Способ определения потерь от испарения нефти и нефтепродуктов

 

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 .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аю (n) acsg С 01 N 5 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О 1 .КРЫТИЙ ществление, массу испарившихся угле водородов определяют по изменению массы испарившейся индикаторной жидкости, размещенной в емкости в газо- вом пространстве исследуемой среды, а величину потерь С рассчитывают по. формуле

4 д .у„ „.1, )г где k дш

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ (21) 3516948/23-26

{22) 30.08.82 (46) 30.10.84. Бюл. У 40

"(72) А.Е. Ольгин (71) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти ".Союзтермнефть" (53) 543.08(088.8) (56) 1. Методические указания по определению фактических потерь нефти на предприятиях министерства нефтяной промыпи1енности. "ВНИИСПТнефть", Уфа, 1972, с. 30-31.

2. Методические указания по определению технологических потерь нефти на предприятиях министерства нефтяной промышленности, РД39-3-540-81, ВНИИСПТнефть, Уфа, 1981, с. 12-17. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЗПНИЯ 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 осубезразмерный коэффициент испарения, величина которого изменяется в пределах

1-0 ° 5; масса .испарившейся индикаторной жидкости, кг; площадь зеркала испарения исследуемой среды, м2; плотность исследуемой средь, кг /мэ; диаметр зеркала испарения индикаторной жидкости, м; плотность индикаторной жид" кости, кг/мз .

Изобретение относится к измерению технологических потерь нефти и нефтепродуктов от испарения и может быть использовано на нефтепромыслах в системах подготовки нефти в резервуарах, эксплуатирующихся с переливной трубой при постоянном поступлении нефти, или же при хранении нефтепродуктов, перегонка которых осуществляется в узком диапазоне температур 10 (бензин, спирт, керосин, толуол и тде) °

Известен способ определения потерь нефти от испарения по изменениям давления насьпценных паров. В 15

1 комплект такой установки входят термостат, аналитические весы, водяная баня, бомба Рейда, манометр. Сущность способа основывается на том, что при испарении нефти выделяются 20 преимущественно легкие углеводороды.

Это приводит к уменьшению давления насьпценных паров. Следовательно если заранее установлена зависимость давления насыщенных паров от относитель-25 ной весовой доли испарившейся нефти первоначального состава, то, отобрав пробу этой нефти после источника потерь (например, открытый резервуар) и измерив давление насыщения паров З0 нефти, можно определить величину потерь нефти в весовых процентах.

Теоретической основой метода является формула Н.H. Константинова: .Ы

k Р где Р,Р— давление насьпценных пазп б ров исходного и испариншегося. образцов;

40 б — весовая доля потерь (oT исходного образца);

- эмпирический коэффициент, постоянный для данной нефти. 45

Относительная погрешность метода при единичном измерении достигает

ЗОХ, ее можно несколько уменьшить проведе.нием четырех-пяти параллельных опытов Я .

Недостатками данного метода явля-. ются длительность проведения анализа (более ЗО ч), его трудоемкость и низкая точность.

Наиболее близким к изобретению 55 является способ определения потерь нефти от испарения, основанный на измерении количества паровоздушной

99 2 смеси, выходящей из резервуара. Массовые потери углеводородов определяются по формуле бc l)0 где V — приведенный к нормальным с условиям объем паровоздушной смеси, вьппедшей иэ резервуара за измеренный промежу" ток времени, м ;

1"о о — ппотность вытесняемых углеводородных паров, кг/м ;

С вЂ” концентрация углеводородов в паровоэдушной смеси, доли единицы .

Объем паровоздушной смеси замеряется ротационными газовыми счетчиками„ концентрация углеводородов опре— деляется на хромотографах. Погреш" кость единичного определения величины потерь находится в пределах

6-143. (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 эа этот же промежуток времени, снижается за счет исключения многих операций, необходимых .при использовании известного способа, таких, например, как отбор и анализ проб паровоздушной смеси, выходящей иэ 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 íà era осуществление.

Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу, включающему измерение регистрирующих параметров с последующим определением массы испарившихся углеводородов, массу испарившихся углеводородов определяют по изменению массы испарившейся индикаторной жидкости,размещенной в емкости в газовом пространстве исследуемой среды, а величину С потерь рассчитывают по формуле Ь н с .п. 1г

1121599 где k — безразмерный коэффициент испарения, величина которого изменяется в пределах

1-0,5;

g m — масса испарившейся индикаторной жидкости, кг;

F — площадь зеркала испарения исследуемой среды, м ; и — плот нос т ь иссл еду е мой с ре =

/ з. l0

D —. диаметр зеркала испарения индикаторной жидкости, м; — плотность индикаторной аи жидкости, кг/м .

