Научная статья на тему 'Разработка модели классификатора для оценки качества гликолевых абсорбентов при осушке природного газа'

Разработка модели классификатора для оценки качества гликолевых абсорбентов при осушке природного газа Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
217
47
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
НефтеГазоХимия
ВАК
Ключевые слова
абсорбционная осушка природного газа / определение примесей в триэтиленгликоле / масс-спектрометрия высокого разрешения с индуктивно связанной плазмой / газовая хроматография / высокоэффективная жидкостная хроматография / методы хемометрики / absorption drying of natural gas / determination of impurities in triethylene glycol / mass spectrometry with a high resolution inductively coupled plasma / Gas chromatography / high performance liquid chromatography / chemometrics methods

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — М.Н. Усачёв, Ю.А. Ефимова, Н.К. Зайцев

В процессе абсорбционной осушки природного газа в используемых гликолевых абсорбентах накапливаются различные примеси, которые снижают осушающую способность гликолей. Из-за отсутствия современных методов оценки абсорбционной способности гликолевых растворов возникают случаи использования абсорбентов плохого качества, что приводит к недостаточной степени осушки конечного продукта. В данном исследовании была разработана модель классификатора для оценки пригодности к использованию рабочих растворов гликолевых абсорбентов. В основу модели положены методы ИСП–МС, ГХ–МС, ВЭЖХ–МС/МС для оценки накапливающихся в абсорбенте примесей и методы хемометрики для обработки полученных результатов. Использование разработанной модели позволяет достоверно классифицировать рабочие образцы абсорбента в зависимости от их осушающей способности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DEVELOPMENT OF THE CLASSIFIER MODEL TO ASSESS THE QUALITY OF GLYCOL ABSORBENT DURING DRYING OF NATURAL GAS

Various impurities accumulate in the process of drying of natural gas in the glycol absorbents. This impurities reduces the absorption ability of glycols. The current methods of assessing the absorption ability of glycols is not designed. This leads to the use of absorbents to poor quality and insufficient degree of drying of the final product. In this study was developed a model of the classifier to assess the quality of glycol absorbents. The model includes methods of ICP–MS, GC–MS, LC–MS/MS to evaluate the accumulated impurities in the absorbent, and chemometrics methods for processing of the results. Using the developed model allows reliable classify the working samples of absorbents depending on their ability to drain natural gas.

Текст научной работы на тему «Разработка модели классификатора для оценки качества гликолевых абсорбентов при осушке природного газа»

УДК 543.544.5.068.7; 543.51; 543.544.43; 543.7/.79

Разработка модели классификатора для оценки качества гликолевых абсорбентов при осушке природного газа

М.Н. УСАЧЁВ, к.х.н., аспирант кафедры аналитической химии Ю.А. ЕФИМОВА, д.х.н., доцент кафедры аналитической химии Н.К. ЗАЙЦЕВ, д.х.н., профессор кафедры аналитической химии Московский государственный университет тонких химических технологий (МИТХТ) им. М.В. Ломоносова (Россия, 119571, Москва, просп., Вернадского, д. 86). E-mail: maximus021989@mail.ru

В процессе абсорбционной осушки природного газа в используемых гликолевых абсорбентах накапливаются различные примеси, которые снижают осушающую способность гликолей. Из-за отсутствия современных методов оценки абсорбционной способности гликолевых растворов возникают случаи использования абсорбентов плохого качества, что приводит к недостаточной степени осушки конечного продукта. В данном исследовании была разработана модель классификатора для оценки пригодности к использованию рабочих растворов гликолевых абсорбентов. В основу модели положены методы ИСП-МС, ГХ-МС, ВЭЖХ-МС/МС для оценки накапливающихся в абсорбенте примесей и методы хемометрики для обработки полученных результатов. Использование разработанной модели позволяет достоверно классифицировать рабочие образцы абсорбента в зависимости от их осушающей способности.

Ключевые слова: абсорбционная осушка природного газа, определение примесей в три-этиленгликоле, масс-спектрометрия высокого разрешения с индуктивно связанной плазмой, газовая хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография, методы хемометрики.

