Способ определения температуры застывания нефти и нефтепродуктов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<,1 742779 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 140378 (21) 2590701/18-25

{51)М. Кл,2

G 01 М 25/02 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 250680. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 2506.80

{53) УДК620 171 32 (088.8) 3 .Е. Куркова, P .È.Èàíñóðîâ, П.М. Бондаренко, В.Г,Поляков и Л.М.Курков (7 2) Автор ы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт Ilo сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАСТЫВАНИЯ

НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Изобретение относится к способам контроля температуры застывания неф- ти и темных нефтепродуктов и может быть использовано при решении технологических процессов добычи и транс- . порта нефтей, при заводском контроле продуктов, приемочных и арбитражных испытаний и научно-исследовательских работах.

Известен способ определения температуры начала плавления,. начала,застывания и других температурных точек смесей продуктов, в котором температуру застывания нефтепродуктов определяют по фиксированию температуры в момент исчезновения или появления паров отдельных компонентов анализируемой смеси, концентрацию которых определяют одним иэ известных способов, например хроматографическим (13 .

Недостатком этого способа является то, что он позволяет определить температуру застывания отдельных компонентов, но он не дает возможности судить о температуре застывания смеси нефтепродуктов.

Известен способ определения температуры застывания нефтепродуктов, в котором температуру контролируемо го продукта определяют посредством циклического изменения давления по одну сторону образца, помещенного в трубочку, и фиксацией прекращения

5 этого изменения по другую сторону (:23 .

Недостатком этого способа является косвенный характер измерений и сложность аппаратурного оформления.

Известен способ определения тем10 пературы застывания нефти и нефтепродуктов, в котором температуру застывания нефти и нефтепродуктов определяют в пробирках при постепенном охлаждении нагретого продукта

15 по моменту потери им подвижности при наклоне пробирки (3) .

Недостатком данного способа является некоторая условность определяемой характеристики, зависимость ре20 зультата от индивидуальных субъективных особенностей исполнителя, длительность процесса измерения, так как температура застывания определяется методом последовательных прибли25 жений к искомому значению. Кроме то го, предварительный нагрев исследуемого продукта ведет к изменению реологических характеристик и температу-, ра застывания значительно отличается

30:от истинной.

742779

Цель изобретения — разработка чувствительного и удобного способа определения температуры застывания нефти и нефтепродуктов, позволяющего повысить надежность и точность измерения

Цель достигается тем, что с целью повышения точности, измеряют на фик сированной частоте в диапазоне 5005000 Гц зависимость диэлектрической проницаемости от температуры при нагреве застывшего продукта. Определяют максимальное значение диэлектрической проницаемости (,0ок ), находят температурный коэффициент диЬЯ электрической проницаемости 0 "р = 0 ) о в интервале температур 5-15 С ниже . температуры, соответствующей максимальному значению F д.

Температуру застывания вычисляют по Формуле

Е -E

mar заст 1 1h где t одна из температур, при которой определяется коэффициент диэлектрической проницаемости; — диэлектрическая проницае1 мость при температуре

Сущность способа заключается в следующем.

Емкостной датчик заполняется исследуемым продуктом и охлаждается до температуры, при которой. продукт находится в застывшем состоянии. После выдержки при .этой температуре в течение 20 мин, датчик с продуктом ставится в термостатирующее приспособление. Замеряется температура продукта и его диэлектрическая проницаемость на фиксированной частоте в диапазоне 500-5000 Гц в процессе подогрева при скорости повышения

О температуры 1 С в 2 мин до температуры, превышающей положение максимального значения диэлектрической проницаемости. Находят температурный коэффициент диэлектрической прони- .. цаемости ТКб в интервале температур, 5-15 С ниже температуры, соответствующей максимальному значению диэлектрической проницаемости. Искомый результат определйют по формуле (1).

Измерение диэлектрической проницаемости производят на Фиксированной частоте в диапазоне частот .50050ЦО Гц, поскольку при частотах ниже

50Ó Гц в сильной степени сказывается приэлектродный эффект, а при частотах выше 5000 Гц максимум кривой менее выражен.

Пример 1. Определяется температура застывания нефтепродукта— дизтоплива (фракция. смеси узеньской и жетыбайской нефтей, отбранная при

300-350 С. Для измерений использует- ся емкостной цилиндрический датчик с рр«чей емкостью С,О - 38,87 пф; с термостатирующим приспособлением.

В качестве охладительной смеси применяется пропиловый спирт с твердой углекислотой. Заполненный датчик с продуктом. помещают в термостатируемый сосуд, предварительно охлажденный до минус 30-35 С, (поскольку фракция смеси узеньской и жетыбайской нефтей уже при температуре ниже минус 20-25 С находится в застывшем состоянии) и присоединяют к электрической .схеме автоматического высокочувствительного измерителя емкости типа Р589. Датчик с продуктом выдерживают в термостатируемом приспособлении до тех пор, пока он не принимает температуру охладительной о смеси — 30 С; при температуре емкостной датчик с термометром выдерживается 20 мин. Затем, через каждые

20 2 С повышения температуры при ско-. рости подъема не менее 1 С в 2 мин фиксируют значения емкости датчика с продуктом на частоте 1000 Гц. При появлении максимального значения ем- кости, фиксируют еще 4-5 ее значений и измерения прекращают. По максимальной емкости C „=. 98,667 пф определяютЯ,,О„= С22 /СОО =2,2360. Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости (ТК ) определяют в интервале температур -25- -35 C. Значение диэлектрической проницаемости при

-25 С и t>. = -35 С равны Е„

= 2,2330, 6 = 2,2230 соответственно.

