Автореферат (1091804)
Текст из файла
На правах рукописиУсачёв Максим НиколаевичРАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА МЕТОДИК ОЦЕНКИ КАЧЕСТВАОСУШАЮЩИХ РАСТВОРОВ ТРИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ НА УСТАНОВКАХПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА02.00.02 – Аналитическая химияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание учёной степени кандидата химических наукМосква 20162Работа выполнена на кафедре аналитической химии им.
И.П. АлимаринаИнститута тонких химических технологий Федерального государственногобюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московскийтехнологический университет».Научный руководитель:Официальные оппоненты:кандидат химических наук, доцентЕфимова Юлия АлександровнаФилиппов Михаил Николаевичдоктор физико-математических наук, профессор,заведующий лабораторией химического анализаФедерального государственного бюджетногоучреждения науки «Институт общей инеорганической химии им. Н.С.
Курнакова»Российской академии наук (ФГБУН ИОНХРАН).Родин Игорь Александровичкандидат химических наук, старший научныйсотрудникХимическогофакультетаФедерального государственного бюджетногообразовательногоучреждениявысшегообразования «Московский государственныйуниверситет им. М.В Ломоносова» (ФГБОУ ВОМГУ)Ведущая организация:Федеральноегосударственноебюджетноеучреждение науки «Институт нефтехимическогосинтеза им. А.В. Топчиева РАН» (ФГБУН ИНХСРАН).Защита диссертации состоится 8 июня 2016 г.
в ______ часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.131.10 на базе ФГБОУ ВО «Московскийтехнологический университет» по адресу: 119571, Москва, проспект Вернадского,д. 86 (аудитория М-119)С текстом диссертации можно ознакомиться в библиотеке Московскоготехнологического университета по адресу: 119545, Москва, проспектВернадского, д. 78, и на сайте университета https://www.mirea.ru/science-andinnovation/dissertation-tips/dissertation-council-d-212-131-10/Автореферат диссертации разослан «___» _______________2017 г.Учёный секретарьдиссертационного советаЕ.Е. Никишина3Общая характеристика работыАктуальность темы исследования. Удаление влаги из природного газа(ПГ)абсорбционнымспособомнеобходимодляуменьшениякоррозииматериалов трубопроводов, а также для исключения образования гидратов и льдавнутри транспортных магистралей.
Содержание влаги в конечном продуктеоценивают по температуре точки росы переработанного сырья (ТТРв), котораянапрямую зависит от качества осушающих растворов. В настоящее времяотсутствуютэффективныеметодикиконтролякачестваиспользуемыхабсорбентов, из-за чего их замену на установках комплексной переработки газа(УКПГ) осуществляют лишь после превышения ТТРв в конечном продукте.Превышение этого норматива является грубым нарушением требований кприродному газу, поставляемому потребителям, поэтому разработка современныхметодик, позволяющих выявлять растворы абсорбента ненадлежащего качества допревышения содержания влаги в переработанном сырье, на сегодняшний деньявляется актуальной задачей.Впоследнеевремяотмеченоувеличениезапросовкрупнымигазоперерабатывающими предприятиями на разработку методик оценки качестватриэтиленгликоля (ТЭГ) - абсорбента, наиболее часто используемого при осушкегазового сырья.
По некоторым данным, контроль качества рабочих растворов ТЭГцелесообразно проводить по индикаторным соединениям, характеризующимухудшение его абсорбционной способности, однако такие соединения до сих порне были установлены. Выявить и изучить примеси, отражающие изменениеабсорбционной способности растворов ТЭГ, можно только с использованиемкомплексасовременныханалитическихметодик,совмещённыхсхемометрическими алгоритмами обработки данных.Цель работы состояла в разработке комплекса современных методиканализа примесей, накапливающихся в растворах триэтиленгликоля при ихэксплуатации на УКПГ, выявлении с помощью разработанных методик иподобранныххемометрическихалгоритмовобработкиданныхперечняиндикаторных соединений, указывающих на снижение осушающей способности4рабочих растворов ТЭГ, разработке дискриминационной модели для экспресснойоценки осушающей способности растворов абсорбента по содержанию в нихиндикаторных загрязнителей.Для достижения поставленных целей необходимо было решить следующиезадачи:подобрать современные аналитические методы и разработать методикианализа примесей, накапливающихся в рабочих растворах триэтиленгликоля приих использовании на УКПГ;с использованием разработанных аналитических методик и подобранныххемометрических алгоритмов обработки данных выявить в рабочих растворахабсорбента индикаторные примеси, указывающие на снижение осушающейспособности ТЭГ;разработать многомерную дискриминационную модель для экспресснойоценки осушающей способности триэтиленгликоля по содержанию в рабочихрастворах абсорбента индикаторных соединений;оценить возможность внедрения в производственных лабораториях наУКПГ разработанного алгоритма оценки осушающей способности рабочихрастворов абсорбента.Научная новизна.
Разработан комплекс современных методик анализа втриэтиленгликоле неорганических элементов, летучих и нелетучих органическихсоединений методами масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой(ИСП – МС),газовойхроматографиисмасс-спектрометрическимдетектированием (ГХ – МС), высокоэффективной жидкостной хроматографии стандемным масс-спектрометрическим детектированием высокого разрешения(ВЭЖХ – МС/МС ВР), ядерного магнитного резонанса (ЯМР). С использованиемразработанногокомплексааналитическихметодикиподобранныххемометрических алгоритмов обработки данных выявлен перечень индикаторныхсоединений, указывающих на снижение осушающей способности рабочихрастворовтриэтиленгликоля.Предложеналгоритмоценкиосушающейспособности рабочих растворов триэтиленгликоля, основанный на анализе5индикаторных соединений методом ВЭЖХ-МС с последующим построениеммногмерной дискриминационной модели.Практическая значимость работы.
