Амид

В настоящее время образцы амидного смесителя и реактора из MM7, MM8 и MAA2 анализируют в автономном режиме с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Значения, полученные из этого анализа, включают индекс конверсии (CI), водный баланс и индекс разложения (DI)

Недавние требования к амидным реакторам привели к необходимости непрерывной оптимизации, которая обеспечит работу реакторов с неизменно высокой эффективностью и даст максимально возможную производительность.

Есть несколько недостатков, которые ограничивают анализ в целях оптимизации:

  • Частота сбора данных — в настоящее время 1-2 образца собираются и анализируются каждые 24 часа на каждый реактор. Такая низкая скорость сбора данных серьезно ограничивает скорость, с которой реакторы могут быть оптимизированы.
  • Отбор проб в автономном режиме — при работе с образцами амидной смеси возникают трудности. Кроме того, состав образца подвержен изменениям после отбора .
  • Задержка- часто требуется несколько часов, прежде чем данные ВЭЖХ будут переданы как обратная связь технической группе.
  • Надежность -с высоким содержанием серной кислоты и чувствительностью к влаге, природа образцов затрудняет их анализ методом ВЭЖХ.
  • Спектральная обработка облегчает использование различных хемометрических процедур для измерений нескольких свойств

Использование Аl-60 в оптимизации амидных реакторов

Метод спектроскопии протоного ЯМР дает многочисленные преимущества:

  • Основным преимуществом 1Н ЯМР является то, что для отдельного сканирования требуется всего несколько секунд. Для получения надежных композитных спектров может потребоваться несколько сканирований.
  • Анализ в режиме онлайн — 1Н ЯМР не нуждается в физическом контакте с образцами и, следовательно, пригоден для анализа в режиме онлайн. Таким образом, все проблемы, связанные с физической выборкой, можно обойти.
  • Надежность — 1H ЯМР по своей природе количественный, поскольку он измеряет относительные сигналы ядер водорода (протонов), присутствующих на каждой из молекул в смеси, учитывая, что допускается полная релаксация этих ядер. Следовательно, относительные соотношения компонентов могут быть точно определены из первых принципов без необходимости непрерывной калибровки.

Результаты и обсуждение (I)

При рассмотрении 1Н ЯМР спектра МАМ в DMSO-d6 наблюдается большой синглет при 1,60 ppm с интегралом 3, этот сигнал исходит от 3-х метильных протонов. Два сигнала, возникающие при 5.11 и 5.46 ppm соответственно и каждое интегрирование для одного протона, присваивается 2 метиленовым протонам. Широкий дублет наблюдается при 6.81 ppm и присваивается 2 амидным протонам.

Эталонные спектры МАМ

Результаты и обсуждение (II)

При рассмотрении 1Н ЯМР спектра MAM в H2SO4, HsSO4 дает большой синглетный пик при 11.22 ppm, но в остальном присутствует много таких же характеристик. Все сигналы сместились вниз, метиловый синглет до 2.20 ppm, два метиленовых синглета до 6.29 и 6.62 ppm соответственно и широкий амидный синглет до 8.20 ppm.

Эталонные спектры МАМ

Результаты и обсуждение (III)

При рассмотрении 1Н ЯМР спектра МАА в ДМСО-d6 наблюдается большой синглет при 1.26 ppm с интегралом 3, этот сигнал исходит от 3-х метильных протонов. Два сигнала, возникающие при 4.98 и 5.56 ppm соответственно, и каждый интегрирующий для одного протона, назначаются на 2 метиленовых протона. Синглет при 12.10 ppm относится к протону карбоновой кислоты.

Эталонные спектры МАМ

Результаты и обсуждение (IV)

При рассмотрении 1Н ЯМР спектра МАА в H2SO4 присутствуют многие из тех же особенностей. Как и в случае с MAM, все сигналы сместились вниз по полю, метиловый синглет до 2.13 ppm, два метиленовых синглета до 6.45 и 6.89 ppm соответственно, а синглет карбоновой кислоты предположительно исчез под пиковом H2SO4.

Эталонные спектры МАМ

Результаты и обсуждение (V)

При рассмотрении 1Н ЯМР спектра SIBAM в ДМСО-d6 наблюдается большой синглет при 0.94 ppm; этот сигнал присваивается 6 химически эквивалентным метиловым протонам с интегралом 6. Широкий синглет присутствует при 9.56 ppm, который ориентировочно присваивается 2 амидным протонам, но интеграл трудно определить из-за широкой формы пика.

