علاء صيوان وادي
تجربة قياس نسبة النفط في الماء
من اجل قياس نسبة النفط في الماء نقوم بتحضير النموذج المراد اجراء الفحص له ونتبع الخطوات التالية :
اولا-استخلاص النفط من عينة الماء باستخدام مذيب السايكلوهكسان بنقاوة 99.5%.
– استخدام زجاجيات نظيفة ومجففة (العبوات البلاستيكية مرفوضة ).
– اخذ(900 مل) من النموذج المراد تحليله ووضعة في عبوات النماذج الزجاجية .
– اخذ(50مل) من مذيب السايكلو هكسان ووضعه في دورق حجم (50مل ).
– اضافة السايكلو هكسان الى العينة الماء المراد تحليله والموجود في عبوه النماذج الزجاجية (900مل ).
– رج المزيج جيدا حتى يتمكن المذيب من التغلغل بين اجزاء العينة بصورة كاملة .
– انتظار المزيج حتى يستقر ليتم استخلاص جزيئات النفط من بين جزيئات الماء ويترك المزيج لمدة (5 دقائق على الاقل ).
– باستخدام السرنجة الزجاجية سعة (20مل ) يتم سحب كميه كافية من البقة العليا للمزيج والتي تمثل السايكلو هكسان متضمن النفط المستخلص واضافة الى بيكر نضيف وجاف.
الملاحظات:
1. يفضل غسل الزجاجيات قبل الاستخدام بواسطة السايكلوهكسان النقي لضمان دقة القراءات .
2. يفضل ان تكون العينة الماء المراد تحليلها ذات درجة من الحامضية (4-2)وذلك من خلال اضافة حامض الهيدروكلوريك (HCL ).
3. يفضل ان يتم ترشيح النموذج النهائي بعد الاستخلاص والمتمثل بالسايكلوهكسان +النفط عبر سلفات الصوديوم (Na2SO4) للتخلص من جزيئات الماء التي من الممكن ان تكون قد عبرت مع النموذج النهائي .
4. مراقبة ما اذا تم حدوث أي استحلاب ومحاولة التخلص منه عن طريق اما ترك النموذج ليستقر لفترة طويلة او تحميض النموذج كما مذكور اعلاه او اضافة ملح الطعام اوسلفات المغنسيوم او باستخدام جهاز الطرد المركزي او جهاز الترددات الصوتية .
ثانيا – فحص العينة النهائية (السايكلو هكسان +النفط)
1. بعد تشغيل الجهاز مرورا بالمراحل الثلاثة
– NOT.READY
– Warn-Up
– ومن ثم Ready يتم اختيار الطريقة المستخدمة من اول حقل من القائمة الرئيسية
– يتم اختيار طريقة ASTM-D7678 من حقل Calibration فقط في حالة حساب TPH المجمع الكلي للهيدروكربون .
– يتم اختيار طريقة CRUDE-OIL من حقل CALIBRATION لحساب المجمع الكلي للنفط .
2. بعد الانتهاء من تحضير المنمذج النهائي يتم وضعه في بيكر صغير وكما هو مذكور سابقا.
3. وضع كمية كافية من السايكلوهكسان في دورق او بيكر اخر ليتم تصفير الجهاز به وكما هو مطلوب بالخطوات التلقائية للجهاز .
4. بعد وضع انبوب الخاص بالجهاز في دورق السايكلوهكسان يتم الضغط على زر RUN وبعد الانتهاء من تصفير الجهاز يتم وضع انبوب الجهاز داخل بيكر النموذج النهائي المحضر بعد الاستخلاص كما هو مذكور اعلاه .
ملاحظة /يقوم الجهاز بالتنظيف تلقائيا بالسايكلوهكسان اثناء الفحص او عن طريق الزر RINSE في أي وقت .
اجراءات عامة
نقاوة المذيب يجب التأكد من نقاوة المذيب السايكلوهكسان عند جلب وجبة جديدة وتتم عملية كما يأتي :.
1. تحضير العينة بنفس طريقة الاستخلاص ولكن باستخدام عينة الماء الحاوية للنفط بالماء المقطر .
2. اختيار الطريقة (ABSRBANCE(MAU من حقل CALIBRATION .
3. اذا كانت النتيجة هي تتراوح ما بين 2MAU -+MAU فان المذيب نقي .
تنظيف الخلية /في حالة ظهور مؤشر في الجهاز يدل على وجود بعض الجزيئات الماء داخلة فعندها يجب تنظيف الجهاز با لايزو بروبانول وكما يأتي :.
