RU2797335C1 - Method for determining gas condensate mass concentration in water-methanol solutions by fluorimetric method - Google Patents

Abstract

FIELD: analytical chemistry.

SUBSTANCE: invention can be used to determine the mass concentration of gas condensate during quality control of water-methanol solutions. The method for determining the mass concentration of gas condensate in water-methanol solutions by the fluorimetric method consists of taking a sample of the test solution containing liquid hydrocarbons, extracting hydrocarbons from said sample with hexane, measuring the mass concentration of hydrocarbons in the hexane extract of the test solution using a fluorimetric liquid analyser, and the liquid analyser is calibrated by measuring the fluorescence signals of the calibration solutions. Water-methanol solution obtained during preparation of hydrocarbon gas, containing gas condensate as liquid hydrocarbons, is used as the test solution. Before extraction of the test solution sample from said gas condensate sample using hexane the sample is diluted tenfold with distilled water. Calibration solutions are prepared using gas condensate and pure solvent hexane. Based on the data on the volume of the sampled water-methanol solution, the volume of hexane taken for extraction and the value of the mass concentration of gas condensate in the hexane extract, the mass concentration of gas condensate in the water-methanol solution is calculated.

EFFECT: increase of efficiency of quality control of water-methanol solutions and reduction of the time of research.

1 cl

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения массовой концентрации газового конденсата при контроле качества водометанольных растворов и метанола.The invention relates to the field of measuring technology and can be used to determine the mass concentration of gas condensate in the quality control of water-methanol solutions and methanol.

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.A known method for quantitative determination of the mass concentration of oil products in water by the gravimetric method (PND F 14.1: 2.116-97 Quantitative chemical analysis of water. A method for measuring the mass concentration of oil products in samples of natural and waste water by column chromatography with a gravimetric ending. M :), based on the extraction oil products from water with an organic solvent, separation from polar compounds of other classes by column chromatography on aluminum oxide and quantitative determination of the mass concentration by the gravimetric method.

Недостатком данного способа является большая длительность анализа и низкая точность результатов измерений.The disadvantage of this method is the long duration of the analysis and the low accuracy of the measurement results.

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.The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is a method for quantitative determination of the mass concentration of oil products in water by the fluorimetric method (PND F 14.1:2:4.128-98 Quantitative chemical analysis of water. Methodology for measuring the mass concentration of oil products in samples of natural, drinking, waste water by the fluorimetric method on the Fluorat-02 liquid analyzer), based on the extraction of oil products with hexane from a water sample, measuring the fluorescence intensity of the extract on the Fluorat-02 liquid analyzer and comparing it with the fluorescence intensity of calibration solutions.

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.The disadvantage of this method is that it does not allow to determine the content of gas condensate in samples of water-methanol solutions due to the difference in the hydrocarbon composition of gas condensate and oil products and the difference in luminescent responses due to this difference.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка эффективного способа определения массовой концентрации газового конденсата в водометанольных растворах.The task to be solved by the present invention is the development of an effective method for determining the mass concentration of gas condensate in water-methanol solutions.

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.The technical result to which the present invention is directed is to increase the efficiency of quality control of water-methanol solutions by improving the accuracy and reliability of the results of determining the mass concentration of gas condensate in water-methanol solutions, incl. low concentrations of gas condensate, and reducing the time of research.

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.The specified technical result is achieved due to the fact that in the method for determining the mass concentration of gas condensate in water-methanol solutions by the fluorimetric method, a sample of the test solution containing liquid hydrocarbons is taken, hydrocarbons are extracted from the said sample with hexane, the mass concentration of hydrocarbons in the hexane extract of the test solution is measured using fluorimetric liquid analyzer. In this case, the liquid analyzer is calibrated by measuring the fluorescence signals of the calibration solutions. As the test solution, a water-methanol solution obtained during the preparation of hydrocarbon gas, containing gas condensate as liquid hydrocarbons, is used. Before extraction with hexane from the mentioned sample of gas condensate, the sample of the test solution is diluted tenfold with distilled water, calibration solutions are prepared using gas condensate and pure solvent - hexane. Further, based on the data on the volume of the sampled water-methanol solution, the volume of hexane taken for extraction and the value of the mass concentration of gas condensate in the hexane extract, the mass concentration of gas condensate in the water-methanol solution is calculated by calculation.

