Моделювання зміни густини та в’язкості нафтової сировини при змішуванні

Konstantin Zamikula1, Olena Tertyshna1, Oleg Tertyshny1, Petro Topilnytskyy2
Affiliation: 
1 State Higher Educational Institution "Ukrainian State University of Chemical Technology" 8, Gagarina Ave., Dnipro 49005, Ukraine 2 Lviv Polytechnic National University 12, Bandery St., Lviv 79013, Ukraine elenateert@gmail.com
DOI: 
https://doi.org/10.23939/chcht16.03.469
AttachmentSize
PDF icon full_text.pdf446.93 KB
Abstract: 
Розглянуто відхилення значень густини та в’язкості нафтових сумішей від розрахованих за правилом адитивності. Розроблено математичні моделі визначення даних властивостей сумішей різного складу з урахуванням групового складу вихідних компонентів. Встановлено, що для сумішей, які містять компоненти з великим вмістом алканів та малим вмістом аренів характерні екстремальні відхилення густини в бік максимуму та кінематичної в’язкості в бік мінімуму. Проведено перевірку створених моделей на адекватність та порівняння із існуючими методами опису фізико-хімічних властивостей нафти. Запропоновано підхід до створення оптимальних, із технологічної точки зору, рецептур компаундування нафти різних типів.
References: 

[1] Topilnytskyy, P.; Yarmola, T.; Romanchuk, V.; Kucinska-Lipka, J. Peculiarities of Dewatering Technology for Heavy High-Viscosity Crude Oils of Eastern Region of Ukraine. Chem. Chem. Technol. 2021, 15 (3), 423-431. https://doi.org/10.23939/chcht15.03.423
[2] Tertyshna, O.; Zamikula, K.; Tertyshny, O.; Zinchenko, O.; Topilnytskyy, P. Phase Equilibrium of Petroleum Dispersion Systems in Terms of Thermodynamics and Kinetics. Chem. Chem. Technol. 2021, 15 (1), 132-141. https://doi.org/10.23939/chcht15.01.132
[3] Topilnytskyy, P.; Romanchuk, V.; Yarmola, T.; Stebelska, H. Study on Rheological Properties of Extra-Heavy Crude Oil from Fields of Ukraine. Chem. Chem. Technol. 2020, 14 (3), 412-419. https://doi.org/10.23939/chcht14.03.412
[4] Tertyshna, O.; Martynenko, V.; Zamikula, K.; Topilnytskyy, P.; Holych Y. Forming of Crude Oil Mixtures with Increased Yield of Target Fractions. Chem. Chem. Technol. 2017, 11 (3), 383-386. https://doi.org/10.23939/chcht11.03.383
[5] Centeno, G.; Sánchez-Reyna, G.; Ancheyta, J.; Muñoz, A.D.; Cardona N. Testing Various Mixing Rules for Calculation of Viscosity of Petroleum Blends. Fuel 2011, 90, 3561–3570. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2011.02.028
[6] Arrhenius, S.A. Uber die Dissociation der in Wasser gelosten Stoffe. Z. Phys. Chem. 1887, 1, 631-648. https://doi.org/10.1515/zpch-1887-0164
[7] Bratychak, M.; Zemke, V.; Chopyk, N. The Features and Tribological Behaviour of High-Viscosity Polyolefine Compositions Depending on their Content. Chem. Chem. Technol. 2021, 15 (4), 486-492. https://doi.org/10.23939/chcht15.04.486
[8] Bingham, E.C. The Viscosity of Binary Mixtures. J. Phys. Chem. 1914, 18, 157-165. https://doi.org/10.1021/j150146a005
[9] Kendall, J.; Monroe, K. The Viscosity of Liquids II. The Viscosity-Composition Curve for Ideal Liquid Mixtures. Am. Chem. J. 1917, 9, 1787-1802. https://doi.org/10.1021/ja02254a001
[10] Miadonye, A.; Latour, N.; Puttagunta, V.R. A Correlation for Viscosity and Solvent Mass Fraction of Bitumen-Diluent Mixtures. Pet. Sci. Technol. 2000, 18, 1-14. https://doi.org/10.1080/10916460008949828
[11] Ishikawa, T. The Viscosity of Ideal Solutions. Bull. Chem. Soc. Japan 1958, 31, 791-796. https://doi.org/10.1246/bcsj.31.791
[12] Mehrotra, A.K. Development of Mixing Rules for Predicting the Viscosity of Bitumen and its Fractions Blended with Toluene. Can. J. Chem. Eng. 1990, 68, 839-848. https://doi.org/10.1002/cjce.5450680515
[13] Mehrotra, A.K. A Generalized Viscosity Equation for Pure Heavy Hydrocarbons. Ind. Eng. Chem. Res. 1991, 30, 420-427. https://doi.org/10.1021/ie00050a021
[14] Baled, H.O.; Gamwo, I.K.; Enick, R.M.; McHugh, M.A. Viscosity Models for Pure Hydrocarbons at Extreme Conditions: A Review and Comparative Study. Fuel 2018, 218, 89-111 https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.01.002
[15] Mago, A.L. Adequate Description of Heavy Oil Viscosities and a Method to Assess Optimal Steam Cyclic Periods for Thermal Reservoir Simulation. PhD thesis; A&D University of Texas, 2006.
[16] Bratychak, M.M.; Hunka, V.M. Khimiia Nafty ta Gazu. Lviv: Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2020.
[17] Kravtsov, A.V.; Svarovskaya, N.A.; Marasanova, I.V. Studies on the Behaviour of Liquid Hydrocarbon. React. Kinet. Cotol. Lett. 1995, 55 (1), 59-67.
[18] Tertyshna, O.; Zamikula, K.; Tertyshnyi, O. Kompiuterna prohrama «Rozrakhuvannia hustyny ta viazkosti sumishevykh palyv z urakhuvanniam hrupovoho skladu». Ukraina svidotstvo 111554, zaiavl. 14.01.2022, reiestr. 02.02.2022.
[19] Kononiuk, A.E. Osnovy Nauchnykh Issledovaniy (Obshchaia Teoriya Eksperimenta) K.3. Monohrafyia; Osvita Ukrainy, 2011.
[20] Brown, L.J. General Blending Models for Mixture Experiments: Design and Analysis. PhD thesis; University of Manchester, 2014.