СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА В ВОДОМЕТАНОЛЬНЫХ РАСТВОРАХ ФЛУОРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ Российский патент 2023 года по МПК G01N21/64 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения массовой концентрации газового конденсата при контроле качества водометанольных растворов и метанола.

Известен способ количественного определения массовой концентрации нефтепродуктов в воде гравиметрическим методом (ПНД Ф 14.1:2.116-97 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных и сточных вод методом колоночной хроматографии с гравиметрическим окончанием. М:), основанный на извлечении нефтепродуктов из воды органическим растворителем, отделении от полярных соединений других классов колоночной хроматографией на оксиде алюминия и количественном определении массовой концентрации гравиметрическим методом.

Недостатком данного способа является большая длительность анализа и низкая точность результатов измерений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ количественного определения массовой концентрации нефтепродуктов в воде флуориметрическим методом (ПНД Ф 14.1:2:4.128-98 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных, питьевых, сточных вод флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02»), основанный на экстракции нефтепродуктов гексаном из пробы воды, измерении интенсивности флуоресценции экстракта на анализаторе жидкости «Флюорат-02» и сравнении ее с интенсивностью флюоресценции градуировочных растворов.

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет определять содержание газового конденсата в пробах водометанольных растворов вследствие различия углеводородного состава газового конденсата и нефтепродуктов и обусловленной этим различием разницей в люминесцентных откликах.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка эффективного способа определения массовой концентрации газового конденсата в водометанольных растворах.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности контроля качества водометанольных растворов за счет повышения точности и достоверности результатов определения массовой концентрации газового конденсата в водометанольных растворах, в т.ч. низких концентраций газового конденсата, и сокращения времени выполнения исследований.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе определения массовой концентрации газового конденсата в водометанольных растворах флуориметрическим методом отбирают пробу исследуемого раствора, содержащего жидкие углеводороды, осуществляют экстракцию углеводородов из упомянутой пробы гексаном, выполняют измерение массовой концентрации углеводородов в гексановом экстракте исследуемого раствора с использованием флуориметрического анализатора жидкости. При этом градуировку анализатора жидкости осуществляют путем измерения сигналов флуоресценции градуировочных растворов. В качестве исследуемого раствора используют полученный при подготовке углеводородного газа водометанольный раствор, содержащий в качестве жидких углеводородов газовый конденсат. Перед экстракцией гексаном из упомянутой пробы газового конденсата пробу исследуемого раствора десятикратно разбавляют дистиллированной водой, градуировочные растворы готовят с использованием газового конденсата и чистого растворителя - гексана. Далее на основе данных об объеме отобранной пробы водометанольного раствора, объеме взятого для экстракции гексана и значении массовой концентрации газового конденсата в гексановом эксракте расчетным путем определяют массовую концентрацию газового конденсата в водометанольном растворе.

Предлагаемый способ обеспечивает высокую чувствительность и позволяет полностью решить проблему определения низких концентраций конденсата в отработанных водометанольных растворах с остаточным содержанием жидких углеводородов (газового конденсата) с необходимой точностью. При этом существенно сокращается время анализа по сравнению с гравиметрическим методом за счет устранения необходимости производить испарение растворителя и доводить до постоянной массы остаток после испарения растворителя.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Перед проведением исследований производят проверку чистоты гексана, измеряя сигналы пропускания и люминесценции от ячейки флуориметрического анализатора жидкости с налитым в нее гексаном. В качестве анализатора жидкости используют, например, «Флюорат-02» либо его модификации (ТУ 4215-001-45549798-2008, ТУ 4215-350-45549798-2013). Гексан пригоден для использования, если сигнал пропускания составляет более 90% и сигнал флуоресценции менее 0,0020. В противном случае гексан заменяют.

Химическую посуду, используемую при исследованиях, отмывают водопроводной водой, затем в нее наливают приблизительно на 1/2 объема концентрированную серную кислоту, тщательно обмывают ею всю внутреннюю поверхность, а затем выливают в специальный сосуд. Пипетки при помощи груши несколько раз заполняют кислотой выше метки, затем тщательно промывают водопроводной, а затем дистиллированной водой (не менее 3 раз), высушивают и промывают не менее 2-3 раз гексаном.