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.The proposed method provides high sensitivity and allows you to completely solve the problem of determining low concentrations of condensate in waste water-methanol solutions with a residual content of liquid hydrocarbons (gas condensate) with the required accuracy. This significantly reduces the time of analysis compared to the gravimetric method by eliminating the need to evaporate the solvent and bring the residue after evaporation of the solvent to a constant mass.

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.The proposed method is carried out as follows. Before conducting research, the purity of hexane is checked by measuring transmission and luminescence signals from a cell of a fluorimetric liquid analyzer with hexane poured into it. As a liquid analyzer, for example, "Fluorat-02" or its modifications are used (TU 4215-001-45549798-2008, TU 4215-350-45549798-2013). Hexane is suitable for use if the transmission signal is greater than 90% and the fluorescence signal is less than 0.0020. Otherwise, hexane is replaced.

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.Chemical glassware used in research is washed with tap water, then concentrated sulfuric acid is poured into it by about 1/2 volume, the entire inner surface is thoroughly washed with it, and then poured into a special vessel. Pipettes with a pear are filled several times with acid above the mark, then thoroughly washed with tap water and then with distilled water (at least 3 times), dried and washed at least 2-3 times with hexane.

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.The glassware is checked for cleanliness by washing it with hexane, pouring it into the liquid analyzer cuvette and measuring the fluorescence signal. The value obtained should not differ from the value of the fluorescence signal obtained when checking the purity of hexane by more than 10%. Otherwise, continue washing the dishes with hexane.

Готовят растворы (не менее трех) для градуировки посредством растворения навески газового конденсата в определенном объеме гексана.Prepare solutions (at least three) for calibration by dissolving a sample of gas condensate in a certain volume of hexane.

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.The mass concentration of the calibration solutions is calculated by dividing the weight of the gas condensate sample by the volume of hexane taken for its dissolution, while the range of the mass concentration of the calibration solutions should include the area of the assumed values of the mass concentration of the gas condensate in the analyzed samples of water-methanol solutions.

Осуществляют градуировку анализатора жидкости путем измерений сигналов флуоресценции приготовленных градуировочных растворов и чистого растворителя - гексана.The liquid analyzer is calibrated by measuring the fluorescence signals of the prepared calibration solutions and pure solvent - hexane.

Отбирают пробы водометанольного раствора в чистые герметичные емкости из стекла или металла, при этом пробу для одного определения используют полностью.Samples of the water-methanol solution are taken into clean sealed containers made of glass or metal, while the sample for one determination is used completely.

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.Transfer 100 cm³ of the test sample of the water-methanol solution into a separating funnel with a volume of 2000 cm³ and add 900 cm³ of distilled water. Using a pipette, 10 cm³ of hexane are taken, rinsed with it in the vessel in which the sample was located, and placed in the same separating funnel.

Содержимое делительной воронки тщательно перемешивают встряхиванием в течение 2-3 минут, отстаивают до появления прозрачного верхнего слоя, после чего аккуратно сливают нижний водометанольный слой.The contents of the separating funnel are thoroughly mixed by shaking for 2-3 minutes, settled until a transparent upper layer appears, after which the lower water-methanol layer is carefully drained.

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.The hexane extract is transferred to the cell of the liquid analyzer through the upper part of the separating funnel and the mass concentration of gas condensate in the hexane extract C_meas is measured on the liquid analyzer. At the same time, the transmittance of the solution, T, is recorded, which, along with the measured value of the mass concentration, is displayed on the analyzer display.

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.If the mass concentration of gas condensate in the hexane extract is more than 200 mg/dm³ or the transmittance of the extract is less than 70%, then the extract is diluted. To do this, 0.5 - 5 cm³ of the extract is taken into a dry volumetric flask with a capacity of 25 cm³ and adjusted to the mark with hexane. Measure the mass concentration of gas condensate in the resulting solution. If the analyzer reading is less than 200 mg/dm³ , then control the passage of the solution as described above.

