нефти газавых. Б.П.ТАРАСОВА. Учебное пособие СанктПетербург 2016 министерство образования и науки
 Скачать 2.41 Mb.
|
Газоводонефтяные эмульсии (ГВНЭ)В лабораторной практике и при контроле в потоке всегда существует угроза мгновенного образования ГВНЭ. Для изучения этого фактора в циркуляционной установке-диспергаторе (рис 1) был предусмотрен ввод газа (воздух, азот, углеводороды С1-С4) и насыщение ВНЭ этим газом при заданной температуре в диапазоне от (-5) до (+37,8) °С. После насыщения пробу с растворенным в ней газом отбирали и измеряли парциальные давления паров нефти (нефтепродукта) и растворенных газов по методике рис 3а.  Рисунок 3а. Определение парциальных давлений компонентов нефти (нефтепродукта) по ASTM D 6378 на анализаторе EROVAP (США).   Объем растворенного воздуха, см3
  Парциальное давление воздуха Затем парциальное давление растворенного газа по закону Бойля- Мариотта пересчитывали в объем свободного газа, растворенного в данном объеме пробы при нормальных условиях (объемную долю). На рисунке 3б представлены зависимости этого объемной доли от температуры пробы для нефти (аналогична зависимость для бензина и дизельного топлива, насыщенных воздухом). Например, при 0 °С в нефти сорта REBCO растворен объем воздуха, составляющий до 40 % от объема пробы; при 37, 8 °С растворенный воздух отсутствует. Для бензина и дизельного топлива цифры того же порядка. В случае чистого азота эти значения на 30 % меньше (кислород лучше растворим в жидких углеводородах). В случае насыщения углеводородными газами полученные значения возрастают в разы в связи с ростом сродства молекул газа и углеводородной матрицы (закон Генри). Таким образом, приведение к нормальным условиям холодной пробы нефти, насыщенной воздухом, азотом или углеводородными газами С1-С4 (плюс механическое перемешивание), автоматически запускается процесс выделения газовых пузырьков с образованием ГВНЭ. Объемная доля растворенных газов при рабочих давлениях в трубопроводах в десятки раз превышает значения при нормальных условиях. Для ВНЭ, отобранных из трубопровода под избыточным давлением, на выходе пробоотборных устройств мы получаем пересыщеннуюГВНЭ, которая затем частично разрушается, превращаясь в насыщенную ГВНЭ при нормальных условиях. Большая часть измерительных технологий: расход, плотность, вся диэлькометрия (ѐмкостная и радиоволновая), микроволновые, спектральные и рентгенофлуоресцентные методы, вольюметрия, - критически зависимы от образования ГВНЭ. Поэтому международные документы по стандартизации и стандарты запрещают измерения расхода и состава в ГВНЭ, как недостоверные. В лабораторных стандартах в качестве аксиомы принимают, что ГВНЭ разрушена и в процессе подготовки пробы превратилась в однородную ВНЭ. Это утверждение далеко от истины. С помощью установки ИЭТ-06-09 изучена кинетика выделения свободного воздуха смеси пропан-бутан при тепловом скачке до 20 и 35 °С. Показано, что скачок температуры сопровождается образованием микропузырьков газа in situ (в момент выделения) с образованием ГВНЭ стабильных в течение десятков минут для воздуха (рис 3в) или часа и более для газов С3-С4. Последовательное разрушение сначала менее стабильной ГВНЭ, затем ВНЭ в процессе измерения приводит к экстремальной зависимости показаний диэлькометра от времени наблюдения при измерении влаги (рис 3г). Две ветви функции соответствуют разрушению ГВНЭ (восходящая ветвь) и наложенному на этот процесс расслаиванию ВНЭ (нисходящая ветвь). В приведенной серии наблюдений невозможно понять, где находится действительное значение показателя (очевидная невозможность измерения). Влияние мелкодисперсных ГНВЭ более коварно: это систематический сдвиг результатов при стабилизации показаний, если время жизни ГВНЭ более времени наблюдения. Эти закономерности в лабораторной практике и при измерении массы в резервуарах косвенным статическим методом описаны нами в работе. В таких случаях мы гарантированно попадаем в область задач с неопределенными входными величинами (с нечеткой логикой). Необходимы: пропись условий пробоподготовки (разработанный нами стандарт); разработка специализированных стандартов по подготовке неоднородных проб, или внесение дополнений в действующие стандарты (до настоящего момента они отсутствуют). Контрольные вопросы к разделу 4. Что такое «балластные компоненты нефти»? Поясните физико-химические основы поведения проб нефти? Опишите изменение структуры водонефтяной эмульсии по мере увеличения доли воды в смеси с нефтью. Опишите изменения в структуре и поведении нефтяных газоводонефтяных эмульсий по сравнению с водонефтяными. Где может крыться ошибка аналитика при работе с пробами нефти? |