Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Современные методы определения физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций 12
1.1 Методы исследования индивидуальных компонентов высококипящих нефтяных фракций 12
1.2 Некоторые эмпирические методы 14
1.3 Характеристика стандартных методов определения свойств высококипящих нефтяных фракций 15
1.4 Спектроскопические методы исследования нефтей и нефтяных фракций
1.4.1 Методы ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса 17
1.4.2 Применение электронных спектров в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах в исследовании свойств нефтей и нефтепродуктов 20
1.5 Применение методов электронной феноменологической спектроскопии для
изучения многокомпонентных углеводородных систем 22
1.5.1 Корреляции интегральных характеристик поглощения и свойств 23
1.5.2 Корреляции цвет-свойства 27
1.5.3 Методы определения характеристик донорно-акцепторной способности углеводородов Выводы к главе 1 34
ГЛАВА 2 Объекты и методы исследования 37
2.1 Объекты исследования 37
2.1.1 Физико-химические свойства высококипящих нефтяных фракций 37
2.1.2 Полициклические ароматические углеводороды 37
2.1.3 Растворы органических полициклических ароматических красителей 38
2.2 Лабораторные методы исследования физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций 39
2.3 Методы исследования оптических свойств 41
2.3.1 Выбор растворителя и оптимальных концентраций для определения оптических характеристик растворов 42
2.3.2 Методы электронной абсорбционной спектроскопии 44
2.3.3 Колориметрические методы 47
2.4 Методы математической статистики 51
Выводы к главе 2 53
ГЛАВА 3 Разработка методов определения физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций по интегральным оптическим характеристикам 54
3.1 Метод определения физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций по интегральному показателю поглощения 54
3.1.1. Исследование электронных спектров поглощения высококипящих нефтяных фракций в ультрафиолетовом и видимом диапазонах 55
3.1.2 Исследование корреляций интегральных показателей поглощения и физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций 56
3.2 Определение интегрального показателя поглощения высококипящих нефтяных фракций по цветовым характеристикам 61
3.3 Разработка метода определения характеристик донорно-акцепторной способности высококипящих нефтяных фракций по интегральным оптическим характеристикам 64
Выводы к главе 3 68
ГЛАВА 4 Разработка методов определения физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций по цветовым характеристикам 70
4.1 Метод определения физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций по фотоизображениям 70
4.1.1 Исследование возможности определения цветовых характеристик для стандартных источников излучения по фотоизображениям 70
4.1.1.1 Определение цветовых характеристик органических красителей по спектрам поглощения 73
4.1.1.2 Определение цветовых характеристик органических красителей по фотоизображениям 75
4.1.1.3 Исследование зависимости цветовых характеристик, определенных по спектрам и по фотоизображениям 81
4.1.1.4 Определение цветовых характеристик высококипящих нефтяных фракций по фотоизображениям 86
4.1.2 Разработка метода определения физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций по фотоизображениям растворов 89
4.2 Метод оценки концентрации углеродных парамагнитных центров по цветовым характеристикам растворов высококипящих нефтяных фракций 92
4.3 Метод определения характеристик донорно-акцепторной способности индивидуальных компонентов высококипящих нефтяных фракций по цветовым характеристикам 96
Выводы к главе 4 99
ГЛАВА 5 Практическое приложение методов оценки физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций по оптическим характеристикам в технологии нефтехимпереработки 101
5.1 Разработка практической методики оценки физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций по интегральным оптическим характеристикам 102
5.2 Разработка практической методики оценки физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций по фотографическим изображениям растворов и ее практическое применение в условиях НПЗ 112
5.3 Применение методики оценки физико-химических свойств по интегральным оптическим характеристикам в лабораторных условиях 121
5.3.1 Контроль качества гудронов и мазутов установок АВТ 121
5.3.2 Контроль качества товарных и пластовых нефтей 125
5.3.3 Контроль качества остатков термических процессов нефтепереработки 132
5.4 Применение разработанных методик для подбора растворителей асфальто-смолистых веществ 135
5.5 Контроль коксообразующей способности нефтяных остатков по эффективным характеристикам донорно-акцепторной способности, определенным оптическим методом 140
Выводы к главе 5 144
Основные выводы 145
Сокращения и условные обозначения 148
Список литературы 150
- Методы ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса
- Лабораторные методы исследования физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций
- Исследование электронных спектров поглощения высококипящих нефтяных фракций в ультрафиолетовом и видимом диапазонах
- Разработка практической методики оценки физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций по фотографическим изображениям растворов и ее практическое применение в условиях НПЗ
Методы ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса
В настоящее время для определения физико-химических свойств нефтей и нефтяных остатков [22] на производстве применяются стандартные методы, которые входят в систему Российских государственных стандартов (таблица 1 приложения 1), а также в систему международных стандартов Европейского союза и США [23]. В таблице 1 приложения 1 также представлены некоторые методы определения физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций, разработанные Американской международной организацией ASTM (American Society for Testing and Materials), издающей стандарты. Стандартные методы определения физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций основаны на экспериментальном исследовании каждого свойства в отдельности с применением специального лабораторного оборудования, соответствующего ГОСТ или иному стандарту. Несмотря на широко применение и надежность этих методов они имеют ряд недостатков: 1. трудоемкость и связанные с ней значительные временные затраты, которые варьируются от часа до суток; 2. для каждого определяемого свойства необходимо специальное лабораторное оборудование и в ряде случаев дорогостоящая аппаратура; 3. для анализа требуется значительное количество исследуемого образца, что усложняет процесс отбора проб и транспортировки в лаборатории. Это также не всегда возможно по техническим причинам, например, в случае определения источников углеводородных загрязнений воды или почвы.
