Способ определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АГРЕГА ,ТИВНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ НЕФТЕПРОДУКТОВ, включаю1Щ1й последовательное введение в образцы нефтяного сырья арома тического концентрата и их термостатирование , отлич.ающийся тем,что,с целью упрощения способа,расширения видов анализируемого сырья и исключения влияния механических примесей , при установившейся температуре образцов, на 5-10С вьше температуры застьшания испытуемого нефтепродукта , определяют равновесную температуру в каждом образ }е при его перемешивании с постоянной скоростью , определяют зависимость равнош весной температуры от концентрации добавки и по минимальному значению с указанной температуры судят об агрегативной устойчивости.

(!9) ()!)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .

РЕСПУБЛИК

853 А

4(у) с 01 N 25/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 36266?9/24-25 (22) 22.07.83 (46) 15.06.85. Бюл. )) 22 (72) А.С.Антошкин, А.P.Татузов, Д.Т.Хурамшин, P.3.Сюняев и Б.Д,Рыжиков (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красно- го Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И.M.Ãóáêèíà (53) 536.42 (088.8) (56) 1.Носаль Т.П. и др. Разработка методики определения агрегативной устойчивости нефтяных дисперсных систем. — "Нефтепереработка и нефтехимия", 1978, У 7, с. 8-11.

2.Авторское свидетельство СССР

У 1049786, кл. G 01 N 11/00, 1981 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АГРЕГАТИВНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ НЕФТЕПРОДУКТОВ, включающий последовательное введение в образцы нефтяного сырья арома" тического концентрата и их термостатирование, о т л и ч .а ю шийся тем,что,с целью упрощения способа,расширения видов анализируемого сырья и исключения влияния механических примесей, при установившейся температуре образцов, на 5-10 С выше температуры застывания испытуемого нефтепродукта, определяют равновесную температуру в каждом образце при его перемешиванни с постоянной скоростью, определяют зависимость равновесной температуры от концентрации добавки и по минимальному значению указанной температуры судят об агрегативной устойчивости.

11Ü1853

Изобретение относится к физикохимическому анализу нефтепродуктов, в частности к определению агрегативной устойчивости вакуумных дистиллятов, нефтяных остатков, песков и битумов, и может быть использовано в нефтяной,. нефтеперерабатывающей и нефтехимической промьпппенности.

Известен спосособ определения аггативной устойчивости нефтепродук- 10 тов, содержащих асфальтены, заключающийся в том, что испытуемый нефтепродукт растворяют в смеси толуолгептан, центрифугируют полученный раствор и по степени равномерности 1S распределения осажденных асфальтенов в верхнем и нижнем слоях раствора оценивают устойчивость данного нефтепродукта I 1j.

Однако .указанный способ непригоден для определения агрегативной устойчивости продуктов, не содержащих асфальтены, в частности вакуумных дистиллятов. Кроме того,, способ является сложным, продолжи- 2 тельным и связан с введением в нефтяные дисперсные системы (НДС) растворителя, искажающего результаты исследования.

Наиболее близким к изобретению является способ определения агрегативной устойчиврсти, заключающийся в том, что в нефтепродукт последовательно вводят порциями 0,5-5 мас.X ароматический концентрат, содержащий

50-100 об.7. ароматических углеводо35 родов. В полученных смесях последовательно определяют вязкость при температуре, на 2-3 С ниже температуры помутнения исходного нефтепродукта, и по минимальному значению вязкости судят об его агрегативной устойчивости $2).

Данный способ непригоден для определения агрегативной устойчивости нефтяных остатков (мазуты, гудроны, битумь1, пеки), так как в них невозможно определить температуру помутнения, а также эти продукты обладают высокой вязкостью. Кроме того, способ является сравнительно сложным и требует очистки сырья от механических примесей.

Цель изобретения — упрощение способа определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов, расширение видов анализируемого сырья и исключение влияния механических примесей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов, включающему последовательное введение в образцы нефтяного сырья ароматического концентрата и их термостатирование, при установившейся температуре образцов, на 5-10 С выше температуры застывания испытуемого нефтепродукта, определяют равновесную температуру в каждом образце при его перемешивании с постоянной скоростью, определяют зависимость равновесной температуры от концентрации добавки и по минимальному значению указанной температуры судят об агрегативной устойчивости. Под равновесной температурой понимают ту температуру, которая устанавливается в образце при его перемешивании через определенное время.

Изобретение основывается на новой модели строения нефти и нефтепродуктов, которая базируется на принципах физико-химической механики НДС.

В соответствии с этой моделью нефть и нефтепродукты при определенных условиях содержат в своем составе сложные структурные единицы (ССЕ), представляющие собой надмолекулярные образования, окруженные сольватной. оболочкой. В частности, при температуре, на 5-10 С выше температуры застывания, нефтяное сырье находится с связано-дисперсном состоянии.

