Газизов, Эдуард Гамисович. Установка и ЯМР методика контроля содержания асфальтенов, смол и парафинов в нефтях и битумах при одновременном оптическом облучении

brief description

Газизов, Эдуард Гамисович. Установка и ЯМР методика контроля содержания асфальтенов, смол и парафинов в нефтях и битумах при одновременном оптическом облучении : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.13 / Газизов Эдуард Гамисович; [Место защиты: Казан. гос. энергет. ун-т].- Казань, 2012.- 159 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/1858

ФГБОУ ВПО Казанский государственный энергетический университет
На правах рукописи
Газизов Эдуард Гамисович
УСТАНОВКА И ЯМР МЕТОДИКА КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ
АСФАЛЬТЕНОВ, СМОЛ И ПАРАФИНОВ В НЕФТЯХ И БИТУМАХ
ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ОПТИЧЕСКОМ ОБЛУЧЕНИИ
Специальность: 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды,
веществ, материалов и изделий
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор
Катаев Р.С.
Казань - 2012
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список терминов, условных обозначений и сокращений 5
Введение 7
ГЛАВА 1.
Обзор. Нефтяные дисперсные системы
1.1. Асфальто-смолисто-парафинистые соединения в нефтях 14
1.1.1. Парафиновые углеводороды 14
1.1.2. Смолистые соединения 14
1.1.3. Асфальтены 16
1.2. Модели асфальтено-смолисто-парафинистых веществ в нефтяных
дисперсных системах 18
1.3. Фазовые переходы в нефтяных дисперсных системах 26
1.4. МЕТОДЫ И АНАЛИЗАТОРЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА
АСФАЛЬТЕНО-СМОЛИСТО-ПАРАФИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ 28
1.4.1. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР высокого
разрешения) ...33
1.4.2. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) 34
1.4.3. Методы и анализаторы для количественного определения
асфальто-смолисто-парафиновых соединений 36
1.4.4. Изучение процессов структурообразования в углеводородном сырье
методами ЯМР ВР, ЯМР-релаксометрии и ЭПР 39
1.4.5. Структурно-групповой анализ углеводородов и нефтяных
дисперсных систем методами ЯМР ВР и ЭПР 39
1.5. ЯМР-РЕЛАКСОМЕТРИЯ УВ, НЕФТЕЙ И НЕФТЕПРОДУКТОВ 41
1.5.1. Нефтяные остатки - мазуты, гудроны, битумы, коксы 45
1.5.2. АППАРАТУРА ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА 48
1.6. ВЛИЯНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ В ВИДИМОЙ И БЛИЖНЕЙ
ИНФРАКРАСНОЙ (БИК) ОБЛАСТИ СПЕКТРА 50
1.6.1. История развития квантовой электроники и оптоэлектроники 50
з
1.6.2. Многоуровневые схемы получения инверсной населенности 51
Выводы по результатам обзора 54
Постановка задачи 56
ГЛАВА 2.
Образцы. Аппаратурное и методическое обеспечение исследований. Метрология
2.1. Образцы 58
2.2. Аппаратура для измерений ЯМР-параметров 59
2.2.1. Лабораторный релаксометр ЯМР 09/РС 60
2.2.2. Источники излучения 73
2.2.3. Температурные датчики 75
2.3. Метрологическое обеспечение достоверности измерений 77
2.3.1. Определения погрешностей в средстве измерения 77
2.3.2. Обработка результатов измерений .81
2.3.3. Погрешности при измерениях релаксометрами ЯМР. 82
2.3.4. Погрешности обработки результатов измерений 84
2.3.4. Погрешности пробоотбора ..88
ГЛАВА 3.
Анализ влияния лазерного облучения на структурно-динамические параметры ядерной магнитной релаксации
3. Влияние лазерного облучения на энергии активации 90
3.1. Экспериментальные результаты 90
3.2. Эффект воздействия лазерного облучения на времена релаксации....91
3.3. Влияние облучения на температурные зависимости времен
релаксации 95
3.4. Влияние облучения на временные зависимости времен релаксации. 100
3.5. Влияние облучения на времена релаксации битума в процессе его
равновесного охлаждения (остывания) 103
3.6. Теоретическая интерпретация эффекта инкремента времен релаксации
под действием электромагнитного облучения 107
Выводы к главе 3 111
ГЛАВА 4.
Методики экспресс-анализа концентрации асфальтенов, смол, парафинов по данным ямр параметров и реализация способа
4.1. Методики экспресс-контроля концентрации асфальтенов, смол
и парафинов по данным метода ядерного магнитного резонанса 114
4.2. Примеры реализации способов анализа асфальто-смолисто-парафиновых
соединений в нефтях и битумах 123
4.2.1. Реализация способа и устройства при определении в нефтях
полиароматических соединений, входящих в состав асфальтенов 123
4.2.2. Реализация способа и устройства при определении в нефтях
парафиновых соединений 127
4.2.3. Реализация способа и устройства при определении в нефтях
смолистых соединений 130
Основные результаты и выводы 135
Список литературы 138
Приложения 153

bibliography

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. Впервые обнаружено явление роста времен релаксации протонов асфаль-тенов, смол и парафинов под действием светового облучения нефтей и биту-мов в видимой и ближней ИК-области спектра их поглощения.
2. Экспериментально обоснован способ экспресс-контроля содержания ас-фальтенов, парафинов и смол в нефтях и битумах на основе ЯМР- релаксометрии при воздействии на образцы облучением в видимой и ближ¬ней ИК-области спектра, основанный на изучении корреляции между при¬ростом времен спин-спиновой релаксации и концентрациями асфальтенов, смол и парафинов. Получен патент на способ и устройство оперативного контроля фракций органических соединений в их смесях.
3. Разработана и создана установка для экспресс-контроля ЯМР-параметров, состоящая из релаксометра ЯМР, температурного датчика и источников из-лучения в видимой и ближней ИК-области спектра.