Вместе с тем не существует стандартных методов для определения таких свойств как: энергия межмолекулярного взаимодействия, когезия, которая характеризует энергию активации вязкого течения, среднечисловая молярная масса, характеристики донорно-акцепторной способности (эффективный потенциал ионизации и эффективное сродство к электрону), способность нефтяного сырья к процессам конденсации, к растворимости и т.д.
Известны способы определения энергии активации вязкого течения по изотерме вязкости [24, 25] которые характеризуются трудоемкостью, так как требуется определять вязкость как минимум при трех-четырех температурах, что занимает значительное время. Для определения молярной массы известен способ криоскопии в нафталине [26, 27], суть которого заключается в определении понижения точки замерзания растворителя - нафталина. Однако в целом методы определения молярной массы слабо разработаны, так как значения этого параметра для высококипящих нефтяных фракций зависят от концентрации, температуры и множества других факторов. Такая важнейшая характеристика тяжелых нефтяных фракций как цвет определяется морально устаревшими, разработанными в конце 19 века методами ЦНТ [28].
Все это говорит о том, что необходимо разрабатывать новые, более совершенные методы для определения физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций.
Спектроскопические методы исследования нефтей и нефтяных фракций Спектроскопия изучает взаимодействия излучения с веществом (в том числе, электромагнитного излучения, акустических волн и др.). Спектр -зависимость интенсивности поглощенного или испускаемого телом излучения от энергетической характеристики этого излучения в определенном интервале частот, длин волн, энергий и т.д. Выделяют прямую и обратную задачу спектроскопии. Прямая задача спектроскопии - предсказание спектра вещества, исходя из знаний о его электронном строении, химическом качественном и количественном составе и т.д. Обратная задача спектроскопии - определение характеристик вещества по его спектрам.
Методы ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса С развитием во второй половине 20 века методов ядерного магнитного резонанса (ЯМР): ЯМР, ЯМР-13С, ЯМР-1Н и других вариантов ЯМР, методов электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) возникли новые методы исследования свойств нефтей и нефтяных фракций. Несмотря на то, что данные методы изучения физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем не являются стандартными, они являются перспективными и эффективно применяются в настоящее время. Рассмотрим основные характеристики, области применения и недостатки. Известны работы, выполненные в России в Иркутском институте органической химии Калабиным Г.А., Афониной Т.В. и другими [29-33], а также работы, выполненные в 60-70 гг. прошлого века за рубежом. Эти методы применяются для определения свойств топлив и высококипящих нефтяных фракций.
Методом ЯМР проводят определение октановых и цетановых чисел моторных топлив [34, 35] по соотношению сигналов протонов алифатических и ароматических групп. Также ЯМР применяют для исследования фрагментного состава нефтей и нефтепродуктов [36, 37] и для количественного анализа таких объектов, как нефть, уголь, древесина и продукты их переработки [30, 38]. Импульсная ЯМР спектроскопия применяется для структурного динамического анализа НДС, о составе которой судят по временам релаксации протонов в различных фазах НДС. Недостатком данного метода является не учет спин решеточного взаимодействия.
