Способ определения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения при хранении и транспортировке

Способ определения потерь нефти и нефтепродуктов применим как в процессе сбора, подготовки, транспортировки и хранения нефти на промыслах, так и при транспортировке нефти по магистральным нефтепроводам, а также может быть использован на предприятиях, занимающихся переработкой нефти, хранением, транспортировкой и распределением нефтепродуктов. Способ заключается в том, что объем потерь нефти и нефтепродуктов от испарений углеводородов и изменения термодинамического состояния паровоздушной смеси в процессе «большого» или «малого» дыханий, определяется по формулам:

или

где

VГП - объем газового пространства резервуара, м3;

C, C, - массовая концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, кг/м3;

C, C - объемная концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, объемные доли;

Ro - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·K);

Мп - молекулярная масса паров углеводородов, кг/моль;

Pa, - атмосферное давление, кПа;

T0, Т1 - температура паров углеводородов до и после дыхания, K. Техническим результатом является повышение точности определения потерь нефти и нефтепродуктов при хранении и транспортировке, а также расширение функциональности за счет возможности его применения как для «больших», так и для «малых дыханий».

 

Способ определения потерь применим как в процессе сбора, подготовки, транспортировки и хранения нефти на промыслах, так и при транспортировке нефти по магистральным нефтепроводам, а также может быть использован на предприятиях, занимающихся переработкой нефти, хранением, транспортировкой и распределением нефтепродуктов.

Способ определения массы потерь нефти и нефтепродуктов от испарения углеводородов во время «больших» и «малых дыханий» при хранении в резервуарах и транспортировке основан на расчетно-экспериментальном методе определения ее составляющих. При этом объем выбросов в результате вытеснения паров в процессе заполнения резервуара жидкостью («большое дыхание») или при изменении термодинамического состояния паровоздушной смеси в емкости («малого дыхания») определяется расчетным путем, а значения концентрации паров углеводородов, давления и температуры паровоздушной смеси в емкости определяется по результатам их измерений в газовом пространстве резервуара.

Значение массы потерь от испарения нефти и нефтепродуктов, налитой в емкость, определяется по формуле

где

M - масса потерь, кг;

V - объем вытесненной из резервуара газовоздушной смеси, м3;

Cср - средняя массовая концентрация паров углеводородов в вытесненной из резервуара газовоздушной смеси, кг/м3.

Известен способ определения объема углеводородов, теряемых от одного «малого дыхания» (Константинов Н.Н. Борьба с потерями от испарения нефти и нефтепродуктов - М.: Гостоптехиздат, 1961), описываемый формулой

где

VГП - объем газового пространства (ГП) емкости, м3;

Сmin, Сmax - минимальная и максимальная объемная концентрация паров углеводородов в ГП резервуара в течение суток, %;

ТПmin, ТПmax - минимальная и максимальная температура ГП резервуара в течении суток, K;

РКВ, РКД - давление срабатывания дыхательного клапана резервуара на вакуум и избыточное давление, Па;

РА - атмосферное давление, Па.

Недостатком данного способа является необходимость применения сложной и дорогой измерительной аппаратуры, значительная трудоемкость и сложность определения минимальных и максимальных значений объемной концентрации и температуры паров углеводородов в газовом пространстве, неточность определения которых приводит к увеличению погрешности определения. Кроме того, данная формула применима только для «малых дыханий», что снижает функциональность способа.

Величина потерь паров углеводородов VБД при «большом дыхании», как правило, принимается равной объему поступившей в резервуар (цистерну, танк) жидкости VЗАК (Абузова Ф.Ф., Бронштейн И.С. и др. Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов при их транспортировании и хранении - М.: Недра, 1981)

Такой подход имеет большую погрешность, т.к. не учитывает дополнительный объем потерь, связанный с испарением углеводородов в процессе заполнения резервуара.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения углеводородов по концентрации паров, вытесняемых из резервуара за одно заполнение (РД 153-39-019-97 «Методические указания по определению технологических потерь нефти на предприятиях нефтяных компаний Российской Федерации»).

