Способ определения влагосодержания нефти и нефтепродуктов

Способ определения влагосодержания нефти и нефтепродуктов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ, , включающий облучение исследуемого образца в области спектра 1,852 ,1 мкм нефти с последующей регистрацией рассеянного образцом излучения, отличающийся тем, что, с целью расширения возможности анализа и повышения его точности,исследуемый образец эмульгируют, измеряют в процессе эмульгирования интенсивность излучения, рассеянного образцом в одном из направлений передней полусферы рассеяния, вычисляют производную от интенсивности рассеяния по времени, находят экстремальную величину производной и по (Л С ней определяют величину влагосодержания нефти и нефтепродуктов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН . зш G 01 N 21/49

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3513980/18- 25 (22) 19. 11.82 (46) 30.09.84. Бюл. Р 36 (72) С.Л. Ощепков, А.П. Пришивалко, В.А. Кучернюк и M.Ï. Есельсон (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики АН Белорусской

ССР и Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности "Укргипрониинефть" (53) 535.36 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 486256, кл. С 01 И 21/81, 1971.

2. Пришивалко А.П., Ощепков С.Л.

Определение среднего размера частиц и концентрации водонефтяных эмульсий методами светорассеяния. - "Журнал прикладной спектроскопии", 1979, 30, У 6, с. 1093 (прототип).

„SU„„»>S Е A (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ, включающий облучение исследуемого образца в области спектра 1,852,1 мкм нефти с последующей регистра цией рассеянного образцом излучения, отличающийся тем, что, с целью расширения возможности анализа и повышения его точности,исследуемый образец эмульгируют, измеряют в процессе эмульгирования интенсивность излучения, рассеянного образцом в одном из направлений передней полусферы рассеяния, вычисляют производную от интенсивности рассеяния по времени, находят экстре

NBJIbH Величину производной и по ней определяют величину влагосодержания нефти и нефтепродуктов.

1 11

Изобретение относится к области исследования веществ с помощью оптических методов и может быть ис-. пользовано для контроля содержания воды. в нефти и нефтепродуктах как в лабораторных условиях, так и не- посредственно на потоке в процессе безрезервуарной транспортировки продукции нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. Информация о влагосодержании нефти и нефтепродуктов необходима для контроля их качества на различных технологических этапах добычи, подготовки и эксплуатации продукции.

Известен способ определения влагосодержания нефти и нефтепродуктов, заключающийся в выделении характеристик спектрального поглощения воды при прохождении через водонефтяную эмульсию излучения в области спектральной прозрачности нефти,т.е. в области длин волн 1,85-2, 1 мкм.

Для его реализации на краях указанного спектрального интервала выбирают две эталонные длины волны, а в центре его — аналитическу!о, расположенную в максимуме полосы поглощения воды 1,942 мкм. Полагая, что узость рассмотренного спектрального интервала обеспечивает одинаковую (с точностью до постоянного слагаемого) зависимость оптической плотности водонефтяной эмульсии от ее неконтролируемых микрофизических параметров, искомое содержание воды находят по разности оптической плотности на аналитической и полусуммы оптических плотностей на эталонных длинах волн. Этот способ позволяет определить влагосодержание нефти со средней и относитель но большой концентрацией воды (1 JНедостатком данного способа является значительное возрастание погрешности с уменьшением объемного содержания воды, когда эффекты погло щения становятся сравнимыми с погрешностью измерения оптической плотности и влиянием неконтролируемых микроструктурных параметров водонефтяных эмульсий. Для малых концентраций воды погрешность определения влагосодержания по способу может достигать чОЕ и более.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения влагосодержания нефти и нефтепродуктов, включающий

16366 1

5 !

О !

55 облучение исследуемого, образца в ббласти спектра 1,85-2,1 мкм нефти с последующей регистрацией рассеянного образцом излучения Р23.

Недостатком этого способа является значительная погрешность в случае, когда в нефти и нефтепродуктах содержится большое количество твердых микропримесей. Это, как правило, продукты почвенного происхождения с преобладанием взвеси кварцевой пыли, продукты коррозии металлов, возникающие в результате транспортировки и хранения нефтепродуктов, а также нерастворимые в нефти частицы органического происхождения. Количество этих загрязнений раз лично на этих этапах добычи, транспортировки и подготовки нефти к сда че потребителю. B процессе длительного хранения нефти и нефтепродуктов оно может достигать особенно значительной величины, в объемном отношении сравнимой с содержанием эмульсионной воды. При этом твердые микропримеси дают существенный вклад в измеряемые характеристики рассеяния, и влагосодержание нефти и нефтепро-, дуктов определяется с большой ошиб- кой, достигающей 1007. и более при сравнимых количествах обеих фракций.

Цель изобретения — расширение возможностей анализа при сравнимых объемных содержаниях воды и твердых загрязнений и повышение точности анализа путем исключения влияния твердых примесных фракций на измеряемую величину.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения влагосодержания нефти и нефтепродуктов, включающему облучение исследуемого образца в области спектра 1,85-2, 1 мкм нефти с последующей регистрацией рассеянного образцом излучения, исследуемый образец эмульгируют, измеряют в процессе эмульгирования интенсивность излучения, рассеянного образцом в одном иэ направлений передней полусферы, вычисляют производную от интенсивности рассеяния по времени, находят экстремальную величину производной и по ней определяют величину влагосодержания нефти и нефтепродуктов.

