadzić analizę jakościową i ilościową składników w dowolnych próbkach, których skład muszą znać nasi klienci. AC wykorzystuje chromatografy gazowe i cieczowe firmy Agilent do opracowywania własnych, niestandardowych systemów „pod klucz”. Przez ostatnie 29 lat podobnie kompleksowe rozwiązania(czyli obejmujące jednocześnie sprzęt, oprogramowanie i części metodologiczne) zostały opracowane dla przemysłu rafineryjnego i petrochemicznego. Potrafimy jednak opracować rozwiązania także dla innych branż. AC produkuje przede wszystkim analizatory do chromatografii gazowej, ale możemy również opracowywać rozwiązania wykorzystujące chromatografię cieczową (HPLC).

Do sterowania przyrządami, wykonywania obliczeń i szeregu specjalistycznych zadań wymagane jest specjalne oprogramowanie. AC rozwija własne oprogramowanie, takie jak oprogramowanie Reformulyzer do składu masowego produktów naftowych, oprogramowanie do symulowanej destylacji (SIMDIS), ROV (szczegółowy skład węglowodorów, DHA) i analiza gazów. Nasze autorskie narzędzia programowe zapewniają analizatorom AC pełną kontrolę nad instrumentami i procedurami. Wszystkie systemy są w pełni zmontowane, testowane i kalibrowane w fabryce przed wysyłką do klienta. Następnie wykwalifikowany inżynier (PAC lub dystrybutor/serwisant) instaluje system i zapoznaje z nim użytkownika. Daje to pewność, że system zostanie wdrożony zgodnie z wymaganiami Klienta i utrzyma swoją wydajność w trakcie eksploatacji. Korzyść dla klienta polega nie tylko na samym analizatorze (ponieważ na rynku istnieją inne konkurencyjne rozwiązania), ale także na wsparciu metodologicznym klienta przez cały okres użytkowania urządzenia. PAC nie jest odrębną jednostką. Jest to firma stabilna na całym świecie, posiadająca dobrze zorganizowane procesy i metody śledzenia wydajności, posiadająca certyfikaty zgodności z normami ISO. Taka struktura umożliwia PAC dalsze wspieranie użytkowników końcowych i ich systemów, zarówno starszych, jak i nowych, w tym systemów o unikalnych konfiguracjach użytkowników.

Utrzymanie przewag konkurencyjnych

AC Analytical Controls produkuje zarówno standardowe, jak i niestandardowe analizatory oraz rozwiązania oparte na metodach analizy chromatograficznej. Niektóre z tych analizatorów są unikalne w swoim rodzaju, np. Reformulyzer, AC 8612 i Biodiesel All-in-One. Gdy metodologia pomiaru odniesie sukces i zostanie uznana za standard międzynarodowy, metody te są często kopiowane przez innych producentów analizatorów chromatograficznych – jednak nie wszystkie firmy zwracają na to uwagę ważne szczegóły specyficzna technika. Jakość ma dla AC fundamentalne znaczenie, dlatego wybieramy najlepszych dostawców komponentów na światowym rynku, co pozwala nam tworzyć rozwiązania analityczne na najwyższym poziomie.

Przewaga konkurencyjna AC polega na ustandaryzowanym podejściu połączonym z ciągłym rozwojem Innowacyjne rozwiązania oraz zastosowanie wysokiej jakości komponentów przy produkcji urządzeń.

Katalog urządzeń

Aromatyczne węglowodory

Oznaczanie zawartości tiofenu w benzenie

Analiza benzenu

GOST R EN 12916

Analiza grupowa benzyn

Biopaliwa

Olej

Systemy chromatografii gazowej przeznaczone do zastosowań specjalnych lub niestandardowych

DHA

SimDis - symulowana destylacja

Analizator do symulowanej destylacji produktów naftowych z możliwością badania zawartości siarki i azotu w różnych frakcjach

Wyznaczanie krzywych destylacji i rzeczywistych temperatur wrzenia wszystkich frakcji olejowych

Niestandardowe analizatory

Szczegółowa analiza węglowodorów

Benzyna

Rozkład temperatur wrzenia dla produktów z grup 1 i 2

Systemy chromatografii gazowej przeznaczone do zastosowań specjalnych lub niestandardowych

Analiza benzenu

Oznaczanie zawartości związków aromatycznych i zawierających tlen

DHA - szczegółowa analiza węglowodorów (DHA)

Szybka analiza całkowitej zawartości olefin

Analiza grupowa węglowodorów z wstępnym frakcjonowaniem

Analiza grupowa benzyn

SimDis - symulowana destylacja