Name: in situ visualization of the phase behavior of oil samples under refinery process conditions
Uploaded: 2017-02-21T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 20 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions at JoVE.com

The authors acknowledge Daniel Palys for supplying Figure 12 and for his assistance in managing laboratory supplies.

Dikkat: mühendislik kontrolleri (H 2 akış sınırlayıcı, basınç regülatörleri ve kopma diski montaj) ve kişisel koruyucu ekipman (koruyucu gözlük, ısıya dayanıklı eldiven kullanımı dahil, yüksek sıcaklık ve basınç şartları altında bir deney yaparken tüm uygun güvenlik uygulamalarını kullanın , laboratuvar önlüğü, tam uzunlukta pantolon ve kapalı parmak ayakkabılar). Kullanmadan önce tüm ilgili malzeme güvenlik bilgi formlarını (MSDS) bakın. Bu adımlar zararlı uçucu organik çözücüler (toluen ve diklorometan) kullanımını içeren olarak, davlumbaz, mikro-reaktör yükleme ve temiz-up yürütmek. NOT: Kurulum açıklaması (ek dosyasına bakın). 1. Mikro-reaktör Yükleme <ol><li> Açık alt yüz contası (böylece üst kısmında konumlandırılmış) ile dikey ve baş aşağı mikro reaktör kelepçe. NOT: Bu aşamada, safir cam, özel işlenmiş mıknatıs, 1/16 &quot;yüksük,Pirinç yastığı ve alt somunu henüz monte edilmesi gerekir. <ol><li> gaz hatları mikro-reaktör bağlamak için kullanılan bağlantı elemanları kapalı olduğundan emin olun. </li></ol></li><li> Ince bir spatula ile açık yüz contası ile reaktöre numunenin yaklaşık 0.6 g yükleyin. <ol><li> Numune aslında büyük bir kap içinde muhafaza edilirse, mikro reaktör yüklemeden önce bir alt örnek olun. </li><li> , Reaktörün içinde yüklü numune miktarını tahmin öncesi ve yükleme sonrası konteyner ve spatula tartmak ve kitle farkı hesaplamak için. </li></ol></li><li> termokupl üzerine özel işlenmiş mıknatıs kaydırın. </li><li> Daha büyük daire yukarı bakacak şekilde 1/16 &quot;ön halkalı kaydırın. </li><li> Sızdırmazlık yüzeyi (yani, conta bileziği oturur uydurma oluk) alt yüz mühür montaj temiz ve kuru olduğundan emin olun. NOT: En ağır petrol örneği oldukça viskoz doğası gereğis, sızdırmazlık yüzeyi yanlışlıkla yükleme işlemi sırasında numune tarafından bulaşmış var olması çok muhtemeldir. <ol><li> toluen içinde bir pamuklu çubuk ucu batırın ve onları temizlemek için sızdırmazlık yüzeylerine uygulayın. numuneyi kontamine hangi reaktör boşluğunun içine toluen damla için dikkatli olun. </li><li> toluen ile temizlik gerekiyorsa, sızdırmazlık yüzeyleri bir sonraki adıma geçmeden önce kuru olduğundan emin olun. </li></ol></li><li> Safir cam, temiz ve kuru olduğundan emin olun. <ol><li> safir cam kirliyse, uygun bir çözücü ile ıslatılmış bir pamuklu bir bez kullanın ve sonra pencere yüzeylerini temizlemek için aseton kullanılarak nihai yıkama gerçekleştirmek; Hava kuru let it. </li></ol></li><li> sızdırmazlık yüzeyinde sızdırmazlık halkasını, sızdırmazlık halkasının üstünde ardından safir pencere ve safir penceresinin üstündeki sonra pirinç yastık yerleştirin; o pirinç pad üzerinde yağlayıcı küçük, toplu iğne başı büyüklüğünde damla uygulanması tercih edilir. </li><li> bot Konupirinç pedi ve safir pencere kapsülleme sırasında uydurma alt yüz-mühür üzerinde tom somun. parmak geçirmez duruma gelene kadar alt somunu ayarlayın. </li><li> Reaktör baş aşağı tutarken, bir mengene aktarın. parmak sıkı konumdan 90 ° alt somunu sıkmak için bir anahtar kullanın. NOT: Bu işlemden sonra, tepkime kabı artık ters yapılacak gerek yoktur. </li><li> Mühür potansiyel kusurları için mikro reaktör kontrol edin. NOT: penceresindeki mühür sıkıştırılmış yüzey sürekli bir daire yapmaz ise pencere tespit edilebilir bazı fiş veya çatlak ya da hatalı bir mühür gösterebilir. <ol><li> Bir arıza durumunda, muayene için mikro reaktör açın. </li><li> reaktörü yeniden mühürlemek için çalışırken giderilmesi eylemi aldıktan sonra, yepyeni bir sızdırmazlık halkasını kullanın. </li></ol></li></ol> 2. Mikro reaktör Kurulum <ol><li> Mikro reaktör yüklenir ve kapatılır sonra, bağlantıve gaz hatlarına reaktör sızıntı olup olmadığını testleri. <ol><li> Daima 5 MPa maksimum basınçta N 2 ile sızıntı testi başlar. NOT: sızıntı testi için tercih edilen yöntem kurulum silindirden basınçlı ve daha sonra izole edilir basınç çürüme testidir (kapanış valfleri V2 ve V3). Basınç süresi (fazla 30 dakika) uzun bir süre için stabil kalırsa, hiçbir sızıntı görülmektedir. </li><li> Yaklaşan deney için hedef basıncı 5 MPa daha yüksek ise yüksek basınçlarda ek sızıntı testleri yürütmek. NOT: Bu ek sızıntı testleri deney için istenen basınç koşulu eşleşti kadar 6 Mpa maksimum basınç artışlarla ile yapılabilir. sızıntı testi ve kurulum işlemi hem de basınç üst sınırı olarak 16 MPa düşünün. NOT: Gelecek deneyde kurulum basınç altında tutmak için kullanılan gaz (yanıcı gazlar gibi) etkisiz değilse, t kullanarak sızıntı testi başka dizi yürütmeko N2 ile kaçak testlerinin başarılı bir dizi gaz birliği hedef. </li></ol></li><li> Başarılı sızıntı testinden sonra bir sonraki yükleme adımları yapmadan önce kurulum basıncını. </li><li> kendisi kangal ısıtıcı takılı paslanmaz çelikten bir ısıtma bloğu, mikro reaktör yerleştirin. Mikroskop objektif üzerinde bulunan platform üzerinde derleme yerleştirin. </li><li> reaktörü, ısıtıcı ve seramik yün dolu bir kasanın iki yarısı ile ısıtma bloğu örten. birlikte bir hortum klibi kullanarak kasanın iki yarısını kelepçe. </li><li> Ince ayar mikroskop objektif üzerine reaktör konumu. <ol><li> Çapraz polarize ışık kullanarak mikroskop açın. safir pencere iç yüzeyi üzerinde odaklanmak üzere düşük büyütme kullanılarak amacı dikey konumunu ayarlayın. </li><li> En düşük büyütme (genellikle 50 kat) görüş alanı, bir radyoyu kapsamaktadır, böylece reaktör yerleştirinŞekil 1 &#39;de tarif edildiği gibi iç sınır, 1/16 &quot;Ön halkanın kenar ihtiva cam yüzeyinden l bölümü. NOT: Yazılım tarafından edinilen Gerçek mikrograflar halkalı kendisi gösteren önleyeceğini görüş bu alanda, alt kümelerini merkezli olmalıdır. </li></ol></li><li> sıcaklık kontrolörü (TIC1) mikro-reaktör (TT1) ve termokupl bağlayın. </li><li> 120 rpm bir hızda dış mıknatıs tahrik motoru açın. </li><li> istenen ayar noktasına kurulum basınç. NOT: Atmosfer basıncı çalışır havalandırma için tüm çıkış vanalarını açarak yapılmaktadır. Toplu deneyleri valf V4 kapatarak yapılabilir. (Yüksek basınç koşulları için tercih edilir) basınç