Name: באתרו ויזואליזציה של התנהגות השלב של דוגמאות שמן בתנאי תהליך זיקוק (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-21T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 20 s
Description: חקור התנהגות שלב של דוגמאות שמן בתנאי זיקוק באמצעות מיקרוסקופיית רפלקציה עם קיטוב מוצלב. השיטה מאפשרת תצפית בזמן אמת בטמפרטורות של עד 450 מעלות צלזיוס ולחצים של 160 בר.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

המחברים מודים לדניאל פאליס על אספקת איור 12 ועל עזרתו בניהול ציוד מעבדה.

<ol><li>Gray, M. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGray%2C+MR+%22Upgrading+Petroleum+Residues+and+Heavy+Oils%22">Upgrading Petroleum Residues and Heavy Oils</a>. , Marcel Dekker Inc. New York, USA. (1994).</li>
<li>Wiehe, I. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWiehe%2C+IA+%22Process+Chemistry+of+Petroleum+Macromolecules%22">Process Chemistry of Petroleum Macromolecules</a>. , CRC Press. Boca Raton, USA. (2008).</li>
<li>Rahimi, P. M., Teclemariam, A., Taylor, E., deBruijn, T., Wiehe, I. A. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/bk-2005-0895.ch013">Thermal Processing Limits of Athabasca Bitumen during Visbreaking Using Solubility Parameters.</a> Heavy Hydrocarbon Resources, ACS Symposium Series, Volume 895. , American Chemical Society. Washington, D. C., USA. (2005).</li>
<li>Wiehe, I. A., Kennedy, R. J. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ef9901342">Application of the Oil Compatibility Model to Refinery Streams.</a> Energy Fuels. 14 (1), 60-63 (2000).</li>
<li>Rahimi, P., Gentzis, T., Cotté, E. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ef980220m">Investigation of the Thermal Behavior and Interaction of Venezuelan Heavy Oil Fractions Obtained by Ion-Exchange Chromatography.</a> Energy Fuels. 13 (3), 694-701 (1999).</li>
<li>Bagheri, S. R., Gray, M. R., McCaffrey, W. C. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ef201214d">Influence of Depressurization and Cooling on the Formation and Development of Mesophase.</a> Energy Fuels. 25 (12), 5541-5548 (2011).</li>
<li>Bagheri, S. R., Gray, M. R., Shaw, J., McCaffrey, W. C. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ef300321g">In Situ Observation of Mesophase Formation and Coalescence in Catalytic Hydroconversion of Vacuum Residue Using a Stirred Hot-Stage Reactor.</a> Energy Fuels. 26 (6), 3167-3178 (2012).</li>
<li>Bagheri, S. R., Gray, M. R., McCaffrey, W. C. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ef300854r">Depolarized Light Scattering for Study of Heavy Oil and Mesophase Formation Mechanisms.</a> Energy Fuels. 26 (9), 5408-5420 (2012).</li>
<li>Laborde-Boutet, C., Dinh, D., Bender, F., Medina, M., McCaffrey, W. C. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.energyfuels.5b02135">In Situ Observation of Fouling Behavior under Thermal Cracking Conditions: Hue, Saturation and Intensity Image Analyses.</a> Energy Fuels. 30, 3666-3675 (2016).</li>
<li>Dinh, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22In-Situ+Observation+of+Heavy-Oil+Cracking+using+Backscattering+Optical+Techniques.+MSc%22">In-Situ Observation of Heavy-Oil Cracking using Backscattering Optical Techniques. MSc Thesis</a>. , The University of Alberta. Edmonton, Canada. (2015).</li>
<li>Rahimi, P., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ef980091%2B">Investigation of Coking Propensity of Narrow Cut Fractions from Athabasca Bitumen Using Hot-Stage Microscopy.</a> Energy Fuels. 12 (5), 1020-1030 (1998).</li>
<li>Hanbury, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167865507003601">Constructing cylindrical coordinate colour spaces.</a> Pattern Recognition Letters. 29 (4), 494-500 (2008).</li>
<li>Gonzalez, R. C., Woods, R. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGonzalez%2C+RC+%22Digital+Image+Processing%2C+Third+Edition%22">Digital Image Processing, Third Edition</a>. , Prentice Hall. Upper Saddle River, USA. (2008).</li>
<li>Wachtman, J. B., Maxwell, L. H. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1151-2916.1959.tb12969.x/abstract">Strength of Synthetic Single Crystal Sapphire and Ruby as a Function of Temperature and Orientation.</a> J. Am. Ceram. Soc. 42 (9), 432-433 (1959).</li>
<li>Kaye, G. W. C., Laby, T. H. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKaye%2C+GWC+%22Tables+of+physical+and+chemical+constants+%2F+originally+compiled+by+G.W.C.+Kaye+and+T.H.+Laby+%3B+now+prepared+under+the+direction+of+an+editorial+committee%22">Tables of physical and chemical constants / originally compiled by G.W.C. Kaye and T.H. Laby ; now prepared under the direction of an editorial committee</a>. , Longman Scientific & Technical. Essex, UK. (1995).</li>
<li>Malitson, I. H., Dodge, M. J. Refractive Index and Birefringence of Synthetic Sapphire. J. Opt. Soc. Am. 62 (11), 1405(1972).</li>
<li>Buckley, J. S., Hirasaki, G. J., Liu, Y., Von Drasek, S., Wang, J. X., Gill, B. S. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10916469808949783">Asphaltene Precipitation and Solvent Properties of Crude Oils.</a> Pet. Sci. Technol. 16 (3-4), 251-285 (1998).</li>
<li>Perrotta, A., McCullough, J. P., Beuther, H. <a target="_blank" href="https://www.osti.gov/scitech/biblio/6182623">Pressure-Temperature Microscopy of Petroleum-Derived Hydrocarbons.</a> Prepr. Pap. Am. Chem. Soc., Div. Pet. Chem. 28 (3), 633-639 (1983).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

