Yağ ve petrol ürünlerinin düşük manyetik alanda zaman boyutlu NMR araştırmaları

Abstract

TD-NMR (Zaman Boyutlu Çekirdek Manyetik Rezonans) olası endüstriyel uygulamalarında geniş alana sahip maddelerin fiziksel ve kimyasal analizini gerçekleştiren gelecek vaat eden modern bir cihazdır. Gözenek boyut dağılımı, hidrokarbonların hidrojen içeriği, ham yağların viskozitesi, balmumu ve parafinin yağ içeriği gibi birçok köklü uygulamalar dahil, iyi bilinen pek çok uygulamaları petrol endüstrisinde geliştirilmiştir ve şu anda kullanılmaktadır. TD-NMR cihazı yüksek çözünürlüklü NMR veya manyetik rezonans görüntüleme cihazlarında da kullanılan aynı temel fizik yasalarını uygular. Doğru şekilde dizayn edilen puls dizilerine cevaben, hidrojenden gelen TD-NMR sinyali bu durumda durulma ve örnekteki hidrojen taşıyan moleküllerin difüzyon özelliklerini ortaya çıkarır.Bu çalışmanın amacı petrol ürünlerinin ve yağların durulma zamanlarının ölçmek için kullanılan TD-NMR metotunun potansiyelini araştırmaktır. TD-NMR metotunun durulma zaman parametreleri laboratuvar şartlarında örneklerin bileşenlerinin belirlenmesi için kullanıldı. TD-NMR ölçümleri 25 MHz rezonans frekansına sahip düşük manyetik alan zaman boyutlu NMR analizörü Magritek ile yapıldı. Ölçümler çeşitli yakıtlar (ham petrol, kızartma yağı, dizel, benzin ve kanola yağı) kullanılarak geniş aralıkta yapıldı. NMR durulma metotu ile tespit edilen yakıtların durulma zamanları literatürde bulunan veriler ile kıyaslandı. Bu sonuçlar, hızlı ve malzemeye zarar vermeyen TD-NMR metotunun hem laboratuvarlarda hem de endüstride uygulanabilirliğinin yeterli bir kanıtıdır.Anahtar Kelimeler: Durulma zamanı, Düşük manyetik alan, TD-NMR, Yakıtlar

TD-NMR (Time-Domain Nuclear Magnetic Resonance) is a modern promising tool of physical and chemical analysis of substances with wide area of possible industrial applications. Many well-established applications have been developed and are currently being used in the petroleum industry, including; pore size distribution, hydrogen content in hydrocarbons, viscosity of crude oils, oil content in wax/paraffin. TD-NMR instrument operate on the same principle of physics as found in high-resolution NMR or magnetic resonance imaging (MRI) instruments. In response to properly designed pulse-sequences, the TD-NMR signal from hydrogen then reveals the relaxation; and diffusion properties of the hydrogen-bearing molecules in the sample.The objective of this study was to examine the potential of a TD-NMR method to measure relaxation times of oils and petroleum products. By using relaxation time parameters method of TD-NMR has been used for determination of components of samples in laboratory conditions. The TD-NMR measurements were done using a low magnetic field time domain NMR analyzer Magritek with the resonance frequency of 25 MHz. Measurements were made over a broad range of various fuels (crude oil, frying oil, diesel, gasoline and canola oil). Relaxation times of fuels determined by NMR relaxation method were compared with data defined by literature. These results demonstrate sufficient for the fast and non-invasive TD-NMR method to be applied both in laboratories and in industry.Keywords: Relaxation time, Low magnetic field, TD-NMR, Fuels