1. الانتقال من قائمة MEAGER الى قائمة MAINTENAME من الشريط اعلاه شاشة العرض .
وضع (20مل ) من الايزوبروبانول – او البروبانول –او ايثانول في بيكر وتوصله في الجهاز عن طريق الاتيوب وضغط على زر START لنزع جزيئات الماء المتواجدة في الخلية .
2. وضع (200مل)من السايكلوهكسان في بيكر نظيف وجاف والضغط على زر START.
الفحص الذاتي / في قائمة MAINTENAME اعلى الشاشة SELFTEST للفحص الذاتي ويتم ذلك عن طريق (80مل) من المذيب السيكلوهكسان النقي . تتكرر هذه العملية اسبوعيا او عند كل وجبه جديدة .
ملاحظة /تستغرق العملية (11 دقيقة )
ظهور TEST RESULT OK في حاله نجاح العملية
TEST RESULT FAILED في حالة فشل العملية عندها يتم تنظيف الخلية كما موضح اعلاه او الاتصال بالشخص المختص .
قيـــاس الضغـط البخاري بطريقة ريد(Reid vapour pressure)
D – 6377
تمثل هذه الطريقة قياس ضغط البخار للمنتج النفطي الخفيف النفط الخام ذو الوزن النوعي الواطي عند درجه 37.8 Cويقرا الضغط ملم او الباوند /الانج2 ويأثر ضغط البخار بكميه الغازات الهيدروكربونية او المركبات الخفيفة فيه .
لتعين ضغط البخار للوقود اهميه بالغه لمعرفه الظروف السليمة للخزن والنقل ومدى مطابقته لمتطلبات الاحتراق .
طريقة العملية
1-غسل الجهاز بمادة السايكلوهكسان . من خلال الضغط على زر RINSE
2-ناخذ 100 mlمن النموذج في بيكر نظيف ومن ثم نبدأ عملية الفحص من خلال زر RAN
بعد اكمال عمليه الفحص والحصول على النتيجة النهائية من الجهاز يتم تنظيفه مرة اخرى .
ملاحظة: قبل الشروع بالعمل بالجهاز لابد من التأكد من ضبط الجهاز على درجة الحرارة الخاصة بالفحص والتي مقدارها 37.8C
وحدات الخاصة + بالقياس هي (KPS)
كل 1KPS =0.01bar =0.145psi
إقرأ أيضاً الفحوص المختبرية للغاز السائل
قيــاس اللزوجــة viscosity
D-7042
ان لزوجة النفط ومشتقاته تعتبر مهمة من الناحية الفنية وتلعب دورا مهما في حسابات الجريان في انابيب النفط وفي تصميم الافران والمبادلات الحرارية في المصافي.
وقد اعتبرت سابقا في الصناعة بانها جسم النفط وعلامة مميزة تعرف بواسطتها الدهون والزيوت.
كما انها مهمة أيضا في عملية انتاج النفط حيث تحدد جريان السوائل المكمنية من خلال المسامات الموجودة في الصخور الحاوية للنفط وبهذا تعتبر اللزوجة احدى الخواص المهمة في عملية تحديد معدل الجريان لأنها تدخل في المبادلات الخاصة بجريان النفط في الانابيب وكمية النفط المنتج من المكامن.
وتعتمد اللزوجة بصورة رئيسية غلى نوع المكونات الهيدروكربونية ودرجة الحرارة-فلزوجة البارا فينات تعتبر تقريبا كدليل للكثافة .اما الزوجة الهيدروكربونات العطرية ذات الوزن الجزيئي الواطئ كما في الكيروسين فهي حوالي عشر مرات اقل من لزوجة البارا فينات بينما الهيدروكربونات العطرية ذات الوزن الجزيئي العالي مثل زيوت التزييت فتعتبر اكثر لزوجة ولهذا فان ازالة الهيدروكربونات العطرية من مقاطع زيوت التزييت فسوف تنخفض اللزوجة بينما ازالتها من الكيروسين يسبب ارتفاع اللزوجة .
اللزوجة : تعرف اللزوجة على انها مقياس لمقاومة جريان السائل ضد الجاذبية . او قياس وقت جريان حجم معين من السائل وفي درجة حرارة معينة.
وعندما يكون (اجهاد القص)لأي حجم معين من السوائل الجارية يتناسب مع السرعة التدريجية في الاتجاه الموازي باتجاه جريان السوائل تسمى هذه السوائل و(السوائل النيوتنية ) وتعتبر جميع الغازات ومعظم السوائل الهيدروكربونية(سوائل غير نيوتينية ) في تصرفها اما المواد التي تكون(غير نيوتينيه )فتشمل البوليمر الزيوت الشمعية والمواد السليكونية.
