Способ определения потерь от испарения нефти и нефтепродуктов Советский патент 1984 года по МПК G01N5/04 

Изобретение относится к измерению технологических потерь нефти и нефте продуктов от испарения и может быть использовано на нефтепромыслах в системах подготовки нефти в резервуа pax, эксплуатирующихся с переливной трубой при постоянном поступлении нефти, или же при хранении нефтепродуктов , перегонка которых осуществля ется в узком диапазоне температур (бензин, спирт, керосин, толуол и т.д.). Известен способ определения потерь нефти от испарения по изменениям давления насыщенных паров. В комплект такой установки входят термостат, аналитические весы, водянай баня, бомба Рейда, манометр. Сущ ность способа основывается на том, что при испарении нефти вьщеляются преимущественно легкие углеводороды. Это приводит к уменьшению давления насыщенных паров. Следовательно если заранее установлена зависимость давления насыщенных паров от относитель ной весовой доли испарившейся нефти первоначального состава, то, отобрав пробу этой нефти после источника потерь (например, открытый резервуар) и измерив давление насыщения паров нефти, можно определить величину потерь нефти в весовых процентах. Теоретической основой метода является формула Н.Н. Константинова: где Pg,Pg - давление насыщенных паров исходного и испарив щегося образцов; б - весовая доля потерь (от исходного образца)j k - эмпирический коэффициен постоянный для данной нефти. Относительная погрешность метода при единичном измерении достигает 30%, ее можно несколько уменьшить проведением четырех-пяти параллельны опытов . Недостатками данного метода являются длительность проведения анализа (более 30 ч), его трудоемкость и низ кая точность. Наиболее близким к изобретению является способ определения потерь нефти от испарения, основанный на измерении количества паровоздушной смеси, выходящей из резервуара. Массовые потери углеводородов определяются по формуле G V(,Cpo где V - приведенный к нормальным условиям объем паровоздушной смеси, вьшедшей из резервуара за измеренный промежу. ток времени, м; РО - плотность вьп-есняемых углеводородных паров, С - концентрация углеводородов в паровоздушной смеси, доли единиць. Объем паровоздушной смеси замеряется ротационными газовыми счетчиками, концентрация углеводородов определяется на хромотографах. Погрешность единичного определения величины потерь находится в пределах 6-U%.2. Недостатками известного способа являются трудоемкость и длительность Проведения-анализа. Трудоемкость определения величины потерь жидких нефтепродуктов за заданный промежуток времени по величине потери массы индикаторной жидкости, измеренной за этот же промежуток времени, снижается за счет исключения многих операций, необходимых-при использовании известного способа,таких, например, как отбор и анализ проб паровоздущной смесиS выходящей из резервуара, проводимых не менее четырех-пяти раз в сутки в течение 3-4 дней, фиксирование показаний счетчика каждый час и т.д. Цель изобретения - сокращение времени проведения анализа и снижение затрат на его осуществление. Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу, включающему измерение регистрирующих параметров с последующим определением массы испарившихся углеводородов , массу испарившихся углево- дородов определяют по изменению массы испарившейся индикаторной жидкости, размещенной в емкости в газовом пространстве исследуемой среды, а величину G потерь рассчитывают по формуле 4bm-)f,, Y7:ir

3.

где k - безразмерный коэффициент

испарения, величина которого изменяется в пределах 1-0,5; дт - масса испарившейся индикаторной жидкости, кг; F - площадь зеркала испарения

исследуемой среды, (, - плотность исследуемой ере-ды,

D -г диаметр зеркала испарения индикаторной жидкости, м; YJ, - плотность индикаторной

жидкости, кг/м.

Если используют в качестве индика торной жидкости не те же самые вещества, за процессом хранения которых наблюдают, а другую жидкость, то предварительно определяется зависимость между их скоростями испарения.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Емкость 1 переменного объема, состоящая из корпуса 2 с гофром 3 и кольцевым поплавком 4, подвешивается на четьфех диаметрально расположенных стержнях 5 и тросе 6 и помещается в газовое пространство резервуара 7. Другой конец троса закрепляется на одном из плеч рычажных весов 8. iHa другое плечо весов помещаются грузы 9 со шкалами 10 и измеряющий груз ,11, перемещение которого фиксируется по шкале 12. Момент равновесия рычажных весов устанавливается по шкале 13 Газовое пространство резервуара 7 герметизируется сальником 14.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

В емкость 1 заливается индикаторная жидкость. Для сохранения постоянных условий процесса испарения индик; торной жидкости (неизменность положения зеркала испарения индикаторной ЖЩ1КОСТИ относительно верхней кромки емкости 1) емкость 1 выполнена переменного объема. По мере наполнения емкости гофр 3 растягивается за счет усилия, развиваемого подъемной силой действующей на Кольцевой поплавок 4. При этом величина расстояния от зеркала испарения индикаторной жидкости до верхней кромки кольцевого поплавка 4 остается постоянной. То же самое происходит и при испарении жидкости и опускании кольцевого поплавка 4.

599

В качестве индикаторной жидкости в зависимости от физических свойств контролируемой среды применяют различные однокомпонентные вещестпа или же фракции углеводородов, выкипающие в узком интервале температур, с упругостью паров в 1,5-3,5 раза выше, че упругость паров контролируемой нефти Контролируя процесс испарения низкокипящих веществ узких фракций, в качестве индикаторной жидкости могут применять то же самое вещество. Емкость 1 подвешивается на тросе 6 и помещается в газовое пространство резервуара 7 на высоту 10-30 см над зеркалом испарения нефти.

