RU2639330C2 - Method for dispersants efficiency determination for elimination of oil spills in ice seas - Google Patents
Method for dispersants efficiency determination for elimination of oil spills in ice seas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2639330C2 RU2639330C2 RU2016111427A RU2016111427A RU2639330C2 RU 2639330 C2 RU2639330 C2 RU 2639330C2 RU 2016111427 A RU2016111427 A RU 2016111427A RU 2016111427 A RU2016111427 A RU 2016111427A RU 2639330 C2 RU2639330 C2 RU 2639330C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- containers
- oil
- liquid
- test
- oil products
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 230000008030 elimination Effects 0.000 title description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 title description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 66
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 7
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 65
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 16
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 10
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 4
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- WSWCOQWTEOXDQX-MQQKCMAXSA-M (E,E)-sorbate Chemical compound C\C=C\C=C\C([O-])=O WSWCOQWTEOXDQX-MQQKCMAXSA-M 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229940075554 sorbate Drugs 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 1
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 239000003305 oil spill Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B15/00—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/42—Low-temperature sample treatment, e.g. cryofixation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к защите окружающей среды в нефтяной отрасли и может быть использовано при исследовании и анализе диспергентов для очистки и поддержании в надлежащем состоянии поверхности открытых водоемов в условиях Арктики и Крайнего Севера путем определения их химических или физических свойств.The invention relates to the protection of the environment in the oil industry and can be used in the study and analysis of dispersants for cleaning and maintaining in good condition the surface of open water in the Arctic and the Far North by determining their chemical or physical properties.
Известен IFP-тест - низкоэнергетический динамический проточный метод, который является официальным методом, принятым во Франции и Норвегии для определения эффективности диспергентов для ликвидации аварийных разливов нефти на водной поверхности [Bocard С, Castaing G. 1986. Dispersant Effectiveness Evaluation in a Dynamic Flow-through System: The IFP Dilution Test. Oil and Chemical Pollution. 1986. 3:433-444]. Данный метод позволяет провести значительное количество экспериментов, достаточно наукоемок, но не используется при температурах ниже 0°С из-за нарушения работы взбивателя в связи с зарождением ледяных образований, а применяемая при проведении теста лабораторная установка сложна по конструкции и требует высокой квалификации персонала.The IFP test is known - a low-energy dynamic flow method, which is the official method adopted in France and Norway for determining the effectiveness of dispersants for the elimination of emergency oil spills on a water surface [Bocard C, Castaing G. 1986. Dispersant Effectiveness Evaluation in a Dynamic Flow-through System: The IFP Dilution Test. Oil and Chemical Pollution. 1986. 3: 433-444]. This method allows you to conduct a significant number of experiments, fairly knowledge-based, but is not used at temperatures below 0 ° C due to disruption of the whisk due to the formation of ice formations, and the laboratory setup used during the test is complex in design and requires highly qualified personnel.
Известен также MNS-тест - высокоэнергетический динамический метод определения эффективности диспергентов [Mackay D., Szeto F. 1984. Effectiveness of Oil Spill Dispersants - Development of a Laboratory Method and Results for Selected Commercial Products. Publ. no. EE-16. Institute of Environmental Studies: University of Toronto]. К недостаткам данного метода относят низкую сходимость и воспроизводимость, сложность конструкции применяемой лабораторной установки, эффект гашения волн при наличии ледовой обстановки в испытательной емкости и попытках воссоздать пониженные температуры.Also known is the MNS test, a high-energy dynamic method for determining the effectiveness of dispersants [Mackay D., Szeto F. 1984. Effectiveness of Oil Spill Dispersants - Development of a Laboratory Method and Results for Selected Commercial Products. Publ. no. EE-16. Institute of Environmental Studies: University of Toronto]. The disadvantages of this method include low convergence and reproducibility, the complexity of the design of the used laboratory setup, the effect of damping waves in the presence of ice in the test vessel and attempts to recreate low temperatures.
