В статье описана разработанная авторами лабораторная установка для разрушения водонефтяных эмульсий, которую возможно применять как новое вспомогательное оборудование в испытательных химико-аналитических лабораториях для пробоподготовки cырых нефтей, являющихся водонефтяными эмульсиями, с целью получения обезвоженной нефти. Лабораторная установка включает два блока из боросиликатного стекла - нагревательный и осушающий. Нагревательный блок представлен сосудом конической формы, оснащенным нагревательным элементом для программируемого нагрева и термостатирования сосуда. Осушающий блок представлен сосудом со сливным отверстием снизу, в который по необходимости помещается водопоглощающий реагент - хлорид кальция, применяемый для более глубокого обезвоживания отделённой нефтяной фазы. Блоки соединены между собой стеклянным переходником, который снабжен двумя фторопластовыми кранами или кранами типа КхН-1 для осуществления сбора водной и нефтяной фазы в разные приемные бутыли. Целесообразность применения хлорида кальция в качестве реагента осушителя подтверждалась серией экспериментов на модельном образце нефти, в котором предварительно освобождались от фракций, выкипающих при температуре ниже 300 °С. Полученные данные подтвердили отсутствие частичной адсорбции смолисто-асфальтеновых веществ во время прохождения отделенной нефтяной фазы через слой осушающего реагента. Для оценки эффективности применения лабораторной установки были рассчитаны метрологические характеристики определения доли отделенной воды. Результатом применения разработанной лабораторной установки является полное разрушение исследуемых водонефтяных эмульсий прямого и обратного типа разной степени устойчивости, которые не поддавались деэмульсации традиционными лабораторными методами. В итоге были получены отделенные нефтяные фазы с содержанием воды менее 1 %, что дает возможность проводить лабораторные исследования нефтей по определению их состава и свойств как для характеристики самих нефтей, так и для установления причин устойчивости анализируемых эмульсий.
Идентификаторы и классификаторы
В настоящее время основной закономерностью нефтедобывающей отрасли РФ является уменьшение запасов легких и средних нефтей и увеличение доли скважин, находящихся в эксплуатации на поздних стадиях разработки. В связи с этим увеличивается объем добычи тяжелых нефтей и битумов с высокой степенью обводненности [1, 2]. Обводненность таких месторождений может достигать 80 % и более, вследствие чего разрабатываются различные методы и технологии для увеличения нефтеотдачи пласта [3 - 5]. При эксплуатации скважин, находящихся на поздней стадии разработки, извлекается высоковязкая нефть, а также битумы и вода, которые, в свою очередь, образуют устойчивые водонефтяные эмульсии. Основной причиной устойчивости образующихся эмульсий является характерное для тяжелых нефтей наличие в их составе больших концентраций природных эмульгаторов и стабилизаторов, которыми выступают асфальтены, смолы, нафтеновые углеводороды и их соли, микрокристаллы парафинов, механические примеси, глина, сульфид железа и т. д. [6 - 9].
Список литературы
1. Цыганов Д. Г., Башкирцева Н. Ю. Исследование формирования водонефтяных эмульсий Каменного и Ем-Еганского нефтяных месторождений Ханты-Мансийского автономного округа // Вестник Казанского технологиче ского университета. 2014. Т. 17, № 6. С. 242-246. EDN: SBNHCX
2. Потенциал высоковязкой нефти Ашальчинского месторождения как сырья для нефтепереработки / Петров С. М. [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16, № 18. С. 261-265. EDN: RCCSAP
3. Гурбанов Г. Р. О., Гасымзаде А. В. К. Исследование эффективности композиционных деэмульгаторов для разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2020. № 2. С. 41-46. EDN: QDVVRU
4. Бадикова А. Д., Изилянова Д. Л., Мухамадеев Р. У. Особенности разделения водонефтяных эмульсий с использованием химических реагентов // Universum: технические науки. 2019. № 12-2 (69). С. 71-75. EDN: CSEHDV
5. Композиционные реагенты для разрушения сложных водонефтяных эмульсий месторождений Западного Казахстана / Р.Г. Сармурзина [и др.] // НефтеГазоХимия. 2016. № 4. С. 45-50. EDN: YTEACP
6. Небогина Н. А., Литвинец И. В., Прозорова И. В. Влияние температуры формирования водонефтяных эмульсий на их структурно-реологические свойства // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. 2018. № 3. С. 67-78. EDN: YARSYP
7. Муродов Б. К., Дустов Х. Б., Сатторов М. О. Разрушения стойких водонефтяных эмульсий с помощью бинарных композиций ПАВ // Universum: технические науки. 2021. № 12-5 (93). С. 5-8. EDN: BRDRGM
8. Hazrati N., Beigi A. A. M., Abdouss M. Demulsification of water in crude oil emulsion using long chain imidazolium ionic liquids and optimization of parameters // Fuel. 2018. V. 229. P. 126-134.