Эталонные спектры МАМ

Результаты и обсуждение (VI)

При рассмотрении 1H ЯМР-спектра SIBAM в H2SO4 метиловый синглет, по-видимому, сместился вниз и теперь имеет место 1.94 ppm. Наконец, широкий амидный дублет можно увидеть при 8.86 ppm, но он плохо выделяется из большого синглета с серной кислотой. Оба «синглеты» в поле могут быть из метильных групп, растворитель мог вызвать некоторые в эквивалентности.

Эталонные спектры МАМ

Задача

  • Органический кремний может быть использован для производства самых разнообразных продуктов. Основным продуктом является хлор (метил) силан.
  • Сырье, такое как порошок кремнезема, хлоро метан, хлоро бензол и т. д., Синтезируется каталитической реакцией в метилхлорсилан, фенилтрихлорсилан и другие мономеры, затем генерирует различные полимеры в результате серии химических реакций и затем перерабатывается в различные виды продуктов.
  • Серия продуктов, полученных из метилхлорсилановых мономеров, обычно составляет более 90% от общего количества органических кремниевых продуктов.
  • Технологии производства органического кремния очень сложны, и его индустриализация сложна.
  • Более того, любые изменения, необходимые для исправления некондиционного продукта, требовали почти двенадцать часов.

Аl-60 в производстве органического кремния

Система интегрирована с системой базы данных предприятия, передавая данные процесса в режиме онлайн в диспетческую для управления процессом.

Предвычисления анализатора AI-60 (с использованием моделей MGW):

  • M1 Метилтрихлорсилана
  • M2 Диметилдихлорсилана
  • M3 Хлортриметилсилан
  • MH Метилдихлорсилана
  • Конструкция постоянного магнита AI-60 не требует использования криогенов, так как система питается от одной стандартной розетки.
  • Образцы могут быть в чистом виде, в обычных протонированных растворителях или в дейтерированных ЯМР-растворителях. Дейтерированные растворители не требуются. Дейтерированные растворители не требуются.
  • Зонды принимают стандартные 5 мм или 10 мм ЯМР трубки.
  • Опция проточной ячейки также возможна.
  • Полная автоматизация всех функций ЯМР (сбор, обработка, интеграция, отчетность результатов) позволяет использовать приложения с минимальной подготовкой и / или опытом пользователя.
  • Спектральная обработка облегчает использование множества процедур на основе хемо-метрического метода для измерений нескольких свойств.
  • Использование ЯМР в качестве простого датчика потока для настольного мониторинга реакции, мониторинга смешивания, контроля разбавления или контроля конверсии было ограничено необходимостью довести «реакцию» до типичной «суперкон» лабораторного ЯМР.
  • Система проточного анализатора Аl-60 ЯМР может устанавливаться «на стенде». В системе используется постоянный магнит высокого разрешения с простой проточной ячейкой и общим объемом системы от 2 до 5 мл в зависимости от длины и диаметра передаточной трубки.
  • Кроме того, пределы измерения анализов в диапазоне 200+ ppm возможны без использования типичных дейтерированных ЯМР-растворителей. Время анализа от 5 до 20 секунд достигается при скорости потока от 1 до 20+ мл / мин.

Тематическое исследование — мониторинг реакции непрерывного потока

  • ЯМР-анализатор AI-60 использовался для мониторинга трехреакционных процессов: образования имина, опосредованного CDI, сочетания амидов и переэтерификации.
  • Каждую реакцию контролировали через регулярные интервалы как ЯМР 400, так и 60 МГц, и данные накладывали друг на друга, чтобы сравнить профили, полученные при двух разных значениях напряженности поля.
  • Данные ЯМР, полученные из этих трех реакций, демонстрируют применение ЯМР в слабых полях в качестве инструмента PAT для мониторинга реакции.

Тематическое исследование — мониторинг реакции

  • На рисунке справа показаны расширенные графики , соответствующие области СН3 спектра 1Н ЯМР. Даны пиковые распределения, соответствующие составляющим реакции. Превосходное разрешение каждого резонанса CH3 от каждого компонента в реакции (трет-бутиловый спирт, уксусный ангидрид, трет-бутилметиловый эфир и уксусная кислота) хорошо разрешены.
  • Интеграция каждого пика позволяет количественно определять концентрацию каждого компонента в течение всей реакции. Как показано на нижнем правом рисунке, может быть определена кинетика реакции. Небольшая занимаемая площадь системы Lab Al-60, высокая чувствительность, отличное разрешение и автоматизированные процедуры обработки предоставляют новые возможности и приложения для мониторинга реакции с помощью ЯМР.

