预测原油腐蚀的新方法-X射线技术
2017-09-30 10:03:22 作者:本网整理 来源:新材料在线 分享至:

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    近日,科学家们利用X射线技术研发了一种分析仪器,可以准确地预测原油中的硫化物是怎样腐蚀设备的,这关系到石油工业重要的安全问题。


    在美国国家加速器实验室能源部SLAC下属的斯坦福同步辐射光源(SSRL)持续进行的实验的将有助于完善行业指南。其目标是精确的描述石油中关键的硫类型,以更好地预测腐蚀速率。

    雪佛龙和萨斯喀彻温大学的一组研究人员正在SSRL进行一系列研究,重点研究原油中的硫形式。

    雪佛龙公司的材料工程师Monica Barney说:“通过使用X射线光谱技术来观察原油,我们能够检测和描述具有特异性的硫化物复杂的化学性质。”

    数据的复杂性

    美国雪佛龙公司的炼油厂,在一天内要处理近一百万桶石油。但石油中存在的硫可以与设备中的金属发生反应腐蚀设备,工程师必须考虑这些化学反应是,以确保加工安全可靠。

    硫浓度的高低与腐蚀程度并没有直接关系或其他因素相关,这使得很难预测特定原油的腐蚀性。

    研究员巴尼说:“我们可以测定硫的浓度,但无法确定化学反应。” “了解原油中的硫类型对于预测与腐蚀相关的性能至关重要。”

    巴尼和SSRL合作由此开始,收集实验数据后,雪佛龙团队正在努力解释实验结果的复杂性。

    在线交流中,他们遇到了萨斯喀彻温大学的乔治和格里姆?皮克林(Ingrid Pickering)两位教授。两位教授目前是SSRL的研究人员,他们长年在SSRL同步加速器实验室进行分子生物学和毒理学实验。

    图谱显示了类似原油中硫类型的数据叠加收集的光谱信息。它显示了如何将整体光谱与标准库进行对比,以确定各种类型的化合物。

    “当我见到这个数字的时候,我想,‘就是它,这就是我们需要的。’这是我们多年来一直在寻求的可以量化硫种类表征方法。”巴尼说。

    这个方法就是使用相同的技术——硫K边缘X射线吸收光谱法来测量并确定原油中的硫类型。

    巴尼很快开始与乔治和格里姆?皮克林合作寻找解决方案。两人以前在石油和天然气行业工作,Barney认为他们的专业知识与雪佛龙想研究的内容完美衔接。

    通过这种分析方法,该团队开发了一种以“基于X射线”检测原油的方法,该方法占据了高能量和低能量X射线之间的中间位置。

    为了获得正确的能源,研究人员可以用X射线收集关于硫及其化学邻近区域的详细信息,并帮助挑选与硫化物相似之处产生的重叠信息。

    有关硫化学

    原油中存在大量的各种各样,互不相同的硫化合物,使大多数表征技术都难以解释甚至无法表征。

    SSRL的X射线吸收光谱技术使科学家能够准确地了解原油的硫的化学物质。

    乔治说:“这是一个使用最先进的光谱仪进行实际应用的例子。”

    这项工作是雪佛龙公司合作的中一部分,它正在使用其他几种技术来了解原油中硫的化学性质。这几种化学表征方法与实验数据相结合,并与腐蚀研究和计算机建模预测的数据进行比较。
 

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责任编辑:殷鹏飞


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