Недостатки методов ЯМР заключаются в дорогостоящем оборудовании, требующем привлечение высококвалифицированных специалистов, а также узким кругом исследуемых веществ. Существенным недостатком ЯМР методов является зависимость ширины и высоты резонансных линий от концентрации парамагнитных центров (ПМЦ). Как известно для асфальто-смолистых веществ (АСВ) [39] эта характеристика достигает 1019-1020 спин/см3. Все это накладывает ограничение на исследование асфальто-смолистых веществ методом ЯМР [40]. Метод ограничен тем, что принципиально невозможно его применять к парамагнитным веществам. При переходе к парамагнитным фракциям линии поглощения в ЯМР-спектрах уширяются и (в пределе) сливаются с фоном.
Для определения концентрации парамагнитных центров (ПМЦ) используют ЭПР спектрометр и известную [41], основанную на расчете площади ванадиловых и углеродных линий ЭПР спектров, относительно сигнала рубинового эталона:
Под руководством Унгера Ф.Г. разработан метод определения коллоидной структуры НДС, который заключается в комбинировании ЭПР и ЯМР [42]. Если говорить о развитии представлений о структуре НДС, то они развивались на протяжении всего прошлого века. По Неленштейну НДС является коллоидной системой с распределенной в дисперсионной среде (мальтены: масла и углеводороды) дисперсной фазой (высокомолекулярные асфальтены и смолы). Сюняевым Р.З. [43] введено понятие сложной структурной единицы, состоящей из ядра АСВ, окруженного сольватной оболочкой, стабилизирующей НДС. По мнению Ф.Г. Унгера [44] дисперсная фаза НДС образована за счет стабильных свободных радикалов асфальтенов, имеющих высокую энергию притяжения по отношению к другим компонентам. Таким образом, вокруг свободного радикала формируется слой, состоящих из смол, которые имеют наибольшую энергию притяжения к асфальтенам, а полициклические и парафинонафтеновые углеводороды образуют следующие оболочки и т.д. С точки зрения Ю.В. Поконовой [45] парамагнетизм асфальто-смолистых веществ определен наличием свободных стабильных радикалов (типа трифениленовых).
Комбинированным методом ЯМР и ЭПР определяют распределение веществ в ядрах и сольватных оболочках мицелл дисперсной фазы нефтяных остатков различного происхождения и нефтепродуктов в жидкой фазе. Асфальто-смолистые вещества (АСВ), которые являются дисперсионной фазой НДС, определяются по количеству ПМЦ методом ЭПР, а дисперсионная среда по методу ЯМР.
Лабораторные методы исследования физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций
Развитие данного направления было продолжено в работе [66] по определению коксуемости по Конрадсону g различных классов нефтяных остатков: прямогонных и вторичных остатков парафинистых нефтей коэффициентам поглощения в интервале длин волн 330-416 нм, для вторичных остатков – по коэффициентам поглощения в интервале длин волн 434-570 нм: . (1.14) Точность метода составляет 6-10 %. В работе [67] представлен способ определения относительной плотности тяжелых нефтепродуктов: мазутов, крекинг-остатков, гудронов и других по коэффициенту поглощения раствора нефтепродукта с концентрацией с в кювете шириной L: . (1.15)
Относительная ошибка составляет 0,08 %. Также известен спектроскопический способ определения температуры размягчения высокомолекулярных нефтяных фракций [68]. Для этого проводят измерения в спектре поглощения в диапазоне 350-600 нм, определяя удельный показатель поглощения на одной из длин волны, а температуру размягчения определяют по градуировочной зависимости: , (1.16) Для различных высокомолекулярных нефтяных фракций эта зависимость выполняется с хорошей точностью и адекватностью. Об этом свидетельствуют высокие коэффициенты корреляции (0,90-0,95) и средняя абсолютная ошибка, которая составляет 1-2 %.
В таблице 2 приложения 1 обобщена информация по корреляциям спектр-свойства. Развивая представления о сложных многокомпонентных молекулярных системах, Доломатов М.Ю. [61, 59, 64, 65] рассматривает НДС как частный случай систем с хаосом химического состава. Для таких систем характерно случайное распределение компонентного и фракционного состава по физико 26 химическим и термодинамическим свойствам. Таким образом, для НДС можно определить только средние значения физико-химического свойства. Исходя из описанной зависимости ИСО со всеми свойствами, можно заключить, что отдельные физико-химические свойства веществ также должны быть связаны между собой. Это было подтверждается установленными зависимостями коксуемости по Конрадсону и температуры размягчения. В основе метода определения коксуемости по Конрадсону q тяжелых нефтепродуктов [69] по температуре размягчения , С, лежит линейная зависимость: где А, В – численные коэффициенты в интервалах 11,50-14,67 и 0,45-0,50 соответственно, зависящие от метода определения температуры размягчения и вида нефтепродукта.