sabit bir başlık altında deneyler geri-basınç regülatörü Pv2 kullanılarak gerçekleştirilebilir. </li></ol> Çatlayan Reaksiyonların Görselleştirme 3. Düzenli Prosedürü <ol><li> Tüm deney boyunca,örnek görselleştirmek veya bir anlık görüntüsünü alarak yalnızca reaktör altında mikroskop objektif yerleştirin. gerekmediğinde reaktöre altında mikroskop objektif bırakmaktan kaçının. NOT: Yüksek sıcaklıklarda reaktörün altında mikroskop objektif bırakılması yoksul veriler sonuçlanan görüntülerin yapay bir parlatma neden olur ve objektif bir bozulmaya yol açabilir. </li><li> Sıcaklık kontrol açın ve 200 ° C&#39;lik bir sıcaklık ayar noktası uygulanır. Numune sıcaklığı 200 ° C&#39;ye ulaştığında, doğrulamalar yuvarlak gerçekleştirin. NOT: doğrulamaları yuvarlak mikroskop hedeflerinin basınç, sıcaklık, reaktör pozisyonu, odak mesafesini doğrulayarak, ve karıştırma gerektirir. sıcaklık değiştikçe, reaktör ve ısıtma grubu destekleme platform biraz deforme yüzden safir / numune arayüzü odak kalması mikroskop objektif dikey pozisyonu ayarlanabilir olmalıdır. Karıştırma işlemi mot saptanabilir1/16 &quot;halkanın ya da (örneğin küçük mineral katı gibi) numune küçük heterojenite iyon. </li><li> Numune 200 ° C&#39;ye ulaştığında her şey yolunda ise, 300 ° C&#39;ye kadar bir ayar noktası değişikliği gerçekleştirin. Numune sıcaklığı 300 ° C&#39;ye ulaştığında, doğrulamalar başka yuvarlak gerçekleştirin. </li><li> Yeni sıcaklık set noktası olarak 350 ° C ile, önceki adımı yineleyin. Not: 350 ° C, genellikle kırma reaksiyonları (dk zaman ölçeği) önemli olmayan daha yüksek sıcaklık sınırı olarak kabul edilebilir. </li><li> genellikle 400-450 ° C aralığında, istenilen reaksiyon sıcaklığına ayar noktası sıcaklığını değiştirin. </li><li> Son sıcaklık ayar noktası değişikliği yaptıktan sonra, tercihen, düzenli zaman aralıklarında her dakika reaksiyon ve kayıt verilerini izlemeye başlamak. <ol><li> aşağıdaki gibi veri kaydın her aşamasını yürütmek: reaktörün altında hedefe yerleştirmek için mikroskop burun döndürün. ayarlamakodaklanır. bir anlık görüntü alabilir. reaktörden altından uzak objektif taşımak için burun döndürün. sıcaklık edin. NOT: Gelecek kantitatif görüntü analizleri için, anlık yani büyütme, aydınlatma koşullarına ve kamera satın alma ayarlarına (ışığa tepki ve maruz kalma süresi) açısından, deney boyunca tutarlı ayarlarla alınmalıdır. kurallar olarak, bu yazının sunulan mikrograflar 100X büyütme, (bir halojen ampul kullanarak) maksimum aydınlatma koşulları, kameranın doğrusal duyarlılık tepkisi ve 200-400 ms arasında değişen pozlama süreleri ile alınmıştır. </li><li> sürece gerektiği gibi tekrar tekrar veri kayıt adımları uygulayın. NOT: Genel olarak, gözlem süresi numunesinde görsel değişiklikler (renk, parlaklık ve heterojenite) veya reaksiyon dönüşüm tahmini tarafından yönlendirilir. Not: Tercihan, mezofaz kok büyük miktarlarda oluşumu, ardından deney devam bilmek(Hangi reaktör daha zor temizlenmesini kolaylaştırır). </li></ol></li></ol> 4. Kapatma ve Temizlik-up <ol><li> Kapalı sıcaklık kontrolörü ve karıştırıcı çevirerek ve kurulumu boşaltılarak deneyi sonlandırın. Reaktör soğuması. NOT: reaktörü soğutma kasadan ve ısıtma tertibatının dışında mikro reaktör kaldırarak kolaylaştırılabilir. Mikro-reaktöre serin hava akımı uygulamak da bu süreç daha hızlı ve kolay yapabilirsiniz. <ol><li> Mikro-reaktör oda sıcaklığına kadar soğutulur sonra, kurulum gaz hatları ayırın alt somunu gevşetmek için bir mengeneye yerleştirin ve mikro reaktör açmak. </li></ol></li><li> Davlumbaz. Dip somunu, pirinç pedi, safir cam, 1/16 &quot;halkalı ve mıknatıs kaldırarak ayrı mikro reaktör almak sızdırmazlık halkasını çıkartın. NOT: Kok &quot;1/16 yol açabilir, deney sırasında oluşmuş olabilecek; yüksük ve mıknatıs termo sıkışmış olması. <ol><li> 1/16 &quot;halkalı ve mıknatıslar çekin için cımbız kullanın. Sızdırmazlık oluğunun dışına sızdırmazlık halkasını kolu için bir spatula kullanın. Ancak, süreç içinde sızdırmazlık oluk çizmemeye özen gösterin. </li></ol></li><li> Mikro reaktör duvarlarına sıkışmış malzemenin bir kısmını çıkarmak için, solvent ıslatılmış (tolüen ya da diklorometan) kağıt havlu adet mikro reaktörün iç boşluğu fırçalamaktadır. zımpara bezi, tercihen kaba kum (# 100) adet işlemi tekrarlayın. NOT: Bu süreçte, sızdırmazlık yüzeyleri çizmez. Bu aşamanın sonunda, mikro reaktör boşluğunun içine, paslanmaz çelikten metal parlaklık açık olmalıdır. </li><li> Zımpara bir parça bez kullanarak özel işlenmiş mıknatıs düz yüzeylere yapışmış malzeme, tercihen kaba kum (# 100) sökün. <ol><li> ho içinde sıkışmış malzeme çıkarmak için solvent batırılmış 1/16 &quot;kablo kullanınözel işlenmiş mıknatıs le. </li></ol></li><li> safir pencere yapışmış malzemeyi çıkarmak için çözücü batırılmış (tolüen, diklorometan veya aseton) pamuklu bez kullanın. </li><li> sızdırmazlık yüzeyleri de dahil olmak üzere, reaktör duvarlarının yapışmış maddenin kalanını kaldırmak için, solvent ıslatılmış (toluen veya diklorometan) pamuklu bez kullanın. NOT: Bir solvent batırılmış pamuklu çubukla ovma sonra, pamuklu çubukla üzerinde önemsiz izleri çıktığında, temizleme işlemi tamamlanır. NOT: Bu işlem olabilir Ancak sıkıcı, bu adım deneyler arasında çapraz bulaşmayı önlemek için önemlidir. </li><li> Mikro-reaktör hava kurumaya bırakın. </li></ol> 5. Görüntü Analizi 9 <ol><li> Kırmızı, yeşil ve mavi (RGB) kanallarının ortalama değerleri yanı sıra renk tonu, doygunluk ve yoğunluk (SBE) renk uzayında karşılık gelen bilgilere ilişkin mikrograflar bilgileri ayıklamak. NOT: HSI color alanı sırasıyla, renk tonu, doygunluk ve yoğunluk açısal, radyal karşılık silindirik koordinatlar, ve dikey koordinatlar ile tarif edilir. Α ve β kromasitenin çifti koordinatları ise, bir pikselin RGB değerleri ve mukabil HSI değerleri arasındaki ilişkiler, m RGB değerlerinin en az aşağıdaki denklem 12, 13, tarafından verilmektedir: </li></ol><img alt="denklem 1" src="/files/ftp_upload/55246/55246eq1.jpg" /> Denk. 1 <img alt="denklem 2" src="/files/ftp_upload/55246/55246eq2.jpg" /> Denk. 2 <img alt="denklem 3" src="/files/ftp_upload/55246/55246eq3.jpg" /> Denk. 3 <img alt="denklem 4" src="/files/ftp_upload/55246/55246eq4.jpg" /> Denk. 4 <img alt="Denklem 5" src="/files/ftp_upload/55246/55246eq5.jpg" /> Denk. 5 &lt;/ P&gt; <img alt="Denklem 6" src="/files/ftp_upload/55246/55246eq6.jpg" /> Denk. 6

