Способ управления процессом смешения нефти Российский патент 2021 года по МПК G05D11/02 

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, а именно к способам управления процессом смешения нефти с различными физико-химическими свойствами, в том числе при обеспечении транспортировки высокопарафинистой, высоковязкой нефти и нефти с высоким содержанием серы с целью формирования потоков нефти стабильного качества в соответствии со Схемой нормальных (технологических) грузопотоков по содержанию серы.

Нефти, добываемые в различных регионах, существенно отличаются по своим физическим и химическим свойствам. В процессе транспортировки по магистральным нефтепроводам они объединяются в потоки, образуя нефтяные смеси. Для формирования грузопотоков заданного качества, которое определяется физико-химическими характеристиками нефти, в том числе содержанием серы и плотностью нефти, применяется технология смешения (компаундирования).

Под грузопотоком понимается поток нефти, транспортируемый по нескольким участкам магистральных нефтепроводов в определенном направлении.

При этом после смешения в потоке нефти наблюдаются колебания массовой доли серы относительно ее средневзвешенного значения, которые зависят от динамики изменения данного показателя в потоках, поступающих на пункт смешения, и организации процесса смешения. Значительные колебания массовой доли серы в потоках, поступающих на конечные пункты сдачи, могут привести к сложностям в регулировании режима работы установок на нефтеперерабатывающих заводах и снижению экономической эффективности нефтепереработки.

Под стабилизацией качества нефти понимается минимизация колебаний массовой доли серы и поддержание данного показателя на заданном уровне в потоке после смешения.

Таким образом, задача управления качеством при транспортировке нефти заключается, с одной стороны, в формировании грузопотоков заданного качества согласно утвержденной Схемы нормальных (технологических) грузопотоков, а с другой - в предотвращении значительных колебаний массовой доли серы в потоках, поступающих на конечные пункты сдачи.

Известна автоматизированная система компаундирования сернистых и высокосернистых нефтей (патент RU 2704843 С1, МПК G05D 11/02, F17D 1/08, F17D 3/00, опубл. 31.10.2019) предназначенная для контролирования и регулирования процесса компаундирования - смешения нескольких потоков нефтей с целью обеспечения необходимых качественных характеристик смешанного потока нефти.

Обеспечение необходимых качественных характеристик смешанного потока нефти в автоматизированной системе компаундирования сернистых и высокосернистых нефтей осуществляется посредством регулирования содержания серы и плотности на потоке смешанной нефти, которое обеспечивается изменением соотношения производительностей потока сернистой нефти к производительности на потоке смешанной нефти.

Недостатком данного способа является отсутствие оценки стабильности качества нефти в транспортируемых потоках до и после смешения, что ведет к невозможности поддержания стабильного качества нефти (т.е. минимизации колебаний серы) в транспортируемых потоках, что, в свою очередь, может привести к сложности обеспечения требуемого и стабильного качества нефти на конечных пунктах системы магистральных нефтепроводов, включающих множество трубопроводов и пунктов смешения нефти вследствие отсутствия возможности оперативного и достоверного выявления объектов системы, влияющих на стабильность качества нефти.

Известен способ управления процессом компаундирования нефти по нескольким параметрам качества и система для его осуществления (патент RU 2270472 С2, МПК G05D 11/02, F17D 3/00, опубл. 20.02.2006), заключающийся в том, что измеряют значения расхода транспортируемых потоков нефти и расход смешанного потока нефти, определяют содержание в транспортируемых потоках и в смешанном потоке нефти серы и/или воды, определяют соотношения указанных содержаний в каждом из транспортируемых потоков и в смешанном потоке и соотношения расходов каждого из транспортируемых потоков и смешанного потока и сравнивают эти соотношения с заданными значениями, при соответствии всех соотношений расходов с заданными значениями и при отклонении соотношения указанных содержаний, по меньшей мере, для одного транспортируемого потока регулируют расход нефти соответствующего потока, определение содержания серы и/или воды в каждом из транспортируемых потоков осуществляют путем измерения плотности нефти в соответствующем потоке с учетом корреляционной зависимости между плотностью и содержанием соответствующего компонента.

