CC BY
56
164
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 2 2016
UOT 504.06: 504.4
SU MÜHİTİNDƏ DEQRADASİYAYA MƏRUZ QALMIŞ NEFTİN YAĞ FRAKSİYASININ RADİOLİZİ
12 1
S.R.Hacıyeva , N.Q.Quliyeva , A.A.Səmədova
1Bakı Dövlət Universiteti
AZ 1148 Bakı, Z.Xəlilov küç., 23; e-mail: [email protected] 2AMEA Radiasiya Problemləri İnstitutu AZ 1143 Bakı, F.Ağayev küç., 9; e-mail: [email protected]
Ətraf mühitdə neftin deqradasiyası prosesində radiasiyanın rolunun qiymətləndirilməsi və radiasiya-kimyəvi üsulla suların neft qarışıqlarından təmizlənməsi imkanlarını araşdırmaq məqsədilə ilə Suraxanı ərazisindən quyudan götürülmüş, habelə sudan ayrılmış neft
nümunələrində baş verən radiasiya-kimyəvi proseslər tədqiq olunmuşdur. Radioliz zamanı baş verən proseslərin əsas göstəricisi kimi H2 və C1-C4 qazlarının yaranması gaz-xromatoqrafiyası və maye qalıqda baş verən dəyişmələr İQ spektroskopiya metodları ilə tədqiq olunmuşdur. Müəyyən edilmişdir ki, sudan ayrılmış neft nümunələri daha çox radiasiyaya davamlıdırlar.
Açar sözlər: neft, su mühiti, deqradasiya, radioliz, xromatoqrafiya, neftin yağ fraksiyası, radiasiya-kimyəvi radiasiya, dalğa uzunluğu, şüalanma, ətraf mühit, ekoloji faktor.
GİRİŞ
Ətraf mühitə düşmüş antropogen
mənşəli bir çox zərərli maddələr içərisində neft məhsulları ilk yerlərdən birini tuturlar. Zərərli təsirinə görə neft, neft məhsulları və
nefttərkibli sənaye tullantıları radioaktiv
tullantılardan sonra ikinci yeri tuturlar. Neftin ətraf mühitə atılması zamanı onun atmosfer, torpaq və su mühiti ilə qarşılıqlı təsiri baş verir [1]. Ətraf mühitə düşmüş neft qısa bir müddətdə ilkin vəziyyətindən tamamilə
fərqlənməyə başlayır. Neftin komponentləri ilə fiziki, fiziki-kimyəvi, bioloji proseslər və çevrilmələr baş verir. Su mühitinə düşmüş neft ətraf mühitə yayıla, buxarlana, həll ola, emulsiyalaşa, dibə çökə bilməklə yanaşı torpaq və bitki aləminə zərər yetirərək sahil səthinə yapışa bilər.
Neft emulsiyalarının yaranması neftin tərkibi ilə xarakterizə olunur. Daha davamlı olan “suda neft” tipli emulsiya 30-dan 80%-ə kimi su saxlaya bilər və o açıq su səthində 100 sutka qala bilər [2]. “Suda neft” tipli emulsiya suda neft damlalarının dispersləşməsidir. Onlar çox davamlıdırlar və gələcəkdə daha
kiçik mikroskopik damlalar ilə dispersləşə bilirlər. Bununlada yanaşı parçalanma prosesi sürətlənə bilir.
