На заре переработки нефти из-за характера и простоты очистки нефти не было необходимости разбираться в характере и поведении сырья для нефтепереработки в тех деталях, которые требуются в настоящее время
жүктеу/скачать 175.05 Kb.
|
| 3.5 OTHER PROPERTIES
Нефть и большинство нефтепродуктов являются жидкостями при температуре окружающей среды, и проблемы, которые могут возникнуть в результате затвердевания при нормальном использовании, встречаются нечасто. Тем не менее, температура плавления - это тест (ASTM D87 и ASTM D127), который широко используется поставщиками воска и потребителями воска; он особенно применяется к парафиновым или кристаллическим парафинам. В данном контексте битум из битуминозного песка и многие остатки могут быть твердыми при температуре окружающей среды, и может быть необходимо знать температуру плавления, чтобы предотвратить затвердевание в трубах. Двумя другими свойствами, которые могут иметь значение (но только в меньшей степени) для помощи в оценке тяжелого сырья, являются температура застывания (ASTM D97) и температура анилина (ASTM D611). Температура застывания сырой нефти - это самая низкая температура, при которой масло будет течь или течь при заданных условиях. Это приблизительный показатель относительного парафинового характера и ароматического характера материала. Для тяжелого сырья температура потери текучести обычно высока (выше 0 ° C; 32 ° F) и является скорее показателем температуры (или условий), необходимых для перемещения материала из одной точки нефтеперерабатывающего завода в другую. Анилиновая точка - это температура, при которой равные части анилина и масла полностью смешиваются. Для масел данного типа анилиновая точка немного увеличивается с увеличением молекулярной массы, но заметно увеличивается с парафиновым характером, и поэтому может использоваться для получения приблизительной оценки содержания ароматических углеводородов. Определение точки анилина нечасто применяется к тяжелому сырью, поскольку сам их характер и другие методы оценки, описанные здесь, указывают на то, что такое сырье является чрезвычайно сложным с высокой долей кольцевых систем (ароматические составляющие и нафтеновые составляющие). Спектроскопические методы сыграли важную роль в оценке нефти и нефтепродуктов в течение последних трех десятилетий, и многие из них теперь используются в качестве стандартных методов анализа сырья и продуктов нефтепереработки. Применение этих методов к сырью и продуктам является естественным следствием для нефтепереработки. Нигде вклад спектроскопических исследований не является более значительным, чем в применении к разграничению структурных типов в более тяжелом сырье. Это было необходимо из-за того, что нефтеперерабатывающие предприятия не знали о природе этого сырья. Одним из конкретных примеров является n.d.M. метод (метод показателя преломления – плотности – молекулярной массы) (ASTM D3238), который предназначен для анализа распределения углерода и структурных групп нефтяных масел. Более поздние исследователи сделали структурно-групповой анализ на несколько шагов дальше, чем n.d.M. метод (Speight, 2014, 2015). Обычная инфракрасная спектроскопия дает информацию о функциональных характеристиках различных компонентов нефти. Например, инфракрасная спектроскопия поможет идентифицировать функции N – H и O – H, природу полиметиленовых цепей, частоты нестандартных изгибов C – H и природу любых полиядерных ароматических систем (Speight, 1994 , 2014). Благодаря недавнему прогрессу в инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье, можно также сделать количественные оценки различных функциональных групп. Это особенно важно для применения к твердым компонентам нефти с более высокой молекулярной массой (то есть к фракции асфальтенов). Также возможно получить структурные параметры из данных инфракрасной спектроскопии, а именно: (1) отношение насыщенного водорода к насыщенному углероду, (2) парафиновый характер, (3) нафтеновый характер, (4) содержание метильных групп и (5) ) длина парафиновой цепи. Ядерный магнитный резонанс часто используется для общих исследований и для структурных исследований компонентов нефти (Speight, 2014). Фактически, исследования протонного магнитного резонанса (наряду с инфракрасными спектроскопическими исследованиями) были, возможно, первыми исследованиями современной эпохи, которые позволили сделать структурные выводы о полиядерных ароматических системах, которые встречаются в высокомолекулярных компонентах нефти. В общем, типы протонов (водорода) в нефтяных фракциях можно подразделить на различные типы, такие как (1) водород ароматического кольца, (2) алифатический водород, прилегающий к ароматическому кольцу, (3) алифатический водород, удаленный от ароматического кольца, (4) нафтеновый водород, (5) метиленовый водород и (6) концевой метиловый водород, удаленный от ароматического кольца. Также выводятся другие соотношения, на основе которых можно рассчитать ряд структурных параметров. Однако следует помнить, что структурные детали углеродной основы, полученные из протонных спектров, получены путем умозаключений, но следует признать, что протоны в периферийных положениях могут быть скрыты из-за межмолекулярных взаимодействий. Это, конечно, может вызвать ошибки в соотношениях, которые могут существенно повлиять на результат вычислений. Именно в этом отношении магнитный резонанс углерода-13 может сыграть полезную роль. Поскольку углеродный магнитный резонанс имеет дело с анализом типов распределения углерода, очевидным структурным параметром, который необходимо определить, является ароматичность, а прямое определение из окружающей среды с различными типами углерода является одним из лучших методов определения ароматичности. Таким образом, за счет комбинации методов протонного и углеродного магнитного резонанса можно уточнять структурные параметры, а для твердотельного углеродного магнитного резонанса высокого разрешения можно получить дополнительные структурные параметры. Масс-спектрометрия может играть ключевую роль в идентификации компонентов исходного сырья и продуктов. Основными преимуществами масс-спектрометрических методов являются (1) высокая воспроизводимость количественных анализов, (2) возможность получения подробных данных по отдельным компонентам и / или гомологам углеродного числа в сложных смесях и (3) минимальный размер образца, необходимый для анализ. Способность масс-спектрометрии идентифицировать отдельные компоненты в сложных смесях не имеет себе равных ни у одного современного аналитического метода. Пожалуй, исключение составляет газовая хроматография. Однако использование масс-спектрометрии имеет недостатки: (1) ограничение метода органическими материалами, которые являются летучими и стабильными при температурах до 300 ° C (570 ° F), и (2) сложность разделения изомеры для абсолютной идентификации. Образец обычно разрушается; однако это редко бывает недостатком. Тем не менее, несмотря на эти ограничения, масс-спектрометрия действительно предоставляет полезную информацию о составе сырья и продуктов, даже если эта информация не настолько исчерпывающая, как может потребоваться. Есть структурные сходства, которые могут затруднить идентификацию отдельных компонентов. Следовательно, идентификация по типу или по гомологу будет более значимой, поскольку можно предположить, что аналогичные структурные типы ведут себя аналогичным образом в ситуациях обработки. Знание индивидуального изомерного распределения может лишь немногое добавить к пониманию взаимосвязей между составом и параметрами обработки. Масс-спектрометрию следует использовать избирательно там, где можно ожидать максимального количества информации. Более тяжелое нелетучее сырье для практических целей выходит за рамки полезного диапазона обычной масс-спектрометрии. При повышенных температурах, необходимых для стимулирования летучести, на входе будет происходить термическое разложение, и любой последующий анализ будет смещен в сторону низкомолекулярных продуктов и продуктов с более низкой молекулярной массой, образующихся в результате термического разложения. жүктеу/скачать 175.05 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|