Тематическое исследование — мониторинг реакции

Задача

  • Нефтяная морская платформа представляет собой крупную структуру с возможностями для добычи и переработки нефти. Жидкости, добываемые из морских скважин, нуждаются в обработке, прежде чем они могут быть отправлены на берег через трубопровод или танкер. Следовательно, технологическая установка является важной частью любой морской установки.
  • Процессы на морских очистных сооружениях, как правило, довольно просты по сравнению с процессами на нефтеперерабатывающих и химических заводах.
  • Жидкости, добываемые из морских нефтяных скважин, представляют собой смесь пластовой воды и углеводородов в различных молекулярных конфигурациях. Таким образом, большая часть воды, растворенных газов, а также газоконденсата должна быть удалена из сырой нефти, до того как нефть покинет платформу.
  • Задача морских установок — постоянный мониторинг жидкостей в режиме реального времени, который может выполняться исключительно анализатором процесса AI-60.

Оффшорные производственные операции и параметры

Параметры Управления:

  • ТБФ (Истинная Точка Кипения) Доходность
  • Ароматический Контент
  • Удельный Вес
  • Содержание Олефина,%
  • Точка Застывания%
  • Сера%
  • Вода%

Задача

  • На обьекте по производству основных масел, рабочие условия, необходимые для производства продуктов с желаемыми характеристиками, очень чувствительны к качеству подпитки сырья.
  • Базовые масла производятся из вакуумных газовых масел (HVGO) и деасфальтированных масел (DAO), которые имеют различную вязкость при ароматическом растворителе и депарафинизации в растворителе. Сырье, имеющее одинаковую вязкость, может иметь очень различный состав в зависимости от происхождения сырья, и следовательно, его необходимо перерабатывать с использованием различных рабочих условий, чтобы получить базовые масла с желаемыми характеристиками.
  • Способ определения состава сырья состоит в определении его распределения углеводородов (то есть содержания ароматического, нафтенового и парафинового углерода); это может быть получено в автономном режиме (ASTM D2140) или с помощью лабораторного 13C ЯМР высокого разрешения.
  • К сожалению, характеристика сырья может контролироватся (в автономном режиме) только один или два раза в день, и фактически невозможно отслеживать какие-либо колебания качества.
  • Более того, любые изменения, необходимые для исправления некондиционного продукта, требуют почти пять часов.

Задача

Стратегическая важность размещения системы мониторинга в точке входа в трубопровод.

Подтверждение что продукт в трубопроводе полностью соответствует спецификациям поставки.

Снять ответственность поставщика в случае изменения / загрязнения продукта во время передачи по трубопроводу конечному пользователю.

Размещение на точке входа также предоставляет поставщику заблаговременное предупреждение относительно следующего:

  • Расслоение продукта в доставочных резервуарах перед отправкой.
  • Вредные смешивания с остаткоми от предыдущего продукта
  • Остатки асфальтена (засорение)
  • Водоотделение, которое обычно вызывает коррозию.

Таким образом, могут быть предприняты корректирующие действия на ранней стадии (т.е. Переадресация продукта на удерживающий резервуар выше по течению), чтобы избежать неправильной доставки конечному пользователю. Как только неподходящий материал будет отделен, могут быть применены корректирующие меры (то есть смешивание со спецификацией, повторная обработка и т.д.).

Критерии

Показатели качества / ценности обычно устанавливаются конечным пользователем.

  • Уникальные свойства сырой нефти определяются точкой отсечения дистилляции. Нежелательное смешивание между различными типами сырой нефти будет немедленно обнаружено. Текучесть сырой нефти в основном определяется ее плотностью, поскольку трубопроводы имеют ограничения по уровню плотности сырой нефти.
  • Концентрация Серы является одним из основных параметров неочищенного продукта и указывает на правильность потока. Хлор (включая органический хлорид) часто присутствует в сырой нефти, и его концентрация может сильно варьироваться в зависимости от происхождения.
  • Показатели эффективности используются для обеспечения правильной работы трубопроводов и технологических установок. TAN — это измерение, которое имеет решающее значение при определении коррозионной способности сырой нефти для защиты целостности трубопровода. Асфальтены имеют решающее значение при определении и предотвращении засорения и загрязнения трубопровода.
  • Меры целостности используются для обеспечения целостности продукта на хранение в резервуаре и трубопроводе, поскольку TAN, Асфальтены и Вода являются непосредственными индикаторами неправильного смешивания (несовместимости нефти и / или смешивания с остатками резервуара) и расслоения в резервуаре.