Если используют в качестве индика- 15 торной жидкости не те же самые вещества, за процессом хранения которых наблюдают, а другую жидкость, то предварительно определяется зависимость между их скоростями испарения. 20

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Емкость 1 переменного объема, состоящая из корпуса 2 с гофром 3 и 25 кольцевым поплавком 4, подвешивается на четырех диаметрально расположенных стержнях 5 и тросе 6 и помещается в газовое пространство резервуара

7 . Другой конец троса закрепляется gO на одном из плеч рычажных весов 8. На другое плечо весов помещаются грузы 9 со шкалами 10 и измеряющий груз ,11, перемещение которого фиксируется по шкале 12. Момент равновесия рычаж35 ных весов устанавливается по шкале 13, Газовое пространство резервуара 7 герметизируется сальником 14.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. 40

В емкость 1 заливается индикаторная жидкость. Для сохранения постоянных условий процесса испарения индика:.торной жидкости (неизменность положе ния зеркала испарения индикаторной 45 жидкости относительно верхней кромки емкости 1) емкость 1 выполнена переменного объема. По мере наполнения емкости гофр 3 растягивается за счет усилия, развиваемого подъемной силой ° 50 действующей на кольцевой поплавок 4 °

При этом величина расстояния от зеркала испарения индикаторной жидкости до верхней кромки кольцевого поплавка 4 остается постоянной. То же са- 55

;мое происходит и при испарении жидкости и опускании кольцевого поплав ка 4.

В качестве индикаторной жидкости в зависимости от физических свойств контролируемой среды применяют различные однокомпонентные вещества или же фракции углеводородов, выкипающие в узком интервале температур, с упругостью паров в 1,5-3,5 раза выше, чем 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 обеспечивав ется герметизация газового простран ства резервуара. Через заданный промежуток времени, например через неделю, производят определение количества 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 испарив. шейся индикаторной жидкости (а m), 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 ,„4a Ун у л где k — безразмерный коэффициент испарения, величина которо"

1121599

ro измеряется в пределах

1-0,5

hm - масса испарившейся индикаторной жидкости, кг;

Р— площадь зеркала испарения 5 нефтепродукта„ м ; - плотность испарившегося нефтепродукта, кг/м ;

D " диаметр зеркала испарения индикаторной жидкости„ м; р — плотность индикаторной жид" кости, кг/м .

Везразмерный коэффициент испарения Ck) показывает во сколько раэ испарение контролируемой жидкости . меньше, чем индикаторной жидкости.

Когда контролируются потери однокомпонбнтных или узкофракционных нефте- пРодУктов, коэффициент испарения можно определить на основании лабо- 20 раторных исследований. Для этого точно отмеренные объемы контролируемого B 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:

ЗО

Vg gV

v — v* к

1 где Ч„,Ч» — объемы контролируемой и индикаторной жидкости до процесса испарения;

Ч,Ч2 — объемы контролируемой

К Й и индикаторной жидкости после процесса испарения.

В том случае, когда контролируемая жидкость представляет собой 40 смесь компонентов, обладающих различной температурой кипения, например нефть, то для определения величины коэффициента испарения необходимо провести комплекс систематических 45 измерений непосредственно на промьппленном объекте ипи же на физической моделя объекта. Применение предлагаемого способа дпя контроля за потерями многокомпонентных смесей возможно только при условии постоянства нх состава. Это требование не является черезмерным, так как при нефтепромысловом сборе нефти используется большое количество сырьевых реэервуаров, в которых нефть практически пос тоя Hío ro состава прокачивается сквозь водную 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 балпон,.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, (O) 10 мм (точность измерения 1.0,1 мм), площадь зеркала испарения бензина в баллоне 243,63 см (точность измерения +1 мм). В качестве индикаторной жидкости взят растворитель Ó 647.

Плотность растворителя в бензине опре делена ареометром (при нормальных условиях) и равна соответственно и= 0,770 и = 0,832 с погрешностью +0,001 г/смз . Коэффициент испарения на основании параллельных опытов определен равным k = 0,697 с относительной погрешностью 1,3Х.

Предлагаемый способ позволяет осуществить более простой и оперативный контроль за потерями нефти и нефтепродуктов. При использовании различ. ных датчиков веса (например,тензо- . метрических) становится возможным организовать и дистанционный, непрерывный контроль за технологическими потерями контролируемого продукта, а при необходимости и их:регистрация. Точное и своевременное измерение фактических потерь нефти и нефтепродуктов является основной для разработки различных организационных мероприятий, способствующих их сокращению. Кроме того, предлагаемый способ позволяет осуществить строгий учет за потерями некоторых видов нефтепродуктов (бензнн, спирт) при их хранении.

I )21599