預(yù)測原油腐蝕的新方法-X射線技術(shù)
2017-09-30 10:03:22
作者：本網(wǎng)整理 來源：新材料在線
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近日，科學(xué)家們利用X射線技術(shù)研發(fā)了一種分析儀器，可以準(zhǔn)確地預(yù)測原油中的硫化物是怎樣腐蝕設(shè)備的，這關(guān)系到石油工業(yè)重要的安全問題。
在美國國家加速器實驗室能源部SLAC下屬的斯坦福同步輻射光源（SSRL）持續(xù)進(jìn)行的實驗的將有助于完善行業(yè)指南。其目標(biāo)是精確的描述石油中關(guān)鍵的硫類型，以更好地預(yù)測腐蝕速率。
雪佛龍和薩斯喀徹溫大學(xué)的一組研究人員正在SSRL進(jìn)行一系列研究，重點研究原油中的硫形式。
雪佛龍公司的材料工程師Monica Barney說：“通過使用X射線光譜技術(shù)來觀察原油，我們能夠檢測和描述具有特異性的硫化物復(fù)雜的化學(xué)性質(zhì)。”
數(shù)據(jù)的復(fù)雜性
美國雪佛龍公司的煉油廠，在一天內(nèi)要處理近一百萬桶石油。但石油中存在的硫可以與設(shè)備中的金屬發(fā)生反應(yīng)腐蝕設(shè)備，工程師必須考慮這些化學(xué)反應(yīng)是，以確保加工安全可靠。
硫濃度的高低與腐蝕程度并沒有直接關(guān)系或其他因素相關(guān)，這使得很難預(yù)測特定原油的腐蝕性。
研究員巴尼說：“我們可以測定硫的濃度，但無法確定化學(xué)反應(yīng)。” “了解原油中的硫類型對于預(yù)測與腐蝕相關(guān)的性能至關(guān)重要。”
巴尼和SSRL合作由此開始，收集實驗數(shù)據(jù)后，雪佛龍團(tuán)隊正在努力解釋實驗結(jié)果的復(fù)雜性。
在線交流中，他們遇到了薩斯喀徹溫大學(xué)的喬治和格里姆？皮克林（Ingrid Pickering）兩位教授。兩位教授目前是SSRL的研究人員，他們長年在SSRL同步加速器實驗室進(jìn)行分子生物學(xué)和毒理學(xué)實驗。
圖譜顯示了類似原油中硫類型的數(shù)據(jù)疊加收集的光譜信息。它顯示了如何將整體光譜與標(biāo)準(zhǔn)庫進(jìn)行對比，以確定各種類型的化合物。
“當(dāng)我見到這個數(shù)字的時候，我想，‘就是它，這就是我們需要的。’這是我們多年來一直在尋求的可以量化硫種類表征方法。”巴尼說。
這個方法就是使用相同的技術(shù)——硫K邊緣X射線吸收光譜法來測量并確定原油中的硫類型。
巴尼很快開始與喬治和格里姆？皮克林合作尋找解決方案。兩人以前在石油和天然氣行業(yè)工作，Barney認(rèn)為他們的專業(yè)知識與雪佛龍想研究的內(nèi)容完美銜接。
通過這種分析方法，該團(tuán)隊開發(fā)了一種以“基于X射線”檢測原油的方法，該方法占據(jù)了高能量和低能量X射線之間的中間位置。
為了獲得正確的能源，研究人員可以用X射線收集關(guān)于硫及其化學(xué)鄰近區(qū)域的詳細(xì)信息，并幫助挑選與硫化物相似之處產(chǎn)生的重疊信息。
有關(guān)硫化學(xué)
原油中存在大量的各種各樣，互不相同的硫化合物，使大多數(shù)表征技術(shù)都難以解釋甚至無法表征。
SSRL的X射線吸收光譜技術(shù)使科學(xué)家能夠準(zhǔn)確地了解原油的硫的化學(xué)物質(zhì)。
喬治說：“這是一個使用最先進(jìn)的光譜儀進(jìn)行實際應(yīng)用的例子。”
這項工作是雪佛龍公司合作的中一部分，它正在使用其他幾種技術(shù)來了解原油中硫的化學(xué)性質(zhì)。這幾種化學(xué)表征方法與實驗數(shù)據(jù)相結(jié)合，并與腐蝕研究和計算機(jī)建模預(yù)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
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