Способ измерения концентрации воды в нефтепродукте



Способ измерения концентрации воды в нефтепродукте
Способ измерения концентрации воды в нефтепродукте

 


Владельцы патента RU 2456584:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) (RU)

Изобретение относится к средствам измерения обводненности жидких нефтепродуктов и может быть использовано для определения доли воды в нефтепродуктах при их переработке и/или сжигании и/или приготовлении водно-топливных эмульсий (ВТЭ). Техническим результатом является возможность высокоточного оперативного определения обводненности нефтепродукта за счет фиксирования параметров, однозначно определяющих уровень обводненности нефтепродукта. При этом происходит существенное упрощение комплекта устройств, необходимых для реализации способа. Способ включает в себя три основных этапа: отбор фиксированного объема пробы нефтепродукта, у которого измеряется температура; затем в пробу вводят фиксированный объем реактива (серной кислоты) и замеряют изменением температуры пробы; определяется уровень обводненности продукта. Предварительно выявляют связь между уровнем обводненности нефтепродукта и уровнем приращения температуры у фиксированного объема нефтепродукта при его взаимодействии с фиксированным объемом реактива и составляются тарировочные графики для последующего определения влагосодержания нефтепродуктов. В качестве реактива используют серную кислоту. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к средствам измерения обводненности жидких нефтепродуктов и может быть использовано для определения доли воды в нефтепродуктах при их переработке и/или сжигании и/или приготовлении водно-топливных эмульсий (ВТЭ).

Известен способ определения обводненности продукции нефтедобычи, согласно которому в межтрубном пространстве скважины выдерживают порцию накопленной продукции до ее расслоения на компоненты (газ, нефть и воду) под действием сил гравитации, затем эти компоненты потоком скважинной продукции через преобразователь расхода вытесняют из межтрубного пространства, регистрируя время прохождения каждого компонента, при этом компоненты идентифицируют, например, индикатором плотности (cм. SU №1437495, Е21В 47/10, 1988).

Недостатками этого способа являются низкая точность, обусловленная невозможностью полноценного расслоения продукции скважины без нагрева и введения химреагентов, а также большая продолжительность каждого замера.

Известен также способ измерения концентрации воды в нефтепродукте, включающий выявление зависимости между физическими параметрами нефтепродукта и уровнем его обводненности, отбор пробы нефтепродукта, измерение его физических параметров и определение уровня обводненности продукта с использованием зависимости между его физическими параметрами и уровнем обводненности (см. RU №2220282, Е21В 47/10, 2003 г.). Способ заключается в том, что частично отсепарированную нефтепродукцию, содержащуюся в вертикальном цилиндрическом сосуде, выдерживают до состояния полного отсутствия пузырькового газа и оседания пены, измеряют высоту столба жидкости, гидростатическое давление, на основе полученных данных производят расчет плотности жидкости и, используя значения плотностей воды и нефти, содержащихся в продукции скважины, определяют ее массовую обводненность.

Недостаток этого способа - низкая точность определения обводненности, обусловленная использованием лабораторных значений плотностей воды и нефти, содержащихся в продукции скважины, в которых трудно предусмотреть влияние растворенного газа.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, выражается в повышении точности и оперативности определения обводненности.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, заключается в обеспечении возможности высокоточного оперативного определения обводненности нефтепродукта, поскольку фиксируются параметры, однозначно определяемые уровнем обводненности нефтепродукта. При этом упрощается комплект устройств, необходимых для реализации способа.