<ol>
	<li>Gray, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Upgrading Petroleum Residues and Heavy Oils. , (1994).</li><li>Wiehe, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Process Chemistry of Petroleum Macromolecules. , (2008).</li><li>Rahimi, P. M., Teclemariam, A., Taylor, E., deBruijn, T., Wiehe, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+Processing+Limits+of+Athabasca+Bitumen+during+Visbreaking+Using+Solubility+Parameters.">Thermal Processing Limits of Athabasca Bitumen during Visbreaking Using Solubility Parameters.</a> Heavy Hydrocarbon Resources, ACS Symposium Series, Volume 895. , (2005).</li><li>Wiehe, I. A., Kennedy, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+the+Oil+Compatibility+Model+to+Refinery+Streams.">Application of the Oil Compatibility Model to Refinery Streams.</a> Energy Fuels. 14 (1), 60-63 (2000).</li><li>Rahimi, P., Gentzis, T., Cott&#233;, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+the+Thermal+Behavior+and+Interaction+of+Venezuelan+Heavy+Oil+Fractions+Obtained+by+Ion-Exchange+Chromatography.">Investigation of the Thermal Behavior and Interaction of Venezuelan Heavy Oil Fractions Obtained by Ion-Exchange Chromatography.</a> Energy Fuels. 13 (3), 694-701 (1999).</li><li>Bagheri, S. R., Gray, M. R., McCaffrey, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Depressurization+and+Cooling+on+the+Formation+and+Development+of+Mesophase.">Influence of Depressurization and Cooling on the Formation and Development of Mesophase.</a> Energy Fuels. 25 (12), 5541-5548 (2011).</li><li>Bagheri, S. R., Gray, M. R., Shaw, J., McCaffrey, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+Observation+of+Mesophase+Formation+and+Coalescence+in+Catalytic+Hydroconversion+of+Vacuum+Residue+Using+a+Stirred+Hot-Stage+Reactor.">In Situ Observation of Mesophase Formation and Coalescence in Catalytic Hydroconversion of Vacuum Residue Using a Stirred Hot-Stage Reactor.</a> Energy Fuels. 26 (6), 3167-3178 (2012).</li><li>Bagheri, S. R., Gray, M. R., McCaffrey, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Depolarized+Light+Scattering+for+Study+of+Heavy+Oil+and+Mesophase+Formation+Mechanisms.">Depolarized Light Scattering for Study of Heavy Oil and Mesophase Formation Mechanisms.</a> Energy Fuels. 26 (9), 5408-5420 (2012).</li><li>Laborde-Boutet, C., Dinh, D., Bender, F., Medina, M., McCaffrey, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+Observation+of+Fouling+Behavior+under+Thermal+Cracking+Conditions:+Hue,+Saturation+and+Intensity+Image+Analyses.">In Situ Observation of Fouling Behavior under Thermal Cracking Conditions: Hue, Saturation and Intensity Image Analyses.</a> Energy Fuels. 30, 3666-3675 (2016).</li><li>Dinh, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> In-Situ Observation of Heavy-Oil Cracking using Backscattering Optical Techniques. MSc Thesis. , (2015).</li><li>Rahimi, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+Coking+Propensity+of+Narrow+Cut+Fractions+from+Athabasca+Bitumen+Using+Hot-Stage+Microscopy.">Investigation of Coking Propensity of Narrow Cut Fractions from Athabasca Bitumen Using Hot-Stage Microscopy.</a> Energy Fuels. 12 (5), 1020-1030 (1998).</li><li>Hanbury, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Constructing+cylindrical+coordinate+colour+spaces.">Constructing cylindrical coordinate colour spaces.</a> Pattern Recognition Letters. 29 (4), 494-500 (2008).</li><li>Gonzalez, R. C., Woods, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Digital Image Processing, Third Edition. , (2008).</li><li>Wachtman, J. B., Maxwell, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strength+of+Synthetic+Single+Crystal+Sapphire+and+Ruby+as+a+Function+of+Temperature+and+Orientation.">Strength of Synthetic Single Crystal Sapphire and Ruby as a Function of Temperature and Orientation.</a> J. Am. Ceram. Soc. 42 (9), 432-433 (1959).</li><li>Kaye, G. W. C., Laby, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Tables of physical and chemical constants / originally compiled by G.W.C. Kaye and T.H. Laby ; now prepared under the direction of an editorial committee. , (1995).</li><li>Malitson, I. H., Dodge, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Refractive+Index+and+Birefringence+of+Synthetic+Sapphire.">Refractive Index and Birefringence of Synthetic Sapphire.</a> J. Opt. Soc. Am. 62 (11), 1405 (1972).</li><li>Buckley, J. S., Hirasaki, G. J., Liu, Y., Von Drasek, S., Wang, J. X., Gill, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asphaltene+Precipitation+and+Solvent+Properties+of+Crude+Oils.">Asphaltene Precipitation and Solvent Properties of Crude Oils.</a> Pet. Sci. Technol. 16 (3-4), 251-285 (1998).</li><li>Perrotta, A., McCullough, J. P., Beuther, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure-Temperature+Microscopy+of+Petroleum-Derived+Hydrocarbons.">Pressure-Temperature Microscopy of Petroleum-Derived Hydrocarbons.</a> Prepr. Pap. Am. Chem. Soc., Div. Pet. Chem. 28 (3), 633-639 (1983).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Protokol çerçevesinde kritik adımlar protokol ilk kritik bir safha, deney basınç altında gerçekleştirilecektir, özellikle de metal-safir contanın bütünlüğünün sağlamaktır. Böylece, paralellik, pürüzsüzlük ve sızdırmazlık yüzeylerinin temizliği dikkatlice kontrol edilmeli ve kaçak testleri kapsamlı olmalıdır. Safir rüptürü modülü beri kalın safir camlar yüksek basınç ve yüksek sıcaklıkta çalışma için kullanılması gerektiğini sıcaklık <sup clas...

