Автоматический измеритель давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов

 

Использование: для анализа качества нефтепродуктов и автоматического управления технологическим процессом. Сущность изобретения: с целью повышения оперативности и точности оценки качества продукта измеритель давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов снабжен микропроцессором 21 с блоком индикации, двумя гидроприводами с рабочими цилиндрами 16, 17, 18 и 19, переключателем 14 подводящих каналов и сливным клапаном 7, а каждая камера - соответствующей мембраной 2 и 4, разделяющей камеру на две полости - надмембранную и подмембранную, при этом подмембранная полость первой камеры соединена с надмембранной полостью второй камеры через турбулизирующий клапан 9 и соединена с сливом через сливной клапан 7, а надмембранная полость второй камеры подключена через пробоотборный клапан 6 к подводящему трубопроводу с исследуемой жидкостью, причем подмембранная полость второй камеры и надмембранная полость первой камеры соединены каналами с рабочими цилиндрами двух гидроприводов, связанных с переключателем 14 каналов, соединенным по управлению с микропроцессором 21, подключенным к преобразователю давления 10. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для определения давления насыщенных пазов жидкости и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей и других отраслях промышленности для анализа качества продукта и автоматического управления технологическим процессом.

Известно, что для определения давления насыщенных паров (ДНП) нефтепродуктов применяется бомба Рейдера [1] которая представляет собой два металлических цилиндра (воздушная, топливная камера) соединяемых на резьбе. Нижняя часть заполняется испытуемым продуктом, верхняя часть, содержащая воздух, через ниппель и газовый кран с манометром. После заполнения нижней части испытуемой жидкостью оба сосуда свинчиваются вместе и погружаются в водяную баню с температурой воды 38^оС. Бомба несколько раз встряхивается и выдерживается в бане до тех пор, пока давление на манометре не установится постоянным.

Несмотря на простоту конструкции и несложность работы с ней, бомба Рейда имеет существенные недостатки, приводящие к систематической ошибке. Главный недостаток состоит в том, что бомба позволяет измерять только условное значение ДНП, обусловленное присутствием воздуха в воздушной камере.

Известны также устройства для определения ДНП, выпускаемые зарубежными фирмами, из которых следует отметить прибор фирмы "Халликайтен" (Великобритания), отличающийся простотой обслуживания, удобством применения в промышленных условиях, но при этом величина измеренного ДНП является также условной и хорошо коррелирует с результатами измерений на бомбе Рейда.

Анализатор давления насыщенных паров модели "Рейд Монитор" фирмы "Присижн Сайентифик" (США) это прибор непрерывного действия, который воспроизводит основные операции стандартного лабораторного метода измерения А ТМД 323 (стандарт США).

Таким образом, все имеющиеся автоматические приборы измеряют условную величину ДНП продукта, которая плохо коррелирует с составом нефти и не может использоваться для оценки стабильности нефти и нефтепродуктов.

Известен метод определения ДНП [2] который основан на герметизированном отборе пробы, создании определенного соотношения паровой и жидкой фаз, приведении системы "жидкость пар" в термодинамическое равновесие и измерении в ней давления. Метод позволяет определять истинное значение ДНП и базируется на применении прибора УОДС-1, состоящего из прибороотборно-измерительной камеры, термостатирующей рубашки, турбулизатора, датчика давления [2] Метод и прибор прошли метрологическую аттестацию и нашли широкое распространение в отечественной практике.

Недостаток прибора необходимость постоянного присутствия оператора, что делает его непригодным для автоматического управления технологическим процессом.

Цель изобретения повышение оперативности и точности оценки качества продукта.

Цель достигается тем, что автоматический измеритель снабжен микропроцессорным блоком индикации, двумя гидроприводами с рабочими цилиндрами, переключателем подводящих каналов и сливным клапаном, а каждая камера соответствующей мембраной, разделяющей камеру на две полости надмембранную и подмембранную, при этом подмембранная полость первой камеры соединена с надмембранной полостью второй камеры через турбулизирующий клапан и с сливным через сливной клапан, а надмембранная полость второй камеры подключена через пробоотборный клапан к подводящему трубопроводу с исследуемой жидкостью, причем подмембранная полость второй камеры и надмембранная полость первой камеры соединены кандалами с рабочими цилиндрами двух гидроприводов, связанных с переключателем подводящих каналов, соединенным по управлению с микропроцессором, подключенным к преобразователю давления.

На чертеже приведена принципиальная схема автоматического прибора контроля давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов.