انواع اللزوجة وطرق القياس
هناك عدة انواع من الأجهزة قد صممت لقياس اللزوجة وابسط هذه الانواع وادقها واوسعها انتشارا .(poisuille) هي الانابيب الشعيرية.
اللزوجة الظاهرية او الكيناماتيكيه
هي قياس زمن جريان حجم معين من السائل بالجاذبية خلال الانبوب الشعري او تعرف كنسبه بين اللزوجة المطلقة\الكثافة
وتستخدم طريقه الانبوب الشعري لتعيين اللزوجة الظاهرية للمنتجات النفطية السائلة الرائقة والداكنة.
وحدات اللزوجة الظاهرية
هي سنتي ستوك : سم2\ثانية
اللزوجة الديناميكية او الحركية
تعرف بانها حاصل ضرب اللزوجة الظاهرية في الكثافة بنفس درجات الحرارة
وحدات اللزوجة الديناميكية هي ملغم\ثانيه*ملم .
معامل اللزوجة
هو عبارة عن رقم عددي والذي يوضح تأثير تغيير درجات الحرارة مع اللزوجة ويعتبر تغير اللزوجة مع درجات الحرارة دليلا هاماً لنوعية المنتجات النفطية خاصة زيوت التزييت وزيت الوقود الثقيل لان اي تغير ملحوظ في درجة حرارة الزيت يمكن ان يوثر على كفاءة المعدات.
تطبيقات اللزوجة
أ-قياس الوزن الجزيئي للنفوط الخام ومشتقاتها من قياسات اللزوجة بدرجتي ال 100 ,210 فهرنهايتي وتطبق للنماذج ذات وزن جزيئي بحدود (250-700).
ب-ايجاد قيم معامل التشخيص وذلك من قياسات اللزوجة الظاهرية بدرجتي (100,210)ف وبين درجة الكثافة بواسطة خطوط بيانيه خاصة بذلك ويعتبر معامل التشخيص مهم جدا في تصنيف النفوط بصورة تقريبية وكذلك في معرفة اصل وطبيعة النفط.
طريقة القياس بجهاز (Viscometer)
يتم اخذ 5مل من نموذج النفط الخام ويتم القياس بدرجات حرارة معينة (21.1-37.8-48.9-60)سيلزى بعد عملية غسل الجهاز بالتلوين ومن ثم يضخ 1مل من النموذج لكل درجة حرارية واحدة ومن ثم ويتم اخذ قراءة الكثافة من الجهاز
قياس نسبة الملح في النفط الخام
Salt Content D-2547 IP-77
تستخدم هذه الطريقة لقياس تركيز الهالوجينات (CL , Br, I ) من (0.002-0.02)% وزناًفي النفط الخام . المنتجات الناتجة من عمليه التكسير زيت الوقود . وزيوت الديزل البحرية عند تماسها او اختلاطها مع ماء البحر .
الغرض من التجربة
ان الملح يكون موجودا في النفط الخام نتيجة لتماس النفط مع المحلول الملحي (formation water) في الحقول النفطية ومن الضروري جدا تقليل نسبة الملح في النفط الى اقل قدر ممكن وذلك بنصب وحدات ازاله الملح .
ان وجود الملح في النفوط يؤثر على جودته وعلى أسعاره كما يوثر أيضا على جودة المنتجات النفطية . كما انه يعتبر المسبب الرئيسي لتكوين (Block heat exchanger) لوحدات التصفية . كما ان وجود الملح أيضا يسبب تأكل المعدات النفطية بسبب وجود الملح(NaCI) كما ان وجوده في الأسفلتيين يؤثر علية ويكون ذو نوعيه رديئة هشة وسهلة الكسر . كذلك وجود الاملاح لها تأثير على معدات ومضخات الإنتاج وكذلك الخزانات .
المواد الكيمياوية المستخدمة في التجربة
الكحول(C2H5OH),الاسيتون (C3H6O), التلوين ,ايزومايل الكحول , حامض النتريك((HNo3 , نترات الفضة((AgNo3, ثايوسيانيد البوتاسيوم (KSCN), دليل كبريتات الحديد الامونياك[][‘ي(2.12H2O((NH4Fe(So4
طريقة العمل
يتم استعمال جهاز (TEL Extraction Apparatus)وتكون الإضافات كما يأتي :-
100ml من النفط الخام 70 mlمن التلوين 25ml من الكحول 15 mlمن الاسيتون , 125ml الماء المقطر المغلي .