После проведения измерений массовую концентрацию газового конденсата в водометанольном растворе, мг/дм³, рассчитывают по формулеAfter measurements, the mass concentration of gas condensate in water-methanol solution, mg/dm³ , is calculated by the formula

где С_изм - массовая концентрация газового конденсата в гексановом экстракте, мг/дм³;where C_meas - mass concentration of gas condensate in hexane extract, mg/dm³ ;

V_г - объем гексана, взятый для экстракции, см³ (10 см³);V_g is the volume of hexane taken for extraction, cm³ (10 cm³ );

V_ВМР - объем пробы водометанольного раствора, см³ (100 см³);V_VMR - sample volume of water-methanol solution, cm³ (100 cm³ );

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.K_dil - the dilution factor of the extract (the ratio of the volume of the volumetric flask (25 cm³ ) and taken to dilute an aliquot of the extract). If the extract is not diluted, then K_dil =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).An example of a method for determining the mass concentration of gas condensate in a water-methanol solution of a methanol recovery unit (URM-2) of a condensate stabilization plant named after V.C. Chernomyrdin (Surgut).

Проба водометанольного раствора была отобрана в металлическую канистру емкостью 20 дм³.A sample of the water-methanol solution was taken into a metal canister with a capacity of 20 dm³ .

Перед отбором пробы канистру промыли растворителями и пробой водометанольного раствора, продули газообразным азотом и высушили на воздухе, после чего заполнили водометанольном раствором.Before sampling, the canister was washed with solvents and a sample of water-methanol solution, purged with nitrogen gas and dried in air, after which it was filled with water-methanol solution.

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.To calibrate the Fluorat-02 liquid analyzer using stable condensate from the Chernomyrdin Condensate Stabilization Plant (Surgut), five calibration solutions of gas condensate in hexane with concentrations of 0, 1, 10, 100, and 200 mg/dm³ were prepared.

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%.From a canister of 100 cm³ (V_BMP ), samples of a water-methanol solution of the condensate stabilization plant named after VS Chernomyrdin (Surgut) were transferred to a separating funnel with a volume of 2000 cm³ , 900 cm³ of distilled water and 10 cm^{3 of} hexane (V_g ) were added. The contents of the separating funnel were thoroughly mixed by shaking for 2-3 minutes, the funnel was placed in a tripod, and after the appearance of a transparent upper layer, the lower water-methanol layer was carefully poured off. The hexane extract was transferred through the upper part of the separating funnel into a clean, dry glass flask with a ground-in lid, from which a sample was then taken into the cell of the Fluorat-02 liquid analyzer and the mass concentration of gas condensate in the hexane extract C_meas and the transmittance of the sample solution of the hexane extract T were measured These values were: C_meas =264 mg/DM³ and T=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.Since the mass concentration of gas condensate in the hexane extract was more than 200 mg/^dm3 , the hexane extract was diluted. To do this, an aliquot of hexane extract with a volume of 5 cm³ was taken into a dry volumetric flask with a capacity of 25 cm³ (dilution factor K_dil = 25/5=5), after which hexane was added to the flask to the mark. The contents of the flask were mixed and the mass concentration of the gas condensate and the transmittance were measured. These values were: C_meas =54.4 mg/DM³ and T=76%. Further, according to formula (1), the concentration of gas condensate in the studied water-methanol solution was calculated.

Предлагаемое изобретение обеспечивает повышение точности определения содержания газового конденсата в водометанольных растворах и в метаноле.The present invention improves the accuracy of determining the content of gas condensate in water-methanol solutions and in methanol.

Claims (1)

Translated fromRussian

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.A method for determining the mass concentration of gas condensate in water-methanol solutions by the fluorimetric method, which consists in taking a sample of the test solution containing liquid hydrocarbons, extracting hydrocarbons from the said sample with hexane, measuring the mass concentration of hydrocarbons in the hexane extract of the test solution using a fluorimetric liquid analyzer, at the same time, the calibration of the liquid analyzer is carried out by measuring the fluorescence signals of calibration solutions, characterized in that the water-methanol solution obtained during the preparation of hydrocarbon gas, containing gas condensate as liquid hydrocarbons, is used as the test solution, before extraction with hexane from the said sample of gas condensate, a sample of the test solution is used ten times diluted with distilled water, calibration solutions are prepared using gas condensate and pure solvent - hexane, then based on the data on the volume of the sampled water-methanol solution, the volume of hexane taken for extraction and the value of the mass concentration of gas condensate in the hexane extract, the mass concentration of gas condensate in the hexane extract is calculated by calculation. water-methanol solution.