Neftin komponentlərinin bir hissəsi həll olmuş hala keçir. Neft dağılandan sonra yalnız mühitdəki bəzi fraksiyalar suda həll ola bilər, bu da 2%-ə qədəri ola bilər. Qalan hissəsi çöküntüdə və ya torpaqda udulur. Yüngül, 3-4 halqalı aromatik molekullar suda həll ola bilir (31,7 mq/l), ancaq poliaromatik karbohidrogenlərdə 5 və daha çox aromatik halqalı birləşmələr suda həll olmur (0,003 mq/l) və çöküntü ilə birləşməyə başlayır. Bu da onları daha davamlı edir. Orta hesabla xam neftin 2-5% (bəzən isə 15%) suda həll olur [34]. Bu zaman fotokimyəvi reaksiya baş verir. Günəş şüasının təsiri ilə karbohidrogenlər havanın oksigeni ilə oksidləşirlər və nəticədə suda həll olan birləşmələr əmələ gətirirlər. Suda əsasən aşağı molekullu alkanların, tsikloalkanların və benzolların həllolması baş verir. Politsiklik aromatik karbohidrogenlər (PAK) praktiki olaraq qaz hala keçməyərək kimyəvi və bioloji deqradasiyaya səbəb olan
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 2 2016#
S.R.HACIYEVA və .b
165
proseslər nəticəsində mürəkkəb transformasiyaya məruz qalırlar. Beləliklə də, neft bioloji, kimyəvi və mexaniki deqradasiyaya məruz qalır [5].
İşin məqsədi ətraf mühit faktorlarının təsirinə məruz qalmış neftin parçalanmasında
radiasiyanın rolunun araşdırılması olmuşdur. Bu məqsədlə Suraxanı ərazisindən deqra-
dasiyaya uğramış neft nümunələri götürülmüş, qamma şüalanmanın təsiri altında
deqradasiyanın qanunauyğunluqları tədqiq olunmuşdur.
TƏCRÜBİ HİSSƏ
Suraxanı xam neftinin yağ
fraksiyalarının radiolizi zamanı baş verən proseslərin əsas göstəricisi kimi H2 və C1-C4 qazlarının yaranması gaz-xromatoqrafiyası və maye qalıqda baş verən dəyişmələr İQ spektroskopiya metodları ilə tədqiq
olunmuşdur.
QOST 11858-66 tətbiq etməklə sudan ayrılmış və quyudan götürülmüş neft
məhsullarında yağ fraksiyası təyin edilmişdir.
Şüalanma üçün nümunələr “MRX-y-30” şüalanma qurğusunda (60Co) müxtəlif zamanlarda şüalandırılmışdır. Maye məhsulların molekulyar quruluşu İQ-spektroskopiya metodu ilə”Varian 640-JR FT-JR”
spektrometrində təyin edilmişdir.
İçərisinə neft nümunələri qoyulmuş ampulalar vakuum qurğusunda havasızlaş-dırıldıqdan sonra termostabil şəraitdə
şüalandırılmışdır. Reaksiya zonasında
termostabillik ЛАТР-termotənzimləyici-
termocüt sistemi ilə təmin olunmuşdur.
Şüalanmadan sonra ampulalar açılmış və içəridə olan qaz məhsulları xromatoqrafik üsullar ilə analiz olunmuşdur.
İonlaşdırıcı şüaların mənbələri və
dozimetriya üsulları: у -şualanma mənbəsi kimi, 60Co -ın izotop mənbəyi istifadə olunub. Şüalanma “MPX-y-30” qurğusunda aparılıb. Qamma- şüalanma mənbəyinin doza gücü -
0.25 Qr/san, udulan doza 7.2-110 kQr intervalında götürülmüşdür.
ALINMIŞ NƏTİCƏLƏRİN MÜZAKİRƏSİ
Quyudan və sudan götürülmüş neft nümunələrinin şüalandırılması zamanı qazların yaranma kinetikası şəkil 1-də verilmişdir.
Göründüyü kimi qazların yaranma sürəti ən çox xam neftin şüalanması zamanı müşahidə olunur.
Şəkil 1. Quyudan və su səthindən götürülmüş neftlərin yağ nümunələrinin qamma-şüaların təsiri altında çevrilmələri prosesində qazların yaranma kinetikası
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 2 2016#
Absorbance
166
SU MÜHİTİNDƏ DEQRADASİYAYA MƏRUZ QALMIŞ NEFTİN
Şəkildən göründüyü kimi su üzərindən ayrılmış neft nümunəsi radiasiyaya ən
davamlıdır. Bu əyrilərə görə hesablanmış
qazların radiasiya-kimyəvi çıxımlarının
qiymətləri cədvəldə göstərilmişdir.
