Способ измерения массы углеводородов, образующих остатки в транспортных емкостях по окончании слива нефти и нефтепродуктов Российский патент 2022 года по МПК G01F22/00 G01N33/22 

Заявляемое изобретение относится к способам измерения массы углеводородов и распространяется на транспортные емкости (железнодорожные вагон-цистерны, танки судов и автомобильные цистерны) при измерении массы остатков нефти (нефтепродуктов) внутри транспортных емкостей образующихся по окончании слива.

Одной из наиболее актуальных задач, решаемых на предприятиях нефтегазопереработки, является управление потерями на всех этапах движения сырья и продукции. Управление потерями невозможно без идентификации и измерения технологических потерь, возникающих в процессе нефтепереработки.

Технологические потери при приеме сырья на предприятиях нефтепереработки происходят от неполного слива транспортных емкостей за счет испарения легколетучих углеводородов внутри емкости в процессе опорожнения, смачиваемости и налипания вязких углеводородов на внутренние поверхности, а так же образования технологически невыбираемого объема жидких углеводородов на дне емкости. В настоящее время точности измерения остатков внутри транспортных емкостей не уделяется должного внимания, в связи с этим возникла необходимость создания способа измерения массы углеводородов, образующих остатки в транспортных емкостях при сливе нефти и нефтепродуктов.

За прототип взят способ измерения массы углеводородов, образующих остатки в транспортных емкостях при сливе нефти и нефтепродуктов [«Инструкция о порядке поступления, хранения, отпуска и учета нефти и нефтепродуктов на нефтебазах, наливных пунктах и автозаправочных станциях» Утвержденная письмом Госкомнефтепродукта СССР от 15 августа 1985 г. № 06/21-8-446], заключающийся в измерении высоты уровня технологически невыбираемого остатка жидких углеводородов на дне емкости, измерении плотности сливаемого продукта, определении объема остатка жидких углеводородов по данным калибровочной таблицы на транспортную емкость и расчете массы остатка по формуле:

где, - объем несливаемого остатка определенный по калибровочной таблице на транспортную емкость, дм³;

- плотность сливаемого продукта, кг/м³.

Данный способ в целом подходит для определения массы углеводородов, образующих несливаемые остатки на дне транспортных емкостей, но не решает задачу в целом по расчету массы технологических потерь углеводородов при транспортировке (сливе) нефти и нефтепродуктов, которые, кроме несливаемого остатка, включают в себя некоторое количество парообразных углеводородов внутри ёмкости и жидких углеводородов налипших на внутренние стенки емкости.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности измерения массы углеводородов нефти и нефтепродуктов, образующих технологические потери при сливе транспортных емкостей.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе измерения массы углеводородов включающего измерение высоты уровня технологически невыбираемого остатка жидких углеводородов на дне емкости, измерение плотности сливаемого продукта, определение объема остатка жидких углеводородов по данным калибровочной таблицы на транспортную емкость и расчете массы остатка дополнительно измеряют геометрические размеры транспортной емкости, измеряют объемную концентрацию паров углеводородов внутри емкости, измеряют температуру паровоздушной смеси внутри емкости, определяют молярную массу паров углеводородов и коэффициент налипания сливаемого продукта, вычисляют массу углеводородов налипших на внутренние стенки, а так-же массу паров углеводородов содержащихся внутри транспортной емкости по окончании слива.

Данные отличительные признаки являются существенными для достижения технического результата, так как при расчете массы углеводородов образующих технологические потери при сливе транспортных емкостей дополнительно учитывается масса углеводородов налипших на внутренние стенки, а так-же масса газообразных углеводородов содержащихся внутри транспортной емкости по окончании слива.

Способ реализуется следующим образом:

1. По окончании слива транспортной емкости производят следующие действия:

- определяют тип транспортной емкости и находят её калибровочную таблицу;

- измеряют высоту сферического днища, диаметр и длину цилиндрической части транспортной емкости;

- измеряют высоту уровня технологически невыбираемого остатка жидких углеводородов на дне емкости;

- измеряют объемную концентрацию паров углеводородов внутри емкости и отбирают газовую пробу;

- измеряют температуру паровоздушной смеси внутри емкости;

- отбирают пробу сливаемого продукта.