sıcaklık, basınç ve, reaktif şartlar geniş bir yağ numunelerin faz davranışı çalışma beslemeleri çeşitli işleyen bir rafineri için son derece faydalı bilgiler sağlayabilir. Özellikle, kola veya çökellerin kontrolsüz oluşumu süreç birimleri ve çizgilerin kirlenme ciddi üretimini (throughput kaybı) ve enerji verimliliği (ısı transfer direnci artış) 1, 2, 3 etkileyebilir. Olası bir derece olumsuz ekonomik etkileri 4 olurdu temizlik amaçlar için bir kapatma gerekebilir malzeme kirlenme birikiminden kaynaklanan tıkanmasıyla. Yemlerin kirlenme eğilimlerini bir değerlendirme yapmasına proses koşulları 5 optimizasyonu ve rafineri akımlarının harmanlama için son derece değerli olabilir. In situ bir geliştirdikLaboratuvarımızda petrol istikrar analizörü rafineri proses koşullarına tabi yağ örneklerinin görselleştirme izin vermek. Bu cihaz, paslanmaz çelik bağlantı parçaları imal edilmiştir ve alt sızdırmaz bir safir pencere ile donatılmış özel olarak tasarlanmış bir reaktör dayanır. cihazın ana prensibi sıcaklık ve basınç istenen aralık reaktör içindeki örnek ve elde edilen çapraz polarize yansıma görüntüleme aydınlatma olup. Iken Kırılma koşullarını 6, 7, 8, 9 (yüksek basınç gerektirmeyen), reaktör tasarımı (hidro altında örneklerin davranışını araştırmak için elden edilmiştir taklit etmek termal parçalama süreçleri üzerinde duruldu bu kurulum için daha önce yayınlanmış eser göreli katalitik altında çatlama yüksek H 2 basınç) ve yüksek öncesi altında çatlama aquathermal 10 (termalssure buhar) koşulları. Böylece, cihaz 6 saate kadar reaksiyon süreleri için 450 ° C ve 16 MPa hem sürdürmek yeteneği ile, 20-450 ° C sıcaklık aralığında ve 0,1-16 MPa basınç aralığında çalışabilmesi için revize edilmiştir. Sıcaklık, basınç ve, reaktif şartlar belirli bir aralığı altında numunelerinin görsel bilgiler analiz ilk seviye örnek tek fazlı ya da çok fazlı olup olmadığını belirlemek için. Opak izotropik malzeme görselleştirme sağlar ve diğer çalışmalara 11&#39;de tarif anizotropik malzeme görselleştirme ile sınırlı değildir ki bu sistem benzersizdir. Numunelerin tıkanma eğilimi temel göstergesi toplu sıvının dışarı tortuları bırakma eğilimi iken; gaz-sıvı, sıvı-sıvı, sıvı-katı ve daha karmaşık faz davranışı görülmektedir. Bu hom kalır Ancak, değerli bilgiler, aynı zamanda, bir sıvı görsel evrimi elde edilebilirogeneous (tek fazlı). Örneğin rengi görünür ışık aralığında spektral bilgileri (380-700 nm) bir alt kümesi olabilir iken Özellikle, görüntü parlaklığı, kırılma indisi ve numunenin ekstinksiyon katsayısı ile ilgilidir onun kimyasının 9 bir tanımlayıcısı olarak kullanılır.

