Rikkivetyanalysaattorin käyttöönotto ja validointi sekä menetelmän kehitys

Abstract

Opinnäytetyö suoritettiin Nesteen Porvoon Jalostamolla Tutkimus- ja kehitysyksikössä. Työn tarkoitus oli ottaa käyttöön ja validoida Seta Analyticsin valmistama SA4000-3 rikkivetyanalysaattori raakaöljynäytteille. Lisäksi oli tarkoitus kehittää aikaisemmin raskaammille näytteille käytössä ollutta menetelmää paremmin raakaöljylle soveltuvaksi.

Raakaöljyn haastavan käsiteltävyyden ja rikkivedyn haihtuvuuden takia työn alussa pyrittiin valmistamaan näyte, jolla laitteen mittausherkkyyttä voitaisiin tutkia. Päädyttiin valitsemaan näytteiksi tavallisia raakaöljynäytteitä, joiden näytteenotto suoritettiin itse, sekä CRUDEGAS-näytteitä, joissa tavalliseen raakaöljyyn kuplitettiin rikkivetyä.

Näytteitä analysoitiin vanhalla UOP163-titrausmenetelmällä sekä uudella ASTMD7621-menetelmällä rinnakkain, ja vertailtiin tuloksia. Tulokset eivät eronneet toisistaan 95 % luottamustasolla. Uudelle menetelmälle laskettiin myös määritysrajat sekä toistettavuus.

Menetelmää muutettiin paremmin soveltuvaksi raakaöljylle näytteenkäsittelyn osalta vaihtamalla käytetty ohennusöljy ohuempaan ja lisäämällä suositus näytteen käsittely- ja mittauslämpötilasta. Lisäksi näytteiden kestävyyttä analysoitiin mittaamalla samasta laivasta sinetöityjä näytteitä pitkällä ajanjaksolla, ja seuraamalla pitoisuuden muutosta. Todettiin pitoisuuden putoavan radikaalisti ensimmäisten tuntien aikana, ja suositeltiin että näytettä ei mitattaisi säilytyksen jälkeen. Raakaöljyn näytteensyöttöön suositeltiin neulaa ja ruiskua.

Laite ja ehdotetut muutokset menetelmään otettiin käyttöön laboratoriossa.

The study was carried out at Neste Oil refinery with the Research and Development Unit. The purpose was to put a Seta-analytics hydrogen sulfide analyser unit SA4000-3 into service and validate it. Development of the method was also carried out, aiming for method to better suit crude oils samples instead of the previously used heavier oil products.

Because of the challenging nature of crude oil and easy evaporation of hydrogen sulfide, the goal at first was to prepare a stable sample which would enable the research of device parameters. After rigorous testing it was decided that normal crude oil and CRUDEGAS-samples were to be used. The sampling of crude oil was done by the same person who analysed the samples, and CRUDEGAS-samples were made by bubbling hydrogen sulfide to regular crude oil.

Samples were analysed with the previously used UOP163-titration method and the new ASTMD7621 analyser method side by side, and the results were compared. The results did not differ significantly, and the detection limit and repeatability for ASTM7621 was also calculated.

The method was developed to suit crude oil better by changing the dilution oil to one with lower viscosity and adding a recommendation to keep the temperature of the sample stable. A syringe with a needle was also recommended for sample injection.

The analyser and suggested modifications to the method are currently in use.