צעדים קריטיים בתוך הפרוטוקול השלב הקריטי הראשון בפרוטוקול הוא הבטחה שלמות חותם מתכת אל-ספיר, במיוחד אם הניסוי הוא להתבצע תחת לחץ. לפיכך, ההקבלה, החלקלקות, ואת הניקיון של משטחי האיטום יש לבדוק בקפידה, ואת בדיקות הדליפה צריכות להיות יסודיות. מאז מודולוס של קרע של ספיר הוא פונקציה יורדת של טמפרטורה 14, חלונות ספיר עבה צריכה לשמש לעבודה בלחץ גבוה וטמפרטורה גבוהה. כקו מנחה, 8 חלונות ספיר בעובי מ&q...

המחקר של התנהגות השלב של דגימות שמנות במגוון רחב של טמפרטורות, לחצים, ותנאי תגובתי יכול להניב מידע שימושי מאוד עבור המפעיל של בית זיקוק שמעבדת מגוון של זנות. בפרט, העכירות של יחידות תהליך וקווים ידי היווצרות בלתי מבוקרת של קוק או משקעים יכולה להשפיע על ייצור קשה (אובדן התפוקה) וצריכת אנרגיה יעילה (גידול התנגדות העברת חום) 1, 2, 3. חיבור שנגרם אפשרי על ידי ההצטברות של עכירות חומר עשוי לדרוש כיבוי למטרות לנקות, אשר תהיה השפעה כלכלית שלילית מאוד 4. מבצע הערכה של נטיות עכירות של זנות יכולה להיות יקר מאוד עבור אופטימיזציה של תנאי תהליך 5 ואת המיזוג של זרמי זיקוק. פתחנו באתרומנתח של יציבות נפט במעבדה שלנו כדי לאפשר ההדמיה של דגימות שמן בכפוף לתנאי תהליך הזיקוק. מנגנון זה מסתמך על הכור תוכנן במיוחד עשוי אביזרי נירוסטה מצויד חלון ספיר אטום בתחתית. העיקרון המרכזי של המכשיר הוא הארת המדגם בתוך הכור על הטווח הרצוי של טמפרטורה והלחץ ואת ההדמיה של ההשתקפות הצולבת מקוטב שהתקבלה. בעוד מחקרים קודם שפורסמו בהשוואה להגדרה זו מתמקדת בתהליכי פירוק תרמיים לחקות תנאי visbreaking 6, 7, 8, 9 (אשר אינם דורשים בלחץ גבוה), עיצוב הכור עבר שינוי מקיף כדי לחקור את ההתנהגות של דגימות תחת hydroconversion (קטליטי פיצוח תחת H 2 בלחץ גבוה) ו aquathermal 10 (תרמית פיצוח תחת טרום גבוההקיטור ssure) תנאים. לכן, המכשיר תוקן על מנת לפעול בטווח 20-450 ° C הטמפרטורה ואת הטווח לחץ 0.1-16 MPa, עם היכולת לקיים הוא 450 ° C ו -16 מגפ&quot;ס עבור זמני תגובה של עד 6 שעות. הרמה הראשונה של ניתוח על המידע החזותי של הדגימות תחת טווח מסוים של טמפרטורה, לחץ, ותנאי תגובתי היא לקבוע אם המדגם הוא חד פאזיים או רב שלבית. מערכת זו היא ייחודית בכך שהיא מאפשרת ההדמיה של חומר איזוטרופי אטום אינו מוגבלת ההדמיה של חומר איזוטרופי המתואר עבודה אחרת 11. בעוד האינדיקטור המרכזי של הנטייה עכירות של דגימות היא הנטייה לרדת משקעים מתוך נוזלים בצובר; גז נוזלי, נוזל-נוזל, נוזל-מוצק, והתנהגויות שלב מורכבות יותר ניתן לצפות. עם זאת, מידע רב ערך יכול גם להיות הופק האבולוציה החזותית של נוזל כפי שהוא נשאר Homogeneous (חד פאזיים). בפרט, את הבהירות של תמונות קשורה מקדם השבירה ואת מקדם הכחדה של המדגם, בעוד הצבע של המדגם הוא קבוצת משנה של מידע ספקטרלי שלה בטווח האור הנראה (380-700 ננומטר), אשר יכול להיות משמש תאר הכימיה שלה 9.

