metrologicheskoe-obespechenie-metoda-opredeleniya-gruppovogo-himicheskogo-sostava-karbonovoy-nefti-na-hromatografe-gradient-m

УДК 543.544.7
DOI: 10.17122/bcj201838485
Л. А. Кашапова (магистрант), А. Б. Марушкин (к.т.н., доц.), Г. М. Сидоров (д.т.н., проф.),
И. Г. Лапшин (асп.), В. С. Пручай (к.т.н, доц.)*
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕТОДА
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРУППОВОГО ХИМИЧЕСКОГО
СОСТАВА КАРБОНОВОЙ НЕФТИ
НА ХРОМАТОГРАФЕ «ГРАДИЕНТ1М»
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
кафедра технологии нефти и газа, *кафедра автоматизации технологических процессов и производств
450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (347) 2431977, email: leisan80694@mail.ru, kaskad@ufanet.ru
L. A. Kashapova, A. B. Marushkin, G. M. Sidorov, I. G. Lapshin, V. S. Pruchai
METROLOGICAL SUPPORT OF THE METHOD
OF DETERMINING GROUP CHEMICAL COMPOSITION
OF CARBON OIL ON THE CHROMATOGRAPH
«GRADIENT1M»
Ufa State Petroleum Technological University
1, Kosmonavtov Str., 450062, Ufa, Russia; ph. (347) 2431977, email: leisan80694@mail.ru, kaskad@ufanet.ru
Äàííûå ïî ãðóïïîâîìó õèìè÷åñêîìó ñîñòàâó
íåôòè èñïîëüçóþòñÿ â ðàñ÷åòàõ ïðîöåññîâ íåôòåïåðåðàáîòêè. Ìåòîäîì æèäêîñòíîé âûòåñíèòåëüíîé õðîìàòîãðàôèè íà õðîìàòîãðàôå «Ãðàäèåíò-Ì» â óñëîâèÿõ ïîâòîðÿåìîñòè ïðîàíàëèçèðîâàíà êàðáîíîâàÿ íåôòü îäíîãî èç ìåñòîðîæäåíèé Òàòàðñòàíà. Äëÿ óìåíüøåíèÿ ïîãðåøíîñòåé çàìåðîâ, ñâÿçàííûõ ñ èñïàðåíèåì ëåãêèõ
ôðàêöèé ïî õîäó âûïîëíåíèÿ àíàëèçîâ, îò íåôòè îòãîíÿëàñü ôðàêöèÿ í.ê.–200 îÑ. Ðàçáðîñ
âåëè÷èí ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîãî îòêëîíåíèÿ îòíîñèòåëüíî èñòèííîãî ñîñòàâëÿåò ó óãëåâîäîðîäîâ 0.06–0.36 % , à äëÿ ñìîë è àñôàëüòåíîâ –
0.21–0.67 %. Òàêèì îáðàçîì, ïîâòîðÿåìîñòü çàìåðîâ ãðóïïîâîãî õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà êàðáîíîâîé íåôòè íàõîäèòñÿ íà ïðèåìëåìîì óðîâíå,
à ìåòîä àíàëèçà ìîæåò ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê íàäåæíûé ðàáî÷èé èíñòðóìåíò.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ãðóïïîâîé õèìè÷åñêèé ñîñòàâ
êàðáîíîâîé íåôòè; ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå çàìåðîâ; õðîìàòîãðàô «Ãðàäèåíò-Ì».
Äàííûå î ãðóïïîâîì õèìè÷åñêîì ñîñòàâå
íåôòè èñïîëüçóþòñÿ â ðÿäå ðàñ÷åòîâ, íàïðèìåð,
êèíåòèêè òåðìîäåñòðóêòèâíûõ ïðîöåññîâ 1. Ðåñóðñû êàðáîíîâûõ íåôòåé, íàïðèìåð, â Òàòàðñòàíå çíà÷èòåëüíû è èõ ìåñòîðîæäåíèÿ ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê ïåðñïåêòèâíûå.
Ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå ïîâòîðÿåìîñòè çàìåðîâ ãðóïïîâîãî õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà êàðáîíîâîé íåôòè, âûïîëíåííûõ íà õðîìàòîãðàôå «Ãðàäèåíò-Ì» 2, ðàíåå íå ïðîèçâîäèëîñü è ÿâëÿåòñÿ ïðåäìåòîì èññëåäîâàíèÿ.
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ 24.05.18
84
Data on the group chemical composition of oil are
used in calculations of oil refining processes.