Введение

Осушка газового сырья является обязательным этапом его переработки перед подачей в магистральные трубопроводы. На большинстве месторождений в районах Крайнего Севера используется технология абсорбционной осушки газа [1-3]. В качестве абсорбентов чаще всего используют растворы триэтиленгликоля (ТЭГ) [46]. В процессе их эксплуатации в абсорбенте накапливаются различные примеси, к числу которых относятся легколетучие и тяжелолетучие органические соединения; неорганические элементы; реагенты, используемые на предшествующих стадиях переработки сырья и т.д. [7-9]. В ранее проведенных исследованиях отмечалось различие в динамике накопления отдельных видов примесей [10], а также наблюдалась зависимость изменения физико-химических свойств абсорбентов от содержания некоторых загрязнителей [11]. Однако до сих пор

не установлены примеси, которые достоверно оказывают влияние на осушающую способность абсорбентов в системе, и не изучена возможность использования содержания данных примесей для оценки качества рабочих растворов абсорбентов.

Целью данного исследования являлась разработка способа оценки пригодности к использованию рабочих растворов абсорбентов, изъятых из установок осушки природного газа компаний ООО «Газпром добыча Ям-бург» и ООО «Газпром добыча Оренбург». В основу разрабатываемого способа был положен алгоритм построения модели классификатора, основанного на содержании всех видов накапливающихся в ТЭГ примесей. Определение содержания примесей проводили методами газовой хроматографии (ГХ-МС), высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ-МС) и масс-спектрометрии высокого разрешения с индуктивно связанной

плазмой (ИСП-МС). Обработку результатов проводили с помощью методов хемометрики.

Оборудование, материалы реактивы и средства измерения

Для анализа неорганических элементов использовали масс-спектрометр высокого разрешения с индуктивно связанной аргоновой плазмой, Element 2, фирмы Thermo Scientific, США. Для анализа летучих органических соединений использовали газовый хроматограф Agilent 7890 А, оснащенный квадрупольным масс-спектрометром Agilent 5975 С, фирмы Agilen» Германия. Для анализа нелетучих примесей жидкостный хроматограф LC-20 AD, совмещенный с масс-спектрометром LCMS IT-TOF, фирмы Shimadzu, Япония.

Также в работе использовали роторный испаритель Heidolph, Германия; автоклав DAK-100, Berghof speedwave MWS-4, Германия; установку для получения деионизированной воды NANOPure, фирмы Thermo Scientific, США; картриджи для твердофазной экстракции Isolute с привитой фазой С8 и емкостью сорбента 10 мг производства компании Biotag, США; аргон газообразный высокой чистоты по ТУ 6-21-12-94; гелий газообразный марки 6.0 по ТУ 0271-001-45905715-02; ацетонитрил для градиентной ВЭЖХ производства компании Merck, Германия; изопропиловый спирт для градиентной ВЭЖХ производства компании Merck, Германия; азотную кислоту 65% производства компании Merck, Германия; муравьиную кислоту 98% производства компании Panreac, Испания; стандартные растворы 68 элементов производства компаний High Purity Standards и SPEX Certi Prep, США; образец триэтиленгликоля 98% чистоты производства компании Roth, Германия.

Таблица 1

Классификация предоставленных образцов абсорбента

Группа образцов Место отбора пробы Количество образцов Соответствие ТТР переработанного сырья нормативам Набор

I ООО «Газпром добыча Ямбург» 5 Соответствует

II ООО «Газпром добыча Ямбург» 5 Не соответствует

III ООО «Газпром добыча Оренбург» 5 Соответствует

IV ООО «Газпром добыча Оренбург» 5 Не соответствует

Масс-спектр образца ТЭГ, изъятого из установки осушки природного газа

К Ре

1 51 Са Мп| РЬ I ■ 1 Ч» , рь1й

50

100

Масса

150

200

250

Хроматограмма абсорбента, изъятого из установки осушки природного газа, полученная методом ГХ-МС (представлены наиболее интенсивные компоненты):

1 - легколетучие органические примеси (предельные и непредельные алканы, циклические и ароматические соединения); 2 - диэтиленгликоль; 3 - диэтаноламин; 4 - триэтиленгликоль; 5 - метилдиэтаноламин

Рис. 1

Рис. 2

Проведение измерений

Для проведения исследования из блоков огневой регенерации идентичных установок осушки природного газа компаний ООО «Газпром добыча Ямбург» и ООО «Газпром добыча Оренбург» было изъято по 5 регенерированных образцов абсорбента в моменты, когда температура точки росы (ТТР) осушенного сырья соответствовала нормативному показателю [12] и по 5 регенерированных образцов абсорбента в моменты, когда ТТР осушенного газа не соответствовала данному критерию. Образцы абсорбента отбирались в течение 7 суток непрерывной работы установок.