Проверяют посуду на чистоту, для чего ее промывают гексаном, сливают его в кювету анализатора жидкости и измеряют сигнал флюоресценции. Полученное значение не должно отличаться от значения сигнала флюоресценции, полученного при проверке чистоты гексана, более чем на 10%. В противном случае продолжают промывку посуды гексаном.

Готовят растворы (не менее трех) для градуировки посредством растворения навески газового конденсата в определенном объеме гексана.

Массовую концентрацию градуировочных растворов рассчитывают делением массы навески газового конденсата на взятый для его растворения объем гексана, при этом диапазон массовой концентрации градуировочных растворов должен включать область предполагаемых значений массовой концентрации газового конденсата в анализируемых пробах водометанольных растворов.

Осуществляют градуировку анализатора жидкости путем измерений сигналов флуоресценции приготовленных градуировочных растворов и чистого растворителя - гексана.

Отбирают пробы водометанольного раствора в чистые герметичные емкости из стекла или металла, при этом пробу для одного определения используют полностью.

Переносят 100 см³ исследуемой пробы водометанольного раствора в делительную воронку объемом 2000 см³ и добавляют 900 см³ дистиллированной воды. При помощи пипетки отбирают 10 см³ гексана, ополаскивают им сосуд, в котором находилась проба, и помещают в ту же делительную воронку.

Содержимое делительной воронки тщательно перемешивают встряхиванием в течение 2-3 минут, отстаивают до появления прозрачного верхнего слоя, после чего аккуратно сливают нижний водометанольный слой.

Гексановый экстракт переносят в кювету анализатора жидкости через верхнюю часть делительной воронки и измеряют массовую концентрацию газового конденсата в гексановом экстракте С_изм на анализаторе жидкости. Одновременно фиксируют коэффициент пропускания раствора, Т, который наряду с измеренным значением массовой концентрации выводится на дисплей анализатора.

Если массовая концентрация газового конденсата в гексановом экстракте больше 200 мг/дм³ или коэффициент пропускания экстракта менее 70%, то экстракт разбавляют. Для этого в сухую мерную колбу вместимостью 25 см³ отбирают 0,5 - 5 см³ экстракта и доводят до метки гексаном. Измеряют массовую концентрацию газового конденсата в полученном растворе. Если показание анализатора оказывается менее 200 мг/дм³, то контролируют пропускание раствора как описано выше.

После проведения измерений массовую концентрацию газового конденсата в водометанольном растворе, мг/дм³, рассчитывают по формуле

где С_изм - массовая концентрация газового конденсата в гексановом экстракте, мг/дм³;

V_г - объем гексана, взятый для экстракции, см³ (10 см³);

V_ВМР - объем пробы водометанольного раствора, см³ (100 см³);

K_разб - коэффициент разбавления экстракта (соотношение объемов мерной колбы (25 см³) и взятой для разбавления аликвоты экстракта). Если экстракт не разбавляют, то K_разб=1.

Пример осуществления способа определения массовой концентрации газового конденсата в водометанольном растворе установки регенерации метанола (УРМ-2) завода по стабилизации конденсата имени B.C. Черномырдина (г. Сургут).

Проба водометанольного раствора была отобрана в металлическую канистру емкостью 20 дм³.

Перед отбором пробы канистру промыли растворителями и пробой водометанольного раствора, продули газообразным азотом и высушили на воздухе, после чего заполнили водометанольном раствором.

Для градуировки анализатора жидкости «Флюорат-02» с использованием стабильного конденсата завода по стабилизации конденсата имени B.C. Черномырдина (г. Сургут) были приготовлены пять градуировочных растворов газового конденсата в гексане с концентрацией 0, 1, 10, 100 и 200 мг/дм³.