Для решения поставленной задачи способ измерения концентрации воды в нефтепродукте, включающий выявление зависимости между физическими параметрами нефтепродукта и уровнем его обводненности, отбор пробы нефтепродукта, измерение его физических параметров и определение уровня обводненности продукта с использованием зависимости между его физическими параметрами и уровнем обводненности, отличается тем, что предварительно выявляют связь между уровнем обводненности нефтепродукта и уровнем приращения температуры фиксированного объема нефтепродукта при воздействии на него фиксированным объемом реактива, реакция которого с водой является экзогенной, при этом в процессе измерения концентрации воды в нефтепродукте отбирают пробу нефтепродукта фиксированного объема, измеряют его температуру, затем в пробу нефтепродукта вводят фиксированный объем серной кислоты и замеряют ее конечную температуру, после чего, по установленным зависимостям, определяют концентрацию воды в нефтепродукте. Кроме того, в качестве реактива используют серную кислоту.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признаки «предварительно выявляют связь между уровнем обводненности нефтепродукта и уровнем приращения температуры фиксированного объема нефтепродукта при воздействии на него фиксированным объемом реактива, реакция которого с водой является экзогенной…» позволяют построить тарировочный график для последующего определения влагосодержания разных топлив (мазутов).

Признаки «…в процессе измерения концентрации воды в нефтепродукте отбирают пробу нефтепродукта фиксированного объема» обеспечивают возможность сопоставимости измерительных результатов и значений измеряемого параметра на тарировочном графике.

Признаки, указывающие на то, что измеряют исходную температуру навески нефтепродукта, позволяют при последующей фиксации ее конечной температуры определить величину приращения температуры, являющуюся входным параметром для использования тарировочного графика.

Признаки, указывающие на то, что «в пробу нефтепродукта вводят фиксированный объем серной кислоты», обеспечивают возможность сопоставимости измерительных результатов и значений измеряемого параметра на тарировочном графике.

Признаки «…по установленным зависимостям определяют концентрацию воды в нефтепродукте…» обеспечивают получение количественной характеристики обводненности нефтепродукта.

Признаки дополнительного пункта формулы изобретения конкретизируют вид реактива, используемого для осуществления способа.

На фиг.1 показана схема устройства, позволяющая осуществить способ, на фиг.2 - тарировочный график для определения влагосодержания мазутов и экспериментального высоковязкого топлива (гудрон - 75% + мазут М 100 В 25%), где 1 - мазут - Ф5; 2 - мазут М40; 3 - мазут М100В; 4 - экспериментальное высоковязкое топливо.

Устройство для измерения концентрации воды в нефтепродукте содержит сосуд 1, для размещения пробы нефтепродукта выполненный из термостойкого и кислотостойкого материала, теплопроводность которого невелика, например из фторопласта. В качестве средства перемешивания нефтепродукта использована мешалка, рабочий орган которой выполнен в виде крыльчатки 2, закрепленной на конце стержня 3 (названные детали выполнены из кислотостойкого материала). Стержень 3 выполнен с возможностью скрепления с валом электродвигателя 4 (например, посредством муфты, на чертеже не показанной). Электродвигатель 4 скреплен с концом кронштейна 5, жестко закрепленного на втулке 6, размещенной на вертикальной направляющей 7, закрепленной на основании 8, с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль нее. Сосуд 1 размещен на основании 8, жестко закрепленном на вертикальной направляющей 7. Кроме того, втулка 6 снабжена фиксирующим винтом 9, выполненным с возможностью разъемного скрепления втулки 6 с вертикальной направляющей 7. В качестве средства измерения физического параметра пробы нефтепродукта использован термометр 10. Корпус электродвигателя 4 снабжен дополнительным кронштейном 11, выполненным с возможностью фиксации в нем термометра 10.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед анализом термоизолированный сосуд 1 заполняют фиксированным количеством ВТЭ, например 25 мл, и измеряют его температуру термометром 10. После включения мешалки 2 заливают фиксированным количеством концентрированной серной кислоты, например 20 мл, и после перемешивания смеси замеряют термометром 10 ее конечную температуру. По конечному и начальному значениям температур ВТЭ определяют их разницу Δt и по тарировочному графику - влагосодержание. Тарировочный график получают предварительным измерением в устройстве разницы Δt для нескольких заранее приготовленных фиксированных проб ВТЭ такого же объема с известным влагосодержанием. Образцовые пробы ВТЭ получают дозировкой мазута и воды объемным способом и тщательным перемешиванием обоих компонентов в механической высокооборотной мешалке 2.

