Способ определения содержания компонентов в межфазной пленке водонефтяной эмульсии

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КСМПОНЕНТОВ В МЕЖФАЗНОЙ ПЛЕНКЕ ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ, включаю1ци1 приготовление водонефтяной эмульсии, ее центрифугирование и от деление нефтяной фазы от водной, о т л и ч а ю щ и и с я -ем, что, с целью повышения точности, осуществляют определение компонентов в про.бе нефти с последукедим приготовлением водонефтяной эмульсии ее центри-. фугированием, отделением нефтяной фазы от водной, определением компонентов в нефтяной фазе эмульсии с последующим определением их в мёжфазной пленке водонефтяной эмульсии по разности их содержания в -неф-g ти и нефтяной фазе эмульсии. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(5)) 0 01 И 31 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3330206/23-04 (22) 12. 05. 81 (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) С.Ф. Моисейков, В.П. Марданенко, В.В. Токунова, Ю.A. Балакиров .и P.Ï. Большего (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности "укргипроНИИнефть" (53) 543.24.087(088.8) (56) 1. Марданенко В.П., Беньковский В.Т. О методике выделения и исследования природных эмульгато-. ров воды и нефти. — "Химия и технология топлив и масел", 1965, Р 7, с. 41-45.

2. Петров A.A., Поэднышев Т.Н., Борисов С.И. Методика выделения природных стабилизаторов нефтяных эмульсий. — "Нефтяное хозяйство", 1971, Р 10, с. 52-.56 (прототип). (54 ) (57 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТОВ В МЕЖФАЗНОЙ ПЛЕНКЕ ВОДОНЕФТЯНОИ ЭМУЛЬСИИ, включающийф приготовление водонефтяной эмульсии, ее центрифугирование и от (еление нефтяной фазы от водной, отличающийся тем,что, с целью повышения точности, осуществляют определение компонентов в про.— бе нефти с последующим приготовлением водонефтяной эмульсии ее центри-. фугированием, отделением нефтяной фазы от водной, определением компонентов в нефтяной фазе эмульсии с последующим определением их в межфазной пленке водонефтяной эмульсии по разности их содержания. в неф-. PQ ти и нефтяной фазе эмульсии.

1046675

Изобретение относится к исследованию устойчивости водонефтяных эмульсий и,.в частности, к определению содержания асфальтенов, карбоновых кислот и фенолов в межфазной пленке водонефтяных эмульсий.

Известен способ определения содержания компонентов в межфазной пленке водонефтяной эмульсии путем замены нефтяной фазы эмульсии растворителем с последующим разрушением эмульсии, выделением межфазной пленки и определением.ее состава (1 .

Однако этот способ. недостаточно точен. 15

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ определения содержания компонентов в межфазной пленке водонефтяной 20 эмульсии путем смешивания нефти и воды с последующим ее центрифугиро- . ванием., отделением нефтяной фазы, промыванием GcTcLBLIeHGH части эмульсии высококипящим растворителем (н-деканом), повторным центрифугиро" ванием, отделением нефтяной фазы, трехкратным промыванием оставшейся эмульсии легкокипящим растворителем (петролейным .эфиром ), отделением нефтяной фазы, кипячением оставшегося водного слоя, фильтрованиегл и промыванием на фильтре осадка, с последующим его анализом (2,.

Недостатком известного способа является невысокая точность из-за растворения определяемых коглпонентов в Н -декане и в петролейном эфире. г

Цель изобретения - повышение 40 точности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения содержания компонентов в межфазной пленке водонефтяной. эмульсии, включающему приготовление водонефтяной эмульсии, ее центрифугирование и отделение нефтяной фазы от водной, определяют содержание компонентов в пробе нефти с последующим приготовлением водонефтяной эмульсии, ее центрифугированием, от. делением нефтяной фазы от водной, определением компонентов в нефтяной фазе эмульсии с последующим определением их в межфазной пленке водонефтяной эмульсии по разности их содержания в анализируемой пробе нефти и в нефтяной фазе эмульсии.

Сущность способа приготовления водонефтяной .эмульсии заключается 60 в следующем.

Берут 700 см исследуемой нефти и эмульгируют ее с 300 см> пластовой воды (уд.вес 1,07 г/см ) в мешалке пропеллерного типа с термостатирующей рубашкой при 20 C u

5000 об/мин в течение 25 мин.

Путем микрофотографирования определяют средний объемный диаметр капелек приготовленной эмульсии (2 ч. = 4 мкм).