Критические свойства

Измеряемые свойства делятся на три категории:

Показатели качества / стоимости:

  • Точка отсечения дистилляции: ПТК; Совокупный выход при 150°С, 220°С, 350°С, 520°С
  • Плотность при 60°С
  • Моделируемая дистилляция: T10, T30, T50, T70, T90
  • % Сера
  • Хлор (включая органический хлорид)
  • Меркаптаны
  • Сероводород

Показатели эффективности:

  • TAN (Общее число кислотности)
  • Асфальтены
  • Вода

Меры целостности:

  • TAN (Общее число кислотности)
  • Асфальтены
  • Вода

Конфигурации Системы

Разница в Составе Сырой Нефти

Система Пробоподготовки

Отбор проб из труб и переключение между различными технологическими потоками

Контроль температуры; Управление потоком; Контроль давления

Система рекуперации

Требуемая точность измерений

Условия измерения сырой нефти:

Температура — от 10 до 30°С
Давление — от 0 до 0,5 МПа
Плотность — от 800 до 900 кг/м3

Задача

  • Переход на тяжелую сырую нефть увеличивает производство тяжелых дистиллятов, которые затем подвергаются крекингу в FCCU (Установка для крекинга жидких катализаторов) до более легких фракций.
  • Оптимизация процесса FCCU — сложная задача, включающая множество переменных параметров процесса.
  • Программное обеспечение FCCU для оптимизации процессов настраивает параметры работы на основе статической базы данных. Физические свойства сырья постоянно меняются, превращая FCCU в высокодинамичную систему.
  • Он-лайн мониторинг в режиме реального времени имеет решающее значение для оптимизации процесса FCCU. Анализатор AI-60 компании 4IR предоставляет технологию, изменяющую правила игры, которая позволяет получать аналитические данные в режиме реального времени.

Увеличение Прибыли Жидкий Католитический Крейкинг — Эскиз Процесса

Увеличение Прибыли Жидкий Католитический Крейкинг — Эскиз Процесса

Увеличение прибыли FCC — экономия с AI-60

Использование AI-60 в FCCU помогает оптимизировать процесс следующими способами:

  • Предостовляет ценную информацию онлайн.
  • Обеспечивает возможность прогона комбинированного сырья (как от блока VAC, так и от Резервуара).
  • Увеличивает вариабильность подпитки сырья.
  • Сдвиг ближе к ограничению технологического блока.
  • Минимизирует лабораторный отбор проб.
  • Усовершенствует контроль FCCU передовой програмой управления процессом.

Задача

Оптимизация технологических условий установки по дистилляции сырой нефти является основной задачей для каждого НПЗ.

Непрерывный мониторинг в реальном времени сырья и выходящих дистиллятов является минимальным требованием для обеспечения:

  • Минимальное влияние на производительность каждого дистиллята из-за изменений в сырой нефти.
  • Максимальное производство дорогостоящих дистиллятов за счет более тяжелых дистиллятов меньшей стоимости.
  • Стабильность условий эксплуатации установки по перегонки сырой нефти.
  • предотвращение производства некондиционных материалов.

Экономические Драйверы

Проблема заключается в максимизации производства дистиллятов в соответствии со следующими свойствами:

  • Точки дистиляции: ПТК;Т10;Т15;Т50;Т95;КТК
  • Точка помутнения
  • Точка замерзания

Нафта Стоит больше, чемКеросин
Керосин Стоит больше, чем Дизельное топливо
Дизельное топливо Стоит больше, чем Мазут
Мазут Стоит больше, чем Остаточный дистилят

  • Используя дизель в качестве примера: любой дистиллят в T95 выше 315ºC не должен попадать в дизельное фракцию. Этот дистиллят отрицательно влияет на горение и холодные свойства дизельного топлива.
  • Так как нефтеперерабатывающие заводы не могут быстро и точно измерять свойства, такие как T95, они устанавливают свою рабочую точку с гранью безопасности на 10% ниже 315ºC. Это означает, что они «отказываются» от незначительной разницы нижней (менее ценной)фракции атмосферного мазута.
  • В результате: 10% Мазута теряется на остаток; 10% Дизеля теряется в Мазут; 10% Керосина теряется в Дизеле, а 10% Нафты теряется в Керосине
  • Поэтому, основываясь на операциях нефтеперерабатывающего завода (температуры, скорости вытяжки, скорости подачи сырья и т. д.) и с помощью соответствующего анализатора (такого как анализатор нефти Аl-60), завод может повысить свои контрольные пределы выше и получить сверхпродуктивный конечный продукт.
  • Основываясь на консервативном расчете, анализатор AI-60 позволяет НПЗ снизить запас прочности до 5% (вместо 10%, которое используется в настоящее время).

