×
29.12.2017
217.015.f708

Способ идентификации многокомпонентных углеводородных систем по статистическим параметрам сигнала электронного абсорбционного спектра

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способам идентификации многокомпонентных углеводородных систем. Способ включает отбор и регистрацию спектров растворов в видимой области электромагнитного излучения, во взвешенную колбочку объемом 50 мл берется навеска пробы 0,1-0,2 г, затем в колбочку со взвешенной пробой приливается 30-40 мл толуола, после полного растворения продукта в толуоле колбочка с раствором взвешивается и определяется концентрация раствора по формуле: с = (навеска, г*1000)/(вес раствора, г*0,8669), затем раствор наливается в прозрачную кварцевую кювету и с помощью спектрофотометра фиксируется оптическая плотность D на длинах волн λ=380-780 нм с шагом Δλ=1 нм, после чего определяются значения удельного коэффициента поглощения k(λ) (л/(г⋅см)), на тех же длинах волн по закону Бугера-Ламберта-Бера: k(λ)=D(λ)/(c⋅l), где l - толщина поглощающего слоя; с - концентрация раствора. Объекты идентифицируются по статистическим параметрам сигнала электронного абсорбционного спектра: математическое ожидание, дисперсия, автоковариационная и автокорреляционная функции распределения спектра, с последующим сравнением этих параметров с параметрами эталонов, при этом расчет статистических параметров проводят по формулам. В случае соответствия полученных значений рассчитываемых статистических параметров значениям эталона определяют принадлежность исследуемого объекта. Целью изобретения является идентификация многокомпонентных углеводородных систем по статистическим параметрам сигнала электронного абсорбционного спектра в видимой области, который подходит как для разбавленных в растворителе, так и для неразбавленных многокомпонентных углеводородных систем. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам идентификации многокомпонентных углеводородных систем, в частности нефти, битумов и битуминозных материалов, гудронов, мазутов, нефтяных остатков термических процессов, бензинов и газойлей термических процессов, дизельного топлива, асфальто-смолистых веществ, продуктов процессов пиролиза углеводородов, а также групп углеводородов нефти и каменноугольной смолы.

Известно, что нефть и нефтепродукты подвергаются транспортировке на большие расстояния и длительному хранению в резервуарах, что приводит к изменению их качественных показателей. Кроме того, часто при транспортировке сырье и продукты нефтепереработки фальсифицируются, что приносит большой ущерб экономике страны. В связи с этим к разработке экспресс методов идентификации, а соответственно, контролю качества проявляется повышенный интерес.

Наиболее распространенные методы идентификации нефти и нефтепродуктов суть которых заключается:

1) в сопоставлении физико-химических свойств нефти с нормативными показателями по ГОСТ [ГОСТ 4.25-83. Система показателей качества продукции. Нефтепродукты. Топлива жидкие. Номенклатура показателей - М.: Стандартинформ, 2010]. Недостатком данного метода является трудоемкость и длительность определения физико-химических свойств.

2) в накоплении данных по инфракрасным спектрам и их оптических плотностей в диапазонах характеристических полос поглощения, определенных ИК-Фурье-спектроскопией, которые в последующем используются для идентификации объектов [Патент RU №2075062. Автоматизированный способ идентификации и определения кондиционности нефтепродуктов. Опубл. 10.03.1997, Бюл. №7]. Недостатком метода является сложность, а зачастую и невозможность определения характеристических полос поглощения в углеводородных молекулярных смесях.

3) в использовании цветовых и флуоресцентных маркеров, которыми маркируют нефтепродукт для их идентификации. Маркер растворяется в жидкости и затем распознается с помощью простых физических или химических тестов [Патент RU №2149887. Флуоресцентный маркер для нефтепродуктов. Опубл. 27.05.2000].