При воздействии на такие системы размеры ССЕ изменяются экстремально,что находит отражение в экстремальном изменении -свойств нефтепродуктов, в частности структурной вязкости., агрегативной устойчивости и т.п.

Воздействие на НДС может осуществляться различными способами — электрическим, механическим, введением ароматических добавок в малых концентрациях и т.д.

Энергия, подведенная к НДС, в частности при ее перемешивании,пре- . образовывается в тепло за счет сил внутреннего трения (структурной вязкости). В то же время часть ее может расходоваться на уменьшение размеров

ССЕ. В случае агрегативно: неустойчивой НДС, которая характеризуется большим размером ССЕ с прочной сольватной оболочкой, подведенная энергия преобразуется лишь в тепло. При переводе НДС в агрегативно устойчи1161853 4 вое состояние за счет введения небольшого количества ароматической добавки прочность сольватной оболочки уменьшается, часть подведенной энергии тратится на разрушение ОСЕ (уменьшение размеров). Поэтому в этом случае тепла выделяется меньше по сравнению с агрегативно неустойчивой системой и температура продукта повышается менее интенсивно. Таким образом, lro характеру изменения температуры нефтепродукта можно судить об его агрегативной устойчивости.

Способ осуществляется следующим образом.

Готовят пробы нефтепродукта, содержащие различное количество ароматического концентрта (О, 5-30 мас. ) .

Полученные смеси в равном количестве (50-100 г) помещают в одинаковыехимические стаканы и термостатируют при температуре, на 5-10-С вьппе температуры застывания испытуемого нефтепродукта. После достижения пастоянной температуры во всех стаканах. для каждого образца определяют при перемешивании температуру продукта через равные промежутки времени, например 1 мин, до достижения равновесной температуры. Скорость перемешивания во всех случаях должна быть одинаковой. Определяют зависимость равновесной температуры от концентрации добавки и по ее минимальному значению судят об агрегативной устойчивости. Наибольшая и наименьшая равновесные температуры соответственно относятся к наименее и наиболее агрегативно устойчивым состояниям продукта.

В качестве ароматических концентратов могут быть использованы экстракты селективной очистки масел, смола пиролиза, заксйлольная фракция и т.п.

Экстракты масляных фракций получают в качестве побочного продукта при селективной очистке прямогoHHblK вакуумных дистиллятов на масляных блоках нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ). Концентрация ароматических углеводородов в экстрактах зависит от природы исходного сырья и режима экстракции и колеблется в пределах

50-100 об.X. Пределы температуры выкипания экстрактов составляют

300-350, 350-400 и 370-500 С соответственно для 1,2 и 3-й фракции.

Смола пиролиза образуется в процессе пиролиза различных углеводородных Фракций. Выход смолы составляет до 30-40 мас.X на сырье. Содержание ароматических углеводородов в смоле с пределами температуры выкипания 300-500 С составляет 75 — .

1О 80 об.X.

Заксилольную фракцию получают на топливных блоках НПЗ после выделения бензола, толуола и ксилолов из продуктов каталитического риформинга.

Такая фракция выкипает при температуре вьппе 300 С и содержит 90—

95 об. ароматических углеводородов.

Пример 1 ° Готовят 11 образцов вакуумного газойля по 50 г каж20 дый с концентрацией 0-5 мас.% экстракта селективной очистки маляной фракции (3, табл. 1) в химических стаканах емкостью 100 мп..Полученные образцы термостатируют при 23 С (температура застывания вакуумного газойля 18 С). В соответствии с пред%

4 лагаемым способом измеряют температуру образцов при постоянной скорости перемешивания через равные промежутки времени (1 мин) до достижения равновесной температуры. Определяют зависимость равновесной температуры от концентрации добавляемого экстракта и по минимальному значению указанной температуры судят об агрегативной

35 устойчивости вакуумного газойля в смеси с экстрактом.

В табл. 1 представлены результаты сравнения способов определения агре-о гативной устойчивости указанного газойля.

Из приведенных данных видно, что при перемешивании образца, содержащего 2 мас. ., он имеет минимальную рав° 5 навесную температуру — 24,4 С. В то же время этот образец максимально агрегативно устойчив.

Пример 2. Готовят 11 образцов мазута западно-сибирской нефти по

50 г каждый с концентрацией 0—

5 мао.X экстракта селективной очистки 3-й масляной фракции в химических стаканах емкостью 100 мл. Полученные

О .r образцы термостатируют при 27 С о (температура застывания мазута 17 С).