Следует отметить, что точность оценок физико-химических свойств зависит от точности определения одного показателя коэффициента поглощения при аналитической длине волны Преимущества методов, основанные на корреляциях спектр-свойства: 1. небольшие затраты времени; 2. достаточно стандартного спектрофотометра, позволяющего регистрировать спектры в УФ и видимой области; 3. не требуется сложных расчетов или трудоемких лабораторных исследований.
Очевидно, что методы, основанные на корреляциях спектр-свойства являются перспективными для исследования свойств высококипящих нефтяных фракций. Однако имеется ряд недостатков: 1. Отсутствие универсальных зависимостей для различных физико-химических свойств и классов углеводородных систем. 2. Методы, использующие интегральные показатели поглощения, разработаны для узкого класса нефтяных фракций. 3. Применение устаревшего спектроскопического оборудования. В связи с этим существует необходимость в разработке усовершенствованных методов определения физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций по интегральным оптическим характеристикам. Электронная структура веществ в значительной степени влияет на формирование их физических свойств, а с другой стороны цветовые свойства веществ обусловлены электронной структурой атомов и молекул.
Цвет — оптическая характеристика электромагнитного излучения, определяемая на основании возникающего физиологического возникающего физиологического зрительного ощущения. Иначе говоря, цвет – это суммарное ощущение, которое получает человек при попадании ему в глаз световых лучей с длинами волн в диапазоне от 380 до 780 нм.
Отсюда следует, что цвет и физико-химические свойства, безусловно, связаны между собой. Еще в 1893 году Вильгельмом Вином был установлен закон [71], согласно которому между температурой абсолютно черного тела и максимумом длины волны в электромагнитном спектре существует обратно пропорциональная связь:
Закон Вина широко используется в оптической пирометрии для дистанционного контроля высокотемпературных технологических процессов, в том числе пиролиза, термокрекинга и т.д. Это означает, что каждый цветовой тон спектра имеет свою температуру, которая может быть приближенно оценена по закону Вина. В дальнейшем Доломатовым М.Ю. и сотрудниками была показана связь цвета со многими физико-химическими свойствами веществ, в том числе углеводородных систем.
Таким образом, цвет является интегральной («феноменологической») характеристикой и наравне с интегральным показателем поглощения (или интегральной силой осциллятора) является объектом исследования ЭФС.
В работах [72-74] была впервые установлена линейная зависимость между цветовыми характеристикам и совокупностью их физико-химических свойств различных НДС:
Связь физико-химических свойств и цветовых характеристик, отраженная в зависимости (1.20), была названа корреляцией цвет–свойство. В работах [72, 74] зависимость (1.20) была установлена для следующих классов НДС: газойлей, бензинов, судовых топлив, нефтей, битумов, гудронов. Цветовые характеристики определялись для стандартных источников CIE A, B и C по электронным спектрам поглощения разбавленных растворов НДС по методике Н.С. Овечкиса [77].
Исследование электронных спектров поглощения высококипящих нефтяных фракций в ультрафиолетовом и видимом диапазонах
С целью исследования возможности определения цветовых характеристик в стандартных излучения по фотоизображениям (без использования данных о видимых спектрах) был поставлен эксперимент по регистрации фотоизображений тех же растворов красителей, что и в предыдущем разделе.
Согласно методике определения цветовых характеристик прозрачных растворов, приведенной в главе 2, цвет определяется тремя функциями: характеристикой источника света - функцией спектральной плотности стандартного источника излучения; чувствительностью глаза - функциями сложения стандартного колориметрического наблюдателя; характеристикой объекта - функцией пропускания (либо отражения, либо поглощения).
В отличие от этого цвет фотоизображения будет зависеть от реального источника света, который освещает исследуемый объект, от режима работы фотоаппарата и от его оптических функциональных характеристик. Можно заключить, что фотоизображения одного и того же объекта имеют разные цветовые характеристики в зависимости от сочетаний перечисленных выше условий.