К недостатку данного изобретения относится отсутствие оценки стабильности качества нефти в транспортируемых потоках до и после смешения, что ведет к невозможности поддержания стабильного качества нефти (т.е. минимизации колебаний серы) в транспортируемых потоках, что, в свою очередь, может привести к сложности обеспечения требуемого и стабильного качества нефти на конечных пунктах системы магистральных нефтепроводов, включающих множество трубопроводов и пунктов смешения нефти вследствие отсутствия возможности оперативного и достоверного выявления объектов системы, влияющих на стабильность качества нефти.

К наиболее близкому аналогу (прототипу) можно отнести способ уточненной оценки показателей качества природного газа при его транспортировке по газотранспортной системе (патент RU 2733969 С1, МПК F17D 1/04, опубл. 08.10.2020), заключающийся в том, что измеряют один или несколько показателей качества газа на всех газоизмерительных станциях и замерных пунктах газотранспортной системы, анализируют измеренные показатели путем обработки всей совокупности измерений и осуществляют оценку качества транспортируемого газа с использованием метода максимального правдоподобия, и на основании оценки обосновывают мероприятия по организации подачи газа различным потребителям с заданными показателями качества газа, а также выбирают место расположения газохимических комплексов.

Однако указанный способ может быть использован для решения задач компаундирования нефти только при соответствующей доработке, в связи с чем при использовании данного способа оценки не представляется возможным осуществить оценку стабильности качества нефти в транспортируемых потоках до и после смешения, что ведет к невозможности поддержания стабильного качества нефти (т.е. минимизации колебаний серы) в транспортируемых потоках, что, в свою очередь, может привести к сложности обеспечения требуемого и стабильного качества нефти на конечных пунктах системы магистральных нефтепроводов, включающих множество трубопроводов и пунктов смешения нефти вследствие отсутствия возможности оперативного и достоверного выявления объектов системы, влияющих на стабильность качества нефти.

Таким образом, целью создания настоящего изобретения является создание способа управления процессом смешения нефти, который позволяет оценить стабильность качества транспортируемых потоков и найти оптимальные решения с целью формирования грузопотоков заданного качества по всему маршруту поставки, что дает возможность не только контролировать результативность смешения, но также последовательно распределять нагрузку среди эксплуатирующих трубопровод организаций, обеспечивая при этом требуемое качество нефти на конечных пунктах сдачи.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является обеспечение требуемого и стабильного качества поставляемой нефти на конечных пунктах сдачи системы магистральных нефтепроводов, включающих множество трубопроводов и пунктов смешения нефти, уменьшение колебаний массовой доли серы и поддержание данного показателя на заданном уровне в потоке после смешения, повышение достоверности и оперативности выявления объектов системы магистральных нефтепроводов, влияющих на качество нефти на конечных пунктах сдачи.

Указанный технический результат достигается в способе управления процессом смешения нефти, который заключается в том, что

- измеряют массовую долю серы и расход нефти на каждом транспортируемом потоке (как до смешения, так и после);

- исходя из полученных данных производят оценку качества грузопотоков нефти на основании расчета значений стабильности качества каждого транспортируемого потока с использованием закона нормального распределения случайной величины, в качестве которой принимают значение массы несбалансированной серы за рассматриваемый период времени, выраженное в виде отклонения массы серы, равной произведению массовой доли серы на массу нефти, от средневзвешенного значения;

- на основании оценки качества грузопотоков нефти осуществляют маневрирование потоками нефти путем изменения расходов нефти, смешиваемой на пунктах смешения или перераспределения потоков на пунктах смешения для обеспечения формирования потока нефти стабильного качества.

Дополнительно способ управления процессом смешения нефти может содержать стадию формирования карты распределения значений стабильности качества транспортируемых потоков после определения указанных значений, визуально показывающей систему магистральных нефтепроводов, в частности направления всех транспортируемых потоков и пунктов смешения с указанием значений стабильности качества, что способствует повышению достоверности и оперативности выявления объектов системы магистральных нефтепроводов, влияющих на качество нефти на конечных пунктах сдачи и, в результате маневрирования потоками нефти, способствует обеспечению требуемого и стабильного качества поставляемой нефти на конечные пункты сдачи системы магистральных нефтепроводов.