Автоматический измеритель содержит несколько функциональных узлов и блоков. Пробоотборная камера состоит из корпуса 1, мембраны 2 и предназначена для отбора пробы и ее вытеснения под высоким давлением.

Измерительная камера состоит из корпуса 3, мембраны 4, термостатирующей рубашки 5 и служит для приема турбулизированной пробы жидкости, создания необходимого соотношения паровой и жидкой фаз, поддержания в процессе измерения температуры постоянной, равной температуре потока в трубопроводе.

Клапан 6 пробоотборный состоит из корпуса, пружины, наконечника и необходим для обеспечения отбора пробы из подводящего трубопровода при условии, когда давление в пробоотборной камере меньше на определенную величину давления в трубопроводе. Клапан 7 сливной состоит из корпуса, пружины, наконечника и необходим для слива жидкости из измерительной камеры в сосуд 8, когда давление в ней превышает на определенную величину атмосферное давление.

Клапан 9 турбулизирующий состоит из корпуса, пружины, иголки и служит для создания необходимого давления при переводе пробы из пробоотборной в измерительную камеру.

Датчик давления с преобразователем 10 обеспечивает контроль давления в измерительной камере и передачу его на микропроцессор.

Блок гидропривода включает электродвигатель 11, насос 12, фильтр 13, переключатель 14 подводящих каналов, емкость 15, гидроцилиндры 16-19, перепускной клапан 20 и обеспечивает перемещение мембран 2 и 4 для отбора пробы, ее вытеснения из пробоотборной камеры, создания вакуума в измерительной камере и слива из нее жидкости.

В соответствии с задаваемой программой микропроцессор 21 обеспечивает работу гидропривода, обработку сигнала, поступающего с датчика давления, и индикацию измеренного значения ДНП на табло.

Автоматический измеритель работает следующим образом.

При монтаже термостатирующая рубашка, сообщенная с входом пробоотборного клапана 6, входным и выходным штуцерами подсоединяется байпасом к трубопроводу до и после текущей задвижки. В исходном состоянии клапаны 6, 7 и 9 закрыты, мембрана 4 измерительной камеры находится в нижнем положении, мембрана 2 пробоотборной камеры в верхнем положении, поршни гидроцилиндров 16-19 в крайнем правом положении, при этом поток исследуемой жидкости движется по термостатирующей рубашке, обеспечивая в измерительной камере температуру постоянной, равной температуре потока. При поступлении от микропроцессора команды "измерение" спаренный поршень гидроцилиндров 16 и 17 отводится влево, при этом за счет изменения положения мембраны 2 снимается давление в пробоотборной камере, открывается клапан 6 и производится отбор пробы жидкости. Затем поршень гидроцилиндров 18 и 19 отводится влево, при этом за счет изменения положения мембраны 4 во всей полости измерительной камеры создается вакуум. После этого поршень гидроцилиндров 16 и 17 отводится вправо, при этом за счет изменения положения мембраны 2 поднимается давление в пробоотборной камере до определенной величины, открывается клапан и жидкость, турбулизируясь, вытесняется в измерительную камеру. Давление в измерительной камере после поступления в нее жидкости контролируется датчиком 10 и передается на микропроцессор 21. В результате обработки получаемой информации определяется значение давления насыщенных паров и его индикация на табло.

Использование предполагаемого изобретения позволит оперативно производить измерения давления насыщенных паров непосредственно на потоке и в лабораторных условиях с погрешностью, не превышающей 0,5%

Формула изобретения

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ, содержащий помещенную в термостатирующую рубашку первую измерительную камеру с подсоединенным к ней преобразователем давления, вторую камеру, связанную с первой, и пробоотборный и турбулизирующий клапаны, отличающийся тем, что в него введены микропроцессор с блоком индикации, два гидропривода с рабочими цилиндрами, переключатель подводящих каналов и сливной клапан, а каждая камера снабжена соответствующей мембраной, разделяющей камеру на две полости - надмембранную и подмембранную, при этом подмембранная полость первой камеры соединена с надмембранной полостью второй камеры через турбулизирующий клапан и соединена со сливом через сливной клапан, а надмембранная полость второй камеры подключена через пробоотборный клапан к подводящему трубопроводу с исследуемой жидкостью, причем подмембранная полость второй камеры и надмембранная полость первой камеры соединены каналами с рабочими цилиндрами двух гидроприводов, связанных с переключателем подводящих каналов, соединенным по управлению с микропроцессором, подключенным к преобразователю давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1