Известна также целая группа методов определения эффективности диспергентов, которые в общем случае можно охарактеризовать как тестирование методами перемешивания в колбах. К этой группе можно отнести тесты Labofina/WSL, EXDET, метод раскручивания или вращения колбы [IT Corporation, Investigation of Reported Problems with Swirling Flask Dispersant Effectiveness Test - Final Report. 1995. Contract no. 68-C2-0108, Work Assignment no 3-53, JTN 816453.97. US Environmental Protection Agency]. Данные относительно простые и недорогие методики различаются конфигурациями испытательных емкостей, способами введения нефти и нанесения диспергента, конструкциями генераторов энергии смешивания, временем отстаивания и способами отбора проб, но все они сводятся к смешиванию небольших объемов воды, нефти и диспергента в закрытой испытательной емкости малого объема - «колбе». Затем создается энергия смешивания путем перемешивания содержимого колб с использованием какого-либо устройства, и через какое-то время отбираются пробы диспергированной в толщу воды нефти. Концентрацию нефти в отобранных образцах измеряют и производят расчет эффективности диспергентов.A whole group of methods for determining the effectiveness of dispersants is also known, which in the general case can be characterized as testing by mixing methods in flasks. This group includes Labofina / WSL, EXDET tests, the method of spinning or rotating the flask [IT Corporation, Investigation of Reported Problems with Swirling Flask Dispersant Effectiveness Test - Final Report. 1995. Contract no. 68-C2-0108, Work Assignment no 3-53, JTN 816453.97. US Environmental Protection Agency]. These relatively simple and inexpensive methods differ in the configurations of test containers, the methods of introducing oil and applying dispersant, the designs of mixing energy generators, the settling time, and the methods of sampling, but they all boil down to mixing small volumes of water, oil and dispersant in a closed test container of small volume - The flask. Then the mixing energy is created by mixing the contents of the flasks using any device, and after some time samples of oil dispersed in the water column are taken. The oil concentration in the selected samples is measured and the effectiveness of dispersants is calculated.
Тестирование методами перемешивания в колбах позволяет выполнять одновременное проведение нескольких испытаний за короткий промежуток времени, но обладает рядом существенных недостатков: отбор проб из колб осуществляется в статических условиях, вследствие чего продолжительность отстаивания существенно сказывается на полученном численном значении эффективности диспергента, а также сходимости и воспроизводимости методов; методы не позволяют имитировать условия ледовых морей; для определения концентрации нефти в образцах используется дорогостоящее оборудование, в том числе для спектрального анализа концентрации нефти в водонефтяной эмульсии на хлорофилле.Testing by mixing methods in flasks allows several tests to be carried out simultaneously in a short period of time, but has a number of significant drawbacks: sampling from flasks is carried out under static conditions, as a result of which the settling time significantly affects the obtained numerical value of the dispersant efficiency, as well as the convergence and reproducibility of the methods ; methods do not allow simulating the conditions of ice seas; expensive equipment is used to determine the oil concentration in the samples, including spectral analysis of the oil concentration in a water-oil emulsion on chlorophyll.
Однако, поскольку мерой эффективности диспергента в предлагаемом нами способе является концентрация диспергированной в толщу воды нефти, возможно использование в качестве прототипов способов определения концентрации нефти и нефтепродуктов в водных средах.However, since the measure of the effectiveness of the dispersant in our method is the concentration of oil dispersed in the water column, it is possible to use as a prototype methods for determining the concentration of oil and oil products in aqueous media.
Так, известен способ определения концентрации нефтепродуктов, растворенных и диспергированных в водных средах [Крашенинников А.А.; Строганов А.А. Способ определения концентрации нефтепродуктов, растворенных и диспергированных в водных средах. Патент РФ №2091765, МПК G01N 21/64; заявл. 1994.07.20; опубл. 1997.09.27], включающий облучение пробы источником возбуждающего излучения, измерение интенсивности люминесценции пробы и вычисление концентрации нефтепродуктов по калибровочной зависимости. Недостатком способа является невозможность определения содержания нефтепродуктов при концентрациях флюоресцирующих веществ, не относящихся к нефтепродуктам, превышающих концентрацию самих нефтепродуктов хотя бы в два раза. В этом случае авторы способа для удаления мешающих определению веществ предлагают проводить перед экстракцией нефтепродуктов жидкими алифатическими углеводородами (гексан, гептан и др.) обработку анализируемой пробы щелочью, а перед облучением экстракта промывку водным раствором кислоты или наоборот. Но такая операция не полностью освобождает экстракт от мешающих веществ, и тогда результаты определения нефтепродуктов зависят от содержания мешающих определению веществ, а это требует введения в расчетные формулы поправочных коэффициентов, величины которых также непостоянны. Способ трудоемок, требует значительных временных, высококвалифицированного персонала и дорогостоящего оборудования, а также не позволяет единовременно проводить несколько параллельных экспериментов.So, there is a method for determining the concentration of petroleum products dissolved and dispersed in aqueous media [A. Krasheninnikov; Stroganov A.A. A method for determining the concentration of petroleum products dissolved and dispersed in aqueous media. RF patent No. 2091765, IPC G01N 21/64; declared 1994.07.20; publ. 1997.09.27], including irradiating the sample with a source of exciting radiation, measuring the luminescence intensity of the sample, and calculating the concentration of oil products from the calibration dependence. The disadvantage of this method is the inability to determine the content of petroleum products at concentrations of fluorescent substances that are not related to petroleum products, exceeding the concentration of the petroleum products themselves at least twice. In this case, the authors of the method for removing substances that interfere with the determination of the solution suggest that before the extraction of petroleum products with liquid aliphatic hydrocarbons (hexane, heptane, etc.), the sample to be analyzed with alkali, and before irradiation of the extract, washing with an aqueous acid solution or vice versa. But such an operation does not completely free the extract from interfering substances, and then the results of the determination of petroleum products depend on the content of substances that interfere with the determination, and this requires the introduction of correction factors into the calculation formulas, the values of which are also unstable. The method is time-consuming, requires significant temporary, highly qualified personnel and expensive equipment, and also does not allow simultaneous several parallel experiments.