При этом в качестве значений (числовых характеристик) стабильности качества нефти в транспортируемых потоках принимают значения вероятности попадания массы несбалансированной серы в заданный интервал погрешности ее определения, вычисляемые по формуле: P(d₀-d_s≤d_i<d₀+d_s)=2Ф(d_i)-1, где

P, % - числовая характеристика стабильности качества потока нефти -значение вероятности попадания массы несбалансированной серы в заданный интервал погрешности ее определения;

Ф - функция распределения случайной величины, в качестве которой принято значение массы несбалансированной серы d_i за рассматриваемый период времени (т.е. отклонения массы серы (произведение массовой доли серы на массу нефти);

d₀ - среднее значение массы несбалансированной серы за рассматриваемый период;

d_s - погрешность определения массы несбалансированной серы, равная

где δ - абсолютная погрешность средства измерения, определяющего массовую долю серу в нефти (% масс.);

- средняя масса сданной нефти за рассматриваемый период (т);

d_i - масса несбалансированной серы за рассматриваемый период времени, равная где

M_i - масса нефти (т);

S_i - содержание серы для i-го элемента выборки (% масс);

s_cp - средневзвешенное значение содержания серы за рассматриваемый период (% масс.).

Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 представлена кривая нормального распределения массы несбалансированной серы; на фиг. 2 - пример формирования грузопотока в направлении конечного пункта сдачи; фиг. 3 - пример формирования грузопотока в направлении конечного пункта сдачи после маневрирования входящими на пункт смешения ПС №6 потоками нефти.

Позициями на фиг. 2, фиг. 3 обозначены:

1 - поток нефти, входящий на пункт смешения ПС №3 из пункта смешения ПС №1;

2 - поток нефти, путевая подкачка в поток нефти (1) из точки приема нефти в систему магистральных нефтепроводов (от грузоотправителей);

3 - поток нефти, входящий на пункт смешения ПС №3 из пункта смешения ПС №2;

4 - поток нефти, входящий на пункт смешения ПС №6 из пункта смешения ПС №3;

5 - поток нефти, входящий на пункт смешения ПС №6 из точки приема нефти в систему магистральных нефтепроводов (от грузоотправителей);

6 - поток нефти, входящий на пункт смешения ПС №6 из пункта смешения ПС №5;

7 - поток нефти, выходящий из пункта смешения ПС №4 в направлении пункта смешения ПС №5;

8 - поток нефти, входящий на пункт смешения ПС №5 из точки приема нефти в систему магистральных нефтепроводов (от грузоотправителей);

9 - поток нефти, выходящий из пункта смешения ПС №6 в направлении пункта смешения ПС №7;

10 - поток нефти, выходящий из пункта смешения ПС №6 в направлении пункта смешения ПС №9;

11 - поток нефти, входящий на пункт смешения ПС №9 из пункта смешения ПС №8;

12 - поток нефти, выходящий из пункта смешения ПС №9 в направлении пункта смешения ПС №12;

13 - поток нефти, входящий на пункт смешения ПС №11 из пункта смешения ПС №10;

14 - поток нефти, выходящий из пункта смешения ПС №14 в направлении конечного пункта сдачи.

Особенностью заявленного способа управления процессом смешения нефти является подход к оценке качества грузопотоков нефти при поставке нефти на конечные пункты сдачи, на основании определенных значений стабильности качества каждого транспортируемого потока и маневрирование потоками нефти на основании указанной оценки.

Под стабильным качеством потока нефти понимается поток с минимальными колебаниями значений массовой доли серы, которые наблюдаются в потоках после смешения, в пределах заданного уровня значений в потоке.

Для получения значения стабильности качества потока нефти за рассматриваемый период времени используется закон нормального распределения случайной величины. Плотность вероятности ϕ(x) нормального распределения случайной величины х подчиняется закону Гаусса:

где e - основание натуральных логарифмов;

x₀ - математическое ожидание случайной величины;

σ - среднее квадратическое отклонение нормального распределения.

В интегральной форме закон нормального распределения случайной величины x имеет вид:

где Ф(х) - функция распределения случайной величины х.

В качестве случайной величины х принимаются значения массы несбалансированной серы d_i за рассматриваемый период времени (т.е. отклонения массы серы (произведение массовой доли серы на массу нефти) от средневзвешенного значения), которые рассчитываются по формуле:

где M_i - масса нефти (т);

S_i - содержание серы для i-го элемента выборки (% масс.);

s_cp - средневзвешенное значение содержания серы за рассматриваемый период (% масс).