<table><tbody><tr><td>Sapphire window, C-plane, 3 mm thick - 20 mm diam., Scratch/Dig: 80/50</td><td>Guild Optical Associates</td><td></td><td></td></tr><tr><td>C-seal</td><td>American Seal &amp;amp; Engineering</td><td>31005</td><td></td></tr><tr><td>Type-K thermocouple</td><td>Omega</td><td>KMQXL-062U-9&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Ferrule (1/16&quot;)</td><td>Swagelok</td><td>SS-103-1</td><td>Inserted for creating a clearance gap between the magnet and the window surface</td></tr><tr><td>Coil Heater</td><td>OEM Heaters</td><td>K002441</td><td></td></tr><tr><td>Temperature controller</td><td>Omron</td><td>E5CK</td><td></td></tr><tr><td>Inverted microscope</td><td>Zeiss</td><td>Axio Observer.D1m</td><td>Require cross-polarizer module</td></tr><tr><td>Toluene, 99.9% HPLC Grade</td><td>Fisher</td><td>Catalog # T290-4</td><td>Harmful, to be handled in fume hood</td></tr><tr><td>Methylene chloride, 99.9% HPLC Grade</td><td>Fisher</td><td>Catalog # D143-4</td><td>Harmful, to be handled in fume hood</td></tr><tr><td>Acetone, 99.7 Certified ACS Grade</td><td>Fisher</td><td>Catalog # A18P-4</td><td></td></tr></tbody></table>

in situ visualization of the phase behavior of oil samples under refinery process conditions

To help address production issues in refineries caused by the fouling of process units and lines, we have developed a setup as well as a method to visualize the behavior of petroleum samples under process conditions. The experimental setup relies on a custom-built micro-reactor fitted with a sapphire window at the bottom, which is placed over the objective of an inverted microscope equipped with a cross-polarizer module. Using reflection microscopy enables the visualization of opaque samples, such as petroleum vacuum residues, or asphaltenes. The combination of the sapphire window from the micro-reactor with the cross-polarizer module of the microscope on the light path allows high-contrast imaging of isotropic and anisotropic media. While observations are carried out, the micro-reactor can be heated to the temperature range of cracking reactions (up to 450 &#176;C), can be subjected to H2 pressure relevant to hydroconversion reactions (up to 16 MPa), and can stir the sample by magnetic coupling. 
Observations are typically carried out by taking snapshots of the sample under cross-polarized light at regular time intervals. Image analyses may not only provide information on the temperature, pressure, and reactive conditions yielding phase separation, but may also give an estimate of the evolution of the chemical (absorption/reflection spectra) and physical (refractive index) properties of the sample before the onset of phase separation.

Athabasca vakum artığı görsel gelişimi termal ayırma koşulları altında asphaltenic ağır ham petrol örnekleri ve asphaltenic vakum kalıntısı numunelerinin davranışının temsilcisidir. Bununla birlikte, farklı numune ve / veya farklı sıcaklık, basınç, ya da reaksiyon koşulları kullanılarak faz davranışları çeşitli ortaya çıkmasına neden olabilir. 435 ° C ve P ATM (N2) Şekil 4, deney sırasında sıcaklık gelişimi...

Watch this Scientific Journal Video about In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions at JoVE.com

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

This article describes a setup and method for the in situ visualization of oil samples under a variety of temperature and pressure conditions that aim to emulate refining and upgrading processes. It is primarily used for studying isotropic and anisotropic media involved in the fouling behavior of petroleum feeds.

Rafineri Süreci Koşullarında Petrol Örneklerinin Faz Davranışının Yerinde Görselleştirme

To help address production issues in refineries caused by the fouling of process units and lines, we have developed a setup as well as a method to ...

in-situ-visualization-phase-behavior-oil-samples-under-refinery

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

6.6K Görüntüleme.  University of Alberta. This article describes a setup and method for the in situ visualization of oil samples under a variety of temperature and pressure conditions that aim to emulate refining and upgrading processes. It is primarily used for studying isotropic and anisotropic media involved in the fouling behavior of petroleum feeds.