Этим способом предусматривается определение величины потерь углеводородов нефти и нефтепродуктов от испарения по формуле

где

Vi, Vi+1 - объемы газового пространства в моменты времени i, i+1;

Ci, Ci+1 - объемные концентрации углеводородов в газовом пространстве резервуара в моменты времени i, i+1;

Ti, Ti+1, Pi, Pi+1 - температура и давление газового пространства в моменты времени i, i+1;

Сср, - средняя объемная концентрации углеводородов в газовом пространстве резервуара;

То, Ро - температура и давление при нормальных условиях, K, МПа;

ρ - средняя плотность паров углеводородов в выходящей паровоздушной смеси за весь период заполнения, кг/м3.

Реализация данного способа заключается в том, что значение массы выброса паров углеводородов определяется расчетным путем с учетом измерений:

Vi, Vi+1 - объемов газового пространства резервуара в моменты времени i, i+1,

Тi, Ti+1, Pi, Pi+1 - температуры и давления газового пространства в моменты времени i, i+1,

То, Ро - температуры и давления газового пространства при нормальных условиях,

Сср - средней объемной концентрация углеводородов в выходящей паровоздушной смеси за весь период заполнения,

ρ - средней плотности паров углеводородов в выходящей паровоздушной смеси за весь период заполнения, кг/м3.

Недостатком данного способа является невозможность определения дополнительных потерь, образующихся от испарения углеводородов в процессе заполнения емкости, а также потерь от «малых дыханий».

Технический результат предлагаемого способа - повышение точности определения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения углеводородов при хранении и транспортировке, а также расширение функциональности за счет возможности его применения как для «больших», так и для «малых дыханий».

Указанный технический результат достигается тем, что объем потерь Vn, связанный с испарением углеводородов и изменением термодинамического состояния паровоздушной смеси в процессе «большого» или «малого» дыхания, определяется по формуле

или

где

VГП - объем газового пространства резервуара, м3;

С, С - массовая концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, кг/м3;

C, C - объемная концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, объемные доли;

R0 - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·K);

МП - молекулярная масса паров углеводородов, кг/моль;

Ра, - атмосферное давление, кПа;

Т0, T1 - температура паров углеводородов до и после дыхания, K.

Данные отличительные признаки в совокупности с известными являются существенными для достижения технического результата, так как в формуле определения потерь Vn углеводородов в процессе заполнения емкости и изменения термодинамического состояния паровоздушной смеси учтены потери от испарения углеводородов в процессе выброса от начального до конечного состояния, что позволит повысить точность и достоверность способа. Кроме того, величина Vn характеризует количество потерь углеводородов от «малых дыханий» при хранении, если отсутствуют технологические операции заполнения емкости.

Способ реализуется следующим образом. Масса одного выброса паров углеводородов МВ при «малом дыхании» определяется по формуле

где

Vn - объем выброса паровоздушной среды от «малого дыхания», м3;

См - массовая концентрация паров углеводородов в выбросах паровоздушной среды, кг/м3.

Вытесняемый объем паровоздушной среды из резервуара от одного «малого дыхания» определяется по формуле

или

где

VГП - объем газового пространства в резервуре, м3;

С, С - средние значения массовой концентрации углеводородов в парах до и после дыхания, кг/м3;

C, С - объемная концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, объемные доли;

Т0, Т1 - средние значения температуры углеводородов нефти или нефтепродуктов в парах до и после дыхания, K;

R0 - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·K);

МП - молекулярная масса паров, кг/моль;

Pa - атмосферное давление, Па.

Объем газового пространства резервуара VГП определяется статическими методами по ГОСТ 8.595-2004 как разница геометрического объема резервуара (данные из паспорта на резервуар) и его объема, заполненного углеводородами по результатам измерения уровня (по градуировочной таблице на резервуар). Средние значения температуры паровоздушной смеси до и после дыхания газового пространства резервуара в течение суток определяются экспериментально в середине газового пространства резервуара с помощью измерителя температуры. Среднее значение массовой концентрации или объемной концентрации паров углеводородов в газовом пространстве резервуара определяется из отобранных проб в лаборатории с помощью хроматографического анализа или газоанализатора до и после дыхания по высоте газового пространства. Количество измерений прямо пропорционально зависит от объема газового пространства резервуара. Молекулярная масса паров нефти МПН определяется по результатам хроматографического анализа.

