Способ определения качества жидких нефтепродуктов
Владельцы патента RU 2381492:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет (RU)
Изобретение относится к измерительной технике. Сущность изобретения: пробу тестируемого нефтепродукта помещают в реакционный огнестойкий сосуд, указывают вычислительному устройству заявляемую марку нефтепродукта, нагревают до определенной температуры металлическую частицу фиксированных размеров, после разогрева частицы до установленной температуры вычислительное устройство вырабатывает управляющий сигнал, по которому разогретая частица падает на поверхность нефтепродукта и зажигает его, по значению времени задержки воспламенения нефтепродукта определяют его соответствие или несоответствие заявляемой марке и оценивают содержание в нем ненормированных примесей. Технический результат - ускорение и упрощение способа при устранении неоднозначности определения. 1 табл.
Изобретение относится к технике контроля качества жидких нефтепродуктов по численным значениям показателей качества, характеризующих уровень эксплуатационных свойств. Оно может быть использовано на объектах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, автомобильной и других отраслей промышленности для быстрой оценки качества жидких нефтепродуктов, в частности углеводородных топлив по времени задержки их воспламенения.
Известен способ определения фракционного состава углеводородного топлива по характеристикам процесса его испарения (патент РФ №2078326). Согласно этому способу пробу жидкого углеводородного топлива помещают в реакционный сосуд, измеряют интенсивность света с помощью волоконно-оптического датчика с внешней амплитудной модуляцией и измеряют первоначальный уровень жидкости. Нагревают пробу до температуры кипения и выдерживают ее. Затем измеряют интенсивность света и по величине изменения интенсивности света в волоконно-оптическом датчике определяют фракционный состав топлива.
К недостаткам этого способа для определения фракционного состава углеводородного топлива можно отнести длительность проведения анализа, сложность способа и конструкции устройства для его реализации, отсутствие мобильности.
Известен и другой способ определения фракционного состава углеводородных топлив, взятый за прототип (патент РФ №2088908). Согласно этому способу анализируемое жидкое вещество помещают в реакционный сосуд и погружают в него термочувствительный элемент. Затем термочувствительный элемент нагревают до полного испарения жидкого топлива и определяют зависимость температуры термочувствительного элемента от времени испарения, по которой судят о фракционном составе анализируемого вещества.
К недостаткам этого способа можно отнести длительность определения фракционного состава, существенную нелинейность и неоднозначность процессов испарения жидкостей, по интенсивности которых делают вывод о фракционном составе, сложность способов и конструкций устройств для их реализации, отсутствие мобильности.
Задача изобретения - быстро и качественно определить соответствие или несоответствие жидкого нефтепродукта заявляемой марке и оценить процентное содержание в нем ненормированных примесей.
Решение задачи достигается тем, что определяют время задержки воспламенения нефтепродукта при его зажигании нагретой до высоких температур металлической частицей малых размеров.
В способе определения качества жидких нефтепродуктов пробу выбранного нефтепродукта заливают в реакционный огнестойкий сосуд и указывают марку тестируемого нефтепродукта вычислительному устройству. Разогревают до фиксированной температуры Тч металлическую частицу в подогревательной камере, расположенной над поверхностью нефтепродукта. По сигналу вычислительного устройства в подогревательной камере открывается заслонка и частица падает на поверхность нефтепродукта. Далее тестируемый нефтепродукт разогревается за счет тепла металлической частицы, происходит его испарение и воспламенение. Вычислительное устройство фиксирует время с момента начала теплового контакта металлической частицы с нефтепродуктом до его воспламенения, которое представляет собой время задержки воспламенения tз. По рассчитанной величине tз и хранящемуся в памяти вычислительного устройства эталонному значению tз для тестируемого нефтепродукта вычислительное устройство определяет соответствие или несоответствие тестируемого нефтепродукта заявляемой марке и содержание в нем ненормированных примесей.
Рассматриваемый способ определения качества жидких нефтепродуктов основан не на тщательном анализе компонентов исследуемого нефтепродукта, а на оценке процентного содержания ненормированных примесей в его составе. Для этого определяют характеристики нефтепродукта, полностью отражающие его соответствие заявляемой марке. Такой характеристикой, например, является время задержки воспламенения нефтепродукта. На основе известных эталонных значений времени задержки воспламенения типичных жидких нефтепродуктов и полученных при тестировании оценивается качество нефтепродукта и его соответствие заявляемой марке.
Так, например, в результате экспериментальных исследований установлена зависимость времени задержки зажигания tз дизельного топлива от начальной температуры металлической частицы Тч из стали Ст3 в форме диска фиксированных размеров (табл.1).
| Таблица 1. | |||||
| Зависимость времени задержки зажигания дизельного топлива от начальной температуры частицы Тч при d=6 мм, h=3 мм | |||||
| Тч, К | 1308 | 1354 | 1391 | 1433 | 1476 |
| tз, с | 0,157 | 0,123 | 0,092 | 0,078 | 0,076 |
| tз*, с | 0,164 | 0,128 | 0,096 | 0,081 | 0,079 |
| Δ, % | 4,27 | 3,91 | 4,16 | 3,72 | 3,79 |
где: d - диаметр металлической частицы, мм;
h - высота металлической частицы, мм;
Тч - начальная температура металлической частицы, К;
tз - время задержки воспламенения нефтепродукта без примесей, с;
tз* - время задержки воспламенения нефтепродукта с примесями, с;
Δ - отклонения , %.
В исследуемый нефтепродукт - дизельное топливо после серии экспериментов добавлена вода (около 10% от всего объема, занимаемого нефтепродуктом). После повторных исследований установлено, что время задержки tз* воспламенения дизельного топлива увеличивается по сравнению с ранее полученными значениями tз (табл.1).
Вычислительное устройство после обработки результатов исследований (табл.1) показало, что отклонения времен задержки воспламенения Δ составляют величину, характеризующую наличие 8÷11% ненормированных примесей в составе нефтепродукта.
При условии, что в тестируемый нефтепродукт введено 10% воды, можно сделать вывод о достаточной для практического применения точности работы предлагаемого способа.
Способ определения качества жидких нефтепродуктов, при котором пробу нефтепродукта помещают в реакционный огнестойкий сосуд, отличающийся тем, что металлическую частицу нагревают до температуры 1300-1500 К, разогретая частица по сигналу вычислительного устройства падает из подогревательной камеры на поверхность тестируемого нефтепродукта и зажигает его, а по значению времени задержки воспламенения нефтепродукта определяют его соответствие или несоответствие заявляемой марке и содержание в нем ненормированных примесей.