Перед проведением измерений образцы абсорбента сгруппировали с учетом места отбора пробы и в зависимости от степени соответствия ТТР осушенного газа требуемому нормативу [12]. Кроме того, разделили имеющиеся образцы на обучающий и тестируемый наборы согласно правилам построения моделей классификаторов [13]. В табл. 1 приведена полная классификация отобранных образцов абсорбента.

Из каждого образца ТЭГ приготовили по три параллельные пробы в соответствии с условиями [10, 11] для анализа методами ИСП-МС, ГХ-МС и ВЭЖХ-МС.

ИСП-МС

Определение содержания неорганических элементов проводили методом ИСП-МС в условиях [11]. В образцах абсорбента установили 13 элементов, содержание которых превышало шумовые значения. На рис. 1 в качестве примера представлен масс-спектр одной из проанализированных проб образцов абсорбента.

На представленном изображении видно, что в образце ТЭГ содержатся следующие элементы: Ц Ре, Ыа, К, РЬ, Б1, ЯЬ, Мп, Бп, Са, Б1, Та, W. Идентификацию обнаруженных элементов и их количественное определение проводили по растворам стандартных образцов.

ГХ-МС

При анализе проб абсорбентов методом ГХ-МС использовали условия [10]. В образцах абсорбента были обнаружены легколетучие органические примеси, среди которых были идентифицированы предельные и непредельные алканы, циклические и ароматические соединения, а также диэтаноламин, метилдиэтаноламин, диэтиленгликоль, используемые на предшествующих стадиях перера-

ботки природного газа. В качестве примера на рис. 2 представлена хро-матограмма, полученная при анализе одной из проб образцов абсорбента.

Из рис. 2 видно, что в образцах ТЭГ содержатся легколетучие примеси. Идентификацию обнаруженных соединений проводили по имеющимся библиотекам масс-спектров. Для каждого обнаруженного соединения вместо количественного определения проводили оценку площади хромато-графического пика.

ВЭЖХ-МС/МС

При анализе проб абсорбентов методом ВЭЖХ-МС/МС использовали условия [10]. На рис. 3 в качестве примера представлена хроматограмма одной из проб образцов абсорбента.

На представленной хроматограм-ме видно, что кроме ТЭГ в образце абсорбента обнаруживаются пики других органических соединений. Идентификацию ТЭГ осуществляли по совпадению масс-спектральных характеристик с 0,01% раствором стан-

Хроматограмма образца абсорбента, изъятого из установки осушки природного газа, полученная методом ВЭЖХ-МС/ МС (представлены наиболее интенсивные компоненты):

1 - триэтиленгликоль; 2 - продукты деструкции ТЭГ; 3 - смолянистые примеси

Таблица 2

Качественные характеристики триэтиленгликоля

Наименование параметра идентификации Значение параметра идентификации

1. Время удерживания, мин. 3,39

2. m/z родительского иона ТЭГ, а.е.м 151,0965

3. m/z дочерних ионов ТЭГ, а.е.м 133,0860

89,0597

107,0703

63,0441

4. Фрагментация при энергии Обильное содержание информативных

соударительной ячейки в диапазоне от 15 до дочерних ионов

30, эВ

5. Фрагментация при энергии Полная деструкция родительского иона

соударительной ячейки в диапазоне от 35 до с образованием неинформативных шумовых

75, эВ осколков

дартного образца триэтиленгликоля. Качественные характеристики ТЭГ приведены в табл. 2.