<table><tbody><tr><td>חלון ספיר, מישור C, עובי 3 מ"מ - קוטר 20 מ"מ, שריטה/חפירה: 80/50</td><td>Guild Optical Associates</td><td></td><td></td></tr><tr><td>C-seal</td><td>American Seal & הנדסה</td><td>31005</td><td></td></tr><tr><td>Type-K צמד תרמי</td><td>אומגה</td><td>KMQXL-062U-9&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>טבעת (1/16 אינץ')</td> <td>Swagelok</td><td>SS-103-1</td><td>מוכנס ליצירת מרווח מרווח בין המגנט למשטח החלון</td></tr><tr><td>מחמם סליל</td><td>OEM מחממי</td><td>K002441</td><td></td></tr><tr><td>בקר טמפרטורה</td><td>Omron</td><td>E5CK</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ הפוך</td><td>Zeiss</td><td>Axio Observer.D1m</td><td>דורש מודול מקטב צולב</td></tr><tr><td>טולואן, 99.9% כיתה HPLC</td> קטלוג <td>פישר</td><td># T290-4</td><td>מזיק, לטיפול במכסה אדים</td></tr><tr><td>מתילן כלוריד, 99.9% קטלוג פישר בדרגת HPLC</td><td></td><td># D143-4</td><td>מזיק, לטיפול במכסה אדים</td></tr><tr><td>אצטון, 99.7 קטלוג פישר מוסמך ACS</td><td></td><td># A18P-4</td><td></td></tr></tbody></table>

באתרו ויזואליזציה של התנהגות השלב של דוגמאות שמן בתנאי תהליך זיקוק

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

כדי לסייע בטיפול בבעיות ייצור בבתי זיקוק הנגרמות על ידי זיהום יחידות וקווי תהליך, פיתחנו מערך כמו גם שיטה להמחשת ההתנהגות של דגימות נפט בתנאי תהליך. מערך הניסוי מסתמך על מיקרו-כור שנבנה בהתאמה אישית ומצויד בחלון ספיר בתחתיתו, הממוקם מעל המטרה של מיקרוסקופ הפוך המצויד במודול מקטב צולב. שימוש במיקרוסקופ השתקפות מאפשר הדמיה של דגימות אטומות, כגון שאריות ואקום נפט, או אספלטנים. השילוב של חלון הספיר מהמיקרו-כור עם מודול המקטב הצולב של המיקרוסקופ בנתיב האור מאפשר הדמיה בניגודיות גבוהה של מדיה איזוטרופית ואנזוטרופית. בזמן ביצוע תצפיות, ניתן לחמם את המיקרו-כור לטווח הטמפרטורות של תגובות פיצוח (עד 450 מעלות צלזיוס), יכול להיות נתון ללחץ H2 הרלוונטי לתגובות המרה הידרו (עד 16 מגה פיקסל), ויכול לערבב את הדגימה על ידי צימוד מגנטי. 
תצפיות מתבצעות בדרך כלל על ידי צילום תמונות של הדגימה תחת אור מקוטב צולב במרווחי זמן קבועים. ניתוחי תמונה עשויים לא רק לספק מידע על הטמפרטורה, הלחץ והתנאים הריאקטיביים המניבים הפרדת פאזה, אלא גם עשויים לתת אומדן של התפתחות התכונות הכימיות (ספקטרום ספיגה/השתקפות) והפיזיקליות (מקדם השבירה) של הדגימה לפני תחילת הפרדת הפאזה.

