ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АНАЛИТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ

Актуальность данной работы заключается в том, что главным фактором, определяющим качество нефти, является ее химический состав. Нефть состоит из пяти основных элементов: углерода (82-87%), водорода (11-14%), серы (0,1-5%), кислорода (0,1-2%) и азота (0,01-3%). Углеводороды (алканы, циклоалканы, арены) являются основными компонентами нефти, а гетероорганические соединения в основном сосредоточены в тяжелых фракциях, особенно в ее смол-асфальтеновой части. В настоящее время из нефти получают свыше 90% всех синтезируемых органических соединений. Нефть с разных месторождений может значительно отличаться по своему составу.

---

Если вас интересует написание дипломной работы по транспорту на заказ. Обращайтесь в Work5. Мы подготовим диплом в кратчайшие сроки по низкой цене.

---

Изменение состава нефти может также происходить в ходе ее добычи в зависимости от способа разработки месторождения. Химический состав нефти определяет ее качество и напрямую влияет на выбор способа и путей ее дальнейшей переработки. Знание химического состава и свойств компонентов нефти способствует повышению нефтеотдачи пластов. Именно по этим причинам необходимо контролировать состав нефти. Степень разработанности изложенной проблемы довольно высокая. Решением вопросов, связанных с эффективным аналитическим контролем в технологии подготовки нефти, занимались в своих исследованиях многие знаменитые отечественные и зарубежные ученые. Разработаны качественные и количественные методы получения информации о химической природе и физико-химических свойствах нефти, которые широко используются на нефтеперерабатывающих заводах. Эти методы позволяют определить содержание в нефти солей, непредельных углеводородов, серы, плотность, фракционный состав, массовую долю воды, парафинов, механических примесей и многие другие параметры. Целью курсовой работы являлось изучить современные методы выполнения аналитического контроля в технологии подготовки нефти, а также получить практические навыки работы в этой области. В связи с поставленной целью необходимо решить следующие задачи: - Изучить элементарный состав нефти и познакомиться с методами определения макроэлементов и металлов; - Рассмотреть физико-химические свойства нефти и способы их измерения: - Определение плотности; - Вязкостные войства; - Поверхностное натяжение. - Изучить методы исследования нефти: - Фракционная разгонка нефти; - Определение молекулярной массы с помощью криоскопии; - Инфракрасная спектроскопия; - Ядерный магнитный резонанс; - Газовая хроматография. - Рассмотреть вопросы технологического процесса аналитического контроля при подготовке нефти; - Ознакомиться с современными системами лабораторного контроля; - Изучить требования безопасности при выполнении работ в химической лаборатории; - Описать аппаратуру, реактивы и материалы, используемые в анализе нефти; - Подготовиться к анализу; - Выполнить анализ нефти; - Обработать экспериментальные данные; - Провести оценку приемлемости полученных экспериментальных данных. Объектом исследования данной курсовой работы являлась аналитическая лаборатория на нефтеперерабатывающем предприятии. Предметом исследования являлся аналитический контроль в технологии подготовки нефти. Главными методами исследования этой темы являлись: 1) поиск и анализ литературных данных; 2) выполнение экспериментов в аналитической лаборатории. Основными источниками литературных данных были: научные статьи и книги, написанные ведущими учеными по теме исследования, техническая документация (ГОСТы и ТУ), а также результаты исследований ведущих компаний в исследуемой области. Применение современных данных позволило провести всестороннее изучение поставленных задач и найти их решение. Выполнено практическое исследование образцов нефти с помощью современных методов анализа и оборудования, что позволило получить практические навыки выполнения экспериментов. Выполнена оценка приемлемости полученных экспериментальных данных.