Известен также способ определения содержания нефтепродуктов в природных и сточных водах [Любименко В.А., Василенко П.А., Петров С.И., Жалнина Т.И., Якобсон К.И. Способ определения содержания нефтепродуктов в воде. Патент РФ №2164024, МПК G01N 33/1; заявл. 1999.02.04; опубл. 2001.03.10], в том числе в сточных водах различных предприятий (нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих, автозаправочных станций и др.). Способ определения нефтепродуктов в воде включает твердофазное концентрирование нефтепродуктов путем пропускания загрязненной воды через патрон, заполненный сорбентом на основе диоксида кремния, элюирование сорбата, удаление мешающих примесей и измерение содержания нефтепродуктов в элюате, при этом в качестве сорбента предлагается использовать супертонкий кварцевый волокнистый материал с аморфной структурой, характеризующийся следующим распределением волокон по диаметрам, мас. %: 0,0-0,5 мкм - 7-14; 0,5-1,0 мкм - 31-48; 1,5-2,0 мкм - 5,6-22,5; 2,0-2,5 мкм - 5,1-8,5; 2,5-3,0 мкм - 2,1-7,6; 3,0-3,5 мкм - 2,1-2,5; 3,5-4,0 мкм - 2,8-3,6; 4,0-4,5 мкм - 1,4-2,5; 4,5-5,0 мкм - 2,1-2,5; 5,0-5,5 мкм - 0,7-2,0; 5,5-6,0 мкм - 0-0,5; 6,0-6,5 мкм - 0-0,7; 6,5-7,0 мкм - 1-1,4. Недостатком данного способа является низкая чувствительность, значительная стоимость и трудозатратность, большое реальное время всех операций, связанное с необходимостью сорбции нефтепродуктов диоксидом кремния и элюирование сорбата из сорбента органическим растворителем. Кроме того, чувствительность методики недостаточна для определения нефтепродуктов в соленой морской воде.There is also a method for determining the content of petroleum products in natural and wastewater [Lyubimenko V.A., Vasilenko P.A., Petrov S.I., Zhalnina T.I., Jacobson K.I. A method for determining the content of petroleum products in water. RF patent №2164024, IPC G01N 33/1; declared 1999.02.04; publ. 2001.03.10], including in the wastewater of various enterprises (oil producing and refining, gas stations, etc.). The method for determining oil products in water involves solid-phase concentration of oil products by passing contaminated water through a cartridge filled with a sorbent based on silicon dioxide, eluting the sorbate, removing interfering impurities and measuring the content of oil products in the eluate, while it is proposed to use superthin quartz fiber material with an amorphous structure as a sorbent characterized by the following distribution of fibers by diameters, wt. %: 0.0-0.5 microns - 7-14; 0.5-1.0 microns - 31-48; 1.5-2.0 microns - 5.6-22.5; 2.0-2.5 microns - 5.1-8.5; 2.5-3.0 microns - 2.1-7.6; 3.0-3.5 microns - 2.1-2.5; 3.5-4.0 microns - 2.8-3.6; 4.0-4.5 microns - 1.4-2.5; 4.5-5.0 microns - 2.1-2.5; 5.0-5.5 microns - 0.7-2.0; 5.5-6.0 microns - 0-0.5; 6.0-6.5 microns - 0-0.7; 6.5-7.0 microns - 1-1.4. The disadvantage of this method is the low sensitivity, significant cost and labor costs, the large real time of all operations associated with the need for sorption of oil products by silicon dioxide and the elution of the sorbate from the sorbent with an organic solvent. In addition, the sensitivity of the technique is insufficient to determine oil products in salt water.