Процесс эмульгирования приводит к разрушению крупных капель воды, не менее ее общего объемного содер-, 11163

3 жания в фотометрируемом объеме образца. При этом форма, размеры и общее объемное содержание частиц твердых микропримесей не изменяются, Поэтому производная по времени от

5 интенсивности рассеянного водой и твердой фракциями излучения для оптически тонких образцов водонефтяных эмульсий, в которых интенсивность рассеянного излучения аддитивна- относительно содержания обеих фракций, определяется только наличием эмульсионной воды. В результате удается полностью устранить влияние твердых примесных фракций на измеряемую величину. При этом указанная производная, как и интенсивность рассеянного излучения, прямо пропорциональна объемному содержа нию эмульсионной воды и зависит от времени эмульгирования (через изменение дисперсного состава капель). Для учета влияния изменяющегося дисперсного состава водонефтянбй эмульсии на измеряемую величину предлагается воспользоваться характерной устойчивой закономерностью изменения производной по времени эмульгирования от интенсивности рассеянного излучения.В частности, 30 предлагается находить экстремальное значение полученной. производной.

Это объясняется тем, что в экстремуме измеряемой производной интенсивность рассеянного излучения наиболее чувствительна к времени 35 эмульгирования и это приводит к повышению точности регистрации полезного сигнала. Кроме того,интерпрета. ция экстремальных значений производ. ной оказывается очень удобной для сравнительного анализа. Действительно, для интерпретации результатов изменений с анализируемым образцом необходимо располагать градуировочными измерениями, проведен- 45 ными для некоторого эталонного образца с известным влагосодержанием.

Поскольку при этом состоянии дисперс. ности капель воды анализируемого и эталонного образцов в начальный 50 момент времени эмульгирования могут отличаться, то одного лишь заданного промежутка времени эмульгирования оказывается недостаточно для прямого сравнительного анализа. Экстре- 55 мальные же значения производных практически не зависят от состояния дисперности капель воды в начальный

66 4 момент времени эмульгирования и от —личаются для эталонного и анализи.руемого образцов лишь за счет объемного содержания воды. Поэтому концентрация эмульсионной воды в анализируемом образце оказывается прямо пропорциональной экстремальному значению производной от интенсивности рассеянного излучения по времени эмульгирования, где множителем пропорциональности служит отношение концентрации к экстремальному значению соответствующей производной для эталонного образца водонефтяной эмульсии.

Пример. Исследование влагосодержания нефти Речицкого месторождения °

В безводную нефть добавляют в объемном отношении 0,17. пластовой воды и полученную смесь эмульгируют гропеллерной мешалкой PT-2.

Толщина фотометрируемого слоя образца водонефтяной эмульсии 1 мм, длина волны света 1,942 мкм.

На чертеже приведены зависимости от времени змульгирования указанных производных от интенсивности рассеянного излучения с длиной волны

1,942 мкм, отнесенных к интенсивности падающего на образец пучка света.

Кривые 1,2,3 и 4 соответствуют направлениям рассеяния 2,6, 10 и 20 относительно направления распространения падающего на образец пучка света. Как видно из чертежа,для указанных временных зависимостей производных характерны четко выраженные экстремумы, положение кбторых .зависит от направления рассеяния. Например, при угле рассеяния

6 максимум производной наблюдается при времени эмульгирования около

15 с, а минимум — около 3 мин, С увеличением угла рассеяния экстремумы производной наблюдаются для больших времен эмульгирования.

Поэтому, чем более мелкими являются капельки воды для анализируемого образца водонефтяной эмульсии в начальный момент времени эмульгирования, тем для больших углов рассеяния приходится проводить измерения, чтобы при эмульгировании зафиксировать экстремум. Конкретные рекомендации по выбору направлений рассеяния должны рассматриваться на основе имеющихся представлений

116366

nfl

ZSnt

dl

dtnt

SHHHIN 3 6 22 .35

822 ga еще

ФилшВ ШШ ев, й+йайервд, уа.йреемаМ, 4

5 1 о степени дисперсности эмульсии, например, в пределах определенного технологического этапа подготовки нефти.

Поскольку влагосодержание нефти прямо пропорционально рекомендуемой для измерений величине, то погрешность определения влагосодержания по предлагаемому способу приблизительно равна погрешности измерений.

Погрешность определения влагосодержания нефти и нефтепродуктов по известному способу приблизительно в три раза больше погрешности измерений показателя ослабления и интенсивности рассеянного излучения.

Однако, если даже ошибка измере-; ний этих характеристик равна нулю, то погрешность определения влагосодержания нефти при сравнимых концентрациях воды и твердых загрязнений по известному решению достигает

100Х и более. Применение предлагаемого способа и в этом дает точный результат .

Предлагаемый способ обеспечивает непрерывный надежный контроль влагосодержаний нефти и нефтепродуктов независимо от наличия в них любого количества твердых микропримесей в процессе транспортировки нефтепродуктов по трубопроводам,при заправке !

5 автотранспорта и самолетов и дает возможность создать простые автома- тические устройства для контрбля влагосодержания нефти и нефтепродуктов .