В процессе выполнения курсового проекта были достигнуты следующие цели: - Рассмотрен состав нефти. Нефть состоит из пяти основных элементов: углерода (82-87%), водорода (11-14%), серы (0,1-5%), кислорода (0,1-2%) и азота (0,01-3%). Углеводороды (алканы, циклоалканы, арены) являются основными компонентами нефти, а гетероорганические соединения в основном сосредоточены в тяжелых фракциях, особенно в ее смол-асфальтеновой части; - Рассмотрены основные факторы влияющие на состав нефти. Показано, что к таковым факторам относятся: место происхождения и способы добычи нефти. Установлено, что состав нефти может колебаться в широком диапазоне значений; - Изложены основные методы аналитического контроля в технологии подготовки нефти. Проработаны вопросы определения элементарного состава нефти: макроэлементов и металлов. Показаны основные способы изучения физико-химических свойств нефти: определение плотности, вязкостные свойства, поверхностное натяжение. Изучены методы исследования нефти: метод фракционной разгонки нефти, определение молекулярной массы образцов методом криоскопии, метод инфракрасной спектроскопии, метод ядерного магнитного резонанса, газовая хроматография; - Изложены основные принципы, лежащие в основе аналитического контроля качества нефти; - Исследованы вопросы, связанные с работой системы лабораторного контроля. Найдено, что основным назначением ЛИМС является получение достоверной информации о результатах испытаний и оптимизации управления этой информацией с целью обеспечения принятия корректных и своевременных управленческих решений. ЛИМС позволяет регистрировать и идентифицировать образцы, поступающих в лабораторию. Управлять заданиями на проведение исследования и поддерживать ручное и автоматическое взаимодействие с лабораторным оборудованием (анализаторами) в части формирования заданий для анализаторов и получения результатов исследований, обрабатывать и доставлять результаты (верификация, печать, передача в другие системы и т. д. полученных результатов исследований). ЛИМС позволяет эффективно вести внутренний контроль качества, управлять складскими запасами (расходные материалы и реагенты, контроль запасов и сроков годности). - Приведено и описано основное оборудование, используемое для анализа качества нефти: ареометры, пикнометры, вискозиметры, дистилляционные установки, крион-1, ИК-спектрометры, ЯМР-спектрометры, хроматографы; - Приведены хроматограммы нефти; - Произведен расчет физико-химических показателей нефти и определен ее фракционный состав: содержание углеводородов, асфальтенов и смол. Установлено, что исследуемый образец нефти относится к типу легких, сернистых. Для нее характерно высокое содержание углеводородов (90 %), асфальтенов и смол (12,3%); - автором работы получены навыки выполнения аналитического контроля качества нефти. Важно отметить, что все цели поставленные автором курсовой работы достигнуты с положительным результатом.