Наиболее близким к предлагаемому нами способу является способ измерения концентрации нефтепродуктов в воде [Дущенко Д.А., Каинов Д.А., Подуст О.П. Способ измерения концентрации нефтепродуктов в воде. А.с. №1377677, МПК G01N 7/16; заявл. 1986.04.03; опубл. 1988.02.29], предусматривающий охлаждение загрязненной жидкости до температуры от -4°С до -25°С в упругой оболочке и измерение увеличения объемов льда по сравнению с жидким состоянием. Концентрация загрязнений определяется по разности увеличений объемов льда при измерении одинаковых объемов очищенной и неочищенной воды. Недостатками данного способа являются:Closest to our proposed method is a method for measuring the concentration of petroleum products in water [Dushchenko D.A., Kainov D.A., Podust O.P. A method of measuring the concentration of petroleum products in water. A.S. No. 1377677,
- низкая чувствительность, связанная с влиянием на результаты качества и места отбора загрязненной воды и сложностью оценки изменения в капилляре объема жидкости до и после замораживания,- low sensitivity associated with the impact on the results of the quality and location of contaminated water and the complexity of assessing changes in the capillary of the liquid volume before and after freezing,
- трудозатратность и большое реальное время всех операций, связанные с необходимостью получения образцов очищенной воды и освобождением заполненных капилляров от воздушных пузырьков перед герметизацией, а также использованием одних и тех же капилляров для проведения всех опытов, что не позволяет осуществлять проведение параллельных экспериментов.- labor costs and the large real time of all operations associated with the need to obtain samples of purified water and releasing filled capillaries from air bubbles before sealing, as well as using the same capillaries for all experiments, which does not allow parallel experiments.
Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи по созданию наукоемкого способа определения эффективности диспергентов в условиях проведения мероприятий по ликвидации аварийных разливов нефти на поверхности морской воды различной солености, температуры до минус 1,8°С с учетом ледовой обстановки, а также для получения проб длительного хранения сырой и выветрелой нефти, водонефтяных эмульсий, соответствующих различным состояниям системы «вода-нефть» для проведения широкого спектра экспериментальных исследований.The present invention is aimed at solving the problem of creating a high-tech method for determining the effectiveness of dispersants in the event of emergency response to oil spills on the surface of sea water of various salinity, temperatures up to minus 1.8 ° C, taking into account the ice situation, as well as to obtain samples of long-term storage of crude and weathered oil, water-oil emulsions corresponding to various states of the water-oil system for a wide range of experimental studies.
Технический результат заключается в повышении точности (чувствительности) и скорости определения эффективности диспергентов. Технический результат достигается тем, что в ходе реализации способа регистрируют физические параметры при изменении фазы исследуемой пробы жидкости, помещенной в контейнеры, для чего в ходе реализации способа одновременно производят наполнение жидкостью не менее четырех контейнеров, затем на поверхность жидкости в каждом контейнере последовательно вносят нефтепродукты и порцию диспергента, наносимую капельно, после чего осуществляют встряхивание контейнеров в течение времени, равного времени естественной дисперсии для нефтепродуктов в исследуемой пробе жидкости, после чего производят шоковую заморозку содержимого контейнеров вплоть до полного его промерзания, после чего замороженное содержимое в месте с контейнерами разделяют двумя горизонтальными разрезами на верхний, срединный и донный блок, после чего средний и донный блоки извлекают из оболочки контейнеров и полученные из каждого блока образцы льда растапливают и фильтруют раздельно, после чего измеряют массу отфильтрованного остатка нефтепродуктов, полученного из каждого образца, а эффективность диспергента определяется отношением массы отфильтрованной нефти к общей массе нефти в смеси, помещенной в испытательную емкость, с учетом естественной дисперсии, определяемой на нулевом этапе испытаний, где на нулевом этапе испытаний определяют естественную дисперсию нефтепродуктов в толщу исследуемой пробы жидкости как минимум до средней зоны испытательной емкости и время естественной дисперсии.The technical result consists in increasing the accuracy (sensitivity) and speed of determining the effectiveness of dispersants. The technical result is achieved by the fact that during the implementation of the method, physical parameters are recorded when the phase of the test sample of the liquid is placed in containers, for which, during the implementation of the method, at least four containers are filled with liquid at the same time, then oil products are sequentially introduced onto the surface of the liquid in each container and a portion of the dispersant applied dropwise, after which the containers are shaken for a time equal to the time of the natural dispersion for the oil product ct in the liquid sample under study, then shock-freeze the contents of the containers until they are completely frozen, after which the frozen contents in the place with the containers are separated by two horizontal sections into the upper, middle and bottom blocks, after which the middle and bottom blocks are removed from the container shell and ice samples obtained from each block are melted and filtered separately, after which the mass of the filtered residue of oil products obtained from each sample is measured, and the dispersion efficiency X-ray is determined by the ratio of the mass of filtered oil to the total mass of oil in the mixture placed in the test container, taking into account the natural dispersion determined at the zero stage of testing, where at the zero stage of testing determine the natural dispersion of oil products in the thickness of the studied liquid sample at least up to the middle zone of the test capacity and natural dispersion time.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:The essence of the invention is illustrated by drawings:
Фиг. 1 - общий вид установки для реализации предлагаемого способа.FIG. 1 - General view of the installation for implementing the proposed method.
