Масс- и радиоспектральное исследование группового состава и надмолекулярной структуры нефтей и нефтепродуктов

• Автор: Унгер, Феликс Гергардович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 415 c. : ил

1.1. Основные особенности высокомолекулярных соединений ВМС нефти

1.2. Наиболее представительные группы соединений в нефтях и методы их разделения и выделения

1.2.1. Насыщенные углеводороды,.

1.2.2. Ненасыщенные углеводороды

1.2.3. Сернистые соединения.

1.2.4. Азотистые соединения.

1.2.3. Кислородные соединения.

1.2.6. Соединения с микроэлементами.

1.3. Методы анализа группового химического состава нефтей и нефтепродуктов

1.3.1. Методы анализа бензиновых фракций

1.3.2. Методы анализа средних и тяжелых дистиллятных фракций

1.3.3. Методы исследования тяжелых и остаточных нефтяных фракций.
1.3.4. Применение ЭВМ в аналитических разработках. Применение расчетных методов для устранения ошибок определения
1.4. Исследования тяжелых остатков, связанные с выявлением природы асфальтенов
1.4.1. Поведение асфальтенов в технологических процессах
1.4.2. Изучение коллоидной структуры нефтяных остатков. .
1.4.3. Представление о структуре остатков и асфальтенов
1.4.4 Парамагнетизм нефтей и нефтепродуктов и энергия взаимодействия их молекул.
1.5. Критический анализ опубликованной литературы и выводы из литературного обзора
Глава 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМАЛИЗОВАННОГО ПОДХОДА К ПРОБЛЕМЕ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРУППОВОГО СОСТАВА НЕФТЕПРОДУКТОВ СПЕКТРАЛЬНЫМИ МЕТОДАМИ
2.1. Цель формализации процедуры разработки методик количественного определения группового состава нефтепродуктов
и способы ее реализации.
2.2. Банк данных масс и ЯМРспектров во внешней памяти ЭВМ
2.2.1. Банк массслектральной информации
2.2.2. Банк ЯМРспектров
2.3. Математические принципы построения расчетной системы количественного анализа нефтепродуктов
2.3.1. Нормировка спектров
2.3.2. Свертка спектров.
2.3.3. Объединение спектров в группы по аналитическим признакам.
2.3.4. Объединение информации, полученной различными спектральными методами и в процессе химического разделения
2.3.5. Расчет обусловленности полученных матриц.
2.3.6. Решение полученной системы уравнений
Глава 3. САСМА СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ СОЗДАНИЯ МЕТОДИК АНАЛИЗА
3.1. Краткое описание системы автоматизации создания методик анализа САСМА.
3.2. Примеры применения САСМА для создания методик
анализа нефтепродуктов.
3.2.1. Усиление аналитических признаков в масс
спектрах
3.2.2. Методика анализа бензиновых фракций вторичного происхождения, содержащих большое количество олефиновых углеводородов.
3.2.3. Методика количественного анализа группового состава фракций сернистых и высокосернистых нефтей
Глава 4. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ПАРАМАГНИТНЫХ МОЛЕКУЛ НЕФТЕЙ И НЕФТЕПРОДУКТОВ. ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА К ИССЛЕДОВАНИЮ АСФАЛЬТЕНОВ
4.1. Некоторые вопросы теории физической химии парамагнитных молекул нефтей и нефтепродуктов
4.1.1. Процессы диссоциации молекул в жидкости.
4.1.2. Разработка некоторых вопросов физической
химии парамагнитных молекул нефтей и нефтепродуктов.
4.2. Причины возникновения асфальтенов.
4.2.1. Место парамагнитных молекул во фракциях
нефтей и нефтепродуктов
4.2.2. О сверхтонкой структуре СТО спектра ЭПР стабильных свободных радикалов нефтей.
4.2.3. Изменение парамагнетизма нефтей и остатков
при добавлении к ним солей металлов переходных групп.
4.3. Физическая химия парамагнитных молекул
нефтяных дисперсных систем
Глава 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДИК САСМА И ЭЛЕМЕНТОВ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ ПАРАМАГНИТНЫХ МОЛЕКУЛ НЕФТЯНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
5.1. Исследование продуктов уплотнения процесса каталитического реформинга методом массспектрометрии
5.2. Исследование углеводородного состава сырья и дистиллятов в процессах каталитического реформирования и гидрогенизации
5.3. Исследование дистиллятов коксования гудронов различных нефтей
5.4. Исследование углеводородного состава остатков и нефтей методом массспектрометрии
5.5. Контроль за разработкой нефтяных месторождений с помощью метода ЭПР
5.6. Некоторые геохимические аспекты парамагнетизма нефтей, его связь с возрастом и с биологической эволюцией органического вещества
5.7. Влияние стабильных парамагнитных молекул сырья и гомолиза его диамагнитных молекул на процессы переработки
5.7.1. Процесс ректификации.
5.7.2. Коксование остатков и термодеструкция
5.7.3. О некоторых свойствах битумов
ВЫВОД Ы.
ЛИТЕРАТУР А.
ПРИЛОКЕНЙ Е.
Приложение I. МЕТОД РАСШИРЕНИЯ МАТРИЦЫ
Приложение 2. МЕТОД СУЖЕНИЯ МАТРИЦЫ.
Приложение 3. ТЕОРЕМА ОБ ОБУСЛОВЛЕННОСТИ МАТРИЦЫ
Приложение 4. МЕТОДИЧЕСКИЕ И АППАРАТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ МАСС, ЯМР, И ЭПРСПЕКТРОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ
П.4.1. Модернизация массспектральной аппаратуры для съемки спектров нефтей и тяжелых нефтяных фракций.
П.4.1.1. Исследование возможностей системы напуска массспектрометра МХ.
П.4.1.2. Расчеты рабочих параметров системы напуска для исследования тяжелых нефтяных фракций в массспектрометре
П.4.1.3. Устройство ввода образца.
П.4.1.4. Увеличение разрешающей способности приборов типа МХ до 0 единиц.
П.4.1.5. Результаты получения массспектров тяжелых нефтяных фракций на модернизированном массспектрометре
П.4.2. Получение ЯМРспектров нефтепродуктов
П.4.3. Получение ЭПРспектров нефтепродуктов
П.4.3.1. Ампулы для съемки спектров ЭПР нефтепродуктов
П.4.3.2. Эталонирование при измерении количества неслзренных электронов.
Приложение 5. НОМЕРА И НАИМЕНОВАНИЯ СПЕКТРОВ К МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРУППОВОГО СОСТАВА БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ ВТОРИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ.
Приложение 6. ПОРЯДКОВЫЕ НОМЕРА ПО БАНКУ, НАИМЕНОВАНИЯ
МАСССПЕКТРОВ СОЕДИНЕНИЙ, ВЫБРАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ МАТРИЦЫ КОЭФФИЦИЕНТОВ МЕТОДИКИ АНАЛИЗА ТЯЖЕЛЫХ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ.
Приложение 7. ДОКУМЕНТЫ О ВНЕДРЕНИИ
ВВЕДЕНИЕ