В соответствии с предлагаемым способом измеряют температуру образцов при постоянной скорости неремешиваТаким образом, предлагаемый способ позволяет расширить виды анали3Q зируемого сырья, исключить влияние механических примесей,.а также зна.— чительно упростить методику.

"йй ЯВ Ю

2 1 Г111Г1

Таблица 1

Количество добавляемого экстракта, мас.Х

Показатели

0 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Равновесная температура27,1 26,3 25,8 24,6 24,4 25,8 образца, C (предлагаемый способ) 26,3 27,0 27,1 27,0 26,4

Вязкость, сст (способ- 230 210 180 168 160 185 205 .212 216 220 238 прототип) Агрегативная устойчи- P P P Hp Hp Hp P P P P Р вость в течение месячяого наблюденйя

Н р и м в ч а н и е. P — расслаивается; Hp — не расслаивается. ния через 1 мин до достижения равновесной температуры. По зависимости равновесной температуры от концентрации экстракта судят об агрессивной устойчивости мазута.

При сравнении предлагаемого способа с результатами определения агрегативной устойчивости мазута по способу-аналогу, а также с результатами вакуумной перегонки смесей с указанной концентрацией добавки (табл. 2) видно, что минимальная равновесная температура, достигаемая при концентрации добавки

1,5 мас.Е соответствует наибольшему .фактору устойчивости и выходу вакуумного дистиллята. Это свидетельствует о его максимальной агрегативной устойчивости. . Исключение необходимости определения вязкости, достигаемое в предлагаемом способе, упрощает методику оценки агрегативной устойчивости и не требует очистки сырья от механических примесей, поскольку устойчивость определяют по зависимости непосредственно измеренной при перемешивании электрической лабораторной мешалкой равновесной температуры от концентрации ароматизированной добавки, в то время как измерение вязкости связано с использова161853 б нием различного типа капиллярных вискозиметров, которые чувствительны к наличию механических примесей в испытуемом сырье иэ-за забивки капилляра, а также требуют калибровки и тщательной очистки и промывки.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет расширить виды анализируемого сырья (включить в объекты иссле1О дования высоковязкие, темные нефтепродукты типа мазута, гудрона и т.п.), так как предполагает проводить оценку агрегативной устойчивости при температуре, на 5-10 С выше температуры застывания, которая легко измеряется для любого нефтепродукта, в то время как температуру помутнения, используемую в прототипе, возможно определять лишь для светлых (прозрачных) нефтепродуктов, типа вакуумных дистиллятов. Вместе с тем, но способу-прототипу невозможно определять агрегативную устойчивость для высоковязких структурирующихся нефтепродуктов, так как они теряют текучесть при указанных условиях.

1161853

Таблица 3

Количество добавляемого экстракта, мас Л

Показатели

0 05. 1, 15 2 25 3

Равновесная температура, С 29,7 29,5 29,.2 28,3 28,9 29, 1 29,3 29 ° 8 30,! 30,0 29,9

Фактор устойчивости по способу-аналогу 0,85 0,89 0,96 1,00 0,95 0,86 0,83 0,82 0,81 9,81 0,83

41 47 49 51 50 47 46 45,44 43 42 —.

+ - вакууьяая перегснка производилась по Вогданову, отбиралась фракция и.к. - 450 С.

Составитель С. Беловодченко

Редактор M. Келемеш Техред И.Надь

Ф

Заказ 3964/46 Тираж 897

ВНИИПН Государственного комитета СССР па.делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раущская наб,, д,4/5

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

Вваод вакуумного дистипаята +

ОбеX

Корректор Г. Решетник

Подписное

Способ определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов Способ определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов Способ определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов Способ определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов Способ определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области исследования свойств и контроля качества полимеров в отраслях промышленности, производящей и использующей полимерные материалы

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к определению содержания углерода и фтора во фторграфитовой матрице C2FX (1,0X0,5), соединения включения которой могут быть использованы в качестве фторирующего агента /1/, катализатора при синтезе фторпроизводных углеводородов /2/, а также датчиков стандартных газовых смесей при решении экологических задач /3/

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для изучения продолжительности фазового перехода при нагружениях различной интенсивности

Изобретение относится к диетологии, геронтологии, гериатрии

Изобретение относится к техническим средствам для анализа веществ

Изобретение относится к способу определения качества болотных железных руд (БЖР), предназначенных для получения железооксидных пигментов, по данным термического анализа

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике технологических процессов производства изделий микроэлектроники, в частности для фотолитографического получения элементов структур субмикронных размеров на полупроводниковых и других подложках

Изобретение относится к термохимическим измерениям

Изобретение относится к физико-химическому анализу и может быть использовано для экспресс-анализа при производстве сплавов, в металлургии, электрохимии и т

Изобретение относится к испытательной технике
Наверх