Фиг. 2 - общий вид испытательной емкости.FIG. 2 is a general view of a test container.
Показанная на фиг. 1 установка для реализации предлагаемого способа состоит из идентичных испытательных емкостей 1 в количестве не менее четырех, лабораторного встряхивателя 2 с возможностью горизонтального возвратно-поступательного перемещения стола и регулировки частоты хода и охлаждающей камеры 3 с режимом шоковой заморозки.Shown in FIG. 1 installation for the implementation of the proposed method consists of
Показанная на фиг. 2 испытательная емкость 1 выполнена в виде контейнера, имеющего форму параллелепипеда и снабженного вертикальной градуировкой 4 с возможностью выделения не менее чем трех зон: поверхностной зоны 5, средней зоны 6, донной зоны 7. В качестве испытательной емкости, например, может использоваться одноразовый пластиковый лабораторный контейнер.Shown in FIG. 2, the
Предлагаемый способ определения эффективности диспергента осуществляется следующим образом.The proposed method for determining the effectiveness of the dispersant is as follows.
Выполнение эксперимента по определению эффективности диспергента производится как минимум в два этапа, нулевой и первый, при этом на нулевом этапе осуществляются стандартные измерения, позволяющие определить естественную дисперсию нефтепродуктов в толщу исследуемой пробы жидкости как минимум до средней зоны испытательной емкости 4 и время естественной дисперсии. Для определения указанных величин производится наполнение испытательных емкостей 1 жидкостью требуемой по условиям испытаний солености (морской водой или ее аналогом) до верхней отметки вертикальной градуировки 4 испытательной емкости 1. Затем на поверхность жидкости вносят исследуемые нефтепродукты (например, нефть, свежую или выветрелую). Далее производят встряхивание испытательной емкости 1 на лабораторном встряхивателе 2 с заданной частотой для создания необходимой энергии смешивания при температуре моделируемых условий окружающей среды.The experiment to determine the effectiveness of the dispersant is carried out in at least two stages, zero and first, while at the zero stage standard measurements are performed to determine the natural dispersion of oil products in the thickness of the studied liquid sample at least up to the middle zone of the
После визуального определения перехода глобул нефти в среднюю зону 6 фиксируют начало естественной дисперсии и измеряют время естественной дисперсии для нефтепродуктов в исследуемой пробе жидкости как время, прошедшее с момента внесения нефтепродуктов в пробу жидкости до начала естественной дисперсии. Одновременно охлаждающую камеру 3 переводят в режим шоковой заморозки до температуры не выше минус 10°С и выдерживают в ней испытательные емкости 1 до полного промерзания смеси, содержащейся в них, то есть для изменения фазы исследуемых проб жидкости. Далее испытательные емкости 1 извлекают из охлаждающей камеры 3. Замороженное содержимое испытательных емкостей разделяют двумя горизонтальными распилами на поверхностный, срединный и донный блоки (в соответствии с градуировкой испытательной емкости 1). После этого срединный и донный блоки извлекают из оболочки емкости 1, полученные из каждого блока образцы растапливают и фильтруют раздельно, полученные нефтяные остатки также раздельно взвешивают. Взвешивание растопленных образцов и для срединного, и для донного блоков необходимо, поскольку в процессе естественной дисперсии глобулы нефти опускаются не только в среднюю, но также и в донную зону, хотя их сложно зафиксировать визуально. Масса полученного остатка нефтепродуктов (отфильтрованного остатка нефтепродуктов из средней и донной зоны, если она не равна нулю) фиксируется как масса естественно диспергировавшейся нефти Mc0 и учитывается в дальнейших расчетах по предлагаемому способу как доля естественного диспергирования.After visual determination of the transition of oil globules to the
Время естественной дисперсии нефтепродуктов в исследуемой пробе жидкости, измеренное на нулевом этапе эксперимента, в дальнейшем используется для проведения основного этапа эксперимента, а именно для определения времени запуска шоковой заморозки во всех экспериментах с жидкостью той же солености и нефти того же состава и степени выветрелости, что и при нулевом этапе (цикле) испытаний. Получаемые значения могут быть табулированы и использоваться для аналогичных исследуемых веществ без дополнительного проведения нулевого этапа эксперимента. При этом частота колебаний стола и объем воды и нефти в процессе нулевого и основного этапов должны быть идентичны, причем объемы воды и нефти соответственно идентичны для всех экспериментов и могут определяться в зависимости от размеров стола встряхивателя и площади основания испытательной емкости 1.The time of natural dispersion of oil products in the studied liquid sample, measured at the zero stage of the experiment, is further used to conduct the main stage of the experiment, namely, to determine the start time of shock freezing in all experiments with a liquid of the same salinity and oil of the same composition and degree of weathering that and at the zero stage (cycle) of testing. The obtained values can be tabulated and used for similar test substances without additional conducting the zero stage of the experiment. In this case, the oscillation frequency of the table and the volume of water and oil during the zero and main stages should be identical, and the volumes of water and oil, respectively, are identical for all experiments and can be determined depending on the size of the table of the shaker and the base area of the
