Improving Accuracy and Precision in Crude Oil Boiling Point Distribution Analysis

Význam tématu

Správné stanovení rozdělení bodů varu surové ropy je klíčové pro optimalizaci rafinérských procesů a maximalizaci výtěžku cenných frakcí jako benzín, nafta a petrolej. Metoda vysokoteplotní simulované destilace umožňuje rychlé a opakovatelné rozlišení složek v širokém teplotním rozsahu s minimálním množstvím vzorku a nízkou náročností obsluhy. Přesné údaje o frakčním rozdělení ovlivňují ekonomiku výrobního procesu a kvalitu finálních produktů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo porovnat klasickou vysokoteplotní simulovanou destilaci s kombinovanou technikou High Temp SIMDIS a DHA FE pro analýzu lehké části surové ropy. Autoři analyzovali rozdíly v počátečním bodu varu, procentuálním zastoupení uhlovodíků pod bodem C9 a přesnosti dat pro optimalizaci rafinérských rozhodnutí.

Použitá metodika a instrumentace

Byla použita vysokoteplotní chromatografie (SIMDIS) s programovatelným vaporizačním vstupem PTV pro rozsah C9 až C100 dle ASTM D7169. Pro analýzu části C1 až C9 byla aplikována technika DHA FE s předfrakcionátorem, dlouhou kapilární kolonu 50 m a detektorem plamenné ionizace. Kalibrace proběhla pomocí směsi n-alkanů pokrývající cílový bod varu a ověřena referenčními vzorky a gravimetrickou směsi pro kontrolu citlivosti a symetrie špiček.

Hlavní výsledky a diskuse

Standardní High Temp SIMDIS určil počáteční bod varu vzorku na 36 °C a celkovou rekoveri 96,3 %, což naznačuje látky vařící nad 720 °C. Metoda DHA FE odhalila přítomnost významné frakce pod C9 a umožnila detailní kvantifikaci jednotlivých lehkých uhlovodíků. Sloučením dat obou metod se získal upravený IBP –0,5 °C a podíl lehké frakce pod C9 činil cca 22 % hmotnostně, což pro velkou rafinérii představuje desítky tisíc barelů denně.

Přínosy a praktické využití metody

• Vyšší přesnost určení lehkých frakcí ropy a přesné stanovení IBP
• Lepší výtěžek produktů a ekonomické rozhodování v rafinériích
• Snížení objemu ztrát při přepravě a skladování díky detailní charakterizaci
• Automatizace a opakovatelnost výsledků s minimální pracností

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj v oblasti kombinovaných předfrakcionací a detektorů s vyšší selektivitou. Integrace dat z pokročilých softwarových platforem a strojového učení může dále zpřesnit predikci chování složek v rafinérských procesech. Dále se předpokládá širší nasazení v oblasti hodnocení biodegradace a emisních profilů při spalování paliv.

Závěr

Kombinace vysokoteplotní simulované destilace a DHA FE významně zlepšuje přesnost stanovení rozdělení bodů varu u surové ropy, zejména v lehké části pod C9. Tím poskytuje rafinériím detailnější informace pro zvyšování výtěžku a optimalizaci výroby. Metoda je robustní, automatizovaná a vhodná pro širokou škálu aplikací v průmyslové analytice.

Reference

• Coto B Coutinho JAP Martos C Robustillo MD Espada JJ Peña JL Assessment and improvement of n Parafin distribution obtained by HTGC to predict accurately crude oil cold properties Energy and Fuels 25 3 1153 1160 2011
• Kaal E Janssen HG Extending the molecular application range of gas chromatography Journal of Chromatography A 1184 1-2 43 60 2008
• ASTM D7169 Standard Test Method for Boiling Point Distribution of Samples with Residues such as Crude Oils and Atmospheric and Vacuum Residues by High Temperature Gas Chromatography
• ASTM D7900 Standard Test Method for Determination of Light Hydrocarbons in Stabilized Crude Oils by Gas Chromatography
• Wen Ping Dai Lei Analysis of effective factors on distillation range determination of crude oil and residuum by simulated distillation gas chromatography Petrochemical Technology and Application 2009 04