Недостатком этого метода является:

- возможность разбавления маркированного продукта продуктом более низкого качества. Поскольку концентрация маркера мала, то отличить разбавление продуктами более низкого качества слишком трудно;

- некоторые маркеры утрачивают со временем свои цветовые свойства, в результате чего значительно затрудняется их идентификация.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ идентификации многокомпонентных углеводородных систем по параметрам экспоненциального распределения интенсивности поглощения в ближней УФ- и видимой области спектра [АС №152208. Способ идентификации нефтей и нефтепродуктов. Опубл. 15.11.1989, бюл. №42]. В данном способе идентификация нефти и нефтепродуктов производится путем аппроксимации электронного абсорбционного спектра поглощения в виде зависимости:

Kλ=Qexp(-pλ)+ТС,

где Kλ - удельный или молярный коэффициент поглощения;

Q - фактор интенсивности;

p - вероятность светопоглощения;

ТС - вклад в поглощение за счет отклонения от экспоненциального распределения. Вклад тонкой структуры при любой длине волны был рассчитан как относительное отклонение реального распределения Кр от экспоненциального распределения Кэ с последующим суммированием по всем длинам волн.

Учитывая различие параметров Q, p, TC' электронного абсорбционного спектра поглощения растворов нефти и нефтепродуктов, был предложен метод идентификации изучаемых объектов.

Недостатками этого способа является:

1. Идентификация объектов только по непрерывному экспоненциально распределенному спектру, без возможности идентифицировать объекты, имеющие другой закон распределения.

2. Регистрация спектра как в ультрафиолетовой, так и в видимой областях электромагнитного спектра.

3. Известный способ использует исключительно разбавленные образцы.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно разработка способа идентификации многокомпонентных углеводородных систем по статистическим параметрам сигнала электронного абсорбционного спектра в видимой области, который подходит как для разбавленных в растворителе, так и для неразбавленных многокомпонентных углеводородных систем и не зависит от закона распределения электронного абсорбционного спектра.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемом способе идентификации многокомпонентных углеводородных систем по статистическим параметрам сигнала электронного абсорбционного спектра, включающем отбор и регистрацию спектров растворов в видимой области электромагнитного излучения, объекты идентифицируются по статистическим параметрам сигнала электронного абсорбционного спектра: математическое ожидание, дисперсия, автоковариационная и автокорреляционная функции распределения спектра и последующим сравнением этих параметров с параметрами эталонов. Сущность способа заключается в том, что в качестве идентификационных характеристик выбраны: математическое ожидание, дисперсия, автоковариационная и автокорреляционная функции распределения спектра, которые хорошо описывают динамику взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, т.е. процесс поглощения им энергии потока электромагнитного излучения. Расчет этих параметров проводят по показателям удельного коэффициента поглощения, зарегистрированного в видимой области спектра, по формулам:

где k(λ) - удельный коэффициент интенсивности поглощения, л/г*см;

μ(λ) - математическое ожидание, л/г*см;

D(λ) - дисперсия, л/г*см;

Rcor - автокорреляционная функция;

Rcov - автоковариационная функция;

λ - длина волны, нм;

Δλ - шаг регистрации спектра, нм;

Т - количество измерений на заданном интервале.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом:

1. Во взвешенную колбочку объемом 50 мл берется навеска пробы 0,1-0,2 г. Если анализируемый продукт твердый, то его необходимо предварительно разогреть в сушильном шкафу до размягчения и тщательно перемешать.

2. В колбочку со взвешенной пробой приливается 30-40 мл толуола (плотность толуола 0,8669 г/л). Важно, чтобы оптическая плотность раствора находилась в пределах от 0,2 до 0,8.

3. После полного растворения продукта в толуоле колбочка с раствором взвешивается и определяется концентрация раствора по формуле:

с=(навеска, г * 1000) / (вес раствора, г * 0,8669).

Умножение на 1000 необходимо для выражения концентрации в г/л.

