Современные методы анализа нефти. Имитированная дистилляция

Метод имитированной дистилляции - это метод газовой хроматографии, разработанный для того, чтобы сымитировать реальный процесс дистилляции сырой нефти и нефтепродуктов. Данный метод включает не только оборудование (газовый хроматограф Clarus), но и программное обеспечение (Simulated Distillation Software (Model 3022)). С помощью программного обеспечения хроматограмма углеводородного образца разделяется на однородные участки. Температуры кипения ассоциируются с временами удерживания с помощью калибровочного стандарта. На основе этих данных может будет получена кривая кипения V,% - T, о С и выведен отчет. Данный метод позволяет получать данные, эквивалентные результатам разгонки по ASTM D 2892 (15 теоретических тарелок) и ГОСТ 11011 (фракционный состав на АРН-2), при этом позволяя существенно сэкономить на времени анализа, работать с небольшими объемами образца, а также использовать менее габаритное оборудование. Метод имитированной дистилляции может также быть использован для определения фракционного состава бензинов (ASTM D 3710 ) и нефтяных фракций с температурами кипения 174…700 о С (ASTM D 6352 ).

E70-24944

ГАЗОВЫЙ ХРОМАТОГРАФ CLARUS - АНАЛИЗАТОР 3023

КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ:

Анализатор PE ARNEL с автодозатором, детектором ПИД, инжектором и ПО для управления прибором

Автономная система охлаждения термостата, не требующая использования жидкой углекислоты и LN2

ПО SIMDIST для расчета результатов имитированной дистилляции

Капиллярная колонка (в зависимости от конфигурации)

Оборудование для снабжения хроматографа газом

Прочие комплектующие и расходные материалы

ГЕНЕРАТОР ВОДОРОДА 20H:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

МИНИМАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКТ ЗАКАЗА

Анализатор РЕ ARNEL Model 3023

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Септы для инжектора THERMOGREEN LB-2 (50 шт.)

Шприц для ввода пробы в инжектор

Сменная игла к шприцам

Капиллярная колонка

Стартовый набор для капиллярного инжектора

Комплект для подсоединения детектора

Стартовый комплект для автодозатора

Система очистки газа-носителя. (три картриджа: очистка от влаги, углеводородов и кислорода)

Набор запасных картриджей для системы очистки

Фильтр-осушитель

Высокочистый гелиевый редуктор

Рабочая станция (компьютер, монитор и принтер)

Компрессор малошумный безмасляный для хроматографии (54 л/мин 8 бар)

Хроматография

Компания PAC предлагает широкий выбор решений на основе жидкостной и газовой хроматографии, в основном с ориентацией на нефтяную, нефтехимическую и газовую отрасли. Определение фракционного состава с помощью газовой хроматографии - один из наиболее распространённых методов определения характеристик углеводородного сырья и конечной продукции в нефтехимии и нефтепереработке. Этот быстрый и надёжный метод полностью соответствует стандартизованным методам имитированной дистилляции.

Точные данные о составе нефти и нефтепродуктов повышают производительность завода

Предприятия нефтяной и нефтехимической промышленности сталкиваются с большим количеством задач, в том числе с необходимостью постоянно повышать производительность завода и соответствовать растущим экологическим требованиям в отношении состава топлива,- и всё это в условиях непрерывного сокращения прибыльности.

Специализированные решения «под ключ»

AC Analytical Controls использует хроматографические анализаторы на основе приборов фирмы Agilent, которые способны проводить качественный и количественный анализ компонентов в любых образцах, состав которых необходимо узнать нашим заказчикам. AC использует газовые и жидкостные хроматографы Agilent для разработки собственных специализированных систем «под ключ». В течение последних 29 лет подобные комплексные решения (то есть, включающие одновременно аппаратную, программную и методическую части) разрабатывались для отраслей нефтепереработки и нефтехимии. Однако мы можем разработать решения и для других отраслей промышленности. AC в основном выпускает газохроматографические анализаторы, но мы можем разработать решение и с использованием жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

