Научные основы структурно-динамического экспресс-анализа методом ЯМР нефтяных и угольных дисперсных систем

• Автор: Кашаев, Рустем Султанхамитович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 321 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Общая характеристика работы
ГЛАВА X. Обзор исследований по формированию надмолекулярных структур в углеводородных, нефтяных и угольных дисперсных системах.
1.1 .Ассоциаты и надмолекулярные структуры в углеводородах
1.2.Упорядоченные структуры в нефтяных дисперсных системах
1.3.Структурно-групповой анализ и возможности импульсного метода ЯМР при анализе углеводородов, нефтяных остатков и углей
1.3.1. Структурно-групповой анализ методом ЯМР высокого разрешения
2. Анализ углеводородов и нефтей методом импульсного ЯМР
3. Обзор научно-исследовательской аппаратуры ЯМР, ИК-спектроскопии и анализаторов промышленного контроля нефтедобычи и нефтепереработки.
3.1. Релаксометры спин-эхо ЯМР
3.2. Промышленная аппаратура для анализа сырых нефтей
3.3 Методы и анализаторы для измерения физико-химических параметров нефтяных дисперсных систем в лабораторных условиях
Выводы по результатам обзора и постановка задачи
ГЛАВА 2. Методическое и аппаратурное обеспечение структурнодинамического анализа нефтяных и угольных дисперсных систем.
2.1 .Образцы исследованных методом импульсного ЯМР углеводородных, нефтяных и угольных дисперсных систем
2.2.Разработанная аппаратура импульсного ЯМР для исследований нефтяных и угольных дисперсных систем
2.3.Методики измерений ЯМР-релаксационных параметров НДС
2.4.Метрология измерений
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования НДС методом импульсного ЯМР. Структурно-динамический анализ процессов упорядочения
3.1. Связь между структурно-динамическими и ФХС УВ и нефтей
3.1.1 .Структурно-динамический анализ в дизельном топливе
3.1.2. Зависимость параметра /Т в диапазоне Г1 = 0.586 - 59.45 спуаз
3.1.3. Сравнительный структурно-динамический анализ изменений характеристик в НДС разной степени карбонизации
3.1.4. Обменные процессы в нефтях, мазутах и битумах
3.1.5.Времена корреляции молекулярного движения и коэффициенты самодиффузии молекул компонентов нефти
3.1.6. Структурно-динамический анализ пиролизной смолы
3.2.Структурно-динамическое анализ методом ЯМР в нефтяных остатках
3.2.1.Модельные наполненные и сшитые системы
3.3.Структурно - динамический анализ битума в кернах
3.4 Угольные суспензии — структурно-динамический анализ
ГЛАВА 4. Методики экспресс-анализа на основе зависимостей между ЯМР , ИК- параметрами и ФХС нефтяных и угольных дисперсных систем
4.1.Определение концентрации парафинов П и температуры застывания Т, арктических дизельных топлив
4.2. Измерение вязкости и плотности нефтей, концентрации асфальтенов, смол и молекулярной массы
4.3.Определение группового состава нефтей и нефтяных битумов
4.4.Использование метода ЯМР для определения температуры размягчения нефтяных дорожных битумов
4.5. Определение органического вяжущего в асфапьто-бетонной смеси .
4.6. Измерение концентрации воды в сырой нефти методом ЯМР BP..
4.7. Измерение концентрации воды в сырой нефти на потоке
4.8. Измерение концентрации воды в товарной нефти методом ближней ИК-спектроскопии
4.9 Определение дисперсного распределения капель в в/н эмульсиях
4.10.Определение характеристик дисперсности но измерениям коэффициентов самодиффузии методом Фурье-спектроскопии с ИГМП
4.11 .Методика определения свойств и paci |ределения угольных частиц
4.12.Методики экологического контроля окружающей среды
Перечень методик экспресс-анализа НДС методом импульсного ЯМР
ГЛАВА 5. Структурно-динамические модели упорядочения в нефтяных дисперсных системах
5.1.Аналогия процессов упорядочения в углеводородах и нефтях с упорядочением в модельных решеточных системах (ГПМ)
5.2.Парный потенциал межатомных взаимодействий (ППМВ)
5.3. Упорядоченные структуры в нефтяных дисперсных системах. Теоретическая модель сложной структурной единицы нефти
5.4.Влияние видоизмененного 11ГТМВ между ССЕ на вязкость
5.5. Обобщенная модель структурно-динамических превращений при переходах между Н ДС в ряду У В о нефть <=> мазут о гудрон <=> битум ..222 ГЛАВА 6. Технологии контроля процессов нефтепереработки и нефтедобычи с применением СДА на основе импульсного ЯМР
6.1.Технология контроля деасфальтизации природных битумов в ходе их фракционирования растворением в ацетоне
6.2. Технология контроля методом импульсного ЯМР процесса биодеградации нефти и мазута в воде и почве
6.3.Технология контроля физико-химических параметров (титра и йодного числа) продуктов гидрогенизации растительных масел
6.4. Технология контроля структурно-динамических параметров водонефтяных эмульсий под воздействием температуры и концентрации воды в ходе процессов переработки и транспортировки
6.5. Технология контроля на потоке концентраций воды , нефти, газа
и расхода в сырой нефти (скважинной жидкости)
6.6. Технология обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий и устройство для его осуществления
6.7. Возможности структурно-динамического анализа при прогнозировании свойств НДС и оптимизации процессов их переработки
Выводы
Список литературы
Приложения

различию в коэффициентах диффузии. В работе Ратова [66] по измерениям ЯМР-релаксации установлено, что в концентрационной зависимости скорости релаксации от содержания смолисто-асфальтеновых веществ наблюдается излом зависимости при 35% (С+А), соответствующий переходу в состояние с другими молекулярными весами, составом и размерами сложных структурных единиц. В работе Яушева [67] методом импульсного ЯМР в диапазоне 30-60 нм были определены размеры дисперсных ультрамикрогетерогенкых частиц масляных фракций и экстрактов их селективной очистки. В работе Ратова [68] исследовалась природа структурообразования в высоковязких нефтях и натуральных битумах и их реологические различия. Гальцев, Аметов [69-70] методом двойного электронно-ядерного резонанса исследовали асфальтены нефти. Показано , что большая часть их в нефти находится в ассоциированном состоянии. Размеры ассоциатов ими были определены в 20 А. На основе полученных результатов авторами была предложена модель аефальтеновой мицеллы. Метод оценки компонентного состава ядра и сольватной оболочки ССЕ с использованием радиоактивным методом разработал Хайрутдиновым, Унгером, Сюняевым [71]. Он заключается во фракционировании высокомолекулярных нефтепродуктов путем ступенчатой экстракции набором растворителей и исследования распределения заранее введенных в анализируемые вещества радиоактивных меток по полученным фракциям методом ЭПР.
Нефтяные битумы
Из отечественных исследований нефтяных битумов импульсным методом ЯМР следует отметить работы Диарова, Кемадова, Прокопьева, Фахрутдинова [72-75]. В эих работах изучены битумы Мордово-Кармальского природного битумного месторождения и путем использования специально созданных модельных композиций предложен способ определения группового состава битума на базе импульсного ЯМР. Из зарубежных следует назвать ряд работ, как по релаксации , так и по спектрам