СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА НЕФТИ ИЛИ ИХ СМЕСЕЙ Российский патент 1996 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к способу определения качества нефти или их смесей, который применяется для идентификации нефтей и оперативной оптимизации технологической переработки. Он может быть использован для широкого класса задач в химико-технологических процессах нефтепереработки, в нефтехимии и в других областях по выпуску топлив, а также в сфере потребления нефтепродуктов.

В настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах для оценки нефтей производят их входной анализ с помощью многочисленных трудоемких, требующих много времени, химических анализов состава и свойств. Среди них определение:
нормальных парафинов,
фракционного состава,
воды по ГОСТ 2477-05,
хлоридов по ГОСТ 21534-76,
серы по ГОСТ 1437-75,
плотности и вязкости по ГОСТ 18995.1-73 18995.7-73,
и других показателей.

Анализы производятся систематически с большими затратами интеллектуального труда. Неоперативность оценки качества, поступающей на переработку нефти негативно отражается на технологическом процессе переработки продукта, особенно, когда вместо нефти одного месторождения на завод начинает поступать нефть другого месторождения, а процесс настроен на переработку нефти первого месторождения.

Задачей, решаемой заявленным изобретением, является создание оперативных, экономически выгодных процессов регулирования переработки нефти различных месторождений слежения за сохранением качества продуктов перегонки в процессе получения, транспортировки, хранения и потребления.

Сущность настоящего изобретения заключается в следующем. Измеряют электропроводность нефти или смеси нефтей на двух разных частотах электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 1 кГц до 5 МГц в диапазоне температур от 0 до 50^oС, после чего рассчитывают отношение величин электропроводностей и найденное значение используют как основной критерий изменения состава и качества нефти или их смесей. Дополнительно в случае необходимости измеряют диэлектрическую проницаемость нефти или смеси нефтей на двух разных частотах электромагнитных колебаний от 1 кГц до 5 МГц в диапазоне температур (0-50)^oС, после чего рассчитывают отношение величин диэлектрических проницаемостей и найденное значение используют как дополнительный критерий, подтверждающий принадлежность используемого продукта к нефтям или их смесям.

Выбранный диапазон частот электромагнитных колебаний позволяет характеризовать изменения энергетики нефтей в связи с признаками в изменении ее состава. Выбранный диапазон температур обусловлен тем, что ниже 0^oС наблюдается застывание нефти, а выше 50^oС появление газовой фазы, что негативно отражается на измерениях.

Преимущество предлагаемого способа определения изменения в составе нефтей и их смесей в том, что в значительной степени сокращается потребность в полном анализе состава нефтей. Указанный способ оперативен, точен, так как оценку изменения в составе нефтей производят путем использования одного обобщенного электрофизического критерия, который включает в себя комплекс общих и частных признаков, отражающих эти изменения и связанных с изменением в энергетике нефти.

Способ определения изменений в составе нефтей и их смесей реализуется следующим образом.

1. Измеряют электропроводность и диэлектрическую проницаемость с помощью универсального прибора.

2. Присоединяют к прибору ячейку (датчик), для которой определяют электрическую емкость с воздухом, С_о.

3. Заполняют ячейку нефтью или погружают ее в нефтепровод, по которому движется нефть и при данной температуре t на двух разных частотах в диапазоне частот электромагнитных колебаний от 1 кГц до 5 МГц с помощью прибора определяют электропроводности G_f1, G_f2 и электрические емкости G_f1, G_f2.

4. Определяют основной критерий изменения состава и качества нефти:

5. По эмпирическим графическим зависимостям основного критерия от температуры определяют, к каким месторождениям (смесям) принадлежит нефть.

6. В случае необходимости определяют диэлектрические проницаемости нефти на частотах f1 и f2

а также дополнительный критерий

Причем должно выполняться условие:
ε_f1> ε_f2
Пример конкретного выполнения способа.

Пример 1.

1. Для измерения электропроводности и диэлектрической проницаемости нефти использовали трансформаторные мосты емкостей: на частоте f1 1 кГц прибор Е7 14, на частоте f2 1 МГц прибор Е7 12
2. Измеряют электрическую емкость ячейки с воздухом С_о 20,2 пФ
3. Заполняют ячейку нефтью и при t 10^oС измеряют электропроводность и электрическую емкость
G_f1 0,119•10_-6 См
G_f2 5,82•10_-6 См
C_f1 52,88 пФ
С_f2 49,22 пФ
4. Определяют основной критерий

5. По графическим зависимостям основного критерия n₁ от температуры на фиг. 1 при n₁ 49,6 и t 10^oС определяем, что нефть принадлежит к "Ухтинскому" месторождению.

6. Дополнительно определяют диэлектрические проницаемости нефтей

7. Определяют дополнительный критерий

Так как ε_f1> ε_f2 при n₂ 1,041. Устанавливаем, что испытуемый продукт является нефтью.

Пример 2.

1. Присоединяют к прибору ячейку (датчик) и определяют его электрическую емкость с воздухом С_о 20,2 пФ.

2. Заполняют ячейку смесью нефтей "Западносибирской" и "Калининградской" неизвестной композиции при температуре t 20^oС на частотах f1 1 кГц и f2 1 МГц с помощью прибора измеряют электропроводности G_f2 19,0•10_-7 См и G_f1 2,0•10_-7 См и электрические емкости С_f1 54,4 пФ и С_f2 53,48 пФ.

3. Определяют основной критерий

4. Изменение в составе нефтей определяют по графику на фиг.2.

Смесь состоит из: 50% Западносибирской нефти, 50% Калининградской нефти
5. Определяют диэлектрическую проницаемость
6. Дополнительный критерий:
Так как ε_f1> ε_f2 при n₂ ≥ 10, то продукт принадлежит к нефтям.

Использование изобретения: при химико-технологических процессах нефтехимии и нефтепереработки. Сущность изобретения: измеряют электропроводность нефти или смесей нефтей на двух разных частотах электромагнитных колебаний от 1 кГц до 5 МГц в диапазоне температур от 0 до 50^oС. По отношению электропроводностей на двух частотах определяют основной критерий определения качества нефти или смеси нефтей. Дополнительно в случае необходимости измеряют диэлектрическую проницаемость нефти или смесей нефтей на двух разных частотах электромагнитных колебаний от 2 кГц до 5 МГц в диапазоне температур от 0 до 60 ^oС. По отношению диэлектрических проницаемостей для двух частот определяют критерий, подтверждающий принадлежность испытуемого продукта к нефти или их смесям. 2 ил.

1. Способ определения качества нефти или их смесей, заключающийся в том, что измеряют электрический параметр нефти или смеси нефтей, который используют как основной критерий определения качества, отличающийся тем, что измеряют электропроводность нефти или смеси нефтей по крайней мере на двух разных частотах электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 1 кГц до 5 МГц в диапазоне температур 0 50^oС, рассчитывают отношение величин электропроводностей и найденное значение используют как основной критерий определения качества нефти или их смесей. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряют дополнительно диэлектрическую проницаемость нефти или смеси нефтей по крайней мере на двух разных частотах электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 1 кГц до 5 МГц в диапазоне температур 0 5^oС, рассчитывают отношение величин диэлектрических проницаемостей и найденное значение используют как дополнительный критерий, подтверждающий принадлежность испытуемого продукта к нефти или смеси нефтей.