Разработан и апробирован комплексметодик анализа неорганическиех элементов, летучих и нелетучих органическихсоединений в растворах ТЭГ методами ИСП-МС, ГХ-МС, ВЭЖХ-МС, ЯМР.Установлен перечень индикаторных примесей, увеличение содержания которыхуказывает на снижение осушающей способности рабочих растворов абсорбента.Разработан и апробирован алгоритм оценки осушающей способности рабочихрастворовтриэтиленгликоля,соединенийметодомоснованыйВЭЖХ-МСнасопределениииндикаторныхпоследующимпостроениемдискриминационной модели по полученным аналитическим данным.
Получен актвнедрения в Федеральном государственном унитарном предприятии «НЦ«Сигнал» (ФГУП «НЦ «Сигнал») комплекса разработанных методик оценкикачества осушающих растворов ТЭГ на УКПГ Оренбургского и Ямбургскогоместорождений.Методы исследования. При выполнении работы использованы метод массспектрометрии с индуктивно связанной плазмой, метод газовой хроматографии смасс-спектрометрическимжидкостнойдетектированием,хроматографиисметодтандемнымвысокоэффективноймасс-спектрометрическимдетектированием высокого разрешения, метод ядерного магнитного резонанса,комплекс хемометрических алгоритмов обработки аналитических данных.Положения, выносимые на защиту:комплекс методик анализа в ТЭГ неорганических элементов, летучих инелетучих органических соединений методами ИСП – МС, ГХ – МС, ВЭЖХ –МС/МС ВР, ЯМР;хемометрический подход к обработке аналитических данных, направленныйна выявление в рабочих растворах абсорбента индикаторных примесей,сигнализирующих о снижении осушающей способности ТЭГ;алгоритмоценкиосушающейспособностирабочихрастворовтриэтиленгликоля, основаный на определении в них индикаторных соединений6методом ВЭЖХ-МС с последующим построением дискриминационной модели пополученным аналитическим данным.Степеньрезультатовдостоверности ипроведённогоапробацияисследованиярезультатов.
Достоверностьобеспечиваласьпосредствомиспользования современного оборудования и поверенных средств измерений(СИ), внесённых в Государственный реестр СИ, разрешённых к применению натерриторииРоссийскойФедерации.ЛабораторноеборудованиеиСИсвоевременно обслуживались в соответствии с инструкциями по их эксплуатации.ОсновныерезультатыработыдокладывалисьиобсуждалисьнаМеждународной конференции молодых учёных и аспирантов «Ломоносов 2015»,(Москва, 2015 г.).Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 4 статьяхжурналов,включённыхВысшейАттестационнойКомиссиейв переченьрецензируемых научных изданий, рекомендованных к публикациям основныхнаучных результатов диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук.Личный вклад автора. В основу диссертации положены результатынаучных исследований, выполненных непосредственно автором в периодс 2013 по 2016 гг.
Личный вклад соискателя заключаетчася в постановке задачисследования, планировании и проведении экспериментов, обработке и анализеполученных результатов, формировании выводов, написании статей, подготовке ипроведении докладов.Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения,четырёх глав, результатов и их обсуждений, выводов, списка цитирумойлитературы. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, содержит25 рисунка, 15 таблиц, 3 приложения.Основное содержание работыВоВведенииобоснованаактуальностьтемыисследования,сформулированы основные цели, задачи, научную новизну и практическуюзначимость работы.7I Глава «Обзор литературы». В первой части главы рассмотренатехнология гликолевой осушки природного газа, её основные принципы,преимущества и недостатки по сравнению с другими способами осушки газовогосырья.
Особое внимание уделено основным проблемам технологии и возможнымспособам их решения.Во второй части главы рассмотрены современные аналитические методы,потенциальноподходящиедляселективногоопределенияпримесей,накапливающихся в растворах триэтиленгликоля в процессе их использования наустановках комплексной переработки природного газа. Рассмотрены современныеспособы обработки данных, пригодные для использования в комплексе свыбранными аналитическими методами.На основании изученной литературы установлено, что оценку осушающейспособности рабочих растворов ТЭГ целесообразно проводить по индикаторнымсоединениям, накопление которых указывает на снижение абсорбционнойспосбности ТЭГ. Для выявления перечня индикаторных соединений необходиморазработать комплекс современных методик анализа накапливающихся в ТЭГзагрязнителей.Разрабатываемыйкомплексдолженвключатьметодикиопределения неорганических элементов, летучих и нелетучих органическихсоединений, методику установления структуры неизвестных органическихсоединений.
Кроме этого необходимо подобрать оптимальные алгоритмыобработки многомерных данных, совместимые с выбранными аналитическимиметодами.Основываясь на изученном материале, для выполнения исследованияподобраны следующие аналитические методы: ИСП-МС, ГХ-МС, ВЭЖХ-МС иЯМР. Для многомерной обработки результатов подобраны следующие методыхемометрики: метод непараметрической рандомизации данных, метод ГлавныхКомпонент (РСА), методы факторного, кластерного и дискриминантного анализови др.IIГлава«Анализируемыеобразцы,реактивыиматериалы,вспомогательные устройства, средства измерений и условия выполнения8измерений».
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