تغلى هذه المحتويات في الجهاز TELلمدة 15-20 دقيقه ثم يبرد الى درجة 25 Cبعده يؤخذ 100mlمن النموذج ويسحح مع محلولي نترات الفضة والثايوسيانات البوتاسيوم بعد إضافة 5 مل من حامض النتريك ,5ml من ايزامايل الكحول ,ml مل من الدليل .
اما البلانك فيحضر بنفس الإضافات ماعدا النفط الخام.
النظرية وسبب الإضافات
يضاف التلوين الى النفط الخام كمذيب عضوي تاركا جزيئات الماء مع الغلاف.
يضاف الكحول والاسيتون ككاسر للاستحلاب والذي يحطم الغلف المحيط بجزيئة الماء ويجعلها حرة لتنزل الى القعر .
يضاف الما ء المقطر للغسل وكمذيب غير عضوي لإذابة الاملاح الغير عضوية الموجودة في النفط
يضاف 0.5ml من المحلول الثايوسيانات في بداية التفاعل لمنع تفاعل الدليل مع محلول النترات 5ml الزيادة .
حامض النتريك يضاف لجعل المحيط حامضي لان لون الدليل لا يتغير الا في الوسط الحامضي وكذلك يمنع تحلل الدليل مع الماء .
ايزومايل الكحول يضاف وذلك لكي يتفاعل مع قسم من محلول الثايوسيانيد ويكون مركب معقد تحيط بأيونات AgCIويمنعها من التفاعل مع KSCN .
ملاحظة
طريقة التسحيح هي حسب طريقة فولهارد نسبة الى العالم الذي اكتشف الطريقة .
ومجمل التفاعل حسب هذه الطريقة هو إضافة زيادة من محلول نترات الفضة القياسي الى الهالوجينات الموجودة في المحلول (CI ,BR , I ).
ونترات الفضة الغير متفاعلة يعاد تسحيحها مع محلول قياسي من KSCN واستعمال الدليل لتكوين مركب معقد.
الحسابات والنتائج
1-نحسب الفرق بين النترات والسيانيد في حالة ان كان هنالك فرق .
2- ندخل الفرق في معادلة من اجل حساب (PTB) مختصر يعبر عن تركيز الملح (باوند لكل الف برميل ) Pound thousand barrels .علما انه كل 1Ib(Pound) =453592mg&453.59g&.453Kg0
ويتم حسابة من المعادلة التالية :-
PTB=AgCl*16.38
3-ومن ثم يتم حساب(PPM) من خلال المعادلة التالية :-
PPM=PTBSP.G*2.85
PPM : مختصر يعبر عن التركيز بالمليون Mg/L Part Per million
طريقة فصل الماء والاملاح
يمكن فصل الماء أحيانا بسهولة نسبية بواسطه التركيد الاعتيادي في المستودعات او عند ضخ النفوط بواسطة المضخات الطاردة المركزية الى المستودعات . ويكون الماء في الحالات مستحلبا ت ثابتة مع النفط مما يصعب فصلة والطرق الشائعة لإزاله الماء في المستحلبات تعتمد أولا على تحطيم المستحلبات وتجمع الماء وفصلة عن النفط .
اهم الطرق الصناعية لإزالة الاستحلاب
طريقة كيمياوية تحت تأثير المواد المانعة للاستحلاب
التسخين والغسل بالماء العذب
الطرق الكهربائية
يتم في هذا الجهاز قياس نسبة الاملاح في النفط الخام اوتماتيكيا بتابع الخطوات التالية
التاكد من ربط الجهاز كهربائيا .
معايرة الجهاز من خلال الخلايا الموجودة والتي تحتوي على قيم ثابتة (0g/m3 – 30 g/m3 –190 g/m3)
يتم تحضير المزيج مسبقا من المواد التالية
630 ml من البيوتانول
370 ml من الميثانول
3 ml من الماء المقطر
توضع في قنيتة نظيفة وترج جيدا قبل كل استخدام
يتم تحضير النموذج عن طريق (15 ml ) من الزايلين الى (10 ml ) نقط خام ثم يضاف (25 ml) من الزايلين للتاكد من نزول جميع الكمية الماخوذة من النفط الخام ويرج الخليط لمدة (60 sec)
ثم اضافة (50 ml) من المزيج الى الخليط ويرج لمدة (30 sec ) ثم يترك لمدة (5 sec )
نضع النموذج في بيكر القياس بعد عملية غسلة بمادة الزايلين ومن خلال غمر القطب بداخلة وبهذا قد تم الفحص والحصول على القراءة يقاس الملح بجهازبن الأول بالتسحيح والثاني اوتماتيكيا.