4. Раствор наливается в прозрачную кварцевую кювету. На спектрофотометре фиксируется оптическая плотность D (безразмерная величина) на длинах волн л=380-780 нм с шагом Δλ=1 нм.

5. Определяются значения удельного коэффициента поглощения k(л) (л/(г⋅см)), на тех же длинах волн по закону Бугера-Ламберта-Бера:

k(л)=Б(л)/(с⋅l),

где l - толщина поглощающего слоя;

с - концентрация раствора. В случае неразбавленного раствора, т.е. оптически прозрачного образца концентрация принимается равной 1,0 г/л.

6. Рассчитываются статистические параметры сигнала электронного абсорбционного спектра.

7. Полученные результаты сравниваются с показателями эталонного раствора или с показателями табл. 1. В таблице 1 представлены статистические параметры электронных абсорбционных спектров растворов некоторых многокомпонентных углеводородных систем, рассчитанные при концентрации 0,025 г/л (для разбавленных растворов) и Т=400.

Пример 1. Идентификация товарной нефти по месторождению на спектрофотометре СФ-2000

1. Готовят толуольный раствор вещества с концентрацией с=0,025 г/л.

2. На спектрофотометре фиксируется оптическая плотность D на длинах волн л=380-780 нм с шагом Δλ=1 нм.

3. Определяются значения коэффициента поглощения k(л) (л/(г⋅см)):

k(л)=D(л)/(0,025*1), для спектрофотометра СФ-2000 ширина кюветы l=1 см.

4. Рассчитываются статистические параметры сигнала электронного абсорбционного спектра, при условии, что Т=400.

5. Полученные статистические параметры электронного абсорбционного спектра μ(λ)=0,313, D(λ)=0,133, Rcov=0,228, Rcor=0,131 сравниваются с показателями эталонов. В результате сравнения определяется, что исследуемая нефть принадлежит Азнакаевскому месторождению.

Пример 2. Идентификация мазута на спектрофотометре СФ-2000

1. Анализируемый продукт твердый, соответственно его разогревают в сушильном шкафу до размягчения и тщательно перемешивают.

2. Готовят толуольный раствор вещества с концентрацией с=0,025 г/л.

3. На спектрофотометре фиксируется оптическая плотность D на длинах волн л=380-780 нм с шагом Δλ=1 нм.

4. Определяются значения коэффициента поглощения k(л) (л/(г⋅см)):

k(л)=D(л)/(0,025*1), для спектрофотометра СФ-2000 ширина кюветы l=1 см.

5. Рассчитываются статистические параметры сигнала электронного абсорбционного спектра, при условии, что Т=400.

6. Полученные статистические параметры электронного абсорбционного спектра μ(λ)=0,939, D(λ)=1,076, Rcov=1,935, Rcor=1,464 сравниваются с показателями эталонов. В результате сравнения определяется, что исследуемый мазут соответствует иракскому мазуту (образец №2).

Пример 3. Идентификация топлива на спектрофотометре СФ-2000

1. Анализируемый продукт является оптически прозрачным, т.е. не требует разбавления.

2. На спектрофотометре фиксируется оптическая плотность D на длинах волн л=380-780 нм с шагом Δλ=1 нм.

3. Определяются значения коэффициента поглощения k(л), при условии, что концентрация с=1 г/л (для не разбавленных растворов):

k(л)=D(л)/(1*1), для спектрофотометра СФ-2000 ширина кюветы l=1 см.

4. Рассчитываются статистические параметры сигнала электронного абсорбционного спектра, при условии, что Т=400.

5. Полученные статистические параметры электронного абсорбционного спектра μ(λ)=0,470, D(λ)=0,369, Rcov=0,578, Rcor=0,360 сравниваются с показателями эталонов. В результате сравнения определяется, что исследуемое топливо относится к фракции дизельного топлива и газойлей термокрекинга и коксования.