Таким образом, определив значение массы несбалансированной серы для каждого i-го элемента рассматриваемого периода, строится кривая нормального распределения массы несбалансированной серы. Зная функцию распределения массы несбалансированной серы Ф(d), определяется вероятность попадания значения массы несбалансированной серы в интервал погрешности ее определения d₀±d_s, где d₀ - среднее значение массы несбалансированной серы за рассматриваемый период, а погрешность определения массы несбалансированной серы d_s определяется следующим образом:

где δ - абсолютная погрешность средства измерения, определяющего массовую долю серу в нефти (% масс);

- средняя масса сданной нефти за рассматриваемый период (т).

Графически вероятность попадания массы несбалансированной серы в интервал погрешности ее определения можно представить, используя функцию Лапласа, изображенную на фиг. 1.

Как видно из фиг. 1, функция Ф(d) четная и ее концы симметричны относительно d₀.

Вероятность попадания случайной величины в интервал погрешности ее определения равна:

В качестве значения стабильности качества потока нефти (Р, %) принимается значение вероятности попадания массы несбалансированной серы в заданный интервал погрешности ее определения d₀±d_s, которое равно площади заштрихованной области под кривой на фиг. 1.

Чем выше значение вероятности, тем стабильнее качество потока в течение рассматриваемого периода, то есть наблюдается меньшее количество колебаний массовой доли серы в потоке.

Таким образом, описанный выше подход к оценке стабильности качества нефти позволяет:

- определить общую тенденцию к изменению стабильности качества потоков нефти;

- оперативно и достоверно выявить конечные пункты сдачи, где наблюдается снижение данного показателя;

- достоверно определить объекты системы, оказывающие наибольшее влияние на стабильность качества нефти, и установить необходимость внесения изменений в существующую систему формирования потоков нефти.

В результате применения способа управления процессом смешения нефти с учетом оценки качества грузопотоков нефти при поставке нефти на конечные пункты сдачи на основании расчета значений стабильности качества каждого транспортируемого потока и маневрирования потоками на основании такой оценки позволит:

- обеспечить требуемое и стабильное качество поставляемой нефти на конечных пунктах сдачи;

- уменьшить колебания массовой доли серы и осуществить поддержание данного показателя на заданном уровне в потоке после смешения;

- повысить достоверность выявления объектов системы магистральных нефтепроводов, включающей множество трубопроводов и пунктов смешения нефти, влияющих на качество нефти на конечных пунктах сдачи.

Заявленное изобретение поясняется на примере со ссылками на фиг. 2, фиг. 3.

В качестве примера рассмотрим управление процессом смешения нефти, согласно заявленному изобретению, для формирования стабильного грузопотока нефти, поступающего на конечный пункт сдачи с обеспечением требуемого качества нефти на нем в течение рассматриваемого периода времени (фиг. 2, 3).

В рассматриваемом примере необходимо обеспечить значение стабильности качества нефти на конечном пункте сдачи равное 100%, т.е. колебания массовой доли серы в потоке должны быть минимальны, обеспечивающие попадание значений массы несбалансированной серы в интервал погрешности ее определения.

Под грузопотоком понимается поток нефти, транспортируемый по нескольким участкам магистральных нефтепроводов в определенном направлении.

В рассматриваемом примере грузопоток - это поток нефти, который состоит из потока нефти, входящего на пункт смешения ПС №3 из пункта смешения ПС №1 (1), потока нефти, входящего на пункт смешения ПС №6 из пункта смешения ПС №3 (4), потока нефти, выходящего из пункта смешения ПС №6 в направлении пункта смешения ПС №9 (10), потока нефти, выходящего из пункта смешения ПС №9 в направлении пункта смешения ПС №12 (12) и потока нефти, выходящего из пункта смешения ПС №14 в направлении конечного пункта сдачи (14), которые в свою очередь формируются из потоков, выходящих из предыдущих пунктов смешения, а также напрямую из точек приема нефти в систему магистральных нефтепроводов (от грузоотправителей). Всего в формировании грузопотока согласно настоящему примеру, участвует четырнадцать потоков нефти с различными физико-химическими свойствами (фиг. 2, 3).