Измерение влажности высоковязкого топлива имеет некоторую особенность. Высоковязкое топливо состоит из 75% (по массе) гудрона и 25% мазута М-100. При температуре 20…25°С, при которой начинается измерение влагосодержания ВТЭ, вязкость топлива настолько высока, что мешалка не производит достаточно хорошего перемешивания. В связи с этим для уменьшения вязкости в топливо добавляют керосин. Экспериментально подобрана добавка в пробу 20% керосина. Тарировку прибора производят аналогично тарировке на ВТЭ на основе мазутов.

На тарировочном графике (фиг.2), полученном измерением влагосодержания ВТЭ, приведены опытные данные для разных топлив (Ф 5, М 40, М 100В и экспериментальное высоковязкое топливо). Из графика следует, что для ВТЭ на основе мазутов до значения влагосодержания 25…30% перепад температур не зависит от вида топлива, что является большим преимуществом данного метода измерения.

1. Способ измерения концентрации воды в нефтепродукте, включающий выявление зависимости между физическими параметрами нефтепродукта и уровнем его обводненности, отбор пробы нефтепродукта, измерение его физических параметров и определение уровня обводненности продукта с использованием зависимости между его физическими параметрами и уровнем обводненности, отличающийся тем, что предварительно выявляют связь между уровнем обводненности нефтепродукта и уровнем приращением температуры фиксированного объема нефтепродукта при воздействии на него фиксированным объемом реактива, реакция которого с водой является экзогенной, при этом в процессе измерения концентрации воды в нефтепродукте отбирают пробу нефтепродукта фиксированного объема, измеряют его температуру, затем в пробу нефтепродукта вводят фиксированный объем серной кислоты и замеряют ее конечную температуру, после чего по установленным зависимостям определяют концентрацию воды в нефтепродукте.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве реактива используют серную кислоту.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для измерения содержания капельной жидкости в потоке природного и попутного газа диапазона применения устройства по давлению в газопроводе.

Изобретение относится к способу определения количества наносимой жидкости при выполнении процессов кожевенного и мехового производства намазными способами Способ характеризуется тем, что количество жидкости, которое может поглотить кожевая ткань, определяют по влагосодержанию в момент усадки образцов при сваривании в процентах.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах технологического контроля влажности газов, особенно в производствах, в которых затруднен или невозможен доступ к датчикам влажности, например, в мощных турбогенераторах или ядерно-энергетических установках.

Изобретение относится к области контроля качества подготовки природного и попутного газов к транспорту в нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано на топливно-энергетических, химических и др.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к технологическому контролю мощных генераторов, и может быть использовано на электростанциях для защиты от увлажнения изоляции электрических цепей генераторов.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к устройствам для испытания строительных материалов и может быть использовано при определении влагостойкости теплоизоляционных материалов волокнистой структуры, в частности изделий из минеральной ваты.

Изобретение относится к технике измерения влажности газов. .

Изобретение относится к аналитической химии пищевых продуктов и может быть использовано для определения влажности бульонных кубиков, сухих бульонов и суповых основ с применением статического «электронного носа».

Изобретение относится к методам исследования процесса сушки в пищевой и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения относительной влажности воздуха от 0 до 100% в интервале температур (- 20÷50)°С

Изобретение относится к области измерения влагосодержания воздуха (газов), в частности может быть использовано для поверки гигрометров без демонтажа с места установки. Способ определения влагосодержания заключается в том, что измерительный сосуд известного объема заполняют сухим воздухом и взвешивают. Затем измерительный сосуд заполняют исследуемым воздухом и взвешивают, фиксируют значение температуры и давления исследуемого воздуха и, используя измеренные значения. Далее определяют влагосодержание d исследуемого воздуха по формуле: , г/кг сух., где m1 - масса измерительного сосуда с сухим воздухом, г; m2 - масса измерительного сосуда с исследуемым воздухом, г; V - внутренний объем измерительного сосуда, литр; Рив - атмосферное давление исследуемого воздуха, мм рт.ст.; Тив - температура исследуемого воздуха, °С; gn - удельный вес пара, г/литр (gn=0,803 г/литр); gc - удельный вес сухого воздуха, г/литр (gc=1,2928 г/литр); Р0 - нормальное давление, мм рт.ст.(Р0=760 мм рт.ст.); Т0 - нормальная температура °С(T0=273°С). Техническим результатом является снижение эксплуатационных и временных затрат, повышение точности и надежности измерений. 1 ил.