Cədvəl 1. Qazların radiasiya-kimyəvi çıxımlarının orta qiymətləri (mol/100eV)
^\Saat Nümunə4\ 5 17 24 48 72 96 120 144
Quyu 0.061 0.023 0.047 0.027 0.022 0.024 0.023 0.025
Su 0.052 0.019 0.013 0.008 0.008 0.01 0.008 0.011
Göründüyü kimi, su üzərindən götürülmüş nümunələrin radiolizi zamanı alınmış qazların çıxım qiymətləri xam neftə
nəzərən daha aşağıdır. Beləliklə, sudan
ayrılmış neft nümunələri daha çox radiasiyaya davamlıdırlar.
Təbii şəraitdə baş verən
polikondensasiya, süzülmə və buxarlanma prosesləri nəticəsində neft deqradasiyaya uğrayır, tərkibində olan yağ fraksiyasının quruluşu dəyişir.
Quyudan və su üzərindən götürülmüş
neft nümunələrinin yağ fraksiyalarının İQ spektləri çəkilmişdir (şəkil 2, 3). Spektrlərdən göründüyü kimi suda qalmış neftdə -CH2, -CH3 qruplarının miqdarı xam neftdə
olduğundan azdır. Bunu -CH2, -CH3 qrupların valent rəqslərinə aid olan 2853, 2920 sm-1 və deformasiya rəqslərinə aid olan 1376,1461 sm' 1 dalğa uzunluqlarında müşahidə etmək olur.
Bu da deqradasiya zamanı su
üzərindəki neft nümunələrinin tərkibindəki funksional qrupların parçalanaraq azalması ilə bağlıdır.
2200
Wavenumber
3800
3600
3400
3200
3000
2800
2600
2400
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
Şəkil 2. Quyudan götürülmüş neftin yağ fraksiyasının İQ spektri.
#
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 2 2016#
S.R.HACIYEVA və .b
167
3800 3600 3400 3200 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600
Wavenumber
Şəkil 3. Sudan götürülmüş neftin
Neft su üzərində uzun müddət qaldıqda, UB şüalanma və digər biotik və abiotik ekoloji faktorların təsirindən zəif funksional qruplar ayırmağa başlayır ki, bu da onun radiasiyaya
yağ fraksiyasının İQ spektri.
davamlılığını artırır [7].
Bu nəticələri suyun neft qalıqlarından təmizlənməsinin radiasiya-kimyəvi texnologiyasının yaradılmasında istifadə etmək olar.
ƏDƏBIYYAT
1. Давыдова С.Л., Тагасов В.И. «Нефть и нефтепродукты в окружающей среде». Москва, 2004, 163 c.
2. Шлигин И. А. и др. «Исследование процессов при сбросе отходов в море». 1983, 254 c.
3. Mustafayev İ.İ., Quliyeva N.Q., Rzayev
R.S., Əliyeva S.M. Suyun neft məhsullarından təmizlənməsi üsulu. Patent İ20080156 Azərbaycan; 29.06.2007.
4. Mustafayev I., Razayev R., Guliyeva N. Radiation-thermal purification of wastewater from oil pollution. // Wastewater reuse-risk assessment, decision-making and environmental security, Published by Springer, 2007, pp.315-322.
5. Рзаев Р.С., Гулиева Н.Г. Радиационнохимическое разложение нефтяных углеводородов в водной среде. //AMEA-nın Radiasiya Problemləri İnstitutunun 40 illik yubileyinə həsr olunmuş Beynəlxalq konfransın materialları. “Nüvə enerjisinin dinc məqsədlərlə istifadəsi perspektivləri”. Bakı, Azərbaycan, (3-5 Noyabr), 2009, s.73-75.
6. Беллами Л., Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул. М.: Мир, 1971, 318 c.