При этом следует отметить, что грузопоток может состоять из большего числа трубопроводов, а система магистральных нефтепроводов может включать большее число пунктов смешения.

Рассматриваемый период времени - октябрь 2020 года в объеме 62 смен.

Под сменой понимается период времени, в течение которого транспортируется плановое количество нефти (партия), который определяется исходя из технологических особенностей конкретного магистрального нефтепровода с учетом планируемых остановок магистрального нефтепровода, качества транспортируемой нефти, особенностями учета и распределения потоков нефти. В данном примере продолжительность одной смены составляет 12 ч.

В течении рассматриваемого периода времени, а именно в течение 62 смен по 12 часов, непрерывно осуществляют измерение массовой доли серы и расхода (массы) нефти на каждом из четырнадцати транспортируемых потоков.

Далее исходя из полученных данных производят определение значений стабильности качества каждого из четырнадцати транспортируемых потоков с использованием закона нормального распределения случайной величины, в качестве которой принимают значение массы несбалансированной серы за рассматриваемый период времени, выраженное в виде отклонения массы серы, равной произведению массовой доли серы на массу нефти, от средневзвешенного значения.

Далее на основании определенных значений стабильности качества каждого транспортируемого потока осуществляют оценку качества грузопотока нефти при поставке нефти на конечный пункт сдачи и принимают решение о маневрировании потоками нефти путем изменения расходов (массы) нефти, смешиваемой на пунктах смешения.

Более подробно рассмотрим смешение нефти на пункте смешения ПС №6 (фиг. 2).

В процессе смешения нефти на пункте смешения ПС №6 участвуют три входящих потока нефти: поток нефти, входящий на пункт смешения ПС №6 из пункта смешения ПС №3 (4); поток нефти, входящий на пункт смешения ПС №6 из точки приема нефти в систему магистральных нефтепроводов (от грузоотправителей) (5); поток нефти, входящий на пункт смешения ПС №6 из пункта смешения ПС №5 (6).

После смешения входящих потоков (4), (5) и (6) на пункте смешения ПС №6 образуются два выходящих из пункта смешения ПС №6 потока нефти различного качества: поток нефти, выходящий из пункта смешения ПС №6 в направлении пункта смешения ПС №7 (9) и поток нефти, выходящий из пункта смешения ПС №6 в направлении пункта смешения ПС №9 (10).

При этом поток нефти, выходящий из пункта смешения ПС №6 в направлении пункта смешения ПС №9 (10) является составной частью рассматриваемого грузопотока в направлении конечного пункта сдачи, а поток нефти, выходящий из пункта смешения ПС №6 в направлении пункта смешения ПС №7 (9) является составной частью другого грузопотока.

Доли вовлечения входящих в ПС №6 потоков (4), (5) и (6) в потоке, выходящем из пункта смешения ПС №6 в направлении пункта смешения ПС №9 (10) составляют 70%: 12%: 18% соответственно.

Согласно настоящему изобретению, в течение рассматриваемого периода времени, непрерывно осуществляют измерение массовой доли серы и расхода (массы) нефти на каждом из входящих и выходящих в пункт смешения ПС №6 транспортируемых потоков (4), (5), (6), (9), (10). Данные измерения служат исходными данными для осуществления оценки качества грузопотока нефти при поставке нефти на конечный пункт сдачи, на основании определенных значений стабильности качества каждого транспортируемого потока.

Для входящего потока (4) измеренные показатели массовой доли серы и массы нефти представлены в столбцах 2, 3 таблицы 1:

Далее исходя из полученных данных производят определение значения стабильности качества потока нефти, входящего на пункт смешения ПС №6 из пункта смешения ПС №3 (4) с использованием закона нормального распределения случайной величины, в качестве которой принимают значение массы несбалансированной серы за рассматриваемый период времени, выраженное в виде отклонения массы серы, равной произведению массовой доли серы на массу нефти, от средневзвешенного значения.

Для чего по формуле (3) рассчитывают значения массы несбалансированной серы d_i для каждой смены и получают выборку значений, представленную в столбце 4, 5 Таблицы 1, для определения функции нормального распределения.