Основной (первый) этап эксперимента начинается с наполнения испытательных емкостей 1 жидкостью требуемой по условиям испытаний солености (морской водой или ее аналогом) до верхней отметки вертикальной градуировки 4 испытательной емкости 1. Затем на поверхность жидкости вносят исследуемые нефтепродукты (например, нефть, свежую или выветрелую), после чего на образовавшуюся нефтяную пленку капельно наносят известное количество диспергента. Далее производят встряхивание испытательной емкости 1 на лабораторном встряхивателе 2 с заданной частотой для создания необходимой энергии смешивания при температуре моделируемых условий окружающей среды.The main (first) stage of the experiment begins with filling the
По истечении времени встряхивания, равного времени естественной дисперсии для нефтепродуктов в исследуемой пробе жидкости, охлаждающую камеру 3 переводят в режим шоковой заморозки до температуры не выше минус 10°С и выдерживают в ней испытательные емкости 1 до полного промерзания содержащейся в них смеси. Далее испытательные емкости 1 извлекают из охлаждающей камеры 3. Замороженное содержимое испытательных емкостей разделяют двумя горизонтальными распилами на поверхностный, срединный и донный блок (в соответствии с градуировкой испытательной емкости 1). После этого срединный и донный блоки извлекают из оболочки емкости 1 и полученные из каждого блока образцы льда растапливают и фильтруют раздельно, а отфильтрованный нефтяной остаток из каждого блока взвешивается.After the shaking time, equal to the time of the natural dispersion for oil products in the studied liquid sample, the cooling
Эффективность диспергента определяется отношением массы отфильтрованной нефти к общей массе нефти в смеси, помещенной в испытательную емкость, с учетом естественной дисперсии, определяемой на нулевом этапе испытаний:.The effectiveness of the dispersant is determined by the ratio of the mass of filtered oil to the total mass of oil in the mixture placed in the test container, taking into account the natural dispersion, determined at the zero stage of testing :.
Э=(Мс-Мс0)+(Мд-Мд0)/Мн,E = (M s -M c0 ) + (M d -M d0 ) / M n ,
где Э - эффективность исследуемого диспергента, доли ед. (чем ближе к 1,0, тем эффективнее); Мс - среднее арифметическое массы отфильтрованной нефти из срединной зоны, г; Мс0 - среднее арифметическое массы отфильтрованной нефти из срединной зоны при нулевом этапе эксперимента (или масса естественно диспергировавшейся нефти в срединную зону), г; Мд - среднее арифметическое массы отфильтрованной нефти из донной зоны, г; Мд0 - среднее арифметическое массы отфильтрованной нефти из донной зоны при нулевом этапе эксперимента (или масса естественно диспергировавшейся нефти в донную зону), г; Мн - масса испытуемой нефти, г.where E is the effectiveness of the investigated dispersant, the share of units (the closer to 1.0, the more efficient); M s - the arithmetic average of the mass of filtered oil from the middle zone, g; M с0 is the arithmetic mean of the mass of filtered oil from the middle zone at the zero stage of the experiment (or the mass of naturally dispersed oil in the middle zone), g; M d - the arithmetic average of the mass of filtered oil from the bottom zone, g; M d0 is the arithmetic average of the mass of filtered oil from the bottom zone at the zero stage of the experiment (or the mass of naturally dispersed oil into the bottom zone), g; M n - the mass of the tested oil, g
Чувствительность предлагаемого способа зависит только от точности применяемых лабораторных весов, составляющей, как правило, 0,001 г, в то время как чувствительность метода [Дущенко Д.А., Каинов Д.А., Подуст О.П. Способ измерения концентрации нефтепродуктов в воде. А.с. №1377677, МПК G01N 7/16; заявл. 1986.04.03; опубл. 1988.02.29] требует определения объема смеси в капилляре через измерение изменения ее размеров в упругой оболочке сложной формы и дальнейшего расчета, а также от количества отобранных проб.The sensitivity of the proposed method depends only on the accuracy of the used laboratory balance, which is usually 0.001 g, while the sensitivity of the method [Dushchenko D.A., Kainov D.A., Podust O.P. A method of measuring the concentration of petroleum products in water. A.S. No. 1377677,
Предлагаемый способ значительно сокращает время и трудозатратность на проведение экспериментов. Так, например, по сравнению с аналогами за счет возможности проведения параллельных исследований в минимум четырех испытательных емкостях сырой нефти и двух состояний выветрелой время испытаний сокращается не менее чем в четыре раза, а трудозатраность, за счет использования одноразовых испытательных емкостей, не требующих очистки после проведения эксперимента, не менее чем вдове.The proposed method significantly reduces the time and labor required to conduct experiments. So, for example, in comparison with analogues due to the possibility of conducting parallel studies in at least four test containers of crude oil and two conditions of weathered, the test time is reduced by at least four times, and labor consumption due to the use of disposable test containers that do not require cleaning after carrying out experiment, no less than a widow.