Liquid carbon chromatography on a Gradient-M
chromatograph under conditions of repeatability
analyzed the carbon oil of one of the deposits of
Tatarstan. To reduce measurement errors
associated with the evaporation of light fractions
during the analysis, oil fraction fraction was
distilled to 200 îC. The spread of the mean square
deviation in relation to the true deviation is 0.06–
0.36 % for hydrocarbons, and 0.21–0.67 % for
resins and asphaltenes. Thus, the repeatability of
measurements of the group chemical composition
of the carbon oil is at an acceptable level, and the
analytical method can be regarded as a reliable
working tool.
Key words: chromatograph «Gradient-M»;
group chemical composition of carbon oil;
standard deviation of measurements.
Ìàòåðèàëû è ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ
 ðàáîòå èñïîëüçîâàëñÿ õðîìàòîãðàô ïðîèçâîäñòâà Èíñòèòóò íåôòåõèìïåðåðàáîòêè ÐÁ
(ã. Óôà), îñíàùåííûé ñòåêëÿííîé êîëîíêîé
äëèíîé 300 è äèàìåòðîì 1.2 ìì. Ïðè âûïîëíåíèè àíàëèçîâ ðóêîâîäñòâîâàëèñü ìåòîäè÷åñêèìè ðåêîìåíäàöèÿìè 3. Àêòèâíîñòü ñèëèêàãåëÿ
âî âñåõ çàìåðàõ îäèíàêîâàÿ.
Äëÿ óìåíüøåíèÿ ïîãðåøíîñòè çàìåðîâ,
ñâÿçàííûõ ñ èñïàðåíèåì ëåãêèõ ôðàêöèé â
õðîìàòîãðàôå ïî õîäó âûïîëíåíèÿ àíàëèçà, èç
íåôòè áûëà óäàëåíà ôðàêöèÿ í.ê.–200 îÑ 4.
Башкирский химический журнал. 2018. Том 25. № 3
Таблица
Среднеквадратичные отклонения повторяемости S
для результатов замера группового химического состава карбоновой нефти
Результаты измерений, % мас.
S,
Групповой
X,
%
химический состав нефти
1
2
3
% мас.
Углеводороды:
парафино-нафтеновые
41 .2
41 .0
40 .5
40 .9
0 .36
моноциклические ароматические
11 .5
11 .3
11 .5
11 .4
0 .12
бициклические ароматические
10 .1
10 .1
10 .0
10 .1
0 .06
полициклические ароматические
23 .3
23 .5
23 .0
23 .3
0 .25
Смолы:
толуольные
4 .0
3 .6
4 .9
4 .2
0 .67
спирто-толуольные
7 .6
8 .0
7 .9
7 .8
0 .21
Асфальтены
2 .3
2 .5
2 .2
2 .3
0 .15
Àñôàëüòåíû â àíàëèçèðóåìîé ïðîáå îïðåäåëÿëèñü êàê íåðàñòâîðèìûå â èçîîêòàíå.
Îäèí è òîò æå îïåðàòîð çà êîðîòêèé ïðîìåæóòîê âðåìåíè íà îäíîì è òîì æå õðîìàòîãðàôå ïðîèçâîäèë òðè ïàðàëëåëüíûõ çàìåðà
ãðóïïîâîãî õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà íåôòè, ÷òî
ñîîòâåòñòâîâàëî êðèòåðèþ «ïîâòîðÿåìîñòü»,
ïðåäóñìîòðåííîãî ÃÎÑÒ Ð ÈÑÎ 5725-1-2002 5.
Ðåçóëüòàòû çàìåðîâ ïðèâåäåíû â òàáë.
Ðåçó ëü òà òû è èõ îáñ óæäåíèå
Äëÿ îöåíêè òî÷íîñòè îïðåäåëåíèÿ ãðóïïîâîãî õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà áûëè ðàññ÷èòàíû
ñðåäíåêâàäðàòè÷íûå îòêëîíåíèÿ, ïîêàçûâàþùèå, íàñêîëüêî èñòèííîå çíà÷åíèå èçìåðÿåìîé
âåëè÷èíû îòëè÷àåòñÿ îò ýêñïåðèìåíòàëüíîãî.
Ñðåäíåêâàäðàòè÷íîå îòêëîíåíèå ïîâòîðÿåìîñòè S îò ñðåäíåãî (èñòèííîãî) çíà÷åíèÿ
ðàññ÷èòàíî ïî ÃÎÑÒ Ð 8.736-2011 6:
Литература
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Àõìåòîâ Ñ.À., Ãàéñèíà À.Ð. Ìîäåëèðîâàíèå è
èíæåíåðíûå
ðàñ÷åòû
ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ
ñâîéñòâ óãëåâîäîðîäíûõ ñèñòåì.– ÑÏá.: Íåäðà, 2010.– 128 ñ.