Изобретение относится к области измерения влагосодержания газов. Способ заключается в том, что газ подвергают сжатию в замкнутой измерительной камере, в которой установлено равноплечевое коромысло, снабженное измерительным поплавком и противовесом, до давления, при котором плотность газа становится равной плотности измерительного поплавка, что определяют по всплытию поплавка и горизонтальному положению коромысла, фиксируют значения температуры и давления в замкнутой измерительной камере в момент всплытия поплавка и используя измеренные значения, определяют значение влагосодержания исследуемого газа по следующим соотношениям: где ρпара - плотность водяного пара, ρпара=0,803 г/литр ρсух - плотность сухого воздуха, ρсух=1,293 г/литр где Vпопл - объем поплавка (в литрах), mпопл - вес поплавка с учетом противовеса (в граммах), T0=273°C, tлаб - температура исследуемого воздуха, °C, P0 - нормальное атмосферное давление, P0=760 мм рт.ст., Pлаб - давление в лаборатории, мм рт.ст., ΔPизб - величина избыточного давления ΔPизб=(Pкамера-Pлаб), мм рт.ст. Pкамера - давление в измерительной камере в момент всплытия поплавка, мм рт.ст. Техническим результатом является снижение эксплуатационных затрат и повышение безопасности измерений.

Устройство автоматизированного управления многоопорной дождевальной машиной фронтального действия для точного полива включает установленные на тележках с электроприводом трубопроводы правого и левого крыльев машины, блок синхронизации движения по курсу с направляющим тросом и блок управления скоростью движения машины. Вдоль оросительного канала установлена на стойках контактная сеть, взаимодействующая с токосъемником, который через телескопический механизм закреплен на тележке, движущейся по противоположной стороне оросительного канала. Выход токосъемника соединен с входом щита управления, выход которого соединен с входом счетчика электрической энергии, выходы которого соединены с входами микропроцессорного блока управления и частотного преобразователя. Входы микропроцессорного блока управления соединены с таймером, системой стабилизации курса, системой синхронизации тележек в линию, датчиками пути, задатчиком нормы полива, задатчиком длины участка полива, расходомером и манометром, установленным на трубопроводе, а выходы микропроцессорного блока управления соединены с электрогидрозадвижкой, частотным преобразователем, контактором, приборами синхронизации тележек в линию и приборами стабилизации курса левого и правого крыла, через вакуум-насос с входом насоса, выход которого через электрогидрозадвижку и расходомер соединен с трубопроводом. Микропроцессорный блок управления соединен с входом-выходом интерфейсного устройства. Сигнал с выхода частотного преобразователя подается на электропривод левого и правого крыла машины, а выход контактора соединен через электродвигатель с входом насоса. Сигнал, полученный с измерителей влажности, установленных на орошаемом участке поля, поступает на систему управления поливом через GLONASS-спутник, сигнал с системы управления поливом через GLONASS-спутник передается на вход-выход GLONASS-приемника, выход которого через блок анализа сигналов соединен с микропроцессорным блоком управления, выход которого соединен с GLONASS-приемником. Вход-выход микропроцессорного блока управления электрически соединен с сенсорным экраном, а выход частотного преобразователя соединен с входом контактора. Выход блока анализа сигналов соединен с входами блока управления поливом, выходы которых на крайних ведущих опорных тележках соединены с входом прибора стабилизации курса, а на промежуточных опорных тележках соединены с входом прибора синхронизации тележек в линию, как правого, так и левого крыльев машины. Техническим результатом изобретения является снижение затрат оросительной воды, удобрений, электроэнергии, устранение недополива и переполива. 3 ил.