Определяют интервал погрешности значения массы несбалансированной серы для потока нефти, входящего на пункт смешения ПС №6 из пункта смешения ПС №3 (4) по формуле (4). При абсолютной погрешности 5 средства измерения определяющего массовую долю серу равной 0,046%, взятой из Свидетельства об утверждении типа средства измерения, используемого для измерения массовой доли серы нефти в потоке, средневзвешенном значении массовой доли серы s_cp 1,16%, рассчитанному по формуле определения средневзвешенного значения и среднем значении массы потока нефти 48,166 тыс. тонн, рассчитанному по формуле определения среднего значения, погрешность значения массы несбалансированной серы d_s равна 22,355 тонн.

Затем по формулам (1,2) находят функцию распределения массы несбалансированной серы Ф(d) равную 0,817, при среднеквадратическом отклонении нормального распределения массы несбалансированной серы σ 24,705 тонн, рассчитанному по формуле определения среднеквадратического отклонения генеральной совокупности, и математическом ожидании d₀ равном 0,000 тонн, рассчитанному по формуле определения среднего значения для массы несбалансированной серы.

По формуле (5) рассчитывают значение стабильности качества потока нефти, входящего в пункт смешения ПС №3 из пункта смешения ПС №2(1), которое составило 63%.

Аналогично рассчитывают значения стабильности качества потока нефти, входящего на пункт смешения ПС №6 из точки приема нефти в систему магистральных нефтепроводов (от грузоотправителей) (5); потока нефти, входящего на пункт смешения ПС №6 из пункта смешения ПС №5 (6); потока нефти, выходящего из пункта смешения ПС №6 в направлении пункта смешения ПС №7 (9) и потока нефти, выходящего из пункта смешения ПС №6 в направлении пункта смешения ПС №9 (10).

Полученные значения стабильности качества представлены на фиг. 2, составили:

- для потока (4) - 63%;

- для потока (5) - 29%;

- для потока (6) - 61%;

- для потока (9) - 69%;

- для потока (10) - 50%.

Аналогичным образом рассчитывают значения стабильности качества всех четырнадцати потоков, формирующих грузопоток до конечного пункта сдачи (фиг. 2).

На основании полученных значений стабильности качества вышеуказанных потоков нефти производят оценку качества рассматриваемого грузопотока нефти, состоящего из основных потоков со значением стабильности качества 55% - (1), со значением стабильности качества 63% -(4), со значением стабильности качества 50% - (10), со значением стабильности качества 75% - (12) со значением стабильности качества 87% -(14). С учетом полученных значений стабильности качества вышеуказанных потоков нефти обеспечивается формирование грузопотока нефти на конечный пункт сдачи со значением стабильности качества 87%, вместо необходимых 100% (как указано на фиг. 2).

На основании оценки полученных результатов значений стабильности качества потоков (фиг. 2) делается вывод, что для увеличения стабильности качества нефти рассматриваемого грузопотока, состоящего из основных потоков со значением стабильности качества 55% - (1), со значением стабильности качества 63% - (4), со значением стабильности качества 50% -(10), со значением стабильности качества 75% - (12) со значением стабильности качества 87% - (14), необходимо увеличить значение стабильности качества потока нефти, выходящего из пункта смешения ПС №6 в направлении пункта смешения ПС №9 (10) с полученным ранее значением стабильности качества 50%, так как он является составной частью рассматриваемого грузопотока в направлении конечного пункта сдачи.

Поэтому принимается решение о маневрировании потоками (4), (5) и (6), формирующими поток (10) путем перераспределения входящих потоков (4), (5), (6) на пункте смешения ПС №6 в направлении потока нефти (10), а именно изменением доли вовлечения (расхода) входящих потоков (4), (5), (6) на пункте смешения ПС №6.

После перераспределения входящих на пункт смешения ПС №6 потоков (4), (5), (6) в соотношении 70%:19%:11% - уменьшаем долю вовлечения входящего потока (5) с наименьшей стабильностью (29%) среди всех входящих на ПС №6 потоков, учитывая при этом динамику изменения массовой доли серы во входящих потоках, технологические возможности пункта смешения ПС №6 и необходимость поддержания требуемых значений массовой доли серы в потоках в соответствии со Схемой нормальных (технологических) грузопотоков, значения стабильности качества выходящих потоков составили (см. фиг. 3):

- для потока 9 - 65%;

- для потока 10 - 75%.