Для управления приборами, выполнения вычислений и ряда специализированных задач требуется специальное программное обеспечение. AC разрабатывает собственное программное обеспечение, например, ПО «Реформулайзер» (Reformulyzer) для группового состава нефтепродуктов, ПО для имитированной перегонки (SIMDIS), ДУА (детальный углеводородный состав, DHA) и для анализа газа. Разрабатываемые нашей компанией собственные программные инструменты обеспечивают анализаторам от AC полный контроль над приборами и методиками. Все системы полностью собираются, тестируются и калибруются на заводе перед отправкой заказчику. Затем квалифицированный инженер (сотрудник PAC или дистрибьютора / поставщика услуг) устанавливает систему и знакомит с ней пользователя. Это гарантирует, что система будет реализована в соответствии с требованиями заказчика и сохранит свои характеристики во время эксплуатации. Преимущество для заказчика заключается не только в самом анализаторе (так как на рынке представлены и другие конкурентоспособные решения), но и в методической поддержке заказчика на протяжении всего срока службы прибора. Компания PAC - не изолированная структура. Это глобальная стабильная компания с хорошо структурированными процессами и методами отслеживания эффективности, сертифицированными по стандартам ISO. Такая структура позволяет компании PAC продолжать оказывать поддержку конечных пользователей и их систем, как устаревших, так и новых,- в том числе систем с уникальными пользовательскими конфигурациями.

Сохранение конкурентных преимуществ

Фирма AC Analytical Controls изготавливает как стандартные, так и заказные анализаторы и решения на основе хроматографических методов анализа. Некоторые из этих анализаторов уникальны в своём роде,- например, «Реформулайзер» (Reformulyzer) , AC 8612 и «Биодизель «всё в одном» . После того, как методология того или иного измерения становится успешной и утверждается в качестве международного стандарта, эти методы зачастую копируются другими производителями хроматографических анализаторов,- однако не все компании обращают внимание на важные детали конкретной методики. Качество имеет принципиальное значение для компании AC, поэтому мы выбираем лучших поставщиков компонентов на мировом рынке, что позволяет создавать аналитические решения высочайшего уровня.

Конкурентное преимущество AC заключается в стандартизированном подходе в сочетании с непрерывной разработкой инновационных решений и использованием высококачественные компонентов в производстве приборов.

Каталог приборов

Ароматические углеводороды

Определение содержание тиофена в бензоле

Анализ бензола

ГОСТ Р ЕН 12916

Групповой анализ бензинов

Биотопливо

Нефть

Газохроматографические системы, разработанные под особые или нестандартные задачи

DHA

SimDis - имитированная дистилляция

Анализатор имитированной дистилляции нефтепродуктов с возможностью исследования содержания серы и азота в различных фракциях

Определение кривых перегонки и истинных температур кипения всех фракций нефти

Анализаторы на заказ

Детальный углеводородный анализ

Бензин

Распределение по температурам кипения для продуктов 1 и 2 групп

Газохроматографические системы, разработанные под особые или нестандартные задачи

Анализ бензола

Определение содержания ароматических и кислородсодержащих соединений

DHA - детальный углеводородный анализ (ДУА)

Быстрый анализ общего содержания олефинов

Групповой анализ углеводородов с предварительным фракционированием

Групповой анализ бензинов

SimDis - имитированная дистилляция

Имитированная дистилляция

Также для анализа нефтепродуктов используется широко распространенный газохроматографический метод имитированной дистилляции. Традиционный метод имитированной дистилляции предполагает использование насадочных колонок. Спецификация на реактивное топливо и дизельное топливо указывает имитированную дистилляцию как альтернативу дистилляции при атмосферном давлении при получении информации об истинном распределении по температурам кипения. Метод имитированной дистилляции использует газохроматографическую технику для получения информации об истинном распределении по температурам кипения нефти и нефтяных фракций до 750 °С.

Методом имитированной дистилляции получают кривую истинных температур кипения, которая строится по данным хроматографического разделения исследуемого продукта на колонке с неполярным сорбентом в режиме программирования температуры. После ввода образца в инжектор, группы углеводородов выводятся на хроматограмму в порядке возрастания их температур кипения. Предварительно выполняется калибровка системы по эталонной смеси углеводородов с известными температурами кипения. Кривые имитированной дистилляции хорошо совпадают с результатами определения фракционного состава перегонкой при атмосферном давлении и при пониженном давлении. Для описания тяжелых фракций нефти использовали газовый хроматограф с высокотемпературным термостатом.

Метод имитированной дистилляции с помощью газовой хроматографии позволяет проводить анализ нефтяных продуктов не только быстрее и с большей степенью точности, но и требует для осуществления меньшего количества анализируемых веществ.

Атомно-абсорбционный анализ

Анализ нефтепродуктов занимает один из основных сегментов применения атомной абсорбции в анализе веществ. Типичными образцами нефтепродуктов являются сырая нефть, топливо (бензин) смазочные масла (свежеприготовленные и отработанные).