Для установления природы обнаруженных примесей был проведен сравнительный анализ их качественных характеристик с качественными характеристиками триэтиленгликоля. По результатам сравнительного анализа все обнаруженные компоненты были условно разделены на два класса:

• родственные продукты деструкции ТЭГ (соединения, времена удерживания которых близки ко времени удерживания ТЭГ, фрагментация родительских ионов которых легко протекает при энергии соударительной ячейки 15-30 эВ, а среди дочерних ионов наблюдается по меньшей мере одно совпадение с дочерними ионами молекулы ТЭГ);

• смолянистые компоненты (соединения, время удерживания которых значительно превышает время удерживания ТЭГ; фрагментация которых с трудом протекает даже при высоких энергиях соударительной ячейки в диапазоне 40-75 эВ, а среди дочерних ионов не наблюдается ни одного совпадения с дочерними ионами молекулы ТЭГ).

Всем обнаруженным примесям в качестве идентификационных характеристик были присвоены порядковые номера и установлены площади хро-матографических пиков.

Разработка модели классификатора

Для построения модели классификатора из полученных данных сформировали сводные таблицы, содержащие информацию обо всех обнаруженных примесях в каждом из образцов абсорбента. Форма сводной таблицы представлена на рис. 4.

Из сводныхтаблиц численныезначе-ния перенесли в матрицы данных про-

Рис. 3

Рис. 4

Форма сводной таблицы результатов определения примесей в образцах абсорбента

Повторность анализа N Метод ИСП-МС Метод ГХ-МС Метод ВЭЖХ-МС

Элемент № 1 . .. Элемент № 13 Идентифицированное соединение № 1 " . Идентифицированное " соединение № N Соединение . RT1, m/z 1 " .. Соединение ". RT1, m/z N

Повторность анализа № 1 Концентрация элемента № 1 . (повторность1) Концентрация .. элемента № 1 (повторность 13) Площадь пика идентифицированного .. соединения № 1 .. (повторность1) Площадь пика идентифицированного . соединения № N (повторность1) Площадь пика соединения . с RT1 m/z 1 . (повторность 1) Площадь пика .. соединения .. с RT1 m/z N (повторность 1)

_ „ „ Площадь пика Площадь пика Площадь пика Площадь пика

Повторность Концентрация Концентрация ^ ^

г „ »I ■ идентифицированного идентифицированного соединения соединения

анализа элемента № 1 ... элемента № 1 -мы п-Л / * ■■■ i-,-™ / ы

№ 2 (повто но ть 21 (повто но ть 21 соединения № 1 соединения № N с RT1 m/z 1 с RT1 m/z N

s (р 1 (р 1 (повторность 2) (повторность 2) (повторность 2) (повторность 2)

граммного обеспечения Б!а!1з!1оа так, чтобы число столбцов сводных таблиц соответствовало числу столбцов матриц данных, а количество строк в таблицах соответствовало числу строк матриц.

Таким образом, для каждой пробы образца абсорбента была составлена матрица данных, содержащая информацию обо всех обнаруженных в ней примесях. Размер матриц их/, где J -число столбцов матриц, соответствующее суммарному числу обнаруженных примесей; / - число строк матриц, соответствующее числу параллельных измерений каждого образца абсорбента (рис. 5).

Провели сравнительный анализ между I и II группами обучающего набора образцов. С помощью дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализа выявили примеси, содержание которых не имеет связи с ТТР осушенного газа (примеси первого рода), а также примеси, изменение содержания которых статистически достоверно коррелирует с ТТР осушенного газа (примеси второго рода). К числу соединений первого рода относятся легколетучие примеси, реагенты, используемые на предшествующих стадиях переработки газа (метод ГХ-МС), продукты деструкции триэтиленгликоля (метод ВЭЖХ - МС/ МС) и неорганические элементы: Ц 1\1а, Б1, К, Са, Мп, Ре, ЯЬ, Бп, Та, W, РЬ Ц 1\а, Б1 (метод ИСП - МС). К числу соединений второго рода относятся некоторые смолянистые соединения, обнаруженные методом ВЭЖХ-МС/МС.

На рис. 6 представлено распределение содержания обнаруженных примесей между образцами I и II групп абсорбента обучающего набора.