2. В лабораторных условиях:

- определяют плотность сливаемого продукта;

- определяют молярную массу паров углеводородов сливаемого продукта;

- определяют коэффициент налипания сливаемого продукта в следующем порядке:

а) определяют геометрические размеры (длину, ширину и толщину) и массу чистой стальной пластины ;

б) погружают пластину в пробу слитого продукта и выдерживают в климатической камере до достижения заданной температуры в диапазоне от 0 до 50 градусов с шагом в 10 С;

в) достают пластину из пробы слитого продукта и выдерживают в климатической камере при заданной температуре до прекращения каплепадения, не более 1 капли за 30 секунд;

г) определяют массу смоченной пластины после прекращения каплепадения;

д) определяют значение коэффициента налипания продукта по формуле:

где, - масса чистой стальной пластины, кг;

- масса смоченной стальной пластины, кг;

- геометрические размеры пластины: длина, ширина и толщина, м.

3. При обработке результатов измерения проводят следующие расчеты:

- по калибровочной таблице определяют полный объем транспортной емкости и объем технологически невыбираемого остатка жидких углеводородов на дне емкости соответствующий его высоте уровня взлива;

- вычисляют массу углеводородов нефти и нефтепродуктов , образующих технологические потери при сливе транспортных емкостей по формуле

где, - объем несливаемого остатка определенный по калибровочной таблице на транспортную емкость, дм³;

- плотность сливаемого продукта, кг/м³;

- коэффициента налипания продукта при температуре соответствующей климатическим условиям слива, кг/м²;

- число Пи;

- диаметр цилиндрической части транспортной емкости, м;

- высота сферического днища транспортной емкости, м;

- длина цилиндрической части транспортной емкости, м;

- полный объем транспортной емкости определенный по калибровочной таблице, м³;

- объемная концентрацию паров углеводородов внутри емкости, об. %;

- значение атмосферного давления при н.у., кПа;

- универсальная газовая постоянная, Дж/моль К;

- молярная масса паров углеводородов в емкости, г/моль;

- температура паровоздушной смеси внутри емкости, К.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ, при котором измеряют геометрические размеры транспортной емкости, измеряют объемную концентрацию паров углеводородов внутри емкости, измеряют температуру паровоздушной смеси внутри емкости, определяют молярную массу паров углеводородов и коэффициент налипания сливаемого продукта, вычисляют массу углеводородов налипших на внутренние стенки, а так-же массу паров углеводородов содержащихся внутри транспортной емкости по окончании слива.

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

Заявляемое изобретение относится к способам измерения массы углеводородов нефти. В способе по окончании слива транспортной емкости измеряют высоту уровня технологически невыбираемого остатка жидких углеводородов на дне емкости, определяют плотность сливаемого продукта, определяют объем остатка жидких углеводородов по данным калибровочной таблицы на транспортную емкость, дополнительно измеряют геометрические размеры транспортной емкости, измеряют объемную концентрацию паров углеводородов внутри емкости, измеряют температуру паровоздушной смеси внутри емкости, определяют молярную массу паров углеводородов, определяют коэффициент налипания сливаемого продукта и вычисляют массу углеводородов нефти и нефтепродуктов , образующих технологические потери при сливе транспортных емкостей по соответствующей формуле. Техническим результатом является повышение точности измерения массы углеводородов нефти и нефтепродуктов, образующих технологические потери при сливе транспортных емкостей.

Способ измерения массы углеводородов, образующих остатки в транспортных емкостях по окончании слива нефти и нефтепродуктов, включающий измерение высоты уровня технологически невыбираемого остатка жидких углеводородов на дне емкости, измерение плотности сливаемого продукта, определение объема остатка жидких углеводородов по данным калибровочной таблицы на транспортную емкость и расчете массы остатка, отличающийся тем, что дополнительно измеряют геометрические размеры транспортной емкости, измеряют объемную концентрацию паров углеводородов внутри емкости, измеряют температуру паровоздушной смеси внутри емкости, определяют молярную массу паров углеводородов, определяют коэффициент налипания сливаемого продукта и вычисляют массу углеводородов нефти и нефтепродуктов M_н, образующих технологические потери при сливе транспортных емкостей по формуле

,

где V_нсо - объем несливаемого остатка, определенный по калибровочной таблице на транспортную емкость, дм³;

ρ_н - плотность сливаемого продукта, кг/м³;

K_н - коэффициент налипания продукта при температуре, соответствующей климатическим условиям слива, кг/м²;

π - число Пи;

d - диаметр цилиндрической части транспортной емкости, м;

h - высота сферического днища транспортной емкости, м;

- длина цилиндрической части транспортной емкости, м;

V_емк - полный объем транспортной емкости, определенный по калибровочной таблице, м³;

C_об - объемная концентрация паров углеводородов внутри емкости, об.%;

101,325 - значение атмосферного давления при н.у., кПа;

8,3145 - универсальная газовая постоянная, Дж/мольК;

M_пар - молярная масса паров углеводородов в емкости, г/моль;

T_пар - температура паровоздушной смеси внутри емкости, К.