À.ñ. ÑÑÑÐ ¹520541. Ñïîñîá îïðåäåëåíèÿ
ãðóïïîâîãî ñîñòàâà òÿæåëûõ íåôòåïðîäóêòîâ /
Êîëáèí Ì.À., Âàñèëüåâà Ð.Â., Èâàíîâà Ò.Ñ.
// Á.È.– 1975.– ¹25.
Êîëáèí Ì.À, Õàéðóòäèíîâ È.Ð. Îïðåäåëåíèå
ãðóïïîâîãî ñîñòàâ íåôòåé è íåôòåïðîäóêòîâ íà
õðîìàòîãðàôå «Ãðàäèåíò-Ì».– Óôà: Èçä-âî
ÁàøÍÈÈ ÍÏ, 1977.– 28 ñ.
ASTM D2892-11. Historical Standard: Ñòàíäàðòíûé ìåòîä ðàçãîíêè ñûðîé íåôòè (ðåêòèôèêàöèîííàÿ êîëîííà ñ 15 òåîðåòè÷åñêèìè òàðåëêàìè)
[Ýëåêòðîííûé
ðåñóðñ].–
URL:
https://www.astm.org/DATABASE.CART/
HISTORICAL/D2892-11-RUS.htm (äàòà îáðàùåíèÿ: 18.04.2018).
ÃÎÑÒ Ð ÈÑÎ 5725-1-2002. Òî÷íîñòü (ïðàâèëüíîñòü è ïðåöèçèîííîñòü) ìåòîäîâ è ðåçóëüòàòîâ
èçìåðåíèé. ×àñòü 1.– Ì.: Èçä-âî ñòàíäàðòîâ,
2002.– 32 ñ.
ÃÎÑÒ Ð 8.736-2011 Ãîñóäàðñòâåííàÿ ñèñòåìà
îáåñïå÷åíèÿ åäèíñòâà èçìåðåíèé. Ìåòîäû îáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé. Îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ.– Ì.: Èçä-âî ñòàíäàðòîâ, 2013.– 23 ñ.
Si =
ãäå
1 n
∑ ( X i − X )2 ,
n − 1 i =1
n – êîëè÷åñòâî çàìåðîâ (â äàííîì ñëó÷àå n=3);
Xi – i-é ðåçóëüòàò çàìåðà;
X – ñðåäíåå àðèôìåòè÷åñêîå çíà÷åíèå ðåçóëüòàòîâ çàìåðîâ.
Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ñðåäíåêâàäðàòè÷íîãî
îòêëîíåíèÿ S òàêæå ïðèâåäåíû â òàáë.
Äëÿ óãëåâîäîðîäîâ ðàçáðîñ âåëè÷èí ñðåäíåêâàäðàòè÷íîãî îòêëîíåíèÿ S îòíîñèòåëüíî
èñòèííîãî ñîñòàâëÿåò 0.06–0.36 %, à äëÿ ñìîë
è àñôàëüòåíîâ 0.21–0.67 %. Ñëåäîâàòåëüíî,
ïîâòîðÿåìîñòü çàìåðîâ ãðóïïîâîãî õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà êàðáîíîâîé íåôòè íàõîäèòñÿ íà
ïðèåìëåìîì äëÿ èññëåäîâàíèé óðîâíå, à ìåòîä
àíàëèçà ìîæåò ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê íàäåæíûé
ðàáî÷èé èíñòðóìåíò.
References
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Akhmetov S.A., Gaisina A.R. Modelirovanie i
inzhenernye
raschety
fiziko-khimicheskikh
svoistv uglevodorodnykh system [Modeling and
engineering calculations of physical and chemical
properties of hydrocarbon systems. Tutorial]. St.
Petersburg, Nedra Publ., 2010, 128 p.
Kolbin M.A., Vasil'yeva R.V., Ivanova T.S. Sposob opredeleniya gruppovogo sostava tyazhelykh
nefteproduktov [Method for determining the group
composition of heavy oil products]. Copyright certificates no.520541 USSR, 1976.
Kolbin M.A., Khayrutdinov I.R. Opredelenie
gruppovogo sostava neftei i nefteproduktov na
khromatografe «Gradient-M» [Determination of
the group composition of oils and petroleum
products using the «Gradient-M» chromatograph]. Ufa, BashNIINP Publ., 1977, 28 p.
https:
www.
astm.org/DATABASE.CART/
HISTORICAL/D2892-11-RUS.htm
GOST R ISO 5725-1-2002. [State Standard. Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results. Part 1. General principles and definitions]. Moscow, Standartinform Publ., 2002, 32 p.
GOST R 8.736-2011 [State Standard 8.736-2011.
State system for ensuring the uniformity of measurements. Multiple direct measurements. Methods
of measurement results processing. Main principles]. Moscow, Standartinform Publ., 2013, 23 p.
Башкирский химический журнал. 2018. Том 25. № 3
85