האבולוציה החזותית של שאריות אבק Athabasca היא נציג של ההתנהגות של דגימות נפט גולמי כבד asphaltenic ודוגמאות שאריות אבק asphaltenic בתנאי פיצוח תרמיים. עם זאת, באמצעות מדגמים שונים ו / או טמפרטורה שונה, לחץ, או תנאי תגובה יכול להצמיח מגוון רחב של התנהגויות שלב. Micrographs המתאים הניסוי פיצוח תרמי על מדגם שאריות אבק Athabasca בתנאי הגדרת נקודת הסיום של 435 ° C ו P כספומט (N 2) ניתנים באיור 3, בעוד איור ...

מאמר זה מתאר הגדרה ושיטה להדמיה באתרה של דגימות שמן במגוון תנאי טמפרטורה ולחץ שמטרתם לחקות תהליכי זיקוק ושדרוג. הוא משמש בעיקר לחקר מדיה איזוטרופית ואנזוטרופית המעורבת בהתנהגות העכירות של הזנות נפט.

To help address production issues in refineries caused by the fouling of process units and lines, we have developed a setup as well as a method to ...

המטרה הכללית של שיטה זו היא לחקור את התנהגות הפאזות של דגימות נפט בתנאי תהליך זיקוק, באמצעות ויזואליזציה in situ של דגימות נוזל בטמפרטורה ובלחץ גבוהים באמצעות מיקרוסקופיית השתקפות במקטבים מצולבים. שיטה זו מספקת אמצעי לבחינת ההתנהגות הבאה של דגימות נפט בתנאי visbreaking ותנאי המרה גבוהים, וללימוד הקשר בין היציבות לבין ההמרה. ניתן לבחון תנאי תהליך קיצוניים מאחר שהריאקטור תוכנן לעמוד בלחץ של 160 bars בטמפרטורה של 450 Celsius.בטכניקה זו, כור פלדת אל-חלד עם חלון ספיר בתחתיתו מואר באור מקוטב בצורה נגדית, המעניק תמונות בניגודיות גבוהה של מצעים איזוטרופיים ואניזוטרופיים כאחד. ראשית, קבעו את המיקרו-כור באופן אנכי הפוך, כאשר אטם הפנים התחתון פתוח. ודאו שחיבורי קווי הגז סגורים כדי למנוע דליפה של הדגימה בעת טעינתה.שקלו תת-דגימה של שמן ושפתולה דקה. לאחר מכן, השתמשו בשפתולה כדי להעביר כ-0.6 גרם מדגימת השמן אל תוך הריאקטור. שקלו שוב את מיכל תת-הדגימה ואת השפתולה כדי לקבוע את כמות הדגימה שהועברה.לאחר מכן, החלק מגנט שיוצר בהתאמה אישית על התרמוקפל. החלק טבעת איטום (ferrule) קדמית בגודל 1/16 inch מעל התרמוקפל אל תוך חלל החיבור, כאשר הצד הרחב פונה כלפי מעלה. טבול מקל צמרגב ב-toluene, תוך וידוי שהמקל אינו ספוג מדי עד כדי טפטוף.נגבו את חריץ ההתאמה ומשטחי איטום אחרים כדי להסיר זיהומים מהטענת הדגימה, תוך

in-situ-visualization-phase-behavior-oil-samples-under-refinery

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

אנו מציגים מתודולוגיה להדמיה של שלבי נוזל מרובים בתנאי מאגר על ידי שימוש במיקרוטומוגרפיה של קרני רנטגן. אנו מראים כמה תוצאות מייצגות של לכידת נימים בדגימת סלע קרבונט.

הדמיה מאגר מצב נקבובי בקנה מידה של שלבי נוזלים מרובים באמצעות Microtomography X-ray

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לחקירת דיאגרמות פאזה מרובות רכיבים באמצעות חרוזים מגנטיים מבוקרים חיצונית כנשאי נוזלים בגישת מעבדה בצינור. גישה זו יכולה לסייע ביישומים המבקשים לאסוף מידע נוסף על שינוי פאזה במערכות נוזליות מורכבות.