1. ГОСТ 31378-2009. НЕФТЬ. Общие технические условия // Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. M.: Стандартинформ, 2009 - 40 c. 2. ГОСТ 400-80 ТЕРМОМЕТРЫ СТЕКЛЯННЫЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НЕФТЕПРОДУКТОВ. Технические условия // Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. М.: Стандартинформ, 2008 - 34 c. 3. ГОСТ 18481-81. НЕФТЬ И НЕФТЕПРОДУКТЫ. Методы определения плотности // Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. M.: Стандартинформ , 2007 - 50 c. 4. ГОСТ 3900-85. НЕФТЬ И НЕФТЕПРОДУКТЫ. Методы определения плотности // Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. M.: Стандартинформ, 2006 - 40 c. 5. ГОСТ 10157–79 АРГОН ГАЗООБРАЗНЫЙ И ЖИДКИЙ Технические условия // М.: ИПК Издательство стандартов, 1998 - 41 c. 6. ГОСТ 9293 АЗОТ ГАЗООБРАЗНЫЙ И ЖИДКИЙ. Технические условия // Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. М.: Стандартинформ, 2007 - 32 с. 7. ГОСТ 17433. Промышленная чистота. СЖАТЫЙ ВОЗДУХ. Классы загрязненности // Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совмине СССР. - Изд. официальное. - Москва: Изд-во стандартов, 1981 - 4с. 8. ГОСТ 33-2016. НЕФТЬ И НЕФТЕПРОДУКТЫ. ПРОЗРАЧНЫЕ И НЕПРОЗРАЧНЫЕ ЖИДКОСТИ. Определение кинематической и динамической вязкости // Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. M.: Стандартинформ, 2016 - 55 c. 9. ГОСТ 33-2000. Нефтепродукты. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости. // Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. M.: Стандартинформ, 2008 - с. 23. 10. ГОСТ 3900-85. Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности // Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. M.: Стандартинформ, 2006 - 110 c. 11. ОСТ 153-39.2-048 НЕФТЬ ТИПОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ И СЕПАРИРОВАННЫХ НЕФТЕЙ Объем исследований и формы представления результатов // Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. M.: Стандартинформ, 2003 - 94 c. 12. ТУ 25-2021.003-88. Термометры ртутные стеклянные лабораторные. Технические условия // Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. M.: Стандартинформ, 2007 - 40 c. 13. Акылбеков, Н. И. Исследование состава и свойств нефти приаралья / Н. И. Акылбеков, М. Б. Омирзакова, Н. О. Аппазов // Булатовские чтения. – 2018. – Т. 5. – С. 46-50. 14. Аюрова, А. М. Низкомолекулярные азотистые основания и сернистые соединения в высокопарафинистых высокосмолистых нефтях / А. М. Аюрова, Н. Н. Герасимова // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2015. – Т. 326. – №. 7. – С. 89-95. 15. Абдрафикова, И. М. Структурно-групповой состав продуктов конверсии тяжелой Ашальчинской нефти методом ИК-Фурье спектроскопии / И. М. Абдрафикова // Вестник Казанского технологического университета. – 2013. – Т. 16. – №. 7. – С. 237-242. 16. Бейзель, Н.Ф. Атомно-абсорбционная спектрометрия / Н.Ф. Бейзель. – Новосибирский государственный университет, 2008. – 72с. – ISBN 978-5-94356-750-617. Гордадзе Г. Н. Хроматомасс-спектрометрия в анализе углеводородов нефти и продуктов ее переработки / Г. Н. Гордадзе, М. В. Гируц, А. Р. Пошибаева. – ИЦ: РГУ нефти и газа, 2015. – 334с. – ISBN 878-5-91961-241-4.00111-2 18. Зауэр, Е. А. Современные автоматические CHNS/O/X-анализаторы органических соединений / Е. А. Зауэр // Аналитика и контроль. – 2018. – Т. 22. – №. 1. – С. 6-19. 19. Зинченко, И. А. Исследования физико-химических свойстви компонентного состава нефти Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения / И. А. Зинченко // Вести газовой науки. – 2011. – Т. 6. – №. 1 – С. 16-25. 20. Кожевников И. С. Реокинетика фазовых превращений нефтяных систем и гелеобразующих составов: дис. ... канд. техн. наук.- Томск., 2019.- [сайт]. http://www.ipc.tsc.ru/dissovet/dissertacii/%d0%9a%d0%be%d0%b6%d0%b5%d0%b2%d0%bd%d0%b8%d0%ba%d0%be%d0%b2/%D0%9A%D0%BE%D0%B6%D0%B5%D0%B2%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%B2_%D0%94%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F.pdf (дата обращения: 08 апреля 2022). 21. Калинина, Т. В. Состав и свойства асфальтенов после воздействия ультразвуковым полем: магистерская диссертация по направлению подготовки: 04.04. 01-Химия. / Калинина Т. В. – 2019. – 80 с. – Текст: электронный // Томск [сайт]. – https://vital.lib.tsu.ru/vital/access/services/Download/vital:9238/SOURCE01 (дата обращения: 09.04.2019). 22. Медицинская энциклопедия [Электронный ресурс]. Толуол. ‒ Электрон. дан. ‒ М., 2007-2015. ‒ URL: http://www.medical-enc.ru/18/toluol.shtml (дата обращения 08 апреля 2022). 23. Перьков, Ю.Н., Андрющенко, Р.А. Комплексная автоматизация управления качеством продукции на нефтеперерабатывающем заводе / Ю.Н. Перьков, Р.А. Андрющенко - Текст : электронный // Аврора ИТ [сайт]. – 2012. – 2 февраля – URL. http://www.avrora-it.ru/content/articles/index.php?ELEMENT_ID=2611 (дата обращения: 08 апреля 2022). 24. Рыскулова, Г.Р. Исследование состава асфальтенов высоковязких нефтей методом ик-спектроскопии / Г.Р. Рыскулова, Р.Н. Ширяева, Д.В. Серебренников // Вестник Башкирского ун-та. – 2016. – Т. 21. – № 4. – С. 928–930. 25. Rakhmatullin, I. High-resolution NMR study of light and heavy crude oils “structure-property” analysis / I. Rakhmatullin // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – IOP Publishing, 2018. – Т. 155. – №. 1. – С. 012014. 26. Разживин, Е. А. ЕАЕ.LIMS. Новая российская лабораторная информационная система / Разживин, Е. А. - Текст : электронный // ООО «ЕАЕ-Консалт»: [сайт]. – 2017. – 15 марта – URL: https://magazine.neftegaz.ru/articles/tekhnologii/542243-eae-lims-novaya-rossiyskaya-laboratornaya-informatsionnaya-sistema/ (дата обращения: 08 апреля 2022). 27.Санкт-Петербуржская государственная химико-фармацевтическая академия [Электронный ресурс]: Инструкция по технике безопасности. ‒ Электрон. дан. ‒ СПб, 2016. ‒ URL: http://biochem.pharminnotech.com/home/instrukcia-po-tehnike-bezopasnosti (дата обращения 08 апреля 2022) 28. Торломоева, А. Э. Химический состав нефти Крапивинского месторождения / А. Э. Торломоева // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2015. – Т. 326. – №. 2. – С. 48-55. 29. Химико-фармацевтическая академия [Электронный ресурс]: Работа с лекговоспламенящимися жидкостями. ‒ Электрон. дан. ‒ М., 2008 ‒ 2009. ‒ URL: http://www.fptl.ru/tehnika_bezopasnosti/lvg_02.html (дата обращения 08 апреля 2022). 30. Чемоданов, А. Е. Групповой состав нефти и методы его изучения / А. Е. Чемоданов // Казань: Казан. ун-т. – 2018. - 21 с