Video: In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

Biomass Conversion to Produce Hydrocarbon Liquid Fuel Via Hot-vapor Filtered Fast Pyrolysis and Catalytic Hydrotreating

Lignocellulosic biomass conversion to produce biofuels has received significant attention because of the quest for a replacement for fossil fuels. Among the various thermochemical and biochemical routes, fast pyrolysis followed by catalytic hydrotreating is considered to be a promising near-term opportunity. This paper reports on experimental methods used 1) at the National Renewable Energy Laboratory (NREL) for fast pyrolysis of lignocellulosic biomass to produce bio-oils in a fluidized-bed reactor and 2) at Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) for catalytic hydrotreating of bio-oils in a two-stage, fixed-bed, continuous-flow catalytic reactor. The configurations of the reactor systems, the operating procedures, and the processing and analysis of feedstocks, bio-oils, and biofuels are described in detail in this paper. We also demonstrate hot-vapor filtration during fast pyrolysis to remove fine char particles and inorganic contaminants from bio-oil. Representative results showed successful conversion of biomass feedstocks to fuel-range hydrocarbon biofuels and, specifically, the effect of hot-vapor filtration on bio-oil production and upgrading. The protocols provided in this report could help to generate rigorous and reliable data for biomass pyrolysis and bio-oil hydrotreating research.

Experimental methods for fast pyrolysis of lignocellulosic biomass to produce bio-oils and for the catalytic hydrotreating of bio-oils to produce fuel range hydrocarbons are presented. Hot-vapor filtration during fast pyrolysis to remove fine char particles and inorganic contaminants from bio-oil was also assessed.

Biyokütle Dönüşüm Hızlı Piroliz ve Katalitik Hydrotreating Filtreli Hidrokarbon Akaryakıt Via Sıcak buhar üretmek için

Lignocellulosic biomass conversion to produce biofuels has received significant attention because of the quest for a replacement for fossil fuels. Among ...

Biyokimya

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. Specifically, the sapphire cell enables visual data collection from multiple loadings to solve a set of material balances to precisely determine phase composition. Ternary phase diagrams can then be established to determine the proportion of each component in each phase at a given condition. In principle, any ternary system can be studied although ternary systems (gas-liquid-liquid) are the specific examples discussed herein. For instance, the ternary THF-Water-CO2 system was studied at 25 and 40&#160;&#176;C and is described herein. Of key importance, this technique does not require sampling. Circumventing the possible disturbance of the system equilibrium upon sampling, inherent measurement errors, and technical difficulties of physically sampling under pressure is a significant benefit of this technique. Perhaps as important, the sapphire cell also enables the direct visual observation of the phase behavior. In fact, as the CO2 pressure is increased, the homogeneous THF-Water solution phase splits at about 2 MPa. With this technique, it was possible to easily and clearly observe the cloud point and determine the composition of the newly formed phases as a function of pressure.
The data acquired with the sapphire cell technique can be used for many applications. In our case, we measured swelling and composition for tunable solvents, like gas-expanded liquids, gas-expanded ionic liquids and Organic Aqueous Tunable Systems (OATS)1-4. For the latest system, OATS, the high-pressure sapphire cell enabled the study of (1) phase behavior as a function of pressure and temperature, (2) composition of each phase (gas-liquid-liquid) as a function of pressure and temperature and (3) catalyst partitioning in the two liquid phases as a function of pressure and composition. Finally, the sapphire cell is an especially effective tool to gather accurate and reproducible measurements in a timely fashion.

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus is a unique tool to study, without sampling, phase behavior under a wide range of pressures. Using a cathetometer, very precise volume measurements can be recorded to measure liquid expansion and phase composition. Thus, this synthetic method enables the study of (1) phase equilibria of multi-component mixtures and (2) the partition behavior of catalyst or model compounds as a function of pressure.

CO Faz Dengeleri Ölçümleri için yüksek basınçlı Safir Hücre<sub&gt; 2</sub&gt; / / Organik Su Sistemleri

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. ...

Kimya

Chemical Analysis of Water-accommodated Fractions of Crude Oil Spills Using TIMS-FT-ICR MS

Multiple chemical processes control how crude oil is incorporated into seawater and also the chemical reactions that occur overtime. Studying this system requires the careful preparation of the sample in order to accurately replicate the natural formation of the water-accommodated fraction that occurs in nature. Low-energy water-accommodated fractions (LEWAF) are carefully prepared by mixing crude oil and water at a set ratio. Aspirator bottles are then irradiated, and at set time points, the water is sampled and extracted using standard techniques. A second challenge is the representative characterization of the sample, which must take into consideration the chemical changes that occur over time. A targeted analysis of the aromatic fraction of the LEWAF can be performed using an atmospheric-pressure laser ionization source coupled to a custom-built trapped ion mobility spectrometry&#8211;Fourier transform&#8211;ion cyclotron resonance mass spectrometer (TIMS-FT-ICR MS). The TIMS-FT-ICR MS analysis provides high-resolution ion mobility and ultrahigh-resolution MS analysis, which further allow the identification of isomeric components by their collision cross-sections (CCS) and chemical formula. Results show that as the oil-water mixture is exposed to light, there is significant photo-solubilization of the surface oil into the water. Over time, the chemical transformation of the solubilized molecules takes place, with a decrease in the number of identifications of nitrogen- and sulfur-bearing species in favor of those with a greater oxygen content than were typically observed in the base oil.

The low-energy water-accommodated fraction (LEWAF) of crude oil is a challenging system to analyze, because over time, this complex mixture undergoes chemical transformations. This protocol illustrates methods for the preparation of the LEWAF sample and for performing photo-irradiation and chemical analysis by trapped ion mobility spectrometry&#8211;FT-ICR MS.

Ham Petrol Su ağırladı Kesirler Kimyasal Analiz TIMS-FT-ICR MS kullanma dökülmelerini

Multiple chemical processes control how crude oil is incorporated into seawater and also the chemical reactions that occur overtime. Studying this system ...

Çevre

Phase Diagram Characterization Using Magnetic Beads as Liquid Carriers

Magnetic beads with ~1.9 &#181;m average diameter were used to transport microliter volumes of liquids between contiguous liquid segments with a tube for the purpose of investigating phase change of those liquid segments. The magnetic beads were externally controlled using a magnet, allowing for the beads to bridge the air valve between the adjacent liquid segments. A hydrophobic coating was applied to the inner surface of the tube to enhance the separation between two liquid segments. The applied magnetic field formed an aggregate cluster of magnetic beads, capturing a certain liquid amount within the cluster that is referred to as carry-over volume. A fluorescent dye was added to one liquid segment, followed by a series of liquid transfers, which then changed the fluorescence intensity in the neighboring liquid segment. Based on the numerical analysis of the measured fluorescence intensity change, the carry-over volume per mass of magnetic beads has been found to be ~2 to 3 &#181;l/mg. This small amount of liquid allowed for the use of comparatively small liquid segments of a couple hundred microliters, enhancing the feasibility of the device for a lab-in-tube approach. This technique of applying small compositional variation in a liquid volume was applied to analyzing the binary phase diagram between water and the surfactant C12E5 (pentaethylene glycol monododecyl ether), leading to quicker analysis with smaller sample volumes than conventional methods.