Рассчитывают средний объем капли:

tK= — lLY = 33,49 мкм, число капель в эмульсии: N= 8,958 10л, поверхность одной капли, 5 =4Ю=50,24 глкгл, поверхность раздела фаз: 5= 51< и = 450,04 10 4сгл

Отделяют 400 сгл нефтяной фазы центрифугированием,приготовленной эмульсии при 2000 об/мин в течение

2- 3 мин. Определяют в ней содержание асфальтенов карбоновых кислот и фенолов и по разности значений в исследуемой нефти и нефтяной фазе эмульсии. Определяют содержание этих компонентов в межфазной пленке (в мас.Ъ)и с учетом поверхности раздела фаз рассчитывают содержание компонентов в межфазной пленке (в г/см ) уп. М

9. 100 где rn. — масса компонента, г

М вЂ .масса нефти, г, поверхность раздела фаз, см

Способы определения асфальтенов карбоновых кислот и фенолов даны в..примерах 1-3.

Пример 1. Определение содержания асфальт@нов "горячим способом" Гольде.

В колбу емкостью 1000 мл берут

20 г исследуемого нефтепродукта, добавляют 800 мл нормального гексана, тщательно перемешивают и оставляют на 16 ч .в темном месте. После отстоя раствор фильтруют через плот-, ный фильтр, а затем на фильтр количественно переносят осадок. Осадок несколько раз промывают холодным

Н -гексаном до слабо-желтого окрашивания. После этого фильтруют, помещают в аппарат Сокслета и кипятят с H - ãeêñàíoì до тех пор, пока

Н .-гексан не будет стекать совершенно бесцветным. По окончании экстракции масел и смол Н-гексан сливают и в колбу заливают чистый бензол, который кипятят до полного растворения асфальтенов, бензол испаряют, а полученные асфальтены отмывают от парафинов и асфальтеновых кислот спиртом в аппарате Сокслета. По окончании очистки асфальтенов растворитель отгоняют, асфальтены высушивают и взвешивают.

Процентное содержание асфальтенов (асф ) определяют по формуле

О л00 осФ Д

1046675

Содержание в межфазной пленке, г/см

Точность анализа,%.

Компоненты

Карбоновые кислоты Фенолы ..Асфальтены

-7

0,093 10

0,107 10

0,24" 10

+ О, 001 4

i. 0,001

+ 0,615

0;007

0 008

0,18

0,018

0,010

0,78

О, 025

0,018

0,96 где а — полученный вес асфальтено в, г, A — навеска нефти, r.

Пример 2. Определение содержания смеси карбоновых кислот и фенолов (т.н. сырых нафтеновых кислот) способом, "горячего омыления".

В колбу с обратным холодильвиког.: берут 400 см исследуемой нефти, 3 прибавляют 400 см 3 бензола и 50 ;л

0,5Ъ-ного спиртового раствора KOÈ (индикатор фенолфталеин) . Раствор кипятят в течение 1 ч. Затем прибавляют 50 мл дистиллированной воды и снова кипятят 5 мин. После кипя- . 15 чения содержимое колбы переносят в делительную воронку, отстаивают

40-45 мин и сливают спиртоводный слой в колбу. Бензольный раствор,. находящийся в делительной воронке, 3-4 раза промывают 30 мл 1%-ного раствора спиртоводной (1:1) щелочи до полного извлечения мыла. Вытяжки присоединяют к основному раствору мып. Спиртоводиый РаствоР мыл пеРе- 25 носят в делительную воронку и затем .подвергают нескольким промывкам от жирных масел петролейным эфиром с -температурой кипения 50-86 С. Нижний спиртоводный раствор мыл сливают ЗО в колбу, а верхний эфирный слой масел выливают через горлышко воронки.

ОчищЕяный раствор мыл переносят в фарфоровую чашку и выпаривают на водяной бане для удаления воды и спирта, после этого остаток сливают в воронку с горячей дистиллированной-водой. После охлаждения водный раствор мыл разлагают 10%-ным раствором соляной кислоты до кислой реакции с метилоранжем в присутствии 40

50 мл петролейного эфира и тщательно взбалтывают..

Отстоявшийся нижний водный слой сливают, а верхний эфирный "сырых" кислот промывают несколько раз насы- 4$ щенным раствором сульфата натрия .до нейтральной реакции с метилоранжем. Раствор "сырых" нафтеновых кислот количественно переносят в .тарированную колбочку и на водяной . 50

Содержание асфальтенов, к в Межфазной пленке в бане отгоняют петролейный эфир.

