Способ получения флотского мазута

 

Изобретение относится к способам получения продуктов заданной вязкости путем добавления одного компонента в другой. Цель изобретения - стабилизировать вязкость получаемого продукта и тем самым оптимизировать расход дополнительного компонента (например, дизельного топлива в мазут при получении флотского мазута). Заявленный способ состоит в получении флотского мазута на потоке с использованием эталонной жидкости, имеющей вязкость, равную вязкости флотского мазута, и регулировании вязкости готового продукта в сравнении с эталонной жидкостью, пропускаемой по циркуляционной петле внутри трубопровода с готовым продуктом - флотским мазутом.

Изобретение относится к способам получения флотского мазута с заданной вязкостью путем смещения компонентов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известны различные способы получения продуктов с заданной вязкостью путем смешения компонентов.

Известен способ получения шоколадных масс путем воздействия на подачу какао-масла в зависимости от рассогласования измеренного текущего значения вязкости получаемой шоколадной массы с заданным. Однако этот способ отличается сложностью, связан с коррекцией по температуре и измерение вязкости производится дискретно, что также снижает точность способа (авт. св. СССР N 1010607, кл. G 05 D 24/02, 1981).

Известен способ регулирования вязкости жидкости в потоке (авт. св. СССР N 847295, кл. G 05 D 24/02, 1981). В основу которого заложен принцип зависимости расхода жидкости от вязкости через дроссель с ламинарным истечением потока и независимости расхода жидкости от вязкости через дроссель с турбулентным истечением потока. Согласно указанному способу при повышении вязкости на входе в регулятор увеличивается количество жидкости, проходящей через турбулентный дроссель и последовательно включенный нагреватель, в котором жидкость нагревается до определенной температуры и вязкость ее понижается. На выходе из регулятора оба потока смешиваются и жидкость имеет требуемую вязкость. При уменьшении вязкости на входе в регулятор увеличивается количество жидкости, проходящей через дроссель с ламинарным истечением и через последовательно включенный охладитель, в котором жидкость охлаждается и вязкость ее повышается. На выходе из регулятора оба потока смешиваются и жидкость имеет требуемую вязкость.

Известен способ автоматического непрерывного измерения вязкости с приведением измеряемой вязкости к заданной температуре (авт. св. СССР N 960584, кл. G 01 N 11/16, 1982).

Недостатки указанных способов заключаются в сложности.

За прототип изобретения принят способ получения флотского мазута (Ф-5) (Химия и технология топлив и масел, изд-во Химия, 1981, N 2, с. 50-51), согласно которому флотский мазут получают смешением исходных компонентов расчетным путем при 50^оС. Продукт Ф-5 приготавливают из двух компонентов: мазута и дизельного топлива при помощи станции смешения по предварительному расчету по вязкости каждого компонента, которая определяется лабораторным путем. При приготовлении продукта Ф-5 вследствие разных причин происходит изменение вязкости компонентов (работа с хода, изменение температуры, другая установка). При этом происходит перерасход дизельного топлива (вязкость продукта Ф-5 меняется от 2,8 до 4,8 Е при 50^оС).

Целью изобретения является оптимизация расхода дизельного топлива при получении флотского мазута за счет стабилизации вязкости готового продукта.

Цель достигается тем, что по способу получения флотского мазута, включающему смешению прямогонного мазута и дизельного топлива до заданной вязкости и поддержание величины этой вязкости изменением расхода дизельного топлива, расход дизельного топлива изменяют до получения равенства величин перепадов давления протекающего по трубопроводу готового продукта и эталонной жидкости, пропускаемой по циркуляционной петле внутри трубопровода с готовым продуктом, при этом длины прямых участков, на которых определяются перепады давления готового продукта и эталонной жидкости, рассчитывают предварительно из условия равенства перепадов давления при неизменяемых режимах течения готового продукта и эталонной жидкости, а расход эталонной жидкости регулируют в соответствии с расходом готового продукта. Эталонную жидкость пропускают по циркуляционной петле, часть которой расположена внутри трубопровода получаемого продукта, для достижения равенств температур эталонного и получаемого продукта.