Таким образом, предлагаемый способ может применяться для идентификации, а также определения природы и технологической классификации многокомпонентных углеводородных систем. Рассмотренный способ не зависит от закона распределения электронного абсорбционного спектра и подходит для разбавленных в растворителе и неразбавленных объектов исследования. Кроме того, этот способ применим как для жидких, так и для твердых многокомпонентных углеводородных систем, что значительно расширяет возможности данного способа.


Способ идентификации многокомпонентных углеводородных систем по статистическим параметрам сигнала электронного абсорбционного спектра
Способ идентификации многокомпонентных углеводородных систем по статистическим параметрам сигнала электронного абсорбционного спектра
Способ идентификации многокомпонентных углеводородных систем по статистическим параметрам сигнала электронного абсорбционного спектра
Способ идентификации многокомпонентных углеводородных систем по статистическим параметрам сигнала электронного абсорбционного спектра
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 31.
20.03.2013
№216.012.3011

Способ определения комплекса физико-химических свойств н-алканов

Изобретение относится к области определения физико-химических свойств. Способ определения комплекса физико-химических свойств н-алканов методом спектроскопии заключается в том, что проводят прямое измерение энергии ионизации (ПИ) методом фотоэлектронной спектроскопии, а затем рассчитывают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477840
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.07.2015
№216.013.62f1

Терморезистивный материал на основе асфальта пропановой деасфальтизации

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в технологии получения терморезистивных материалов для приборов, предназначенных для термостатирования объектов при фиксированных значениях температуры, например терморезисторов, нагревательных элементов и регуляторов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556876
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.08.2015
№216.013.71d3

Способ определения физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем

Изобретение относится к определению физико-химических свойств веществ и материалов: относительной плотности, средней числовой молекулярной массы, коксуемости по Конрадсону, энергии активации вязкого течения многокомпонентных углеводородных систем. Сущность способа заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560709
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.09.2015
№216.013.7908

Способ диагностики опухолей головного мозга

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для диагностики опухолей головного мозга (ОГМ). Для этого путем электронной феноменологической спектроскопии измеряют оптическую плотность плазмы крови человека в видимой и ультрафиолетовой области спектра. При этом предварительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562573
Дата охранного документа: 10.09.2015
13.01.2017
№217.015.8adf

Способ определения относительной плотности нефтяных масляных фракций

Изобретение относится к способам определения относительной плотности нефтяных масляных фракций и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Способ определения относительной плотности нефтяных масляных фракций путем определения ее цветовых характеристик,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604167
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.a1b0

Способ определения цвета по шкале цнт нефтяных масляных фракций

Изобретение относится к определению цвета по шкале ЦНТ нефтяных масляных фракций и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Способ характеризуется тем, что первоначально определяется величина С по процентному содержанию зеленого цвета А в цвете нефтяной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606837
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.b630

Способ получения кремнефторида аммония

Изобретение относится к получению кремнефтористого аммония. Способ получения кремнефторида аммония из раствора кремнефтористоводородной кислоты, содержащего диоксид кремния, включает разделение исходного раствора на две части, направление первой части, содержащей расчетное количество кислоты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614770
Дата охранного документа: 29.03.2017
25.08.2017
№217.015.b997

Способ определения температуры вспышки в закрытом тигле нефтяных масляных фракций

Изобретение относится к области контроля свойств углеводородов и касается способа определения температуры вспышки в закрытом тигле нефтяных масляных фракций. Способ включает в себя определения цветовой характеристики координаты красного цвета, линейно коррелирующей с температурой вспышки в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615034
Дата охранного документа: 03.04.2017
25.08.2017
№217.015.c08b

Способ определения физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем

Изобретение относится к определению физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем. При осуществлении способа определяют цветовые характеристики в колориметрической системе XYZ путем регистрации спектров поглощения образцов в видимой области электромагнитного спектра, затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616519
Дата охранного документа: 17.04.2017
25.08.2017
№217.015.cbd7