Масса одного выброса паров углеводородов при «больших дыханиях» определяется по формуле

где

VБД - объем выброса паровоздушной среды от «большого дыхания», м3;

См - среднее значение массовой концентрации углеводородов паровоздушной среды, кг/м3.

Величина объема потерь углеводородов VБД при «большом дыхании» принимается равной сумме объемов поступившего в резервуар продукта ΔV и дополнительного объема потерь Vn, связанного с испарением углеводородов в процессе заполнения емкости и изменением термодинамического состояния паровоздушной смеси

Значение ΔV определяется статическими или динамическими методами измерения объема по ГОСТ 8.595-2004. Значение Vn определяется по формулам 8 или 9. Среднее значение температуры паровоздушной смеси в газовом пространстве резервуара до дыхания определяется экспериментально с помощью измерителя температуры в середине газового пространства резервуара, после дыхания - в выходящей паровоздушной смеси при завершении технологической операции заполнения емкости. Среднее значение массовой концентрации паров углеводородов в газовом пространстве резервуара до дыхания определяется из отобранных проб в лаборатории с помощью хроматографического анализа или газоанализатора массовой концентрации по высоте газового пространства, после дыхания - в выходящей паровоздушной смеси. Измерения проводятся через n равных отрезков времени в соответствии с уровнями измерения концентраций, количество измерений прямо пропорционально зависит от объема газового пространства резервуара.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ, учитывающий дополнительный объем потерь Vn, связанный с испарением углеводородов в процессе заполнения емкости и изменением термодинамического состояния газовой смеси.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование, приспособления и материалы, широко распространенные в области измерительной техники.

Способ определения массы потерь нефти и нефтепродуктов от испарения углеводородов при хранении и транспортировке в резервуарах, основанный на расчетно-экспериментальном методе определения ее составляющих, при реализации которого значение объема выбросов в результате вытеснения паров с воздухом в процессе заполнения емкости жидкостью («большого дыхания») или изменения термодинамического состояния паровоздушной смеси в емкости («малого дыхания») определяется расчетным путем, а значения концентрации паров углеводородов, давления и температуры паровоздушной смеси в резервуаре по результатам их измерений в газовом пространстве, отличающийся тем, что объем потерь углеводородов от испарения и изменения термодинамического состояния паровоздушной смеси в процессе «большого» или «малого» дыханий определяется по формулам

или

где
VГП - объем газового пространства резервуара, м3;
С, С - массовая концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, кг/м3;
С, С - объемная концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, объемные доли;
R0 - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·K);
МП - молекулярная масса паров углеводородов, кг/моль;
Ра - атмосферное давление, кПа;
Т0, Т1 - температура паров углеводородов до и после дыхания, K.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники. Устройство для измерения давления и скорости его изменения состоит из проточного пневматического канала 1, содержащего два анемочувствительных элемента 2, 3 измерения скорости изменения давления и сообщающего глухую камеру 4 с газодинамическим объектом, микронагнетателя 5 с электроприводом, измерительного 6 анемочувствительного элемента, компенсационного 7 анемочувствительного элемента, первого 8 и второго 9 формирующих сопел, канала 10 измерения давления, канала 11 измерения скорости изменения давления, микроконтроллера 12 и средства 13 отображения информации.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидкости и газов. Резонансный сенсор давления содержит измерительную мембрану с возбуждающим электродом и резонансной полостью, к краям которой с двух сторон жестко закреплен резонансный элемент в форме балки с прямоугольным сечением, в теле которого сформированы тензорезисторы, при этом размер сечения балки в ортогональном направлении к плоскости колебаний постоянен, а в направлении колебаний возрастает по линейному закону, достигая максимального значения по середине балки, причем отношение максимального размера сечения к минимальному в указанном направлении лежит в интервале от 1 до 6.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления контролируемой среды. Вибрационный датчик избыточного давления состоит из герметично перекрываемого корпуса, чувствительного элемента, датчика возбуждения колебаний, датчика съема колебаний, усилителя, преобразователя и регистратора.
Изобретение относится к акустической диагностике и может быть использовано в магистральных нефтегазопроводах. .