Из канистры 100 см³ (V_ВМР) пробы водометанольного раствора завода по стабилизации конденсата имени B.C. Черномырдина (г. Сургут) перенесли в делительную воронку объемом 2000 см³, добавили 900 см³ дистиллированной воды и 10 см³ гексана (V_г). Содержимое делительной воронки тщательно перемешали встряхиванием в течение 2-3 минут, воронку поместили в штатив и после появления прозрачного верхнего слоя аккуратно слили нижний водометанольный слой. Гексановый экстракт через верхнюю часть делительной воронки перенесли в чистую сухую стеклянную колбу с притертой крышкой, из которой потом отобрали пробу в кювету анализатора жидкости «Флюорат-02» и измерили массовую концентрацию газового конденсата в гексановом экстракте С_изм и коэффициент пропускания раствора пробы гексанового экстракта Т. Данные значения составили: С_изм=264 мг/дм³ и Т=69%.

Так как массовая концентрация газового конденсата в гексановом экстракте оказалась больше 200 мг/дм³, то гексановый экстракт был разбавлен. Для этого в сухую мерную колбу вместимостью 25 см³ была отобрана аликвота гексанового экстракта объемом 5 см³ (коэффициент разбавления K_разб=25/5=5), после чего в колбу добавили гексан до метки. Содержимое колбы перемешали и измерили массовую концентрацию газового конденсата и коэффициент пропускания. Данные значения составили: С_изм=54,4 мг/дм³ и Т=76%. Далее по формуле (1) была рассчитана концентрация газового конденсата в исследуемом водометанольном растворе.

Предлагаемое изобретение обеспечивает повышение точности определения содержания газового конденсата в водометанольных растворах и в метаноле.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения массовой концентрации газового конденсата при контроле качества водометанольных растворов. Способ определения массовой концентрации газового конденсата в водометанольных растворах флуориметрическим методом заключается в том, что отбирают пробу исследуемого раствора, содержащего жидкие углеводороды, осуществляют экстракцию углеводородов из упомянутой пробы гексаном, выполняют измерение массовой концентрации углеводородов в гексановом экстракте исследуемого раствора с использованием флуориметрического анализатора жидкости, при этом градуировку анализатора жидкости осуществляют путем измерения сигналов флуоресценции градуировочных растворов. В качестве исследуемого раствора используют полученный при подготовке углеводородного газа водометанольный раствор, содержащий в качестве жидких углеводородов газовый конденсат. Перед экстракцией гексаном из упомянутой пробы газового конденсата пробу исследуемого раствора десятикратно разбавляют дистиллированной водой. Градуировочные растворы готовят с использованием газового конденсата и чистого растворителя – гексана. На основе данных об объеме отобранной пробы водометанольного раствора, объеме взятого для экстракции гексана и значении массовой концентрации газового конденсата в гексановом экстракте расчетным путем определяют массовую концентрацию газового конденсата в водометанольном растворе. Техническим результатом является повышение эффективности контроля качества водометанольных растворов и сокращение времени выполнения исследований.

Способ определения массовой концентрации газового конденсата в водометанольных растворах флуориметрическим методом, заключающийся в том, что отбирают пробу исследуемого раствора, содержащего жидкие углеводороды, осуществляют экстракцию углеводородов из упомянутой пробы гексаном, выполняют измерение массовой концентрации углеводородов в гексановом экстракте исследуемого раствора с использованием флуориметрического анализатора жидкости, при этом градуировку анализатора жидкости осуществляют путем измерения сигналов флуоресценции градуировочных растворов, отличающийся тем, что в качестве исследуемого раствора используют полученный при подготовке углеводородного газа водометанольный раствор, содержащий в качестве жидких углеводородов газовый конденсат, перед экстракцией гексаном из упомянутой пробы газового конденсата пробу исследуемого раствора десятикратно разбавляют дистиллированной водой, градуировочные растворы готовят с использованием газового конденсата и чистого растворителя - гексана, далее на основе данных об объеме отобранной пробы водометанольного раствора, объеме взятого для экстракции гексана и значении массовой концентрации газового конденсата в гексановом экстракте расчетным путем определяют массовую концентрацию газового конденсата в водометанольном растворе.