9. Разработка технологий разделения промежуточных слоев, образующихся на объектах подготовки нефти ПАО “Татнефть” / Э. И. Ахметшина [и др.] // Сборник научных трудов ТатНИПИнефть. Том Выпуск LXXXVI. - Москва: ЗАО “Издательство “Нефтяное хозяйство”. 2018. С. 258-265. EDN: ZAKDVR
10. Исследование влияния импульсного магнитного поля на разрушение водонефтяных эмульсий / Ю. Н. Романова [и др.] // Успехи в химии и химической технологии. 2019. Т. 33, № 10 (220). С. 44-46. EDN: BHKFJJ
11. Позднышев Г. Н. Стабилизация и разрушение нефтяных эмульсий. М.: Недра, 1982. С. 5-6.
12. Wong S. F., Lim J. S., Dol S. S. Crude oil emulsion: A review on formation, classification and stability of water-in-oil emulsions // J. Petrol. Sci. Eng. 2015. V. 135. P. 498-504. EDN: VFUFZD
13. Тронов В. П. Промысловая подготовка нефти. Казань: “Фэн”, 2000. С. 24-25.
14. Левченко Д. Н. Эмульсии нефти с водой и методы их разрушения. М.: Химия, 1967. С. 16.
15. Тяжелая нефть как эмульсия: состав, структура и реологические свойства / Н. М. Задымова [и др.] // Коллоидный журн. 2016. Т. 78, № 6. С. 675-687. EDN: WWCDSR
16. Хрисониди В. А., Струева В. А. Современные методы разрушения водонефтяных эмульсий // The scientific heritage. 2020. V. 3, № 50 (50). С. 38-41. EDN: WSDCST
17. Фаррахов И.Р. Совершенствование процесса деэмульгирования на узле по подготовке сырой нефти // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2022. № 11-1. С. 99-103. EDN: DLVRLB
18. Хрисодини В. А., Пиндюрина А. А., Рахамова С. Р. Технологии разрушения эмульсии в системе подготовки нефти // The scientific heritage. 2021. V.1, № 71(71). С. 14-17.
19. ГОСТ Р 51858-2020. Нефть. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2021. 14 c.
20. ГОСТ 33-2016. Нефть и нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической и динамической вязкости. М.: Стандартинформ, 2016. 52 с.
21. ГОСТ 2477-2014. Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды. М.: Стандартинформ, 2018. 11 с.
22. ГОСТ 11851-85. Метод А. Нефть. Метод определения парафина. М.: Стандартинформ, 1986. 17 с.
23. ГОСТ 2177. Нефтепродукты. Методы определения фракционного состава. М.: Стандартинформ, 1999. 23 с.
24. IP 469-01-2006. Determination of saturated, aromatic and polar compounds in petroleum products by thin layer chromatography and flame ionization detection. 2006. 6 р.
25. РМГ 61-2010. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. М.: Стандартинформ, 2010. 62 с.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Составлен иллюстрированный библиографический указатель таблиц спектральных линий и атласов спектров, применяемых в практических атомно-эмиссионных, атомно-абсорбционных и атомно-флуоресцентных анализах. Временной диапазон изданий охватывает период от возникновения данных аналитических методов по настоящее время. В указателе представлены наиболее значимые для практической работы издания, опубликованные в различных странах. Для каждой публикации приведены полное библиографическое описание и краткая аннотация издания. Большинство книг и атласов в указателе сопровождены иллюстрациями обложек или титульных листов, а также электронными адресами или идентификаторами, позволяющими легко и быстро найти издание в сети Интернет. Указатель предназначен для практической деятельности аналитиков, специализирующихся в области атомного спектрального анализа.