Недостатком методики является необходимость предварительного выделения насыщенной фракции. Методика 2 дает возможность определять в смеси молекулы, содержащие одно, два, три, четыре, и пять конденсированных ароматических колец. Кроме того, каждый тип молекул еще подразделяется на ряд родственных соединений, содержащих дополнительно одно или два нафтеновых кольца. Методикой определяется также три типа бензтиофеновых соединений. В литературе опубликован ряд методик, предназначенных для анализа концентратов гетеросоединений. Разработаны методики анализа гетероконцентратов азотистых 2,5 соединений, смесей насыщенных сернистых соединений с атомами углерода в молекуле , смесей насыщенных и ароматических сернистых соединений с ароматическими углеводородами с атомами углерода в молекуле ,8. Методики ,8 позволяют проводить анализ концентратов сернистых соединений на отечественных массспектрометрах. С применением этих методик был исследован ряд концентратов из фракций арланской 7, западносибирской нефтей 6. Однако, следует отметить, что эти методики являются узконаправленными, их применение связано с получением высококачественных концентратов сернистых соединений без примесей не определяемых методиками соединений. Получение таких концентратов связано с большими затратами труда, применением сложных многоступенчатых 8 схем выделения, и следовательно, трудноучитываемыми потерями в процессе получения концентратов. Бензтиофеновыми соединения в смеси с ароматическими углеводородами могут быть определены по методике 2. Массспектральной методикой 1 сульфиды определяются совместно с углеводородами с тем же углеродным скелетом Балканы с алифатическими, цикланы с алициклическими сульфидами. В последнее время появился ряд методик для исследования группового химсостава кислородных соединений. Это методы выделения 3, 5,8,5,,2 и массспектрального определения по функциональному признаку 7,7,. Обзор по методикам, разработанным для анализа дистиллятных нефтяных фракций уместно закончить примерами применения этих методик для конкретных образцов. В работе 0 исследованы некоторые средние дистилляты ромашкинской и иркутской нефтей, представляющие смеси насыщенных углеводородов с числом углеродных атомов в молекуле больше . В 1,9 описано исследование топливных и масляных фракций тюменских нефтей. Вторичные процессы также широко исследуются массспектральными методами с применением в случае высокой непредельности исследуемого продукта предварительного разделения. В 2 приведено описание исследования углеводородного состава дистиллятов гидрогенизационной переработки деасфалътизата гудрона арланской нефти, а в 5 химического состава легких и средних фракций углеводороды, сернистые соединения, азотистые соединения. В работе 8 приводятся результаты исследования химического состава сырья и продуктов, полученных на комбинированной установке каталитического риформинга бензинов и гидроочистки дизельного топлива сернистых нефтей. Эти методы нашли также широкое применение в изучении процессов отложения коксов на катализаторе ,, процессов нефтехимических производств 6, 6, для изучения состава нафтеновых кислот 3 и т. Методы исследования тяжелых и остаточных нефтяных фракций. Если для средних и тяжелых более или менее обособленных однородных дистиллятов уместно слова анализ, то для остаточных фракций можно применять только слово исследование, поскольку изза сложности состава фракции и изза многообразия и сложности приемов определения, расшифровка состава каждой отдельной пробы представляет собой законеченную научную работу, которая в дальнейшем обычно публикуется. Пристальное внимание исследователей направлено на тяжелые остатки перегонки и на асфальтены, ибо именно их неизученность тормозит прогресс в нефтяном деле. Некоторый успех по изучению асфальтенов был достигнут с помощью массспектрометрки. Применение приборов с высокой разрешающей способностью и двойной фокусировкой позволило более полно определить характер нефтяных остатков. Преимущества этого метода продемонстрированы 8 при исследовании нефтепорфиронов. В работе , исследовавшего асфальтены с м.