ПРИМЕРEXAMPLE
Для испытания эффективности рассеивания сырой нефти плотностью и вязкостью при 20°С соответственно 860 кг/м3 и вязкостью 0,00002208 м2/с диспергентом в морской воде соленостью 
На нулевом этапе 6 испытательных емкостей наполнялись 250 мл раствора при температуре 15°С и помещались на стол лабораторного возвратно-поступательного встряхивателя, установленного в камеру шоковой заморозки. Далее на поверхность раствора в каждую емкость была внесена исследуемая нефть в количестве 10 г. При частоте крлебаний стола 30 мин-1 время визуальной фиксации начала естественной дисперсии (устойчивых глобул в срединной зоне испытательной емкости) составило 12 минут. После чего охлаждающая камера была переведена в режим шоковой заморозки с температурой минус 20°С.At the zero stage, 6 test containers were filled with 250 ml of solution at a temperature of 15 ° C and placed on the table of a laboratory reciprocating shaker installed in a shock-freezing chamber. Next, the test oil in the amount of 10 g was added to each container on the surface of the solution. At a table rattle frequency of 30 min −1, the time of visual fixation of the onset of natural dispersion (stable globules in the middle zone of the test container) was 12 minutes. After that, the cooling chamber was switched into shock freezing mode with a temperature of minus 20 ° С.
После полного промерзания смеси испытательные емкости были извлечены и рассечены на поверхностный, срединный и донный блоки. После растопления и фильтрации срединного и донного блоков взвешиванием были определены массы отфильтрованной нефти из срединных и донных зон. Среднее арифметическое массы естественно диспергировавшейся нефти в срединную зону составило Мс0 = 1,20 г, среднее арифметическое массы естественно диспергировавшейся нефти в донную зону Мд0 = 0,06 г.After complete freezing of the mixture, the test containers were removed and cut into surface, middle and bottom blocks. After melting and filtering the middle and bottom blocks by weighing, we determined the masses of filtered oil from the middle and bottom zones. The arithmetic average of the mass of naturally dispersed oil in the middle zone was M s0 = 1.20 g, the arithmetic average of the mass of naturally dispersed oil in the middle zone was M0 = 0.06 g.
Далее, на основном этапе эксперимента 6 испытательных емкостей были наполнены 250 мл раствора каждая. На поверхность раствора в каждую емкость были внесены 10 г испытуемой нефти, после чего на образовавшиеся нефтяные пленки капельно нанесены по 1 г диспергента. В течение 12 минут производилось горизонтальное встряхивание испытательных емкостей с частотой 30 мин-1, после чего включен режим шоковой заморозки с температурой минус 2°С.Further, at the main stage of the experiment, 6 test containers were filled with 250 ml of solution each. On the surface of the solution, 10 g of the test oil were introduced into each container, after which 1 g of dispersant was applied dropwise to the resulting oil films. For 12 minutes, horizontal shaking of the test containers was performed with a frequency of 30 min -1 , after which the shock freezing mode with a temperature of minus 2 ° C was turned on.
После полного промерзания смеси испытательные емкости были извлечены и рассечены на блоки. После растопления и фильтрации блоков взвешиванием были определены массы отфильтрованной нефти из срединных и донных зон. Среднее арифметическое масс составило Мс = 4,35 г и Мд = 0,19 г.After complete freezing of the mixture, the test containers were removed and cut into blocks. After melting and filtering the blocks by weighing, we determined the masses of filtered oil from the middle and bottom zones. The arithmetic average mass was M s = 4.35 g and M d = 0.19 g.
Эффективность диспергента при данных условиях составилаThe effectiveness of the dispersant under these conditions was
Э=(4,35-1,20)+(0,19-0,06)/10,00=0,328.E = (4.35-1.20) + (0.19-0.06) / 10.00 = 0.328.