Here, we present a protocol to investigate multi-component phase diagrams using externally controlled magnetic beads as liquid carriers in a lab-in-tube approach. This approach can aid in applications that seek to gather further information on phase change in complex liquid systems.

Faz Diyagramı Karakterizasyonu Sıvı Taşıyıcılar Manyetik Boncuk Kullanarak

Magnetic beads with ~1.9 &#181;m average diameter were used to transport microliter volumes of liquids between contiguous liquid segments with a tube for ...

Mühendislik

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

A rheometer system to measure the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide (CO2) at high temperatures and pressures is described. The system comprises a high-pressure rheometer which is connected to a circulation loop. The rheometer has a rotational flow-through measurement cell with two alternative geometries: coaxial cylinder and double gap. The circulation loop contains a mixer, to bring the crude oil sample into equilibrium with CO2, and a gear pump that transports the mixture from the mixer to the rheometer and recycles it back to the mixer. The CO2 and crude oil are brought to equilibrium by stirring and circulation and the rheology of the saturated mixture is measured by the rheometer. The system is used to measure the rheological properties of Zuata crude oil (and its toluene dilution) in equilibrium with CO2 at elevated pressures up to 220 bar and a temperature of 50 &#176;C. The results show that CO2 addition changes the oil rheology significantly, initially reducing the viscosity as the CO2 pressure is increased and then increasing the viscosity above a threshold pressure. The non-Newtonian response of the crude is also seen to change with the addition of CO2.

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

A method for measuring the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide at reservoir conditions is presented.

Ham Petrol Reolojisinin CO İle Dengesinde Ölçümü<sub&gt; 2</sub&gt; Rezervuar Koşullarında

A rheometer system to measure the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide (CO2) at high temperatures and pressures is described. The ...

Microfluidic Devices for Characterizing Pore-scale Event Processes in Porous Media for Oil Recovery Applications

Microfluidic devices are versatile tools for studying transport processes at a microscopic scale. A demand exists for microfluidic devices that are resistant to low molecular-weight oil components, unlike traditional polydimethylsiloxane (PDMS) devices. Here, we demonstrate a facile method for making a device with this property, and we use the product of this protocol for examining the pore-scale mechanisms by which foam recovers crude oil. A pattern is first designed using computer-aided design (CAD) software and printed on a transparency with a high-resolution printer. This pattern is then transferred to a photoresist via a lithography procedure. PDMS is cast on the pattern, cured in an oven, and removed to obtain a mold. A thiol-ene crosslinking polymer, commonly used as an optical adhesive (OA), is then poured onto the mold and cured under UV light. The PDMS mold is peeled away from the optical adhesive cast. A glass substrate is then prepared, and the two halves of the device are bonded together. Optical adhesive-based devices are more robust than traditional PDMS microfluidic devices. The epoxy structure is resistant to swelling by many organic solvents, which opens new possibilities for experiments involving light organic liquids. Additionally, the surface wettability behavior of these devices is more stable than that of PDMS. The construction of optical adhesive microfluidic devices is simple, yet requires incrementally more effort than the making of PDMS-based devices. Also, though optical adhesive devices are stable in organic liquids, they may exhibit reduced bond-strength after a long time. Optical adhesive microfluidic devices can be made in geometries that act as 2-D micromodels for porous media. These devices are applied in the study of oil displacement to improve our understanding of the pore-scale mechanisms involved in enhanced oil recovery and aquifer remediation.

The goal of this procedure is to easily and rapidly produce a microfluidic device with customizable geometry and resistance to swelling by organic fluids for oil recovery studies. A polydimethylsiloxane mold is first generated, and then used to cast the epoxy-based device. A representative displacement study is reported.

Gözenek çaplı olay süreçleri gözenekli ortamda petrol kurtarma uygulamaları için karakterize için mikrosıvısal aygıtlar

Microfluidic devices are versatile tools for studying transport processes at a microscopic scale. A demand exists for microfluidic devices that are ...

On-line Analysis of Nitrogen Containing Compounds in Complex Hydrocarbon Matrixes

The shift to heavy crude oils and the use of alternative fossil resources such as shale oil are a challenge for the petrochemical industry. The composition of heavy crude oils and shale oils varies substantially depending on the origin of the mixture. In particular they contain an increased amount of nitrogen containing compounds compared to the conventionally used sweet crude oils. As nitrogen compounds have an influence on the operation of thermal processes occurring in coker units and steam crackers, and as some species are considered as environmentally hazardous, a detailed analysis of the reactions involving nitrogen containing compounds under pyrolysis conditions provides valuable information. Therefore a novel method has been developed and validated with a feedstock containing a high nitrogen content, i.e., a shale oil. First, the feed was characterized offline by comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC &#215; GC) coupled with a nitrogen chemiluminescence detector (NCD). In a second step the on-line analysis method was developed and tested on a steam cracking pilot plant by feeding pyridine dissolved in heptane. The former being a representative compound for one of the most abundant classes of compounds present in shale oil. The composition of the reactor effluent was determined via an in-house developed automated sampling system followed by immediate injection of the sample on a GC &#215; GC coupled with a time-of-flight mass spectrometer (TOF-MS), flame ionization detector (FID) and NCD. A novel method for quantitative analysis of nitrogen containing compounds using NCD and 2-chloropyridine as an internal standard has been developed and demonstrated.

A method combining comprehensive two-dimensional gas chromatography with nitrogen chemiluminescence detection has been developed and applied to on-line analysis of nitrogen containing compounds in a complex hydrocarbon matrix.