Содержание примесей второго рода значительно увеличивается в моменты, когда ТТР осушенного сырья не соответствует нормативам [12], (рис. 6б), чего нельзя сказать об изменении содержания примесей первого рода, (рис. 6а).

Выявленные различия между группами образцов абсорбента хорошо заметны на плоскости главных компонент (рис. 7).

Из рис. 7а видно, что I и II группы образцов абсорбента не отличаются друг от друга по содержанию примесей первого рода. По содержанию же примесей второго рода между I и II группами образцов абсорбента наблюдается четкая дифференциация на плоскости главных компонент (рис. 7б). Таким образом, образцы абсорбента с Ямбургского месторождения, изъятые в моменты, когда ТТР осушен-

Схема матриц данных, сформированных из сводных таблиц

Х =

х11 см хи хи

Х21 Х22 ......

Рис. 5

Распределение примесей между I и II группами образцов абсорбента обучающего набора: а - примеси первого рода; б - примеси второго рода

Образцы абсорбента I группы обучающего набора Образцы абсорбента II группы обучающего набора

Рис. 6

а

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

б

Рис. 7

Проекции I и II групп образцов абсорбента на плоскость главных компонент:

а - Отсутствие дифференциации по содержанию примесей первого рода между образцами абсорбента I и II групп обучающего набора; б - Четкая дифференциация по содержанию примесей второго рода между образцами абсорбента I и II групп обучающего набора; 1 - I группа образцов абсорбента; 2 - II группа образцов абсорбента

Проекции I, II, III и IV групп образцов абсорбента на плоскость главных компонент:

а - дифференциация по содержанию примесей второго рода между III и IV группами образцов абсорбента тестируемого набора; 1 - III группа образцов абсорбента; 2 - IV группа образцов абсорбента; б - дифференциация по содержанию примесей второго рода между I, III и II, IV группами образцов абсорбента; 3 - I, III группы образцов абсорбента; 4 - II, IV группы образцов абсорбента

!

= ц

I

ft 0.S

Pi Inclful compönenti

PrifKlpil ü'tn^nn*m 1 , prlnclpni сопфрпепй Analyst

— II'

сt з

.'i O.J р.* 0.5

Prtnfllpil 1 i *

Рис. 8

а

б

ного газа соответствовала нормативам [12], и образцы, изъятые из этой же установки в моменты, когда ТТР осушенного газа не соответствовала нормативам [12], достоверно отличаются друг от друга по содержанию примесей второго рода.

При сравнении между собой III и IV групп образцов абсорбента, изъятых с Оренбургского месторождения, наблюдается подобная дифференциация на плоскости главных компонент по содержанию примесей второго рода (рис. 8а).

При одновременном проецировании на плоскость главных компонент результатов от групп абсорбента, изъятых с Ямбургского и Оренбургского месторождений, также наблюдается четкая дифференциация образцов абсорбента по содержанию в них примесей второго рода в зависимости от соответствия нормативам [12] осушенного газа (рис. 8б).

Таким образом, с помощью описанного подхода удалось установить, что

между образцами абсорбентов, изъятых в моменты соответствия и несоответствия ТТР осушенного газа нормативам [12], наблюдается достоверное отличие по содержанию смолянистых соединений, обнаруженных методом ВЭЖХ-МС/МС. Отличия между образцами независимо наблюдаются на установках осушки газа как Ямбург-ского, так и Оренбургского месторождений. Это указывает на то, что накопление смолянистых соединений в рабочих образцах триэтиленгликоля является причиной недостаточной степени осушки газового сырья.

Обнаруженная зависимость позволяет проводить достоверную классификацию рабочих растворов абсорбента на пригодные и не пригодные к использованию на установках осушки природного газа.

Выводы

В ходе исследования было установлено, что в образцах абсорбента, изъятых из идентичных установок осушки

природного газа содержится большое количество примесей с различными свойствами. Содержание обнаруженных примесей варьируется в широком диапазоне в течение рабочего цикла этих установок.

