Применение полимерных хромато-десорбционных систем для получения водных растворов с известным содержанием аналита

Full Text

Обоснование. Одной из ключевых задач в нефтегазовой отрасли является высокоточный мониторинг зон притока, особенно в условиях эксплуатации горизонтальных многоинтервальных скважин. Одним из перспективных решений данной задачи являются полимерные хромато-десорбционные системы (ХДС), обладающие способностью к управляемому высвобождению аналитов в водную фазу.

Цель — изучение закономерностей десорбции аналитов из полимерных ХДС в водную среду для оценки их потенциала в качестве индикаторных систем, применимых в нефтегазовой промышленности.

Методы. Объектами исследования выступали композиционные ХДС на основе термореактивных полимеров и дисперсного носителя — гидрофильного диоксида кремния марки «Аэросил 380». В качестве аналитов использовались 9 водорастворимых синтетических красителей, которые имеют индекс пищевых добавок (азокрасители Е102, Е110, Е122, Е124, Е129, трифенилметановые красители Е131, Е133, Е142 и хинофталоновый краситель Е104).

Эксперимент проводился в условиях статической экстракции: образцы ХДС помещались в 100 мл дистиллированной воды с ежедневной ее заменой в течение 22 суток. По завершении каждого 24-часового интервала проводился анализ концентрации высвобожденного вещества методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с диодно-матричным детектированием. Разделение аналитов осуществлялось на колонке с октадецилсиликагелем.

Результаты. Кривые высвобождения аналитов были аппроксимированы степенным уравнением (1):

$y=a{x}^{-k}$, (1)

где a — коэффициент начальной доступности аналита, k — показатель замедления десорбции.

Установлено, что гидрофильные и полярные соединения (например, красители Е104 и Е124) демонстрируют высокую начальную скорость выделения вещества и резкий переход к стационарному режиму, что связано с распределением аналита преимущественно в поверхностных слоях ХДС. А гидрофобные аналиты (Е131 и Е142), напротив, имеют равномерное распределение в матрице, обеспечивая продолжительный квазистационарный режим (15–17 суток).

Выводы. Анализ зависимостей подтвердил воспроизводимость и управляемость процессов десорбции в разработанных системах. Таким образом, полимерные ХДС обладают высоким потенциалом для создания индикаторных систем для мониторинга притоков в нефтегазовых технологиях. Дальнейшие исследования планируется проводить с использованием субкритической воды в режимах статической и динамической экстракции.

About the authors

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Author for correspondence.
Email: m.labaev@planimaoil.ru

аспирант, группа А3_01.04.02, кафедра химии

Russian Federation, Самара

Supplementary files