Элементные анализаторы

Элементный анализатор применяется в лабораториях предприятий нефтеперерабатывающего, горнодобывающего, металлургического, фармацевтического и сельскохозяйственного профиля. В нефтехимической отрасли прибор определяет количество содержащихся в нефти элементов.

Выделяют две разновидности анализатора, отличающиеся по принципу действия:

• – волнодисперсионные – действуют на базе волнового анализа,
• – энергодисперсионные – в основе рентгенофлуоресцентный метод.

Элементный анализ требуется для решения ряда задач.

1. Выбор способа переработки и расчет расходов. К примеру, отношение содержания водорода к доле углерода показывает, сколько водорода необходимо добавить для получения нефтепродуктов, соответствующих нормам.
2. Использование очистных установок. Если в сырье много серы или других элементов, снижающих качество продукта, следует проводить дополнительное очищение.
3. Расчет показателя теплоты сгорания топлива, влияющего на расход продукта. Чем больше в сырье H, C и меньше зольность, тем выше расход.
4. Изучение структуры масел и тяжелых остатков, откуда невозможно изъять отдельные компоненты.

В большей степени нефть состоит из водородных (11-15% от общей массы) и углеродных (82-87%) молекул. Присутствуют также сера (до 7%), кислород (1-2%) и азот (до 0,6%), но их общее содержание не превышает 8-10% всей массы. Нефтяной состав зависит от исходного материала, из которого сырье образовалось, и условий формирования. Поэтому углеводороды в различных месторождениях отличаются по элементному набору:

• – в месторождения в американском штате Пенсильвания практически полностью состоит из углерода и водорода,
• – в Башкирии, Татарстане, Волго-Уральском районе включает высокий уровень серы.

В соответствии с ГОСТом Р 51858-2002 нефть делится на группы по серному содержанию.

В углеводородах есть и другие компоненты: металлы (более 30 наименований), неметаллы (около 20 элементов), соли органических кислот и хелатные комплексы. Так как концентрация данных веществ составляет всего десятые или сотые доли процента, их называют микроэлементами. Чаще всего встречаются в высоковязких нефтях, потому что находятся в смолах и асфальтенах.

Изучение микроэлементов позволяет решать несколько проблем.

1. Получать сведения о генезисе углеводородов, что помогает обнаруживать и разрабатывать новые месторождения. Доля микроэлемента в сырье сравнивается с количеством кларков в осадочных породах, на основе чего выводят геохимические данные.
2. В нефти из некоторых районов могут присутствовать редкие металлы в значительных количествах. Требуется внедрение специального оборудования для извлечения обнаруженных веществ.
3. Выявление и устранение токсичных соединений. В нефтепродуктах иногда содержатся ртуть и мышьяк, которые при сгорании на электростанциях попадают в атмосферу и ухудшают экологическую обстановку. Никель и ванадий создают сложности при переработке углеводорода, выводя из строя катализаторы.