Определение молекулярной подвижности сырой нефти с помощью электронного парамагнитного резонанса свободных радикалов

С использованием ширины линии сигнала электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) свободных радикалов в качестве зонда молекулярной подвижности изучена молекулярная подвижность сырой нефти. С помощью спектроскопии ЭПР, ЯМР и реометрии проанализированы образцы ароматической и парафиновой сырой нефти. Изменения ширины линии на полувысоте в зависимости от температуры демонстрируют сходное поведение для обоих образцов, что связано с различными режимами молекулярной подвижности. Результаты ЭПР по изменению вязкости в зависимости от температуры сравнивались с полученными с помощью реометрии и ЯМР. Отмечена тенденция к снижению вязкости парафинового образца при температуре, близкой к диапазону, в котором наблюдается переход из твердого состояния в жидкое при анализе ЭПР. Методика ЭПР позволяет получить более подробные данные об изменении состояния исследуемых образцов нефти, которые согласуются с полученными с помощью реометрии и ЯМР.

1. T. F. Yen, J. G. Erdman, A. J. Saraceno, Anal. Chem., 34, 694–700 (1962).

2. L. Montanari, M. Clericuzio, G. Del Piero, R. Scotti, Appl. Magn. Res., 14, 81–100 (1998).

3. L. Artok, Y. Su, Y. Hirose, M. Hosokawa, S. Murata, M. Nomura, Energy Fuels, 13, 287–296 (1999).

4. J. G. Speight, B. Ozum, Petroleum Refining Processes, Marcel Dekker, New York (2002).

5. J. S. Buckley, Energy Fuels, 13, 328–332 (1999).

6. I. N. Evdokimov, N. Y. Eliseev, B. R. Akhmetov, Fuel, 82, 817–823 (2003).

7. A. Ahmadpour, K. Sadeghy, S. R. Maddah-Sadatieh, J. Non-Newton Fluid Mech., 205, 16–27 (2014).

8. J. A. Carrillo, L. M. Corredor, Fuel Proc. Technol., 109, 156–162 (2013).

9. G. T. Chala, S. A. Sulaiman, A. Japper-Jaafar, J. Non-Newton Fluid Mech., 251, 69–87 (2018).

10. J. Uebersfeld, A. Étienne, J. Combrisson, Nature, 174, 614 (1954).

11. C. L. Barbosa Guedes, E. Di Mauro, V. Antunes, A. S. Mangrich, Mar. Chem., 84, 105–112 (2003).

12. M. T. Piccinato, C. L. B. Guedes, E. Di Mauro, In: Analytical Characterization Methods for Crude Oiland Related Products, Ed. K. Shukla, John Wiley & Sons Ltd., ISBN 9781119286318, New Jersey, 77–99 (2018).

13. N. M. Khasanova, D. T. Gabdrakhmanov, G. P. Kayukova, A. N. Mikhaylova, V. P. Morozov, Magn. Res. Solids, 19, No. 17102, 1–11 (2017).

14. G. K. Wong, T. F. Yen, J. Pet. Sci. Eng., 28, 55–64 (2000).

15. T. B. Biktagirov, M. R. Gafurov, M. A. Volodin, G. V. Mamin, A. A. Rodionov, V. V. Izotov, A. V. Vakhin, D. R. Isakov, S. B. Orlinskii, Energy Fuels, 28, 6683–6687 (2014).

16. M. S. Hernández, D. S. Coll, P. J. Silva, Energy Fuels, 33, 990–997 (2019).

17. M. R. Gafurov, M. A. Volodin, A. A. Rodionov, A. T. Sorokina, M. Y. Dolomatov, A. V. Petrov, A. V. Vakhin, G. V. Mamin, S. B. Orlinskii, J. Pet. Sci. Eng., 166, 363–369 (2018).

18. I. Ahmad, S. M. Sohail, H. Khan, W. Ahmad, K. Gul, R. Khan, A. Yasin, Energy Fuels, 32, 181–190 (2018).

19. H. Y. Carr, E. M. Purcell, Phys. Rev., 94, 630–638 (1954).

20. S. Meiboom, D. Gill, Rev. Sci. Instrum., 29, 688–691 (1958).

21. Z. Yang, Z. Ma, Y. Luo, Y. Zhang, H. Guo, W. Lin, Geofluids, Article ID 9542152 (2018).

22. M. Ikeya, New Applications of Electron Spin Resonance: Dating, Dosimetry and Microscopy, WSPC, ISBN 978-981-02-1200-1, Osaka University, Japan (1993).

23. E. Di Mauro, C. L. B. Guedes, O. R. Nascimento, Appl. Magn. Res., 29, 569–575 (2005).

24. M. Turini, C. L. Barbosa Guedes, E. Di Mauro, In: Crude Oil Emulsions – Composition, Stability, Characterization, Ed. M. El-Sayed Abdel Raouf, 147–168, InTech, ISBN 978-953-51-0220-5, Rijeka, Croatia (2012).

25. D. E. O’Reilly, J. Chem. Phys., 29, 1188–1189 (1958).

26. F. Gerson, W. Huber, Electron Spin Resonance Spectroscopy of Organic Radicals, Wiley-VCH, ISBN 978-3-527-30275-8, Weinheim, Germany (2003).

27. J. R. Fanchi, R. L. Christiansen, Introduction to Petroleum Engineering, Wiley, New Jersey (2017).