Колбу с кислотами выдерживают в термостате при 105 C до постоянного

1 веса, помещают в эксикатор и по охлаждении взвешивают..

Процентное содержание."сырых" .нефтеновых кислот (К ),подсчитывают по формуле

0. 400 (<.ф > где а — вес "сырых" нафтеновых кислот, г;

А — взятая на анализ навеска нефти, г.

Пример 3. Определение содержания фенолов.

Как-в примере 1 получают "сырые " нафтеновые кислоты и отделяют от жирных масел, после этого выделяют фенолы, для чего сырые нафтеновые кислоты растворяют в петролейном эфире и обрабатывают 5-6Ъ-ным спиртоводным раствором соды, при этом карбоновые кислоты переходят в спиртоводный слой в виде натриевых . солей, а фенолы остаются в верхнем эфирном слое. Для разделения слоев пользуются делительной воронкой.

Поскольку в спиртоводном растворе остается часть фенолов, ее несколько раз промывают. петролейным эфиром и вытяжки присоединяют к основному раствору фенолов. Петролейный эфир отгоняют, полученные фенолы выдерживают в термостате при 105o C помещают в эксикатор, охлаждают и взвешивают. .Процентное содержание фенолов определяют по формуле

Q. op

@= д где а — вес полученных фенолов, г, A — взятая на анализ навеска нефти, г.

Содержание карбоновых кислот рас- считывают.по разности „=К <++y- Ke

Результаты анализов. нефти и нефтяной фазы эмульсии даны в табл. 1.

Табл и.ца 1. арбоновых кислот и фенолов одонефтяной эмульсии,1046675. Точность анализа, рассчитывают из четырех определений каждого компонента с 95%-ной вероятностью.

Сравнительные данные определения асфальтенов, карбоновых кислот и фенолов, полученные предлагаемыми известным способами, приведены в табл. 2.

1046675

РЪ о

Ю с

M о

Ю с о

° Ф

«Ч с

О ОЪ

«О t

«сЪ г4 о о с о о

\ 4

СО

%-1 о с

«D

РЪ

% 4

«Ч

Ю с

РЪ

РЪ

%-1

«Ч о с

Р ) Ю

ОЪ с ф

ОЪ

Ul с о х е н

«0 В 4

«0 Э х х

I I 00 о

«D с

1 D

1 с о

Ю с

СО

«-4 с

CO

%-4

«D с о

Ю -4 о с

I Ю

СО

t с

Ю о

«Ч

t ь с

Ю о о о

° 0 Ф о с с о о

«О

««Ъ

«4 с

D

% 1 с

Ю ,о 3

С Ъ

%4

%-4 с

Ю

СЧ

««Ъ

СЧ о с

«D

CO

%-4

Ю с о

«О

ОЪ с

«Ч

СО

СО г4 с

%-4

««Ъ

«Ч

%.4 с

«D

«D

ОЪ о с

«D

%-4

«А

%-4

«Ч с

«D. «с

СЧ с

Ю

Ю

«А

СО

«А с

О«

° 4

I I PiX I ао1ечно

««IOeХ0IОХ.и оце

1эаехоед хоехох о

ОХАХ«ОХМК

«Ч 1

I х

1 Э

I Х

1 ОЛ

I Н о

1 Х

I Э Х ° 4

eZeeeOI конецкие аххКсХЭ э ээ х

Цех XC охо оеа

СЪХИОЪХXХ

I А

33 ах оэ

1 4R оэо о юяц х аm.о е аом2 в иххн

1046675

Составитель A.Æèäèêoâà

Редактор П.Макаревич Техред И.Гайду Корректор O.SHAK

Тираж .873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

Заказ 7721/43

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Лз табл. 2 видно, что содержание компонентов в межфаэной пленке эмульсии, определенное предлагаемым и известным способами, различно. Раз-, личие содержания компонентов может быть объяснено тем, что один из 5 компонентов, например, карбоновые кислоты и фенолы, в процессе отмывок концентрированной эмульсии от нефти растворителем из.защитной пленки переходят в. растворитель, а другие, например асфальтены, осаждаются растворителем и тем самым дают искаженные данные.

Предлагаемый способ определения содержания компонентов в межфаэной пленке эмульсии исключает процесс отмывок и, как следствие этого, получение искаженных данных о,содержании компонентов.