Таким образом, можно считать определенную эффективность диспергента на уровне 33%.Thus, a certain dispersant efficiency of 33% can be considered.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016111427A RU2639330C2 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Method for dispersants efficiency determination for elimination of oil spills in ice seas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016111427A RU2639330C2 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Method for dispersants efficiency determination for elimination of oil spills in ice seas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016111427A RU2016111427A (en) | 2017-10-04 |
| RU2639330C2 true RU2639330C2 (en) | 2017-12-21 |
Family
ID=60047657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016111427A RU2639330C2 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Method for dispersants efficiency determination for elimination of oil spills in ice seas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2639330C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1314262A1 (en) * | 1985-01-14 | 1987-05-30 | Электрогорский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института по переработке нефти | Method of determining detergent properties of detergent - disinfectant aqueous emulsion solution |
| SU1377677A1 (en) * | 1986-04-03 | 1988-02-28 | Севастопольский Приборостроительный Институт | Method of measuring concentration of petroleum products in water |
| US5046853A (en) * | 1988-06-21 | 1991-09-10 | Basf Aktiengesellschaft | Measuring the degree of dispersion in flowing suspensions |
| RU2462708C1 (en) * | 2011-10-24 | 2012-09-27 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Method to detect efficiency of dispersing additives to residual fuels |
| WO2014078243A1 (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-22 | Chevron U.S.A. Inc. | Method for determining the effectiveness of asphaltene dispersant additives for inhibiting or preventing asphaltene precipitation in a hydrocarbon-containing material subjected to elevated temperature and pressure conditions |
-
2016
- 2016-03-28 RU RU2016111427A patent/RU2639330C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1314262A1 (en) * | 1985-01-14 | 1987-05-30 | Электрогорский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института по переработке нефти | Method of determining detergent properties of detergent - disinfectant aqueous emulsion solution |
| SU1377677A1 (en) * | 1986-04-03 | 1988-02-28 | Севастопольский Приборостроительный Институт | Method of measuring concentration of petroleum products in water |
| US5046853A (en) * | 1988-06-21 | 1991-09-10 | Basf Aktiengesellschaft | Measuring the degree of dispersion in flowing suspensions |
| RU2462708C1 (en) * | 2011-10-24 | 2012-09-27 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Method to detect efficiency of dispersing additives to residual fuels |
| WO2014078243A1 (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-22 | Chevron U.S.A. Inc. | Method for determining the effectiveness of asphaltene dispersant additives for inhibiting or preventing asphaltene precipitation in a hydrocarbon-containing material subjected to elevated temperature and pressure conditions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016111427A (en) | 2017-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jr et al. | Techniques for analysis of paraffin hydrocarbons and for interpretation of data to assess oil spill effects in aquatic organisms | |
| Teixeira et al. | Hydrocarbon generation in the Permian Irati organic-rich shales under the influence of the early cretaceous Paraná Large Igneous Province | |
| Carlberg et al. | Determination of small amounts of non-polar hydrocarbons (oil) in sea water | |
| RU2639330C2 (en) | Method for dispersants efficiency determination for elimination of oil spills in ice seas | |
| Ighariemu et al. | Level of petroleum hydrocarbons in water and sediments of ikoli creek Bayelsa state Nigeria | |
| RU2590554C1 (en) | Method of analysing characteristics of the behaviour of contaminants in soil | |
| CA3033195A1 (en) | Flowability testing systems and methods | |
| CN104569353B (en) | Based on the aerated zone soil absorption parameter determinator of strong adsorption fouling thing | |
| CN204359782U (en) | A kind of absorption of the aerated zone soil based on strong adsorption fouling thing parameter determinator | |
| RU2685253C1 (en) | Method for determining residual contamination of solid material surface after its treatment with washing liquid | |
| RU2396542C2 (en) | Method and device for testing granular sorbents | |
| Esteves et al. | Evaluation of interfacial properties due to the effect of dispersing agents on Brazilian medium crude oil | |
| CN102426158B (en) | Novel method for directly measuring oil quantity in water adsorbed by oil absorption material | |
| GB405598A (en) | Method of determining the concentration of mixtures of substances | |
| RU2256900C1 (en) | Method for determining amount of volumetric share of water in oils or oil products | |
| Ng et al. | Vapor-liquid equilibria of selected aromatic hydrocarbons in triethylene glycol | |
| Marques et al. | Benchmarking of Pulsed Field Gradient Nuclear Magnetic Resonance as a Demulsifier Selection Tool with Arabian Light Crude Oils | |
| Fingas et al. | The Effect of Varying Salinity and Temperature on the Dynamics of Orimulsion in Water | |
| RU2539751C1 (en) | Oil capacity determination method for water saturated sorbents | |
| SU798554A1 (en) | Method of determining fraction content of finely divided material | |
| Davis et al. | Snow wetness measurement by fluorescent dye dilution | |
| Lee et al. | A study of the long-term weathering of submerged and overwashed oil | |
| RU2395083C1 (en) | Method of determining content of oil products in water | |
| RU2117280C1 (en) | Method of determining highest specific heat of petroleum combustion | |
| Racusen et al. | Isolation of myosin and actin from chicken muscle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180329 |