способ определения высшей удельной теплоты сгорания нефтей
Классы МПК: | G01N27/02 измерением полного сопротивления материалов |
Автор(ы): | Сомов В.Е., Баннов П.Г., Лаптев Н.В., Варшавский О.М., Воронина Н.А., Борисова Л.А., Усиков С.В., Васильева Л.К., Рядненко В.Л., Иванова З.Д., Иголкин Б.И., Усиков А.С. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Киришинефтеоргсинтез" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-06-05 публикация патента:
10.08.1998 |
Теплоту сгорания определяют по формуле Qas = (q - a) - ( q - b)ln nt(кДж/кг), где nt - критерий тождественности нефтей при температуре t в диапазоне от 0 до 50oC; q = 47250,2 кДж/кг - теплота сгорания нефти, содержащей легкие фракции, q = 758 кДж/кг - уменьшение теплоты сгорания для нефти, содержащей тяжелые фракции, a = 0,2374t2 + 2,878t; b = 0,143t2 - 4,25t. Предлагаемый способ позволяет осуществлять раннюю диагностику качества нефтей.
Формула изобретения
Способ определения высшей удельной теплоты сгорания нефтей, отличающийся тем, что измеряют критерий тождественности нефтей nt, равный отношению электропроводности нефтей при частоте 1МГц к электропроводности нефтей при частоте 1 кГц при данной температуре в диапазоне 0 - 50oC, а теплоту сгорания находят по эмпирической формуле кДж/кг,Qas = (q-a)-(q-b)lnnt,
где q = 47250,2 - теплота сгорания нефти, содержащей легкие фракции, кДж/кг;
q = 758 - уменьшение теплоты сгорания q по сравнению с таковой для нефтей, содержащих тяжелые фракции, кДж/кг;
a = a2t2+a1t = 0,2374t2 + 2,878t - часть теплоты сгорания нефти, содержащей легкие фракции, обусловленная структурными изменениями при температуре, отличающейся от 0oC, кДж/кг;
b = b2t2 - b1t = 0,143t2 - 4,25t - часть теплоты сгорания нефти, содержащей тяжелые фракции, обусловленная структурными изменениями при температуре, отличающейся от 0oC, кДж/кг;
a1b1 - эмпирические коэффициенты, кДж/кг oC;
a2b2 - эмпирические коэффициенты, кДж/кг (oC)2;
lnnt - натуральный логарифм критерия тождественности при данной температуре;
t - температура нефти, oC.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к усовершенствованию (оптимизации) процесса нефтепереработки, оперативности оценки качества нефтей на всех стадиях от добычи до переработки и может быть использовано в сфере потребления нефтепродуктов. Аналогом является стандартное определение удельной теплоты сгорания образцов нефти в соответствии с ГОСТ 21261-91 (Нефтепродукты. Методы определения удельной теплоты сгорания) на калориметрической установке В-08МБ с самоуплотняющейся бомбой объемом 0,270 м3, которая обеспечивает получение результатов с погрешностью 0,04%. Теплоемкость калориметра устанавливается по эталонной бензойной кислоте с теплотой сгорания 26434 кДж/кг при отнесении массы к вакууму. Указанный образцовый метод требует отбора проб, тщательной подготовки опыта и его проведения. Удельная теплота сгорания нефти является очень важным фактором оценки ее качества, связанного со структурными (фракционными) фрагментами. Потребность в повышении оперативности и мобильности определения этого параметра назрела давно, особенно при непрерывном, безопасном (в процессе работы с большими массами продукта), без отбора проб, анализе и контроле на всем жизненном цикле нефтей различных месторождений. Это приводит к ранней диагностике о качестве нефтей, к оптимизации процессов работы с нефтями на всех стадиях. Задача изобретения - создание ранней диагностики о качестве нефтей, оптимизации процессов на всех стадиях работы с нефтями различных месторождений и их смесями. Сущность настоящего изобретения заключается в следующем:Вначале измеряют критерий тождественности нефтей являющийся отношением электропроводностей нефтей при частоте 1 МГц к электропроводности нефтей при частоте 1 кГц при данной температуре в диапазоне от 0 до 50oC, а теплоту сгорания находят по эмпирической формуле
Qas = (q-a)-(q-b)lnnt, кДж/кг, (1)
где
q = 47250,2 - теплота сгорания нефти, содержащей легкие фракции, кДж/кг;
q = 758 - уменьшение теплоты сгорания q по сравнению с таковой для нефтей, содержащих тяжелые фракций, кДж/кг;
a = a2t2 + a1t = 0,143 t2 + 2,878 t - часть теплоты сгорания нефти, содержащей легкие фракции, обусловленная структурными изменениями при температуре, отличающейся от 0oC, кДж/кг;
b = b2t2 - b1t = 143t2 - 4,25t -часть теплоты сгорания нефти, содержащей тяжелые фракции, обусловленная структурными изменениями при температуре, отличающейся от 0oC, кДж/кг;
a1b1 - эмпирические коэффициенты, кДж/кг oC;
a2b2 - эмпирические коэффициенты кДж/кг (oC)2;
lnbt -натуральный логарифм критерия тождественности при данной температуре;
t - температура нефти, oC. При температуре t = 0oC формула приобретает вид
Qas = q-qln nt=0C
В идеальном гипотетическом случае при отсутствии тяжелых фракций в нефти - Qas = q. Преимущество предлагаемого способа определения удельной теплоты сгорания состоит в том, что в значительной степени сокращается время анализа, появляется возможность ранней диагностики в изменении качества нефтей и оперативное воздействие на процессы ее переработки, в том числе, исключая отбор проб. Способ определения удельной теплоты сгорания нефтей и их смесей реализуется следующим образом:
определяют критерий тождественности с помощью универсального прибора, позволяющего измерять электропроводности при частотах 1 МГц и 1 кГц;
присоединяют к прибору емкостную ячейку (датчик) для измерения электропроводности;
заполняют ячейку нефтью (погружают в резервуар с нефтью) или помещают ее в нефтепровод, по которому движется нефть, и при данной температуре t с помощью прибора определяют электропроводность нефти при частоте f1 = 1 МГц и электропроводность нефти при частоте f2 = 1 кГц, при этом критерий тождественности находят по формуле (Способ определения качества нефтей и их смесей. Патент N 2065157 РФ, 10.08.96. БИ N 22);
Определяют удельную теплоту сгорания по формуле (I)
Пример конкретного выполнения способа:
1. Для определения критерия тождественности нефтей использовали измеритель иммитанса Е7-12 на частоте 1 МГц и измеритель иммитанса Е7-14 на частоте 1 кГц. 2. Заполняют ячейку нефтью Ухтинского месторождения и при температуре t = 10oC измеряют электропроводности
= 5,89 10-6, См. = 0,119 10-6, См. 3. Определяют критерий тождественности
4. Определяют удельную теплоту сгорания по формуле (1) при t = 10oC и ln nt = 3,904
Qas = (47250,2 - 2,878 10 - 0,2374 100) - (758 + 4,25 10 - 0,143 100) 3,904 = 44128,93 кДж/кг.
Класс G01N27/02 измерением полного сопротивления материалов