Cuantificarea oxidării la temperatură scăzută a uleiului ușor și a fracțiunilor SAR ale acestuia cu TG - DSC și
Școala de inginerie petrolieră, China University of Petroleum (China de Est), Qingdao, Shandong, China
Ingineria sistemelor petroliere, Facultatea de Inginerie și Științe Aplicate, Universitatea din Regina, Regina, SK, Canada
Școala de inginerie petrolieră, China University of Petroleum (China de Est), Qingdao, Shandong, China
McDougall School of Petroleum Engineering, Universitatea din Tulsa, Tulsa, OK, SUA
Ingineria sistemelor petroliere, Facultatea de Inginerie și Științe Aplicate, Universitatea din Regina, Regina, SK, Canada
Corespondenţă
Daoyong Yang, Ingineria sistemelor petroliere, Facultatea de Inginerie și Științe Aplicate, Universitatea din Regina, Regina, SK S4S 0A2, Canada.
Școala de inginerie petrolieră, China University of Petroleum (China de Est), Qingdao, Shandong, China
Ingineria sistemelor petroliere, Facultatea de Inginerie și Științe Aplicate, Universitatea din Regina, Regina, SK, Canada
Școala de inginerie petrolieră, China University of Petroleum (China de Est), Qingdao, Shandong, China
McDougall School of Petroleum Engineering, Universitatea din Tulsa, Tulsa, OK, SUA
Ingineria sistemelor petroliere, Facultatea de Inginerie și Științe Aplicate, Universitatea din Regina, Regina, SK, Canada
Corespondenţă
Daoyong Yang, Ingineria sistemelor petroliere, Facultatea de Inginerie și Științe Aplicate, Universitatea din Regina, Regina, SK S4S 0A2, Canada.
Abstract
1. INTRODUCERE
DSC: Temperatura crește la 950 ° C de la 20 ° C la o rată de 10, 20 și 30 ° C/min la presiunea atmosferică
TGA: Temperatura este crescută la 750 ° C de la 20 ° C la o rată de 20 ° C/min la presiunea atmosferică
Experiment static: 70‐150 ° C, 10‐20 MPa;
Experiment dinamic: 60 ° C, 16 MPa
Opt probe de hidrocarbură de parafină pură
Două țiței ușoare (38 și 30 ° API)
PDSC: Temperatura este crescută la 580ºC de la 40ºC la o rată de 10ºC/min la o presiune de 232 kPa;
Experimentul reactorului: 130‐230ºC, 30‐1300 kPa
TG: Temperatura este crescută la 800ºC de la 40ºC la o rată de 10ºC/min la presiunea atmosferică
PDSC: Temperatura este crescută la 580ºC de la 40ºC la o rată de 10ºC/min la presiuni de 233 și 2853 kPa
Experiment LTO: 225ºC, 430‐1500 kPa
Experiment static: 90ºC, 14‐15 MPa;
TG/DTA: Temperatura crește la 650 ° C de la 25 ° C la o rată de 10 ° C/min la presiunea atmosferică
Experiment de oxidare izotermă: 120ºC, 14‐15 MPa;
TG/DTG: Temperatura a crescut la 700ºC de la 32ºC la o rată de 10ºC/min la presiunea atmosferică
În această lucrare, s-au dezvoltat tehnici experimentale și teoretice pentru a identifica mecanismele LTO pentru uleiul ușor în timpul inundațiilor de aer prin analiza cuprinzătoare a stabilității termice și a procesului de oxidare a țițeiului și a fracțiunilor SAR. Experimental, testele TG - DSC au fost efectuate pentru a determina stabilitatea termică prin analiza schimbărilor în pierderea în greutate și comportamentul exoterm. Prin aplicarea testelor TG - FTIR, produșii de oxidare în timp real ai țițeiului și fracțiunilor SAR sunt apoi determinați pentru a identifica factorii cheie care domină procesul de reacție LTO. Teoretic, se analizează relația proprietății de oxidare între țițeiul și fracțiunile acestuia și apoi se dezvoltă un model de reacție bazat pe teoria peroxidării și teoria reacției radicalilor liberi pentru a reproduce mecanismele LTO.
2 EXPERIMENTAL
2.1 Materiale
În acest studiu, un ulei ușor produs dintr-un rezervor strâns din câmpul petrolier Changqing din China a fost colectat și utilizat pentru efectuarea experimentelor. Proprietățile fizice ale uleiului și fracțiunilor sale SARA sunt prezentate în tabelul 2. Este demn de remarcat faptul că oxidarea asfaltenelor nu este inclusă în această cercetare datorită faptului că starea asfaltenilor dintr-un țiței este complet diferită de cea a asfalteni separați de țițeiul. 33, 34 Aerul compus din 21,0 mol% oxigen și 79,0 mol% azot este furnizat de Qingdao Tianyuan Gas Company. Alumina neutră, de calitate reactivă ‐Pentanul, toluenul HPLC, metanolul HPLC și tetrahidrofuranul HPLC utilizat în separarea fracției SARA sunt furnizate de Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.
| Densitate (g/cm3) | 0,850 | n/A |
| Vâscozitate la 70 ° C (mPa.s) | 2.14 | n/A |
| Compoziția SARA (% în greutate) | ||
| Saturează | 70,91 | Lichid incolor |
| Aromatice | 16.07 | Lichid lipicios galben sau roșu |
| Rășini | 9,78 | Lichid vâscos maro |
| Asfaltene | 3.24 | Pulbere fragilă neagră solidă |
2.2 Configurare experimentală
În acest studiu, un cuptor cu vid (YZF - 6032; Shanghai Yaoshi Instrument Equipment Factory), un bilanț analitic (AB105; Shanghai Precision Instrument Company) și un dispersor cu ultrasunete (Scientz - 2400F; SCIENTZ) sunt utilizate pentru a separa țițeiurile ușoare în Fracțiuni SARA. Temperaturile de funcționare ale cuptorului cu vid sunt de la temperatura camerei până la 250 ° C, cu o precizie a temperaturii de 0,1 ° C și un vacuum final -1 și o precizie de absorbție mai bună de 0,05%.
2.3 Proceduri experimentale
2.3.1 Separarea fracțiilor SARA
Uleiul brut a fost separat în fracțiuni SARA în conformitate cu o procedură analitică modificată utilizată de Freitag și colab. 35 de asfalteni au fost recuperați din ulei prin dispersie cu ultrasunete în 40 de volume de ‐Pentan, floculare peste noapte și filtrare prin hârtie de filtru de 0,8 - μm, în timp ce solventul rămas a fost îndepărtat prin evaporare într-un cuptor cu vid. Fracțiunile de saturați, aromatici și rășini au fost ulterior separate de malteni (adică uleiul rezidual după îndepărtarea asfaltenilor) printr-o procedură de cromatografie lichidă modificată pe un ambalaj de alumină. Saturații au fost eluați din coloana de alumină folosind ‐Pentan, aromele au fost separate folosind toluen și rășinile au fost eluate cu un amestec de 12,5 vol% metanol și 87,5 vol% tetrahidrofuran. Solvenții rămași au fost eliminați din fracțiile izolate prin evacuare într-un cuptor cu vid. În timpul procesului de purificare și răcire a fracțiunilor, azotul a fost utilizat pentru a preveni oxidarea fracțiilor SARA.