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к преобразователям давлений, и может быть использовано в разработке и изготовлении малогабаритных полупроводниковых датчиков давлений.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления контролируемой среды - жидкости, суспензии, газа. .

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно представляет собой прибор для одновременного мониторинга нескольких физико-химических параметров молока в процессе его свертывания, например температуры, вязкости, активной кислотности, активности ионов кальция (или других ионов в зависимости от выбора ион-селективных электродов).

Изобретение относится к способам измерения давления газа и предназначено для неразрушающего контроля давления газа в тепловыделяющих элементах ядерного реактора в процессе их массового изготовления.

Изобретение относится к приборостроению, может быть использовано самостоятельно или в составе измерительно-вычислительных комплексов и систем управления. Способ измерения разности давлений датчиком с частотно-модулированным выходным сигналом заключается в том, что используют две идентичные мембраны с эпитаксиально выращенными на них резонаторами, разделенные вакуумированным промежутком. Датчик измерения разности давлений с частотно-модулированным выходным сигналом содержит полый корпус, две идентичные мембраны с эпитаксиально выращенными на них резонаторами, систему возбуждения колебаний резонаторов с постоянным магнитом и систему формирования выходного сигнала, разделенные вакуумированным промежутком. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции датчика и повышение технологичности его изготовления. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к приборостроению, может быть использовано самостоятельно или в составе измерительно-вычислительных комплексов и систем управления, работающих в широком диапазоне механических и тепловых воздействий и предназначенных для получения информации о разности давлений исследуемых жидких и газообразных сред. Способ измерения разности давлений с частотно-модулированным выходным сигналом характеризуется тем, что используют две идентичные мембраны с эпитаксиально выращенными на них резонаторами, возбуждают собственные колебания резонаторов и формируют частотно-модулированный выходной сигнал. Способ также характеризуется тем, что для возбуждения собственных колебаний используют силу Ампера, возникающую в результате взаимодействия магнитного поля тока, текущего по проводнику с током, текущим по резонаторам, при этом проводник и резонаторы размещают внутри вакуумированной полости между мембранами. Датчик разности давлений с частотно-модулированным выходным сигналом содержит полый корпус, две идентичные мембраны с эпитаксиально выращенными на них резонаторами, систему возбуждения колебаний резонаторов и систему формирования выходного сигнала. Внутри вакуумированной полости расположены токонесущий напыленный проводник, создающий магнитное поле для возбуждения собственных колебаний резонаторов, и резонаторы. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления датчика. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения давления, и может быть использовано при измерении динамического давления совместно с пьезоэлектрическими датчиками динамического давления. Устройство измерения динамического давления содержит пьезоэлемент 1 и измерительный блок 2, который состоит из генератора переменного тока 3, усилителя широкополосного 4, полосового фильтра 5, выпрямителя 6, фильтра нижних частот 7 и микроконтроллера 8. Выход пьезоэлемента 1 подключен к выходу генератора переменного тока 3, а выход генератора переменного тока 3 - к усилителю широкополосному 4. Усилитель широкополосный 4 соединен с полосовым фильтром 5 и фильтром нижних частот 7. Полосовой фильтр 5 через выпрямитель 6 соединен с первым входом микроконтроллера 8, второй вход которого подключен к фильтру нижних частот 7. Технический результат заключается в повышении быстродействия устройства путем одновременного измерения температуры и динамического давления, повышении точности устройства при измерении динамического давления путем коррекции температурной погрешности измерения динамического давления. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к области волоконно-оптических средств измерений давления, и применимо в нефтяной и газовой промышленности, медико-биологических исследованиях, гидроакустике, аэродинамике, системах охраны при дистанционном мониторинге давления. Датчик давления включает корпус с закрепленной в нем упругой мембраной, оптический канал, содержащий фиксируемый и подвижный световоды. Подвижный световод соединен через штангу с мембраной. Подвижный и фиксируемый световоды установлены с возможностью поперечного перемещения относительно своих осей, причем фиксируемый световод установлен с возможностью перемещения и фиксации в корпусе с помощью винта и гайки. По торцам входа и выхода световодов расположен сальник. Технический результат - расширение диапазона применения датчика во взрывоопасных средах при сохранении его малых габаритов. 2 ил.