Температурный коэффициент диэлект-, рической проницаемости в этом интервале определяют как. л 2 2230-2 2330

/ -1

-35 — (-25)

40 — — — 0,0010 1/град

-10

Температура застывания определяет-. ся по формуле max

45 заст — — -20

2 2360-2 2330 25 + 3

О, 0010 либо

Г = Г + аг- а с Е ,2010/27 Р )» Га(Я

-35 + 2 2360-2 2230 -35 + 13

0,0010 — -22 00 С

Пример 2. Определяется температура застывания мангышлакской нефти. Последовательность методики измерения та же.

Измерения емкости проводят с помощью измерителя емкости, типа У592 на частоте 500 Гц, используется цилиндрический датчик с рабочей емкостью С 2 - 55,524 пф, Снимают тем-. пературную зависимость емкости датчика с нефтью, определяют максимальное значение диэлектрической прони742779

Диз топливо (фракция смеси узеньской и жетыбайской нефтей (300-350) С

-22, 00

1000

Р589

-16

Масло ав то мобил ьное AC-10

-20940

+27,78

-13, 60

-17, 4

1000

Р589

-16

500

У592

Мангышлакская нефть

Шугуровская нефть

+31

4000

Е9-3

Е9 — 3

4000

-16

Осинская нефть цаемости, 6122 - 2,5400. В интервале температур 15-25 С определяется температурный коэффициент диэлектрической пррницармости при, = 15 С, Е = 2,4150, при tp = 25 С, Ед= 2,5130 + 2 9190-2 4190 (2- У 25 15 — — = 0,0098 1/град.

0 0980

Температура застывания. мангышлакской нефти вычисляется по формуле >як - i Засы= tq + т,(= 15 +

2 5400-2 4150 5 12 78 — Р

0,0098 15 — 27,78 С, либо

Е

2 5400-2 5150 25 + 2 78 = 20

0,0096

27,78 С

В таблице приведена температура эас!гывания, определенная по методике Гипровостокнефти и по предлагае- 25 мому способу, из которой видно, что имеются некоторые различия в величинах измеренных температур застывания.

Так, значения t.2 9, определенные по предлагаемому способу, всегда нес- ЗО колько ниже.

Объясняется это тем, что в данном способе с большой точностью измеряется физическая величина — диэлектрическая проницаемость, которая зависит от химического состава и агрегатного состояния продукта,,Изменения диэлектрической проницаемости являются отражением внутренних процессов структурообразования, происходящих в системе под воздействием температуPbI

Значение температуры застывания продукта, определяемое предлагаемым способом, соответствует точке, в которой нарушается линейное изменение

ТКр при повьпаении температуры. Эта точка физически соответствует появлению в многокомпонентной системе признаков ослабления межмолекулярных взаимодействий между агрегатами, Поэтому значение температуры застывания, полученное данным способом, является физически обоснованным, более точным и надежным.

В известных же способах на результатах определения температуры застывания, которая является условной, качественной величиной, сказывается как характер аппаратурного оформления (например размер, материал пробирок, темп нагрева и т,д.), так и индивидуальные особенности исполнителя, поскольку начало. сдвига мениска определяется визуально.

Преимущество предлагаемого способа состоит в том, что определение температуры застывания основано на количественном измерении физических параметров нефти и нефтепродуктов, которые зависят от химического состава и агрегатного состояния исследуемого продукта. Измерение величин диэлектрической проницаемости и ее температурного коэффициента является отражением внутренних процессов структурообразования, происходящих в системе под воздействием температуры, кроме того, эти параметры измеряются измерителями емкости высокого класса, поэтому значение температуры застывания предлагаемым способом является более надежным и точным. Кроме того, сокращается длительность процесса измерения.

8 742779

Формула изобретения так зосп т

Составитель В. Гусева

Техред О. дегеза Корректор М..Вигула

Редактор Ю.Петрушко

Заказ -3611/11 Тираж 1019 Подписнде

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Способ определения температуры. застывания нефти и нефтепродуктов, основанный на измерении их диэлектрических свойств, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют на фиксированной частоте в диапазоне 5005000 Гц зависимость диэлектрической проницаемости от температуры при нагревании застывшего продукта, определяют максимальное значение диэлект; рической проницаемости {, » ), находят температурный коэффициент диэлектрической проницаемости (ТК ) в интервале температур 5-15 С ниже температуры, соответствующей максимальному значению диэлектрической, проницаемости продукта и температуру застывания вычисляют по формуле

S где t — одна из температур, при которой определяют ТК, E — диэлектрическая проницаемость

10 при температуре

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9269586, кл. G 01 Л/ 25/02р 1966, 2. Авторское свидетельство СССР

M 171667, кл. g 01 H 25/02, 1964.

3. ГОСТ 20287-74 (прототип).