С помощью разработанной модели классификатора удалось установить, что между образцами рабочих растворов абсорбентов, при которых ТТР осушенного сырья соответствовала нормативам, и образцами абсорбентов, при которых ТТР осушенного сырья не соответствовала нормативам, существует статистически достоверное различие. Данное различие заключается в содержании тяжелых смолянистых соединений, регистрируемых методом ВЭЖХ-МС/МС. Также с помощью построенной модели классификатора удалось установить, что по содержанию других видов примесей (неорганические элементы, легколетучие органические примеси, реагенты, используемые на предыдущих стадиях переработки сырья, продукты деструкции ТЭГ и т.д.) данные образцы абсорбента друг от друга не отличаются.

Описанное различие между образцами абсорбента воспроизводится на одинаковых установках осушки газа Оренбургского и Ямбургского месторождений. Это указывает на то, что при использовании данного способа регенерации происходит постепенное накопление в растворах абсорбента тяжёлых смолянистых соединений, которые приводят к недостаточной степени осушки природного газа.

Результаты, полученные в данном исследовании, указывают на то, что использование подобных методов анализа и классификаторов на установках осушки природного газа позволит оперативно оценивать степень загрязненности рабочих растворов абсорбента и их абсорбционную способность. В свою очередь, это поможет предупреждать возникновение случаев недостаточной степени осушки сырья и тем самым позволит повысить эффективность работы всей установки комплексной переработки природного газа. НГХ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вяхирев Р.И., Гриценко А.И., Тер-Саркисов Р.М. Разработка и эксплуатация газовых месторождений. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. 800 с.

2. Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. 596 с.

3. Жданова Н.В., Халиф А.Л. Осушка углеводородных газов. М.: Химия, 1984. 200 с.

4. Елистратов А.В. Современное состояние и пути интенсификации абсорбционной осушки газа // Подготовка, переработка и использование газа, 1997. № 2. С. 26-35.

5. Елистратов А.В., Тимашев А.П., Туревский Е.Н., Борисов А.В. Термическая стабильность гликолей. // Подготовка и переработка газа и газового конденсата. М.: ИРЦ Газпром, 1998. 31 с.

6. Лисовский В.Ф., Виленский Л.М., Гибкин В.И. и др. Перевод на триэтиленгли-коль установки осушки газа // Газовая промышленность. 1997. № 11. С. 48-49.

7. Федорец А.А., Иванов А.В., Бакин П.Ю., Даутов Т.Р. // Известия вузов. Нефть и газ. 2012. Т. 96. № 6. С. 81-84.

8. Бекиров Т.М., Брагин В.В., Тюрина В.В. и др. Современное состояние проблемы

очистки гликолей от примесей: Обз. информ. Сер. Подготовка и переработка газа и газового конденсата. М.: ИРЦ Газпром, 1997. 57 с.

9. Барков И.И., Шаронов К.Г., Рожнов A.M. и др. Влияние примесей на смолообразование и термическую стабильность диэтиленгликоля // Химия и технология топлив и масел. 1976. № 9. С. 35-36.

10. Усачёв М.Н. Ефимова Ю.А. Мануйлова Т.В. Применение методов ГХ-МС и ВЭЖХ-МС/МС для анализа примесей в триэтиленгликоле, накапливающихся в процессе осушки природного газа // Тонкие химические технологии, 2015. № 4. С. 64-69.

11. Усачёв М.Н., Ефимова Ю.А., Зайцев Н.К. Определение неорганических примесей методом масс-спектрометрии высокого разрешения с индуктивно связанной плазмой в образцах триэтиленгликоля после осушки природного газа // НефтеГазоХимия, 2015. № 4. С. 35-39.

12. ОСТ 51.40-93 Отраслевой стандарт. Газы горючие природные, поставляемые и транспортируемые по магистральным газопроводам. Технические условия.

13. Шараф М.А., Иллмэн Д.Л., Ковальски Б.Р. Хемометрика. Л.: Химия, 1987. 270 с.

