Способ определения параметровэмульсионной воды b нефти

Способ определения параметровэмульсионной воды b нефти

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ©УСВ©МУ ТИЛЬСИУ

Свеев Советских

Сецмалнстмческмх

Ресаублмк

< 807148 (61) Даюлнмтельмое к авт. свмд-ву (22) Заявлено ОМ479 (21) 2747556/18-25 (siiN кл3 сприсоедмнеммем заввкийв

6 01 и 15/02

Гоеударствеяаыб квинтет

СССР по делам кзобретений я вткрытяб (23) Приоритет

Опубликовано 23,0281. Ьюллетемь ИВ 7

М) НЖ 535.24.

° 472 (088. 8) Дата опубликования описания 2 30281 (72) Авторы изобретения

В.Н.Кузьмин, М.П.Есельсон, С.Я.Ощепков, A.Ï.Ïðèøèâàëêî и В.Ю.Яновский.j „- ß;: рг .:, (8% " > " >

Ордена Трудового Красного Знамени институт" физики АН Белорусской CCP

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭМУЛЬСИОННОИ

ВОДЫ В НЕФТИ:

Изобретение относится к оптике рассеивающих сред, может быть использовано для определения среднего размера частиц и концентрации эмульсионной воды в нефти и необходимо для оптимизации технологических процессов осушения и контроля качества нефти.

Известен способ определения срЕднего размера частиц дисперсных систем tO основанный на измерении коэффициента рассеивания (1) .

Недостатком этого способа является то, что он применим только для сред с незначительным отклонением от 15 монодисперсности, т. е. полидисперсных сред с весьма узким распределением частиц по размерам. В реальном диапазоне спектра размеров способ не применим для гранулометрического 2ф анализа водонефтяных эмульсий.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения параметров эмульсионной воды в нефти, среднего разме»" 25 ра частиц и их концентрации, заключающийся в облучении исследуемой среды в области спектра 1,85-2,1 мкм с последующей регистрацией рассеянного излучения f21. 30

Однако светорассеивающие характеристики требуют измерения, рассеянного водонефтяной эмульсией излучения, фотоприемником с достаточно малым апертурным углом приема, что соответствует, как правило, малой площадке кли большому удалению фотоприемника от исследуемого образца. Для малых концентраций води в нефти использование фотоприемника с малой светочувствительной поверхностью требует применения высокочувствительной дорогостоящей усилительной аппаратуры без которой возможно снижение точности измерений, а следовательно, увеличение погрешности определения искомой величины. В то же время, анализ малообводненной, например экспортной нефти имеет большое народнохозяйственное значение в обеспечении высокой прибыльности комМерческих, операций.

Цель изобретения — одновременное определение среднего размера частиц и концентрации эмульсионной воды в нефти, а также повышение точности.

Поставленная цель доатигается тем, что в чзвестном способе определения параметров эмульсионной воды в нефти, среднего ра4мера частиц и их концент807148

Ж(а3- ф т>1Са,, где а и а — радиусы фотоприемников 1 и 2 (фиг.1), то отношение регистрируемых ими потоков рассеянного водонефтяной эмульсией излучения можно записать так: !

Ь рации, заключающемся в облучении исследуемой среды в области спектра

1,85-2,1 мкм с последующей регистрацией рассеянного излучения, пря облучении одновременно измеряют потоки излучения, падающего на исследуемый образец и рассеянного им в двух заданных телесных углах, ось симметрии которых совпадает с направлением распространения падающего пучка света а искомые параметры определяют, соот- О ветственно,из отношения потоков рассеянного излучения и отношения падающего потока к одному из потоков рассеянного излучения.

На фиг. 1 изображена схема реали-, зации способа; на фиг.2 - график отношения регистрируемых потоков рассеянного излучения.

Устройство содержит фотоприемники 1 и 2, пучок 3 света, кювету 4 °

Способ осуществляется следующим 26 образом.

На кювету 4, содержащую плоскопа= раллельный слой исследуемого образца нефти толщиной 1, направляют узкий нерасходящийся пучок 3 света с сече- Я нием Бо= ь где а — радиус пучка света (фиг.1}, а эа кюветой находится фотоприемник с круглой светочувствительной площадкой, нормаль к центру которой совпадает с направле- ЗЕ нием распространения падающего пучка.