Изобретение относится к испытаниям металлических конструкций и может быть использовано в кабельной технике для оценки работоспособности муфт кабельных погружных электродвигателей. Стенд испытаний кабельных муфт содержит термокамеру с крышкой, в которой размещают испытываемую муфту. Термокамера разделена поршнем на верхнюю и нижнюю полости, к верхней полости подведен трубопровод для закачки соленого раствора, а к нижней полости и к внутренней полости испытываемой муфты подключены трубопроводы для подачи масла. Трубопровод для закачки соленого раствора и трубопровод для подачи масла, подключенный к внутренней полости испытываемой муфты, соединены через распределитель и оснащены индивидуальными манометрами и общим дифференциальным манометром. Кабельная муфта вмонтирована в пробку, закрепленную в крышке. Техническим результатом изобретения является возможность проведения испытания кабельных муфт на перепад давлений при высоких температурах и при наличии агрессивной среды. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения давления, и может быть использовано в датчиках давления. Устройство для измерения давления состоит из штока, первого, второго и третьего пьезоэлементов. Шток неподвижно соединен с первым и третьим пьезоэлементами, первой мостовой измерительной схемой, образованной дифференциальным емкостным преобразователем, состоящим из первого конденсатора C1 и второго конденсатора С2, а также резисторов R1 и R2, первого режекторного фильтра, первого усилителя заряда, второго режекторного фильтра, второго усилителя заряда, генератора высокой частоты, первого усилителя сигнала разбаланса мостовой измерительной цепи, выпрямителя, источника питания постоянного тока, образованной терморезисторами R3 и R4, а также резисторами R4 и R5, второго усилителя сигнала разбаланса мостовой измерительной цепи и микроконтроллера. Выходы первого и третьего пьезоэлементов соединены с первым входом A1 микроконтроллера через первый режекторный фильтр и первый усилитель заряда. Выходы второго пьезоэлемента соединены со вторым входом микроконтроллера А2 через второй режекторный фильтр и второй усилитель заряда. Выходы генератора высокой частоты соединены с третьим входом А3 микроконтроллера через первую мостовую измерительную цепь. первый усилитель сигнала разбаланса мостовой измерительной цепи и выпрямитель. Выходы источника постоянного тока соединены через вторую мостовую измерительную цепь с четвертым входом А4 микроконтроллера через второй усилитель разбаланса мостовой измерительной цепи. Технический результат заключается в повышении точности измерения, а также увеличении функциональных возможностей. 4 ил.

Изобретение относится к области сенсорной электроники и может быть использовано для измерения параметров технологических сред, в медицине. Заявленный амплитудный волоконно-оптический сенсор давления содержит кремниевый мембранный упругий элемент с жестким центром, оптическое волокно, передающее излучение от внешнего источника и закрепленное на мембранном упругом элементе с возможностью перемещения только вместе с его жестким центром пропорционально измеряемому давлению, и один фотоприемник. При этом в заявленное устройство введены дополнительный фотоприемник, зеркало и две параллельные кремниевые пластины, расположенные перпендикулярно мембранному упругому элементу. Кроме того, оба фотоприемника включены по дифференциальной схеме и расположены на одной кремниевой пластине, а на другой пластине размещено зеркало, которое представляет собой плоскую отражающую поверхность кристаллографической ориентации типа (100) с углублениями пирамидальной формы, стенки углублений сходятся в одной точке, а кристаллографическая ориентация стенок типа (111). Технический результат - повышение чувствительности и снижение нелинейности преобразовательной характеристики. 1 ил.
Наверх