Взвешивается первоначальная масса индикаторной жидкости путем перемещения компенсирующих (грубой и точной настройки) грузов 9 по шкалам 10 до момента равновесия по шкале 13. При этом груз 11 устанавливается в крайнее левое положение.

После, окончания операции взвешивания грузы 9 арретируются и полученная масса регистрируется в журнале . Сжатием сальника 14 обеспечивается герметизация газового простран ства резервуара. Через заданный промежуток времени, например через неделю, производят определение коли- .

.чества потерь нефти. Для этого освобождают трос 6 от сальника 14 и перемещением груза 11 добиваются положения равновесия весов по шкале 13.

По шкале 12, проградуированной в единицах массы, определяют массу испарившейся индикаторной жидкости (Дт),

сдвигают груз 11 в крайнее левое положение и добиваются условия равновесия грузами 9, которые затем снова арретируют до следующего измерения.

Таким образом, становится возможным многократное использование первоначально залитой массы индикаторной жидкости без ее доливки. Условия испарения индикаторной жидкости во всех измерениях практически постоянны, так как по мере уменьшения ее количества кольцевой поплавок 4 опускается вместе с уровнем жидкости. Количество потерь нефти рассчитывается по формуле

Г - U Р

-ьг гъ

где k

- безразмерный коэффициент испарения, величина которого измеряется в пределах 1-0,5; 4т - масса испарившейся индикаторной жидкости i кг; F - площадь эеркала испарения нефтепродукта IL м ; JH - плотность испарившегося нефтепродукта, кг/м; D - диаметр зеркала испарения индикаторной жидкости, HI j - плотность индикаторной йсид кости, кг/м. Безразмерный коэффициент испарения (k) показьшает во сколько раз испарение контролируемой жидкости меньше, чем индикаторной жидкости. Когда контролируются потери одноком понентных или узкофракционных нефте продуктов, коэффициент испарения можно определить на основании лабораторных исследований. Для этого точно отмеренные объемы контролируе мого в индикаторных веществ помещаются в открытые сосуды одинакового диаметра и выдерживаются в течение 1-2 недель в условиях, приближенных к условиям эксплуатации резервуаров Коэффициент испарения определяется по следующему выражению: где V - объемы контролируемой и индикаторной жидкости до процесса испарения; tf обьемы контролируемой и индикаторной жидкости после процесса испарени В том случае, когда контролируемая жидкость представляет собой смесь компонентов, обладающих различной температурой кипения, например нефть, то для определения величины коэффициента испарения необход мо провести комплекс систематически измерений непосредственно на промыш ленном объекте или же на физической модели объекта. Применение предлага емого способа-для контроля за потерями многокомпонентных смесей возможно только при условии постоянств их состава. Это требование не являе ся чрезмерным, так как при нефтепромысловом сборе нефти используется большое количество сырьевых резе 1 9« вуаров, в которых нефть практически постоянного состава прокачивается сквозь водну1о подушку и переливается через сливную трубу. Если же уровень контролируемой жидкости постоянного состава колеблется, необходимо расположить емкость переменного объема на поплавке, а трос закрепить на подпружиненном шкиве, прикрепленном к . плечу коромысла весов. Пример. Для лабораторной проверки предлагаемого способа собран стенд. В качестве резервуара взят 10-литровый баЛИОН, залитый бензином в количестве 3 кг. Внутри баллона на расстоянии 1 см над поверхностью зеркала испарения бензина помещена емкость с индикаторной жидкостью, подвешенная на коромысле чащечных весов. Диаметр зеркала испарения индикаторной жидкости, внутренний диаметр кольцевого поплавка 4, (D) 10мм (точность измерения 40,1 мм), площадь зеркала испарения бензина в баллоне 243,63 см (точность измерения +1 мм). В качестве индикаторной жидкости взят растворитель № 647. Плотность растворителя в бензине опре делена ареометром (при нормальных условиях) и равна соответственно Уи 0,770 и Jf 0,832 с погрешностью +0,001 г/см. Коэффициент испарения на основании параллельных опытов определен равным k 0,697 с относительной погрешностью 1,3%. Предлагаемый способ позволяет осуществить более простой и оперативный контроль за потерями нефти и нефтепродуктов. При использовании различных датчиков веса (например,тензо- . метрических) становится возможным организовать и дистанционный, непрерывный контроль за технологическими потерями контролируе:мого продукта, а при необходимости и их фегистрация. Точное и своевременное измерение фактических потерь нефти и нефтепродуктов является основной для разработки различных организационных мероприятий, способствукщих их сокрадению. Кроме того, предлагаемый способ позволяет осуществить строгий учет за потерями некоторых видов нефтепродуктов (бензин, спирт) при их хранении.

W3 Q 3

ш II гШптш ИЧН

п

fj

V

W

Г

П

5

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕРЬ ОТ ИСПАРЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ путем измерения регистрирующих параметров с последующим определением массы испарившихся углеводородов, отличающийся тем, что, ;с целью сокращения времени проведения анализа и снижения затрат на его осуществление, массу испарившихся углеводородов определяют по изменению массы испарившейся индикаторной жиД кости, размещенной в емкости в газовом пространстве исследуемой среды, а величину потерь G рассчитывают по. формуле Ун q k.F где k - безразмерный коэффициент испарения, величина которого изменяется в пределах 1-0,5; масса испарившейся индикадт F со торной жидкости, кг; гтощадь зеркала испарения исследуемой среды, h D плотность исследуемой среды, диаметр зеркала испаре«ия индикаторной жидкости, м; ь плотность индикаторной жидкости, кг/м .

J

5 2