Влияние адсорбированных углеводородов на изменение свободной поверхностной энергии твердых поверхностей

Abstract

Expansion of the fuel and energy complex associated with oil and gas extraction brings the issues of processing, cleaning, drying, and exporting of hydrocarbon raw materials to the fore. Oil and gas processing faces the problem of adsorption of hydrocarbons on a solid surface, which has a negative impact on production processes. The study of hydrocarbon adsorption is caused by practical problems, in particular, from the metrological assurance port of production. Indeed, the existing method of verification/calibration the gas analyzer signalers of GKPS17.41.00.000 RE configured for pre-explosive concentrations of hydrocarbon vapors (gasoline, diesel fuel) does not take into account the adsorption of gaseous matter on the walls of the verification/calibration plant to create control gas mixture (CGM) that leads to a systematic error/fault in the customizable measuring instruments. The purpose of this study was the experimental determination of contact angles and free surface energies (FSE) of materials of the plants for the preparation of CGM. The paper describes the experimental plant for determining the contact angle (van Oss method) designed to determine the energy characteristics of the surfaces of solids, there are photographs of wetting of these surfaces by test liquids. Issues related to the change in FSE of solids are discussed. The results of experiments are presented and materials (alternative to currently used) are recommended by the authors for modernization of the verification/calibration device for gas analyzers to reduce the systematic error in the determination of the concentration of CGM.

Расширение топливно-энергетического комплекса, связанное с нефте- и газодобычей выводит вопросы переработки, очистки, осушки и экспорта углеводородного сырья на первый план. Нефте- и газопереработка сталкиваются с проблемой адсорбции углеводородов на твердой поверхности, оказывающее негативное влияние на производственные процессы. Изучение процесса адсорбции углеводородов вызвано практическими задачами, в частности, из сектора метрологического обеспечения производства. Действительно, существующая методика поверки/градуировки газоанализаторов-сигнализаторов ГКПС17.41.00.000 РЭ, настроенных на довзрывные концентрации паров углеводородов (бензин, дизельное топливо), не учитывает адсорбцию газообразного вещества на стенках поверочной/градуировочной установки для создания поверочных газовых смесей (ПГС), что приводит к систематической ошибке/погрешности настраиваемых средств измерений. Целью данного исследования являлось экспериментальное определение краевых углов смачивания и свободных поверхностных энергий (СПЭ) материалов, входящих в установки для приготовления ПГС. В работе приведено описание экспериментальной установки по определению краевого угла смачивания, метод ван Осса, предназначенный для определения энергетических характеристик поверхностей твердых тел, представлены фотографии смачивания этих поверхностей тестовыми жидкостями. Обсуждаются вопросы, связанные с изменением СПЭ твердых тел. Приведены результаты экспериментов и представлены материалы (альтернативные применяемым в настоящее время), рекомендуемые авторами для модернизации установки поверки/градуировки газоанализаторов для снижения систематической погрешности в определении концентрации ПГС.