DEVELOPMENT OF THE CLASSIFIER MODEL TO ASSESS THE QUALITY OF GLYCOL ABSORBENT DURING DRYING OF NATURAL GAS_

Usachev M.N., Cand. Sci. (Chem.), graduate student of the Department of Analytical Chemistry Efimova Yu.A., Dr. Sci. (Chem.), Assoc. Prof. of the Department of Analytical Chemistry Zaitsev N.K., Dr. Sci. (Chem.), Assoc. Prof. of the Department of Analytical Chemistry

Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies (86, pr. Vernadsky, 119571, Moscow, Russia). E-mail: maximus021989@mail.ru

ABSTRACT

Various impurities accumulate in the process of drying of natural gas in the glycol absorbents. This impurities reduces the absorption ability of glycols. The current methods of assessing the absorption ability of glycols is not designed. This leads to the use of absorbents to poor quality and insufficient degree of drying of the final product. In this study was developed a model of the classifier to assess the quality of glycol absorbents. The model includes methods of ICP-MS, GC-MS, LC-MS/MS to evaluate the accumulated impurities in the absorbent, and chemometrics methods for processing of the results. Using the developed model allows reliable classify the working samples of absorbents depending on their ability to drain natural gas.

Keywords: absorption drying of natural gas; determination of impurities in triethylene glycol; mass spectrometry with a high resolution inductively coupled plasma; Gas chromatography; high performance liquid chromatography; chemometrics methods.

REFERENCES

1. Vyakhirev R.I, Gritsenko A.I., Ter-Sarkisov R.M. Razrabotka iekspluatatsiya gazovykh mestorozhdeniy [Development and Exploitation of Gas Fields]. Moscow, OOO Nedra-Biznestsentr Publ., 2002. 800 p.

2. Bekirov T.M., Lanchakov G.A. Tekhnologiya obrabotkigaza ikondensata [The Methods for Gas and Condensate Processing].Moscow, OOO Nedra-Biznestsentr Publ., 1999. 596 p.

3. Zhdanova N.V., Khalif A.L. Osushka uglevodorodnykh gazov [Drying of hydrocarbon gases]. Moscow, Khimiya Publ., 1984. 200 p.

4. Elistratov A.V. Current status and the intensification of the absorption gas drying. Podgotovka, pererabotkaiispofzovanie gaza,1997, no 2, pp. 26-35 (In Russian).

5. Elistratov A.V., Timashev A.P., Turevskiy E.N., Borisov A.V. Thermal stability glycols. Podgotovka ipererabotka gaza igazovogo kondensata, 1998, 31 p. (In Russian).

6. Lisovskiy V.F., Vilenskiy L.M., Gibkin V.I. Transfer to TEG drying units. Gazovaya promyshlennosf, 1997, no. 11, pp. 48-49 (In Russian).

7. Fedorets A.A., Ivanov A.V., Bakin P.Yu., Dautov T.R. Izvestiya vuzov. Neft i gaz, 2012. vol. 96, no. 6, pp. 81-84 (In Russian).

8. Bekirov T.M., Bragin V.V., Tyurina V.V. Current state of purification from impurities

glycols. Podgotovka ipererabotka gaza igazovogo kondensata, 1997, 57 p. (In Russian).

9. Barkov I.I., Sharonov K.G., Rozhnov A.M. The influence of impurities on the gum formation and thermal stability of diethylene glycol. Khimiya i tekhnologiya toplivi masel, 1976, no. 9, pp. 35-36 (In Russian).

10. Usachev M.N. Efimova Yu.A. Manuylova T.V. Comprehensive analytical examination of regeneration efficiency for triglycol used in natural gas drying. Tonkie khimicheskie tekhnologii, 2015, no 1, pp. 64-69 (In Russian).

11. Usachev M.N. Efimova Yu.A. Zaytsev N.K. Determination of inorganic impurities by ISP-MS in triethylene glycol after drying of natural gas. NefteGazoKhimiya, 2015, no 4, pp. 35-39 (In Russian).

12. OST51.40-93 Otraslevoy standart. Gazy goryuchiye prirodnyye, postavlyayemyye i transportiruyemyye po magistral'nym gazoprovodam. Tekhnicheskiye usloviya [OST 51.40-93 industry standard. Combustible natural gases supplied and transported via main gas pipelines. Technical conditions].

13. Sharaf M.A., Illmen D.L., Koval'ski B.R. Khemometrika [Chemometrics]. Leningrad, Khimiya Publ., 1987. 270 p.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.