Разработка способов определения элементного и углеводородного состава тяжелых нефтяных остатков

• Автор: Мусина, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 187 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРУКТУРЕ И СВОЙСТВАХ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ

1.1 .Состав и свойства тяжелых нефтяных остатков

1.2. Методы определения состава тяжелых нефтяных остатков

1.3. Методы пробоподготовки тяжелых нефтяных остатков

1.4. Изменение структуры и свойств жидких нефтяных систем под воздействием наложенных физических полей

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1

ГЛАВА 2. АНАЛИЗИРУЕМЫЕ ОБРАЗЦЫ, РЕАГЕНТЫ,

ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Анализируемые образцы и реагенты, применяемые при экспериментах
2.2. Аппаратура и техника эксперимента
2.2.1. Методы анализа
2.2.2. Методы пробоподготовки
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ТНО
3.1. Анализ ТНО методом ИСП-АЭС путем прямого ввода
раствора ТНО в органическом растворителе
3.2. Анализ ТНО при использовании на стадии пробоподготовки

3.2.1. Изучение поведения системы в ВСК
3.2.2. Разработка способа пробоподготовки
3.3. Сравнение результатов анализа ТНО, полученных при применении различных способов проподготовки
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3

ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУППОВОГО СОСТАВА ТНО МЕТОДОМ ТОНКОСЛОЙНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4
ГЛАВА 5. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРИРОДЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ТНО МЕТОДОМ ГХ-МС
5.1. Влияние ультразвукового и рентгеновского воздействия на
состав ТНО
5.2. Влияние магнитного поля на состав растворителей
5.3. Влияние магнитного поля на состав растворов ТНО в
различных растворителях
5.3.1. Сравнение изменения состава растворов ТНО в различных растворителях после магнитной обработки
5.3.2. Сравнение результатов обработки магнитным полем
растворов ТНО в различного происхождения
5.4. О механизме магнитного воздействия на состав ТНО
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5
ГЛАВА 6. ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВСК ДЛЯ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ СЫРОЙ НЕФТИ
6.1. Влияние гидродинамических условий работы ВСК на
смешение нефтяных фракций внутри колонки
6.2. Влияние физико-химических параметров нефтяных фракций
на их смешение в ВСК
6.3. Расчет конструкционных параметров ВСК для возможности выделения фракций из сырой нефти
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 6
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Разработка комплексного подхода к определению состава тяжелых нефтяных остатков (ТНО) является актуальной задачей, решение которой необходимо при создании технологий вовлечения ТНО в процесс глубокой переработки нефти. Следует отметить, что на сегодняшний день полнота переработки нефти на отечественных нефтеперерабатывающих заводах не превышает 86-90%, в то время как за рубежом она может достигать 95-97%. ТНО зачастую скапливаются на предприятиях нефтепереработки в виде отходов, хотя входящие в их составкомпоненты, несомненно, представляют интерес для производства продуктов высокой добавочной стоимости.
В состав ТНО входят различные соединения: углеводороды с молекулярной массой выше 400 г/моль (алканы, циклоалканы, ароматические соединения и др.), нефтяные смолы, асфальтены, карбены, карбоиды, органические соединения, содержащие металлы (V, №, Сг, Ре, и др.), соединения, содержащие гетероатомы (О, КГ, Б и др.). По разнообразию своего элементного состава ТНО могут быть сопоставимы с рудами, так как в процессе переработки нефти большинство из металлов, входящих в ее состав, концентрируются в ТНО.
Основными факторами, сдерживающими развитие методов анализа ТНО, являются сложности пробоподготовки образцов, связанные с их чрезвычайно высокой вязкостью (более 500 мм2/с при 100°С), а также значительные отличия в физико-химических свойствах различных компонентов, входящих в состав ТНО. Стандартных образцов состава ТНО на сегодняшний день не существует.
Для определения углеводородного состава ТНО могут использоваться методы газовой и тонкослойной хроматографии. Однако применение хроматографических методов для анализа ТНО весьма затруднительно без разработки специальных приемов пробоподготовки анализируемых образцов (разбавление или воздействие на них физических полей).

группируются ароматические, нафтеновые и парафиновые углеводороды в соответствии со значениями потенциалов парного взаимодействия, с постепенным снижением плотности потенциала межмолекулярного взаимодействия от центра частицы к ее периферии. При этом дисперсионная среда является также многокомпонентным нефтяным раствором. В работах [197, 202] ядро НДС описывают как сетчатую структуру, пронизанную диамагнитными молекулами, а не как плотное симметричное тело.
В зависимости от природы НДС отличаются размеры дисперсных частиц. Для прямогонных дистиллятных фракций средний размер частиц по данным электронной микроскопии составляет от 0,2 до 100 нм; для очищенной масляной фракции от 30 до 60 нм; для вакуумных дистиллятов от десятков до сотен нанометров. Для тяжелых нефтяных остатков эти значения составляют более сотни нанометров [203, 204].
В настоящее время природа связей в ассоциатах окончательно не выяснена. Однако в общем случае разные авторы представляют энергию межмолекулярных взаимодействий как потенциал 11(11) парного взаимодействия двух частиц (атомов, молекул) в зависимости от расстояния II между ними [197, 202]. Это дает возможность для анализа сил, ответственных за образование ассоциатов.
Функция 1ДК.) потенциалов парных взаимодействий может быть задана в общем виде как совокупность выражений, каждое из которых зависит от расстояния между взаимодействующими частицами и от некоторых коэффициентов, которые необязательно являются константами, а сложным образом зависят от ряда параметров:
II (К) =±кек0Н±к1К1±к2К2±к3К3±к4К4±к5К5-к6К6, (1)
где А:-коэффициенты и/или функции связи (линейные, нелинейные);
Я - расстояние;
е - основание натурального логарифма, каждый член отвечает за взаимодействия лишь одного типа.