Электропроводящие металлонаполненные полимерные композиции для 3d-печати

Изобретение может применяться для производства 3D-печатных электропроводящих материалов, таких как механосенсоры, приборы емкостного обнаружения, автоматизированные динамичные механизмы. Полимерная композиция содержит в качестве полимерной основы сополимер акрилонитрила бутадиен стирола (АБС) в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620435
Дата охранного документа: 25.05.2017
Показаны записи 1-10 из 28.
20.03.2013
№216.012.3011

Способ определения комплекса физико-химических свойств н-алканов

Изобретение относится к области определения физико-химических свойств. Способ определения комплекса физико-химических свойств н-алканов методом спектроскопии заключается в том, что проводят прямое измерение энергии ионизации (ПИ) методом фотоэлектронной спектроскопии, а затем рассчитывают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477840
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.07.2015
№216.013.62f1

Терморезистивный материал на основе асфальта пропановой деасфальтизации

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в технологии получения терморезистивных материалов для приборов, предназначенных для термостатирования объектов при фиксированных значениях температуры, например терморезисторов, нагревательных элементов и регуляторов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556876
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.08.2015
№216.013.71d3

Способ определения физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем

Изобретение относится к определению физико-химических свойств веществ и материалов: относительной плотности, средней числовой молекулярной массы, коксуемости по Конрадсону, энергии активации вязкого течения многокомпонентных углеводородных систем. Сущность способа заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560709
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.09.2015
№216.013.7908

Способ диагностики опухолей головного мозга

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для диагностики опухолей головного мозга (ОГМ). Для этого путем электронной феноменологической спектроскопии измеряют оптическую плотность плазмы крови человека в видимой и ультрафиолетовой области спектра. При этом предварительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562573
Дата охранного документа: 10.09.2015
13.01.2017
№217.015.8adf

Способ определения относительной плотности нефтяных масляных фракций

Изобретение относится к способам определения относительной плотности нефтяных масляных фракций и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Способ определения относительной плотности нефтяных масляных фракций путем определения ее цветовых характеристик,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604167
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.a1b0

Способ определения цвета по шкале цнт нефтяных масляных фракций

Изобретение относится к определению цвета по шкале ЦНТ нефтяных масляных фракций и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Способ характеризуется тем, что первоначально определяется величина С по процентному содержанию зеленого цвета А в цвете нефтяной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606837
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.b630

Способ получения кремнефторида аммония

Изобретение относится к получению кремнефтористого аммония. Способ получения кремнефторида аммония из раствора кремнефтористоводородной кислоты, содержащего диоксид кремния, включает разделение исходного раствора на две части, направление первой части, содержащей расчетное количество кислоты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614770
Дата охранного документа: 29.03.2017
25.08.2017
№217.015.b997

Способ определения температуры вспышки в закрытом тигле нефтяных масляных фракций

Изобретение относится к области контроля свойств углеводородов и касается способа определения температуры вспышки в закрытом тигле нефтяных масляных фракций. Способ включает в себя определения цветовой характеристики координаты красного цвета, линейно коррелирующей с температурой вспышки в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615034
Дата охранного документа: 03.04.2017
25.08.2017
№217.015.c08b

Способ определения физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем

Изобретение относится к определению физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем. При осуществлении способа определяют цветовые характеристики в колориметрической системе XYZ путем регистрации спектров поглощения образцов в видимой области электромагнитного спектра, затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616519
Дата охранного документа: 17.04.2017
25.08.2017
№217.015.cbd7

Электропроводящие металлонаполненные полимерные композиции для 3d-печати

Изобретение может применяться для производства 3D-печатных электропроводящих материалов, таких как механосенсоры, приборы емкостного обнаружения, автоматизированные динамичные механизмы. Полимерная композиция содержит в качестве полимерной основы сополимер акрилонитрила бутадиен стирола (АБС) в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620435
Дата охранного документа: 25.05.2017
+ добавить свой РИД