Пурев Зузаан родился 15 июля 1944 года в сомоне Завхан, Увс аймаке Монголии. П. Зузаан в 1967 г. окончил Монгольский государственный университет (МонГУ) по специальности «физика и преподаватель физики». В 1967-1968 годах он был учителем физики в медицинском колледже в провинции Дорногоби. В 1968 г. он перешёл в МонГУ в организованную академиком Н. Содномом новую лабораторию ядерных исследований (ЛЯИ), где работал в должности техника-оператора (1968- 1970 гг.), научного сотрудника (1972-1989 гг.), старшего научного сотрудника (1989-1991 гг.).
Прямые газохроматографические поликапиллярные колонки (ПКК) с капиллярами диаметром 40 мкм (далее ПКК 40 мкм) известны достаточно давно и хорошо изучены, они находят применение в составе портативных газоанализаторов. Исследованы также некоторые хроматографические характеристики появившихся относительно недавно ПКК 25 мкм, между тем коммерчески доступные ПКК 60 и 80 мкм малоизучены. В данной работе определены основные аналитические характеристики ПКК 60 и 80 мкм и проведено их сравнение с характеристиками ПКК 25 и 40 мкм. Показано, что максимальная удельная эффективность колонок уменьшается с увеличением диаметра капилляров колонок и составляет примерно 24.8, 18.2, 13.7 и 9.5 тысяч теоретических тарелок (т. т.) на метр длины для ПКК 25, 40, 60 и 80 мкм соответственно. Установлено, что высота, эквивалентная т. т., ПКК 60 и 80 мкм не сильно изменяется в широком интервале скоростей газа-носителя (азот и гелий), что позволяет эксплуатировать ПКК при высоких потоках газа-носителя без существенной потери их эффективности. При этом для всех ПКК скорость разделения для пиков с фактором удерживания более 10 превышает 600 т. т./с, а для пиков с меньшим фактором удерживания может составлять несколько тысяч т. т./с, что значительно выше, чем для обычных капиллярных и наполненных колонок. Установлено, что для ПКК 60 мкм и особенно ПКК 80 мкм возможно создание очень высоких потоков газа-носителя (до 1000 см3/мин и более) при относительно низком перепаде давлений на колонке. Поэтому они могут работать в составе хроматографических систем, требующих высокий поток газа-носителя.
В работе рассмотрены следующие варианты электрофоретического определения сахаров с предварительной дериватизацией: восстановительное аминирование этиловым эфиром п-аминобензойной кислоты (ЭАБ) и конденсация с 1-фенил-3-метил-5-пиразолоном (ФМП). Разделение производных проводили как в мицеллярном, так и в зонном режимах (КЗЭ) капиллярного электрофореза (КЭ) с получением сравнительных оценочных характеристик. Лучшие значения эффективности (~ 650 тыс. теоретических тарелок), факторов разрешения (2.1 - 2.4) и пределов обнаружения (ПО) (0.8 - 2.9 мкг/мл) обнаружены для восстановительного аминирования с последующим определением в условиях мицеллярной электрокинетической хроматографии (МЭКХ). Условия дериватизации восстановительным аминированием оптимизированы с использованием центрального композитного дизайна эксперимента. Выявлены дополнительные резервы снижения ПО за счет внутрикапиллярного концентрирования в режиме свипинга (факторы концентрирования 13 - 19). Показана принципиальная возможность внутрикапиллярного восстановительного аминирования с обеспечением электрофоретической подвижности реагента дериватизации за счет введения в раствор мицелл поверхностно-активных веществ (ПАВ). Оба подхода с применением дериватизации апробированы на образцах детского питания.