Базовая Конфигурация

Параметры Управления

Потоки продуктов постоянно контролируются в процессе производства и анализируются анализатором AI-60.

Данные, собранные из каждого потока, прогнозируют следующие физические параметры поступающей сырой нефти и продуктов дистилляции по перегонке сырой нефти:

Сырая Нефть

  • API
  • Дистилляция
  • Конрадсон Карбон
  • Вода в Сырой Нефти
  • Асфальтены
  • Сера

HGO

  • Плотность
  • Дистилляция
  • Точка Застывания
  • Точка Помутнения
  • Индекс Вязкости
  • Pariffins
  • Нафтены
  • Ароматика

LGO

  • Плотность
  • Дистилляция
  • Точка Застывания
  • Точка Помутнения
  • Индекс Вязкости
  • Pariffins
  • Нафтены
  • Ароматика

Дизель

  • Плотность
  • Дистилляция
  • Цетановый Индекс
  • Точка Помутнения
  • Точка Застывания
  • Индекс Вязкости
  • CFPP

Керосин

  • API
  • Дистилляция
  • Цетановый Индекс
  • Точка Возгорания
  • Точка Замерзания
  • Ароматика
  • Нафтены

Нафта

  • Плотность
  • Дистилляция
  • PONA
  • Октан

Пример использования Яньшанского НПЗ

Задача

За последнее десятилетие мировая нефтеперерабатывающая отрасль перетерпела серьезные преобразования из-за изменений в регулятивных и рыночных запросов. В настоящее время нефтеперерабатывающие заводы должны быть достаточно гибкими, чтобы незамедлительно реагировать на изменения сырой нефти и на её спрос.

Требуемая гибкость может быть достигнута только путем строгого контроля качества поступающей нефти и исходящего продукта. Для получения недорогово и совместимого сырья нефтеперерабатывающие заводы должны применять строгий процесс смешивания сырой нефти.

Влияние изменений качества сырья

  • Рабочие условия агрегата нарушаются при изменении состава подпитки.
  • Продукт не поддерживается на оптимальном уровне.
  • Пользователь несет значительные финансовые потери.
  • Современный НПЗ — это малоприбыльное предприятие, обычно менее 5% после постоянных и переменных затрат. Стоимость сырья для нефтеперерабатывающего завода состовляет около 80% — 90% денежного оборота.
  • В прошлом нефтеперерабатывающие заводы обосновывались на перегонке обычной сырой нефти.
  • Сегоднешняя экономика и изменение цен на сырую нефть принуждают нефтеперерабатывающие заводы снижать стоимость сырья, смешивая дорогостоющую легкую сырую нефть с тяжелой сырой нефтью низкого качества.

Базовая Конфигурация

Параметры Управления

Истинная Точка Кипения

Молочные Продукты

Анализ Пищевых Масел

Масла и жиры являются ключевыми элементами вкуса, свойств плавления, срока годности и внешнего вида продуктов.
Композитные спектры 4 масел (салатная заправка из оливок, кунжута, рапса и цезаря), показывающие различия, наблюдаемые методом ЯМР

Анализ спиртных напитков

Анализ детского питания

Наложение всех 5 продуктов детского питания, показывающих вариабельность ЯМР

Применение биотехнологий

Локальный анализ ЯМР ферментации кишечной палочки

  • Проведен анализ ферментации в «смешанной кислоте» во время роста кишечной палочки на глюкозу и цитрат для определения и количественной оценки концентраций двух субстратов.
  • Идентификация субстратов и продуктов ферментации может быть достигнута путем совпадения выбранных диагностических протонных сигналов отдельных соединений в одном и том же растворителе.
  • Весь ход этих измерений протонов во время роста может быть получен автоматически. Утилизация и образование веществ в процессе ферментации контролируется одновременно, без отбора проб и индивидуального анализа.
  • Этот универсальный и быстрый метод одновременного, прямого и автоматического анализа смесей многих соединений потенциально может быть распространён на рутинные онлайн-анализы промышленных ферментаций.

Количественная оценка Омега-3 в производстве рыбьего жира

Want to know more?
Let's talk.