7. Мустафаев И.И. Радиационно-химическая очистка воды от углеводородов. //Журнал Естественные и технические науки, Москва, Россия, 2011, №4 (54), с.96-100.
REFERENCES
1 Davydova S.L., Tagasov V.I. Neft' i nefteprodukty v okruzhajushhej srede [Oil and petroleum products in ambient medium]. 2004, Moscow, 163 p.
2.Shlygin I.A. i dr. Issledovanie processov pri sbrose othodov v more. Leningrad, 1983, 254 p.
3. Mustafayev I.I., Guliyeva N.G., Rzayev R.S., Aliyeva S.M. Methods of purification of water from petroleum products. Patent İ20080156 Azerbaijan, 29.06.2007.
4. Mustafayev I., Rzayev R., Guliyeva N. Radiation-thermal purification of wastewater from oil pollution. Wastewater reuse-risk assessment, decision-making and environmental security, Published by Springer, 2007, pp.315-322.
5. Rzayev R., Guliyeva N. Radiation-chemical decomposition of petroleum hydrocarbons in aquatic medium. International conference “Prospects of the use of nuclear energy for peace purposes “. Baku, Azerbaijan, 2009, (3-5 November), pp.73-75.
KlMYA PROBLEMLƏRİ № 2 2016
168
SU MÜHİTİNDƏ DEQRADASİYAYA MƏRUZ QALMIŞ NEFTİN
6. Bellami L. Novye dannye po IK-spektram slozhnyh molekul [New data on IR-spectra of complex molecule] Moscow: Mir Puble, 1971, 318 p.
7. Mustafaev 1.1. Radiation-chemical purification of water from hydrocarbons. Zhurnal Estestvennye i tehnicheskie nauki - Natural and Technical Sciences. 2011, vol.54. no.4, pp.96100. (In Russian).
RADIOLYSIS OF OIL FRACTION OF PETROLEUM DEGRADED ON WATER SURFACE
S.R.Hajiyeva1, N.G.Guliyeva2, A-A-Samedova1
1Baku State University
Z.Xalilov str., 23, Baku AZ1148, Azerbaijan; e-mail: [email protected] 2Institute of Radiation Problems of ANAS 31A H.Javidaven., Baku, Azerbaijan, AZ1143, e-mail :[email protected]
Radiation-chemical conversions of oil from Surakhany deposits and that from degraded on water surfaces have been examined to evaluate the role of radiation in the process of oil degradation and prospects of radiation-chemical purification of water. Oil radiolysis-formed gaseous hydrocarbons and liquid residiums have been scrutinized by means of gas chromatography and IR-spectrography. It found that structural composition of oil has been changed and radiation stability of its oil fraction increased under the effect of natural factors on surface water layer.
Keywords: oil, degradation, radiolysis, ambient medium, radiation stability.
РАДИОЛИЗ масляной фракции нефти, деградированной на поверхности
ВОДЫ
СР.Гаджиева1, Н.Г.Гулиева2, А.А. Самедова1
1 Бакинский государственный университет AZ1148 Баку, ул. З.Халилова, 23; e-mail: [email protected] 2Институт радиационных проблем Национальной АН Азербайджана AZ1143, Баку, ул.Ф.Агаева,9; е-mail:[email protected]
Для оценки роли радиации в процессе деградации нефти и возможности радиационнохимической очистки воды исследованы радиационно-химические превращения нефти Сураханского месторождения и нефти, деградированной на поверхности воды. Образующиеся при радиолизе нефти газообразные углеводороды и жидкий остаток исследованы методами газовой хроматографии и ИК-спектроскопии. Установлено, что под воздействием природных факторов на поверхностном слое воды наблюдаются изменения структурного состава нефти, и тем самым увеличивается радиационная стойкость ее масляной фракции.
Ключевые слова: нефть, деградация, радиолиз, окружающая среда, радиационная стойкость.
Redaksiyaya daxil olub 12.04.2016
#
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 2 2016#