Вязкость сравнивают через перепады давлений, при этом измеряют перепад давления на прямом участке трубопровода получаемого продукта, изменяющийся в зависимости от вязкости, измеряют перепад давления на прямом участке циркуляционной петли эталонного продукта. Сравнивают измеренные перепады давлений и выдают программу на изменение расхода дизельного топлива. Изменение перепадов давлений по расходам компенсируется сравнением расходов эталонного и получаемого продукта и корректированием последнего.

Способ получения флотского мазута основан на автоматической стабилизации вязкости получаемого продукта путем регулирования перепада давления на прямом участке трубопровода получаемого продукта по перепаду давления на прямом участке расчетной длины контура эталонного продукта, изменением расхода дополнительного компонента.

Поскольку эталонный продукт циркулирует в замкнутом технологическом контуре и часть его проходит внутри трубопровода получаемого продукта, создаются одинаковые условия по температуре для обоих продуктов за счет теплообмена. В связи с этим отпадает необходимость в температурной поправке, что затруднительно ввиду сложной зависимости вязкости от температуры. При этом расход эталонного продукта регулируется в строгой зависимости с расходом получаемого продукта.

Зависимость вязкости продукта от перепада давления в трубопроводе определяется формулой ΔP= n˙ ω ˙μ , где n - коэффициент, зависящий от диаметра трубопровода и длины участка измерения; ω - скорость потока; μ - вязкость.

При этом n и ω определяются расчетным путем, причем их произведение для получаемого продукта и для эталонного равны.

Следовательно, перепад давления в трубопроводе прямо пропорционален вязкости продукта. Расчетные длины прямых участков трубопроводов получаемого и эталонного продуктов определены таким образом, чтобы перепады давлений на этих участках были одинаковы.

П р и м е р. Перепад давления на участке трубопровода в зависимости от вязкости определяется по формуле Пуазейля: при ламинарном течении продукта P = , , (1) где μ_д - динамическая вязкость продукта, кгс ˙ с/м²; ω - скорость потока, м/с; l - длина участка измерения, м; d - диаметр трубопровода, м, при турбулентном течении продуктов P = , ,
(2) где γ - плотность продукта, кг/м³ ;
R_e - критерий Рейнольдса;
g - ускорение свободного падения, g=9,81 м/с².

В формуле (2) вязкость
μ = , .

Расчет падений давления на прямых участках трубопроводов проводится для перепада давления P=400 кгс/м².

Циркуляционная петля эталонного продукта с вязкостью 5^оЕ при 50^оС: вязкость 5^оЕ равна 3,2˙ 10^-3 кгc˙с/м²; расход в циркуляционной петле принимается равным 0,1 м³/ч; циркуляционная петля выполняется трубой диаметром D_у= 10 мм, при этом скорость течения ω = 0,3536 м/с, а R_e= =101,58.

При R_e= 101,53 течение в трубопроводе ламинарное и расчет расстояния между заборами давления для перепада ΔP= 400 кгс/м² ведется по формуле
l = = = 1,1 м
Линия готового продукта: расход принимают 300 м³/ч; измерительная часть трубопровода длиной 12 м выполняется стальной трубой D_у=200 мм, при этом скорость потока ω= 2,6525 м/с, а R_e=15229,687, т. е. течение потока турбулентное, поэтому используется формула (2):
l = = = 8,70 м.

Преимуществом заявляемого способа является то, что он позволяет автоматически изменять расход дополнительного компонента (дизельного топлива) при изменении вязкости готового продукта, исключая при этом перерасход дизельного топлива. В данном способе исключается регулирование вязкости с помощью вискозиметров.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЛОТСКОГО МАЗУТА, включающий смешение прямогонного мазута и дизельного топлива до заданной вязкости и поддержание величины этой вязкости изменением расхода дизельного топлива, отличающийся тем, что расход дизельного топлива изменяют до получения равенства величин перепадов давления протекающего по трубопроводу готового продукта и эталонной жидкости, пропускаемой по циркуляционной петле внутри трубопровода с готовым продуктом, при этом длины прямых участков, на которых определяются перепады давления готового продукта и эталонной жидкости, рассчитывают предварительно из условия равенства перепадов давления при неизменяемых режимах течения готового продукта и эталонной жидкости, а расход эталонной жидкости регулируют в соответствии с расходом готового продукта.