שלב תרשים אפיון באמצעות חרוזים מגנטיים כדיסקים נוזליים

הטמפרטורה נמוכה באנרגית מים לאכלס החלק (LEWAF) של נפט גולמי הוא מערכת מאתגר לנתח, כי לאורך זמן, תערובת מורכבת זו עוברת טרנספורמציות כימיות. פרוטוקול זה מדגים שיטות להכנת המדגם LEWAF ולביצוע-הקרנה התמונה ניתוח כימי על ידי ספקטרומטריית-FT-ICR ניידות יון לכודים MS.

ניתוח כימי של שברים-לאכלס מים של נפט גולמי נשפך שימוש TIMS-FT-ICR MS

מוצגת שיטה למדידת ראאולוגיה של נפט גולמי בשיווי משקל עם פחמן דו חמצני בתנאי המאגר.

מדידה של ראולוגיה של נפט גולמי שיווי משקל עם CO<sub&gt; 2</sub&gt; בתנאים מאגר

המטרה של הליך זה היא לייצר בקלות, במהירות מכשיר microfluidic עם גאומטריה להתאמה אישית והתנגדות נפיחות על ידי נוזלים אורגניים ללימודי שחזור שמן. תבנית polydimethylsiloxane שנוצר first, ואז השתמש להטיל את המכשיר על בסיס אפוקסי. הזחה נציג מחקר הוא דיווח.

מכשירי Microfluidic אפיון תהליכים אירוע בקנה מידה נקבובית בתקשורת נקבובי עבור יישומים התאוששות שמן

כאן, אנו מציגים פרוטוקול ללמוד בו זמנית דליקות ויעילות הבוער של הנפט הגולמי בליה ורענן בתנאים המדמים בחיי עיר צריבה פעולות על הים.

התהליך הניסיוני במחקרי מעבדה של בחיי עיר בוער: דליקות והיעילות צריבה של נפט גולמי

פרוטוקול זה מוצג לאפיין את התנאים הרטבה מורכבים של אטום נקבובי בינוני (פחמימן במאגר רוק) באמצעות תמונות תלת-ממדיות מתקבל על ידי רנטגן microtomography-תנאים מהסבא.

סרגל נקבובית הדמיה ואפיון של פחמימנים המאגר סלע Wettability-תנאים מהסבא בעזרת רנטגן Microtomography

אנו ממחישים את השיטות המעורבות בסינון ובזיהוי של המיקרובים המייצרים את ה-biosurfactant. כמו כן, מוצגות שיטות לאפיון כרומטוגרפי וזיהוי כימי של החומרים הביולוגיים, הקובעים את הישימות התעשייתית של החומר הביולוגי להגברת התאוששות שאריות השמן.

התאוששות שמן משופרת באמצעות שילוב של חומרים ביולוגיים

איזון יריעת פני השטח של התליון המיושם עם החלפה מרובת תת-פאזות, המכונה OCTOPUS, מאפשר לחקות את תנאי העיכול על ידי החלפת תת-פאזה רציפה של התמיסה המקורית בתפזורת עם נוזלים מדומים במערכת העיכול. העיכול המדומה במבחנה מנוטר על ידי רישום באתרו של המתח הבין-פאזי של השכבה הבין-מרחבית המעוכלת.

במבחנה עיכול תחליבים בטיפה אחת באמצעות החלפה רב-פאזית של נוזלי מערכת העיכול המדומים

פרוטוקול זה משתמש בפינצטה אופטית כפולה כדי למדוד כוחות בין טיפות בזמן אמת במהלך העיכול האנזימטי של תחליבים. הוא מקל על חקר יציבות האמולסיה ודינמיקת הטיפות, עם יישומים במדעי המזון ובתרופות.

מדידת כוח בזמן אמת בין טיפות אמולסיה במהלך התמוטטות אנזימטית

אנו מתארים הליך המשמש לאיסוף מדידות פוטו-ריאולוגיה באתרן של חומרים פולימריים העוברים מעברים מנוזל למוצק המגיבים לאור.

באתרו פוטו-ריאולוגיה מנטרת שינויים ויסקו-אלסטיים ברשתות פולימרים רספונסיביות לאור

חקור התנהגות שלב של דוגמאות שמן בתנאי זיקוק באמצעות מיקרוסקופיית רפלקציה עם קיטוב מוצלב. השיטה מאפשרת תצפית בזמן אמת בטמפרטורות של עד 450 מעלות צלזיוס ולחצים של 160 בר.

באתרו ויזואליזציה של התנהגות השלב של דוגמאות שמן בתנאי תהליך זיקוק

גלה סרטונים נוספים