Изобретение относится к области методов проведения оперативного контроля и регулирования влажности в герметичных контейнерах с электронными приборами для обеспечения надежности их функционирования. Способ определения влагоемкости твердых гигроскопичных объектов включает помещение анализируемых объектов в герметичный контейнер и осушку до полного обезвоживания объектов. Также способ включает измерение температуры и влажности внутренней среды в контейнере и окончательное определение математических и графических зависимостей влагосодержания объектов от равновесной влажности внутренней среды. При этом в процессе хранения объектов в герметичном контейнере осушку до полного обезвоживания объектов производят путем последовательного введения в герметичный контейнер навесок адсорбентов и взвешивания их до установки в герметичный контейнер и после изъятия из него до момента установления стабильной массы очередной навески адсорбента. Затем в испаритель, вмонтированный внутри герметичного контейнера, последовательно вводят порции дистиллированной воды и выдерживают герметичный контейнер в стационарных температурных условиях до установления равновесной влажности в герметичном контейнере с вмонтированным в него датчиком температуры и влажности. После чего по измеренным параметрам влажности и массы порций введенной дистиллированной воды строят график зависимости суммарного влагосодержания в анализируемых объектах от равновесной влажности внутренней среды герметичного контейнера и определяют математически по известным зависимостям величину суммарной влагоемкости анализируемых объектов и ее зависимость от равновесной влажности в герметичном контейнере. Техническим результатом является разработка способа определения влагоемкости твердых гигроскопичных объектов, позволяющего определять суммарную влагоемкость группы гигроскопичных объектов (например, электронных приборов, содержащих гигроскопичные материалы). 4 ил., 1 пр.

Изобретение относится к качественному и количественному определению воды во внутренней сфере координационных соединений (КС) и может найти применение в координационной химии и фармации. Представлен способ определения воды в КС в твердом состоянии, при котором молекулы воды во внутренней сфере КС, находящихся в твердом состоянии, идентифицируют по температуре дегидратации образцов в области 150-165°С на термических кривых - дериватограммах, полученных в интервале температур 20-1000 °С при скорости нагревания образцов 10 град/мин, а также - по образованию гидроксокомплекса в результате алкалиметрического титрования водных растворов КС, предварительно дегидратированных при температуре 120°С в течение 8 час, путем выявления на дифференциальной кривой титрования точки эквивалентности, соответствующей значению рН в области 4,87-4,95, далее для дегидратированных высушиванием при температуре 120°С в течение 8 час твердых образцов КС по характерным площадкам на термогравиграмме в графической системе «Количество удаленной воды, ммоль - Температура дегидратации, °С» находят количественное содержание воды во внутренней сфере КС твердого образца. Достигается повышение информативности и надежности, а также - упрощение анализа. 5 табл., 11 ил.

Изобретение относится к геологии и может быть использовано при проектировании зданий и сооружений для определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах. Для этого осуществляют бурение скважин с отбором керна, оттаивают полученный образец замороженного грунта и определяют суммарное содержание влаги по непрерывному изменению информативного показателя в ходе оттаивания. В качестве информативного показателя используют отношение активности акустической эмиссии из контролируемой области массива к активности акустической эмиссии наиболее водонасыщенного участка полностью оттаявшего керна; для обоих показателей учитывают удельный по массе грунт и усредненные, последовательные и соизмеримые по продолжительности интервалы времени для определения распределения суммарного содержания влаги по глубине. Регистрацию акустической эмиссии осуществляют с помощью преобразователей, размещаемых по глубине скважин массива. Количество незамерзшей воды на различных участках массива рассчитывают из произведения указанного информативного показателя и суммарного содержания влаги в кернах, полученных на той же глубине и в той же скважине, что и соответствующее значение данного показателя. Изобретение обеспечивает способ контроля геологической среды. 4 ил.
Наверх