Эти сложности были решены в рамках метода планирования эксперимента. Были выбраны следующие условия проведения эксперимента: в качестве фотографической аппаратуры использованы два современных цифровых фотоаппарата: марки Panasonic Lumix DMC-FZ50, относящийся к полупрофессиональной серии, и любительский марки Canon 115 HS с расширением 12.1 мегапикселей; в качестве источников света были выбраны 3 режима освещения: № 1 -естественный дневной свет (рассеянный солнечный свет от окна), №2 -люминесцентная лампа и №3 - вольфрамовая лампа мощностью 75 Вт.
Регистрация фотоизображений растворов органических красителей производилась в прозрачных кюветах, помещенных в специально изготовленную камеру, описанную в главе 2. Затем фотоизображения загружались в графический редактор, который позволяет получать информацию о цветовых характеристиках в колориметрической системе sRGB, которые представлены в приложении 3 в таблицах 1-3.
Для того чтобы исследовать цветовые характеристики, определенные различными способами - по спектрам и по фотоизображениям, нужно перейти к одной колориметрической системе. Нами была выбрана система XYZ и стандартный источник D65. Координаты цвета фотоизображения (Xphoto, Yphoto, Zphoto) в колориметрической системе XYZ рассчитываются с использованием известного алгебраического преобразования для перехода из системы sRGB в систему XYZ для стандартного источника D65: где qXYZphoto – цветовая характеристика фотоизображения раствора красителя в колориметрической системе XYZ: Xphoto, Yphoto или Zphoto; RsRGB, GsRGB, BsRGB – координаты соответственно красного, зеленого и синего цветов в колориметрической системе sRGB, определенные по фотоизображению. Согласно преобразованию (4.1) произведен перевод цветовых характеристик фотоизображений растворов красителей, представленных в таблицах 1-3 приложения 3, в систему XYZ (таблицы 4.2-4.4). Так как известные ранее методы предполагают связь физико-химических свойств по цветовым характеристикам, определенным из спектров, задачей дальнейшей работы является поиск зависимости между цветовыми характеристиками растворов красителей, определенных по спектрам и по фотоизображениям. Таблица 4.2 - Цветовые характеристики qXYZphoto фотоизображений отдельных растворов красителей в колориметрической системе XYZ в естественном дневном свете
Отсюда следует, что данная зависимость учитывает как различие освещения при фотосъемке от стандартного, так и особенности фотоаппаратуры. Зависимость может быть использована для корректировки цветовых характеристик фотоизображений на стандартный источник, например, D65.
Таким образом, на модельных красителях установлены зависимости, позволяющие определять цветовые характеристики для стандартных источников излучения по фотоизображениям. Это открывает возможность для дистанционного точного определения цвета, что было ранее невозможно в связи с необходимостью регистрации спектров. Кроме того, показана возможность использования различной фотографической аппаратуры и различных источников света для регистрации фотоизображений. Это говорит о возможности определения физико-химических свойств нефтяных систем по фотоизображениям. 4.1.1.4 Определение цветовых характеристик высококипящих нефтяных фракций по фотоизображениям
Поскольку структуры модельных красителей и полициклических углеводородов, которые содержатся в нефти, до конца не установлены, для высококипящих нефтяных фракций необходимо установить, применимы ли для этих систем корректировки, полученные для растворов красителей. С этой целью для 27 представителей различных классов высококипящих нефтяных фракций по видимым спектрам поглощения были определены цветовые характеристики для стандартного источника D65. Далее проведено сравнение цветовых характеристик, определенных по спектрам и по фотоизображениям с применением зависимости (4.2). Для этого выбраны корректировки для цветовых характеристик X и Y для фотоаппарата Panasonic (таблица 4.6 и таблица 4 приложения 3). Выбранные объекты характеризуется широкими диапазонами изменения физико-химических свойств, различной природой НДС и различным содержанием асфальто-смолистых веществ.
Разработка практической методики оценки физико-химических свойств высококипящих нефтяных фракций по фотографическим изображениям растворов и ее практическое применение в условиях НПЗ
Асфальтосмолопарафиновые отложения (АСПО) — тяжелые компоненты нефти, отлагающиеся на внутренней поверхности нефтепромыслового оборудования. АСПО затрудняют процессы добычи, транспорта и хранение нефти. В таких технологических процессах распространенным способом удаления отложений является применение растворителей. В настоящее время не существует однозначного решения проблемы подбора растворителей. Это также касается и малорастворимой части АСПО – асфальто-смолистых веществ (АСВ), структура и свойства которых зачастую неизвестны. С целью решения этих проблем для АСВ и органических растворителей исследована возможность применения методики оценки характеристик донорно-акцепторной способности, представленной в разделе 5.1.