- для потока на конечный пункт сдачи 14, в направлении которого формируется рассматриваемый в примере грузопоток - 100%

Таким образом, путем маневрирования входящими в пункт смешения ПС №6 потоками (4), (5) и (6) на основании оценки качества рассматриваемого грузопотока нефти, основанной на расчете значений стабильности качества транспортируемых потоков обеспечено требуемое и стабильное качество грузопотока на конечном пункте сдачи нефти, в частности посредством повышения достоверности выявления объектов системы магистральных нефтепроводов, включающей множество трубопроводов и пунктов смешения нефти, влияющих на качество нефти на конечных пунктах сдачи. Также заявленный способ позволяет уменьшить колебания массовой доли серы и осуществить поддержание данного показателя на заданном уровне в потоке после смешения.

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, а именно к способам управления процессом смешения нефти с различными физико-химическими свойствами. Способ управления процессом смешения нефти заключается в том, что измеряют массовую долю серы и расход нефти на каждом транспортируемом потоке, исходя из полученных данных производят оценку качества грузопотоков нефти в направлении конечных пунктов сдачи на основании расчета значений стабильности качества каждого транспортируемого потока с использованием закона нормального распределения случайной величины, и на основании оценки качества грузопотоков нефти осуществляют маневрирование потоками нефти. В качестве случайной величины принимают значение массы несбалансированной серы за рассматриваемый период времени, выраженное в виде отклонения массы серы, равной произведению массовой доли серы на массу нефти, от средневзвешенного значения. Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является обеспечение требуемого и стабильного качества поставляемой нефти на конечных пунктах сдачи системы магистральных нефтепроводов, включающих множество трубопроводов и пунктов смешения нефти, уменьшение колебаний массовой доли серы и поддержание данного показателя на заданном уровне в потоке после смешения, повышение достоверности и оперативности выявления объектов системы магистральных нефтепроводов, влияющих на качество нефти на конечных пунктах сдачи. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

1. Способ управления процессом смешения нефти, заключающийся в том, что измеряют массовую долю серы и расход нефти в каждом транспортируемом потоке, исходя из полученных данных производят оценку качества грузопотоков нефти в направлении конечных пунктов сдачи, отличающийся тем, что оценку качества грузопотоков нефти в направлении конечных пунктов сдачи осуществляют на основании расчета значений стабильности качества каждого транспортируемого потока с использованием закона нормального распределения случайной величины, в качестве которой принимают значение массы несбалансированной серы за рассматриваемый период времени, выраженное в виде отклонения массы серы, равной произведению массовой доли серы на массу нефти, от средневзвешенного значения, и на основании оценки качества грузопотоков нефти осуществляют маневрирование потоками нефти путем изменения расходов нефти, смешиваемой на пунктах смешения или перераспределения потоков на пунктах смешения.

2. Способ управления процессом смешения нефти по п. 1, отличающийся тем, что после определения значений стабильности качества транспортируемых потоков формируют карту распределения указанных значений.

3. Способ управления процессом смешения нефти по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве значений стабильности качества нефти в транспортируемых потоках принимают значения вероятности попадания массы несбалансированной серы в заданный интервал погрешности ее определения, вычисляемые по формуле: P(d₀-d_s≤d_i<d₀+d_s)=2Ф(d_i)-1, где

Р, % - числовая характеристика стабильности качества потока нефти - значение вероятности попадания массы несбалансированной серы в заданный интервал погрешности ее определения;

Ф - функция распределения случайной величины, в качестве которой принято значение массы несбалансированной серы d_i за рассматриваемый период времени (т.е. отклонения массы серы (произведение массовой доли серы на массу нефти));

d₀ - среднее значение массы несбалансированной серы за рассматриваемый период;

d_s - погрешность определения массы несбалансированной серы, равная , где δ - абсолютная погрешность средства измерения, определяющего массовую долю серу в нефти (мас.%);

- средняя масса сданной нефти за рассматриваемый период (т);

d_i - масса несбалансированной серы за рассматриваемый период времени, равная где

M_i - масса нефти (т);

s_i - содержание серы для i-го элемента выборки (мас.%);

s_cp - средневзвешенное значение содержания серы за рассматриваемый период (мас.%).