Виды рода Sorbus L. (рябина) - древесные растения, произрастающие в Северном полушарии, представляют интерес как декоративные, пищевые и лекарственные растения. Плоды рябины содержат уникальный комплекс макро- и микроэлементов, а также биологически активных веществ, включая фенольные соединения. Сложность состава растительных образцов требует разработки высокоселективных и чувствительных способов для определения содержания органических компонентов разных классов. Для определения фенольных кислот в плодах рябины предложен способ, основанный на их двухстадийной химической модификации и предполагающий получение метиловых эфиров в условиях кислотного метанолиза, жидкостную экстракцию толуолом, промежуточную реэкстракцию в водно-щелочной раствор, последующее силилирование N, O-бис-(триметилсилил) трифторацетамидом (BSTFA) и газохроматографическое определение полученных производных с пламенно-ионизационным или масс-спектрометрическим детектором. Изучены условия экстракционного извлечения фенольных кислот из плодов рябины по следующим параметрам: тип экстрагента, соотношение массы образца и экстрагента при проведении экстрагирования, а также продолжительность экстракции (механическое перемешивание). Оптимизирована стадия газохроматографического определения получаемых производных фенолкислот, установлены их хроматографические характеристики. Показано, что в процессе пробоподготовки удается добиться практически полного отделения алифатических кислот и других сопутствующих компонентов некислотной природы от фенольных соединений, что значительно повышает как селективность, так и чувствительность определения аналитов. Интервал определяемых содержаний фенольных кислот (4-гидроксибензойная кислота, 2-гидроксибензойная кислота, 4-гидрокси-3-метокси-бензойная кислота, 4-гидроксикоричная кислота, 4-гидрокси-3-метокси-коричная кислота) в плодах рябины составляет 0.005-0.5 мг/г, предел обнаружения 0.001-0.002 мг/г, относительная погрешность 10-15%, масса навески растительного образца - 0.5 г, общая продолжительность анализа - 4 ч.
В представленной статье предлагается подход к разработке методики рентгенофлуоресцентного анализа объекта с применением кристалл-дифракционных спектрометров до проведения экспериментальных работ. Если методика рентгенофлуоресцентного анализа предназначена для замены существующей, то для анализируемого объекта по архивным данным аналитической лаборатории (или массива выбранных градуировочных образцов) рассчитывают статистические характеристики материала, для которого разрабатывают методику рентгенофлуоресцентного анализа: средние содержания определяемых элементов, дисперсия и диапазон содержаний элементов, а также требования к точности определения элементов и некоторые другие. В случае создания новой методики достаточным являются технические условия на продукт, по которым эти характеристики могут быть оценены. Для применяемого спектрометра должны быть измерены и рассчитаны аналитические характеристики во всем рабочем диапазоне измеряемых аналитических линий: основная аппаратурная погрешность, чувствительность, спектральное разрешение, контрастность. На основе этих данных оценивают метрологические характеристики методики определения элементов: предел обнаружения, дифференциальную чувствительность, инструментальную воспроизводимость измерения содержаний при выбранном времени экспозиции. На этом этапе может быть решен вопрос о необходимости разбавления проб тяжелым или легким разбавителем для получения удовлетворительной дифференциальной чувствительности. Для определяемых элементов определяют режимы регистрации аналитического сигнала: аналитические линии, кристаллы-анализаторы, режимы работы рентгеновской трубки, оценивают вероятность наложения спектральных линий, проводят выбор точек измерения фона. Проводят расчет теоретических и моделирование экспериментальных интенсивностей для выбранных градуировочных и проверочных образцов и расчет теоретических коэффициентов влияния. По статистическим характеристикам материала и теоретическим коэффициентам влияния оценивают ожидаемую погрешность анализа и определяют необходимость учета в уравнениях связи влияющих элементов для получения требуемой точности определения элементов. По смоделированным экспериментальным интенсивностям аналитических линий элементов проводят выбор регрессионных или теоретических уравнения связи, обеспечивающих требуемую точность определения элементов. Такой подход позволяет априорно оценить возможность разработки методики рентгено- флуоресцентного анализа выбранного объекта и значительно сократить время для проведения экспериментальных работ.
Издательство
- Издательство
- УрФУ
- Регион
- Россия, Екатеринбург
- Почтовый адрес
- 620002, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
- Юр. адрес
- 620002, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
- ФИО
- Кокшаров Виктор Анатольевич (Ректор)
- E-mail адрес
- rector@urfu.ru
- Контактный телефон
- +7 (343) 3754507
- Сайт
- https://urfu.ru/ru