Для подбора растворителей часто применяют уравнение [102, 125, 126] для активности (растворимости), где в качестве переменных участвуют характеристики донорно-акцепторной способности АСВ и сольвентов:
AS - средние изменения энтропии. Для применения зависимости (5.8) необходима информация об эффективном сродстве к электрону АСВ WА. Однако, применяемые ранее методы оценки этой характеристики АСВ требуют уточнения.
С другой стороны, интерес представляют такие многокомпонентные растворители как газойли, смеси газойлей, тяжелые газойли, средний потенциал ионизации Is которых ниже, чем у обычно применяемых растворителей: толуола, бензола, нафталина и других. Ранее такие многокомпонентные растворители не рассматривались, так как оценка донорно-акцепторной способности была затруднена в связи с недостатком информации о структуре и составе этих систем.
В связи с этим для асфальтенов, смол и газойлей целесообразно применение методики оценки характеристик донорно-акцепторной способности, которая была разработана (раздел 5.1) для высококипящих нефтяных фракций. Согласно этой методике эффективный потенциал ионизации многокомпонентных растворителей и эффективное сродство к электрону АСВ W [116] могут оцениваться по такому показателю как, например, логарифмический молярный интегральный показатель поглощения eLgs, определенный по спектру поглощения в видимой области:
В работе [116] по зависимости (5.10) была произведена оценка эффективного сродства к электрону W различных асфальтенов и смол (таблица 5.33). Впервые по зависимости (5.9) оценены эффективные потенциалы ионизации многокомпонентных растворителей (таблица 5.34).
С целью сравнения растворяющей способности различных растворителей в работе была введена относительная растворяющая способность растворителя Y как отношение теоретической растворимости в исследуемом многокомпонентном растворителе к растворимости в эталонном растворителе без учета структурных факторов (рисунок 5.5): где – потенциал ионизации эталонного растворителя, эВ. В качестве эталонного растворителя выбран толуол, потенциал ионизации которого равен 8,82 эВ. Рассчитанные по зависимости (5.11) значения относительной растворяющей способности различных многокомпонентных растворителей Y для АСВ со средним сродством к электрону представлены в таблице 5.34. Зависимость (5.11) представлена на рисунке 5.5.
Согласно расчетным данным (таблица 5.34) растворяющая способность многокомпонентных растворителей на основе газойлей и широких масляных фракций установок АВТ примерно в 6-10 раз превышает растворяющую способность толуола для АСВ.
Для подбора растворителей АСВ показана возможность применения разработанной методики определения характеристик донорно-акцепторной способности высококипящих нефтяных фракций по интегральной оптической характеристике. Это позволяет достаточно быстро производить оценки эффективного потенциала ионизации многокомпонентных растворителей и эффективного сродства к электрону АСВ, что ранее было затруднено из-за недостатка информации о строении и свойствах таких систем. Таким образом, применение методики существенно упрощает решение проблемы подбора многокомпонентных растворителей АСВ и может применяться в технологических процессах добычи, транспорта и хранение нефти. Возможны варианты многокомпонентных растворителей на основе смеси легких газойлей каталитического крекинга или широких масляных фракций установок АВТ, так как эти смеси имеют высокий эффективный потенциал ионизации.
Контроль коксообразующей способности нефтяных остатков по эффективным характеристикам донорно-акцепторной способности, определенным оптическим методом В технологических процессах производства кокса необходима оценка нефтяных остатков как сырья коксования. Такая характеристика коксообразующей способности сырья как выход кокса является одной из важнейших в таких процессах. В работах, освещенных в разделе 1.2, рассматривались некоторые спектроскопические методы, применяемые для оценки коксообразующей способности сырья. Целью данной части работы стало применение разработанной методики оценки характеристик донорно акцепторной способности высококипящих нефтяных фракций для оценки выхода кокса для нефтяных остатков различных процессов нефтепереработки.
В качестве сырья коксования из базы данных [1] выбраны 42 высококипящие нефтяные фракции: мазуты, гудроны и нефтяные остатки термических и термокаталитических процессов. Значения выхода кокса в лабораторном кубе этих систем представлены в таблице 5.35.
В известных ранее работах [65] была установлена связь коксуемости и характеристик донорно-акцепторной способности: эффективного потенциала ионизации и эффективного сродства к электрону для высококипящих нефтяных фракций, таких как нефти, гудроны, смолы, асфальтены.