Если площадь фотоприемника S „ =1Ъ )ЪФй;

% о где а - радиус фотоприемника, то регистрируемый им ноток излучения можно записать в виде

3S

-kfZ -Куу- м

2д о 0 26P (1) где где ае„и доз - телесные углы, под которыми видны фотоприемники 1 и 2 из центра образца.

Отношение F /F<, как видно из (4), не зависит от концентрации водонефтяной эмульсии. Использование отношения потоков излучения, рассеянного водонефтяной эмульсией и регистрируемого двумя фотоприемниками с достаточно большими светочувствительными площадками по предлагаемой схеме, позволяет с помощью этого легко реализуемого в промышленном устройстве процесса измерений сопоставить измеряемую величину с обуславливающими ее свойствамн дисперсности эмульсии, определяещдчи зависимостью К д от среднего объемно поверхностногЬ радиуса капель воды. Используя известную зависимость правой части (4) от этого среднего радиуса, значения г можно определить по измеренному отношению потоков F< и F< (точками представлены значения ! величины К у K е е-1, в зависимости от среднего радиуса для излучения с

p = 1,942 мкм, (фиг.2) . Эта величина однозначно зависит от среднего радиуса капель воды. Аппроксимируя ее гиперболой (фиг. 2), можно получить простое соотношение для определения

ir иэ измерений в 4 /Fg

r = 1S(F„)FP 1 (5) ь Ь х =zz 1х(plsceyag <21

2аР

Определив средний радиус частиц, можно найти концентрацию водонефтяной эмульсии из соотношения потока падающего на исследуемый образец водонефтяной эмульсии к потоку излучения, регистрируемого сдним иэ используемых в предлагаемой схеме фотоприемников, например, из отношения

2 = — СВ

Р (3) F - поток падающего на кювету излучения, С вЂ” объемная концентрация воды в нефти, @ 3= arctgц)Й, и — расстояние от кюветы дс фотоприемника, g} угол рассеивания, K2hg и Х (p)— приведенные коэффициенты ослабления и индикатриса рассеивания.

В соотношении (1) первый член описывает ослабление прямо прошедшего пучка, е второй — попадающий на приемник поток рассеянного излучения.

Если исключить иэ регистрации прямо прошедший пучок, например, сделав в фотоприемнике отверстие с сечением )Гас "c центром на оси у, то оставшийся поток излучения определяется вторым членом в (1) . Если испольэовать два фотоприемника 1 и 2 с площадями светочувствительной поверхности, соответственно, ьа . >> f< a и 6$ к (Г- ) (}4 i ec о () ®4

2Ь 3„ где гравая часть известным обраэом зависит от г°, для водонефтяных эмульсий

Кй, (r)+eс С< 1(2 д}31 < 6 e С 2 мм), тогда о

С Е

M К(Р)К (P> (7)

Предлагаемый способ позволяет обеспечить непрерывный экспрессный контроль среднего размера частиц и концентрации эмульсионной воды в нефти, как при ее транспортировке по трубопроводу (на насосных станциях), 8071 48 так н в лабораторных условиях, Он характеризуется простотой-, надежностью и обеспечивает возможность автоматизации гранулометрического контроля и анализа влагосодержания нефти и нефтепродуктов, Точность определения среднего размера частиц воды возрастает в 2-4 раза, не требуя применения дорогостоящей аппаратуры для усиления сигналов.

Использование данного способа позволяет обеспечить сдачу нефти потреби«

l телям с минимальным влагосодержаиием в соответствии с существующими техническими нормами, 1

Формула изобретения

Способ определения параметров эмульсионной, воды в нефти, среднего размера частиц и их концентрации эаключающнйся в облучении исследуе- 39 мой среды в области спектра 1,852,1 мкм с последунхцей регистрацией рассеянного излучения, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью одно временного определения среднего размеpil.частиц и концентрации эмульсион;ной воды в нефти и повышения точнос:ти, одновременно измеряют потоки

I излучения, падающего на исследуемый образец и рассеянного им в двух заданных телесных углах, ось симметрии которых совпадает с направлением распространения падающего пучка света, а искомые параметры определяют, соответственно, из отношения потоков рассеянного излучения и отношения падающвго потока к одному из потков рассеянного излучения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 2248501, кл. G 01 Н 15/02, 19?5.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 25122б1/18-25, кл. О 01 Н 15/02, 25.07.77 (прототип).

807148 Редактор В. Еремеева

Корректор И.Муска

Эаказ 273/66 Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Мду4 Г

Составитель A.Ùóðîâ

Техред Т. Маточка Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Провктная, 4