Атомно-абсорбционный анализ (атомно-абсорбционная спектрометрия), метод количественного элементного анализа по атомным спектрам поглощения (абсорбции). Через слой атомных паров пробы, получаемых с помощью атомизатора, пропускают излучение в диапазоне 190–850 нм. В результате поглощения квантов света атомы переходят в возбужденные энергетические состояния. Этим переходам в атомных спектрах соответствуют так называемые резонансные линии, характерные для данного элемента. Согласно закону Бугера – Ламберта – Бера мерой концентрации элемента служит оптическая плотность A = lg(I0/I), где I0 и I-интенсивности излучения от источника соответственно до и после прохождения через поглощающий слой.

Рисунок 1: Принципиальная схема пламенного атомно-абсорбционного спектрометра: 1-источник излучения; 2-пламя; 3-монохрома гор; 4-фотоумножитель; 5-регистрирующий или показывающий прибор.

Приборы для атомно-абсорбционного анализа – атомно-абсорбционные спектрометры – прецизионные высокоавтоматизированные устройства, обеспечивающие воспроизводимость условий измерений, автоматическое введение проб и регистрацию результатов измерения. В некоторые модели встроены микроЭВМ. В качестве примера на рисунке приведена схема одного из спектрометров. Источником линейчатого излучения в спектрометрах чаще всего служат одноэлементные лампы с полым катодом, заполняемые неоном. Для определения некоторых легколетучих элементов (Cd, Zn, Se, Те и др.) удобнее пользоваться высокочастотными безэлектродными лампами.

Перевод анализируемого объекта в атомизированное состояние и формирование поглощающего слоя пара определенной и воспроизводимой формы осуществляется в атомизаторе – обычно в пламени или трубчатой печи. Наиб. часто используют пламя смесей ацетилена с воздухом (макс. температура 2000 °С) и ацетилена с N2O (2700 °С). Горелку со щелевидным соплом длиной 50–100 мм и шириной 0,5–0,8 мм устанавливают вдоль оптической оси прибора для увеличения длины поглощающего слоя.

Трубчатые печи сопротивления изготавливают чаще всего из плотных сортов графита. Для исключения диффузии паров через стенки и увеличения долговечности графитовые трубки покрывают слоем газонепроницаемого пироуглерода. Максимальная температура нагрева достигает 3000 °С. Менее распространены тонкостенные трубчатые печи из тугоплавких металлов (W, Та, Мо), кварца с нихромовым нагревателем. Для защиты графитовых и металлических печей от обгорания на воздухе их помещают в полугерметичные или герметичные камеры, через которые продувают инертный газ (Аr, N2). Введение проб в поглощающую зону пламени или печи осуществляют разными приемами. Растворы распыляют (обычно в пламя) с помощью пневматических распылителей, реже – ультразвуковых. Первые проще и стабильнее в работе, хотя уступают последним в степени дисперсности образующегося аэрозоля. Лишь 5–15% наиболее мелких капель аэрозоля поступает в пламя, а остальная часть отсеивается в смесительной камере и выводится в сток. Максимальная концентрация твердого вещества в растворе обычно не превышает 1%. В противном случае происходит интенсивное отложение солей в сопле горелки.

Термическое испарение сухих остатков растворов – основной способ введения проб в трубчатые печи. При этом чаще всего пробы испаряют с внутренней поверхности печи; раствор пробы (объемом 5–50 мкл) вводят с помощью микропипетки через дозировочное отверстие в стенке трубки и высушивают при 100 °С. Однако пробы испаряются со стенок при непрерывном возрастании температуры поглощающего слоя, что обусловливает нестабильность результатов. Чтобы обеспечить постоянство температуры печи в момент испарения, пробу вводят в предварительно нагретую печь, используя угольный электрод (графитовую кювету) графитовый тигель (печь Вудриффа), металлический или графитовый зонд. Пробу можно испарять с платформы (графитового корытца), которую устанавливают в центре печи под дозировочным отверстием. В результате значительного отставания температуры платформы от температуры печи, нагреваемой со скоростью около 2000 К/с, испарение происходит при достижении печью практически постоянной температуры.

Для введения в пламя твердых веществ или сухих остатков растворов используют стержни, нити, лодочки, тигли из графита или тугоплавких металлов, помещаемые ниже оптической оси прибора, так что пары пробы поступают в поглощающую зону с потоком газов пламени. Графитовые испарители в ряде случаев дополнительно подогревают электрическим током. Для исключения механических потерь порошкообразных проб в процессе нагрева применяются испарители типа цилиндрических капсул, изготовленные из пористых сортов графита.

Иногда растворы проб подвергают в реакционном сосуде обработке в присутствии восстановителей, чаще всего NaBH4. При этом Hg, напр., отгоняется в элементном виде, As, Sb, Bi и других в виде гидридов, которые вносятся в атомизатор потоком инертного газа. Для монохроматизации излучения используют призмы или дифракционные решетки; при этом достигают разрешения от 0,04 до 0,4 нм.