Karmaşık Hidrokarbon Matrisler içinde İçeren Bileşiklerin Azot On-line Analizi

The shift to heavy crude oils and the use of alternative fossil resources such as shale oil are a challenge for the petrochemical industry. The ...

Laboratory Production of Biofuels and Biochemicals from a Rapeseed Oil through Catalytic Cracking Conversion

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil (HGO) for production of transportation fuels through a fluid catalytic cracking (FCC) route. Cracking experiments are performed with a fully automated reaction unit at a fixed weight hourly space velocity (WHSV) of 8 hr-1, 490-530 &#176;C, and catalyst/oil ratios of 4-12 g/g. When a feed is in contact with catalyst in the fluid-bed reactor, cracking takes place generating gaseous, liquid, and solid products. The vapor produced is condensed and collected in a liquid receiver at -15 &#176;C. The non-condensable effluent is first directed to a vessel and is sent, after homogenization, to an on-line gas chromatograph (GC) for refinery gas analysis. The coke deposited on the catalyst is determined in situ by burning the spent catalyst in air at high temperatures. Levels of CO2 are measured quantitatively via an infrared (IR) cell, and are converted to coke yield. Liquid samples in the receivers are analyzed by GC for simulated distillation to determine the amounts in different boiling ranges, i.e., IBP-221 &#176;C (gasoline), 221-343 &#176;C (light cycle oil), and 343 &#176;C+ (heavy cycle oil). Cracking of a feed containing canola oil generates water, which appears at the bottom of a liquid receiver and on its inner wall. Recovery of water on the wall is achieved through washing with methanol followed by Karl Fischer titration for water content. Basic results reported include conversion (the portion of the feed converted to gas and liquid product with a boiling point below 221 &#176;C, coke, and water, if present) and yields of dry gas (H2-C2's, CO, and CO2), liquefied petroleum gas (C3-C4), gasoline, light cycle oil, heavy cycle oil, coke, and water, if present.

This paper presents an experimental method to produce biofuels and biochemicals from canola oil mixed with a fossil-based feed in the presence of a catalyst at mild temperatures. Gaseous, liquid, and solid products from a reaction unit are quantified and characterized. Conversion and individual product yields are calculated and reported.

Katalitik Kırma Dönüşüm aracılığıyla Kanola Yağı gelen Biyoyakıt ve Biochemicals laboratuvar üretimi

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil ...

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory setups is presented. The experiments are easily repeatable compared to operational scale experiments (pool diameter &#8805;2 m), while still featuring quite realistic in situ burning conditions of crude oil on water. Experimental conditions include a flowing water sub-layer that cools the oil slick and an external heat flux (up to 50 kW/m2) that simulates the higher heat feedback to the fuel surface in operational scale crude oil pool fires. These conditions enable a controlled laboratory study of the burning efficiency of crude oil pool fires that are equivalent to operational scale experiments. The method also provides quantitative data on the requirements for igniting crude oils in terms of the critical heat flux, ignition delay time as a function of the incident heat flux, the surface temperature upon ignition, and the thermal inertia. This type of data can be used to determine the required strength and duration of an ignition source to ignite a certain type of fresh or weathered crude oil. The main limitation of the method is that the cooling effect of the flowing water sub-layer on the burning crude oil as a function of the external heat flux has not been fully quantified. Experimental results clearly showed that the flowing water sub-layer does improve how representative this setup is of in situ burning conditions, but to what extent this representation is accurate is currently uncertain. The method nevertheless features the most realistic in situ burning laboratory conditions currently available for simultaneously studying the flammability and burning efficiency of crude oil on water.

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

Here, we present a protocol to simultaneously study the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil under conditions that simulate in situ burning operations on the sea.

Situ yanan laboratuar çalışmaları için deneysel işlemin: yanma ve yanma verimliliği ham petrol

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory ...

Combining Microfluidics and Microrheology to Determine Rheological Properties of Soft Matter during Repeated Phase Transitions

The microstructure of soft matter directly impacts macroscopic rheological properties and can be changed by factors including colloidal rearrangement during previous phase changes and applied shear. To determine the extent of these changes, we have developed a microfluidic device that enables repeated phase transitions induced by exchange of the surrounding fluid and microrheological characterization while limiting shear on the sample. This technique is &#181;2rheology, the combination of microfluidics and microrheology. The microfluidic device is a two-layer design with symmetric inlet streams entering a sample chamber that traps the gel sample in place during fluid exchange. Suction can be applied far away from the sample chamber to pull fluids into the sample chamber. Material rheological properties are characterized using multiple particle tracking microrheology (MPT). In MPT, fluorescent probe particles are embedded into the material and the Brownian motion of the probes is recorded using video microscopy. The movement of the particles is tracked and the mean-squared displacement (MSD) is calculated. The MSD is related to macroscopic rheological properties, using the Generalized Stokes-Einstein Relation. The phase of the material is identified by comparison to the critical relaxation exponent, determined using time-cure superposition. Measurements of a fibrous colloidal gel illustrate the utility of the technique. This gel has a delicate structure that can be irreversibly changed when shear is applied. &#181;2rheology data shows that the material repeatedly equilibrates to the same rheological properties after each phase transition, indicating that phase transitions do not play a role in microstructural changes. To determine the role of shear, samples can be sheared prior to injection into our microfluidic device. &#181;2rheology is a widely applicable technique for the characterization of soft matter enabling the determination of rheological properties of delicate microstructures in a single sample during phase transitions in response to repeated changes in the surrounding environmental conditions.

We demonstrate the fabrication and use of a microfluidic device that enables multiple particle tracking microrheology measurements to study the rheological effects of repeated phase transitions on soft matter.

Havacilik ve Microrheology tekrarlanan faz geçişleri sırasında yumuşak madde Rheological özellikleri belirlemek için birleştirme

The microstructure of soft matter directly impacts macroscopic rheological properties and can be changed by factors including colloidal rearrangement ...

Rafineri Süreci Koşullarında Petrol Örneklerinin Faz Davranışının Yerinde Görselleştirme

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler