Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения давления насыщенных паров высокозастывающей нефти

Изобретение относится к способам измерения давления газообразных и жидких веществ, а именно к способам определения давления насыщенных паров высокозастывающей нефти, содержания в ней свободных и растворенных газов, и может быть использовано в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.

Уровень техники

Из уровня техники известен способ работы устройства для определения давления насыщенных паров, содержания свободных и растворенных газов в нефти и нефтепродуктах, посредством устройства, раскрытого в патенте на полезную модель RU 63936 U1 (МПК: G01N 33/22, опубл. 10.06.2007). В режиме определения давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов поршень устройства отводится в такое положение, чтобы объем образовавшейся воздушной части камеры был в 3,95-4,05 раз больше объема камеры при отборе пробы. При этом обеспечивается соотношение объема воздушной части к объему топливной части камеры, регламентированное ГОСТ 1756-2000. При достижении постоянства показаний датчика давления, последнее показание принимают за давление насыщенных паров испытуемой пробы при данной температуре.

Известен также способ определения давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов, посредством устройства, описанного в патенте на изобретение RU 2244276 С1 (МПК: G01L 11/00, опубл. 10.01.2005). Для этого поршень измерительной камеры устройства передвигают вверх, при этом корпус клапана поднимается вместе с уплотнителем и открывает входной канал. В процессе движения поршня вверх, за счет возникающей разницы давлений в нижней полости дозировочной камеры и в пробоотборнике, запорный элемент поднимается, пробоотборный клапан открывается и подпружиненный поршень пробоотборника, по мере поднятия поршня, подает анализируемый продукт в нижнюю полость камеры. В процессе движения поршней вверх давление в измерительной камере поднимается и запорный элемент отжимается, сливной клапан открывается и происходит вытеснение из камеры находящегося в ней продукта или воздуха, а при ходе вниз в ней создается вакуум.

После доведения поршней до крайних верхних положений происходит автоматическое переключение привода на ход вниз. При этом пробоотборный клапан закрывается. По мере движения вниз поршень выходит из контакта с корпусом турбулизирующего клапана, давление в нижней полости дозировочной камеры становится равным давлению в подпорной газовой камере. После того как корпус турбулизирующего клапана дойдет до крайнего нижнего положения, он останавливается, перекрывая уплотнителем входной канал дозировочной камеры, происходит открытие клапана и продукт, под действием поршня и давления в подпорной камере, в турбулентном режиме переходит в отвакуумированную полость измерительной камеры. Как только поршень дойдет до крайнего нижнего положения, входной канал от пробоотборного клапана закрывают. Затем поступивший в измерительную камеру продукт за счет турбулизации и вакуума приходит в равновесие со своими парами. При этом давление в камере, являющееся давлением насыщенных паров, фиксируют и начинают второе измерение, которое происходит аналогично первому. После того как будет произведено заданное число измерений, определяют среднее значение давления насыщенных паров при помощи блока индикации.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ определения давления насыщенных паров нефти, описанный в ГОСТ 1756-2000 «Нефтепродукты. Определение давления насыщенных паров». Данный стандарт устанавливает способ определения абсолютного давления пара летучей сырой нефти и летучих невязких нефтепродуктов, кроме сжиженных нефтяных газов.

В соответствии с ГОСТ 1756-2000 жидкостную камеру аппарата наполняют охлажденной пробой испытуемого продукта и подсоединяют к воздушной камере при температуре 37,8°С. Аппарат погружают в баню с температурой (37,8±0,1)°С и периодически встряхивают до достижения постоянного давления, которое показывает манометр, соединенный с аппаратом. Показание манометра, скорректированное соответствующим образом, принимают за давление насыщенных паров по Рейду.

Способ предусматривает в том числе испытание частично насыщенных воздухом и имеющих давление насыщенных паров по Рейду ниже 180 кПа, для которых применяют жидкостную камеру с одним отверстием.

Температура охлаждения образца пробы нефти, согласно ГОСТ 1756-2000, должна составлять от 0 до 1°С.

Описанный выше способ не применим для определения давления насыщенных паров высокозастывающей нефти, поскольку средняя температура ее застывания +8°С.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей изобретения является разработка способа измерения давления, который был бы применим для определения давления насыщенных паров высокозастывающей нефти.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение возможности измерения давления насыщенных паров высокозастывающей нефти.

Совокупность существенных признаков способа определения давления насыщенных паров высокозастывающей нефти, достаточная для достижения указанного технического результата и определяющая объем правовой охраны предлагаемого изобретения, заключается в том, что перед измерением давления насыщенных паров нефти отбирают первую часть пробы нефти и определяют температуру застывания нефти, после чего отбирают основную часть пробы нефти в пробоотборную тару. Устанавливают переливное устройство в горловину герметичного контейнера с основной частью пробы нефти. Производят термостатирование основной части пробы нефти в герметичном контейнере вместе с переливным устройством при температуре, на 3-5°С превышающей температуру застывания нефти, до достижения пробой нефти температурного равновесия. Проводят перенос термостатированной пробы с помощью переливного устройства в жидкостную камеру бомбы Рейда в течение промежутка времени, не превышающего трех минут. Измеряют давление насыщенных паров нефти.

Заявляемое изобретение раскрывает способ определения давления насыщенных паров высокозастывающей нефти. Высокозастывающая нефть (нефтепродукт) - это нефть, в состав которой входит большое количество парафинов. При высоких температурах высокозастывающая нефть является маловязкой жидкостью, однако при снижении температуры ниже начала кристаллизации парафина в ней начинают выделятся кристаллы парафина количество которых увеличивается по мере снижения температуры нефти.

Способ определения давления насыщенных паров нефти, описанный в наиболее близком аналоге, предусматривает охлаждение образца пробы нефти до температуры от 0 до 1°С. При этом температура застывания исследуемой высокозастывающей нефти составляет 3-11°С. Для высокозастывающей нефти соблюдение условий измерения по ГОСТ 1756-2000 невозможно из-за отсутствия текучести пробы, охлажденной до 0-1°С.

Осуществление способа

Заявленный способ осуществляют следующим образом.

Перед началом процедуры измерения давления насыщенных паров нефти по методу Рейда в качестве первой части пробы нефти отбирают небольшой объем нефти - около 50 мл, и определяют температуру застывания высокозастывающей нефти. Данный этап в обязательном порядке проводят перед испытанием по определению давления насыщенных паров согласно заявленному способу, поскольку транспортируемая по магистральным нефтепроводам высокозастывающая нефть имеет переменное значение температуры застывания.

После определения температуры застывания текущей партии нефти отбирают основную часть пробы нефти в пробоотборную тару. Пробоотборная тара представляет собой контейнер объемом 1 дм³, герметично закрываемый пробкой переливного устройства.

После герметичной установки пробки переливного устройства в горловине пробоотборной тары с основной частью пробы нефти, производят термостатирование основной части пробы нефти в пробоотборной таре вместе с переливным устройством при температуре, на 3-5°С превышающей ранее определенную температуру застывания нефти, в течении времени, достаточного для достижения основной частью пробы нефти температурного равновесия. Термостатирование производится в водяной охлаждающей бане или холодильнике.

Термостатирование основной части пробы нефти при температуре, на 3-5°С превышающей ранее определенную температуру застывания нефти, обусловлено тем, что эмпирическим путем было установлено, что при температуре, на 3°С превышающую температуру застывания, нефть становится текучей и появляется возможность переноса высокозастывающей нефти в жидкостную камеру. При этом при температуре более 5°С погрешность результатов измерений становится выше допустимого уровня, в связи с появлением потерь легкой петролейной фракции нефти и вызванного этой потерей снижением измеренного давления насыщенных паров.

После этого проводят перенос термостатированной основной части пробы посредством переливного устройства в жидкостную камеру бомбы Рейда. Бомба Рейда состоит из двух стальных камер, соединенных на резьбе. Верхняя камера по объему в 4 раза больше нижней и имеет штуцер для соединения с манометром.

Перенос термостатированной пробы осуществляют с помощью переливного устройства в жидкостную камеру бомбы Рейда в течение промежутка времени, не превышающего трех минут, что позволяет избежать потери легких фракций и, соответственно, уменьшения измеряемого значения давления насыщенных паров, и обеспечить низкую погрешность результатов измерения давления насыщенных паров высокозастывающей нефти. Переливное устройство для осуществления заявленного способа представляет собой пробку с металлической трубкой, внутренний диаметр которой выбирается для обеспечения переноса термостатированной пробы в жидкостную камеру бомбы Рейда менее чем за три минуты. Пробка переливного устройства выполнена в форме усеченного конуса из резиновых или маслобензостойких материалов, меньший из диаметров которой соответствует диаметру горловины пробоотборной тары для обеспечения герметичного закрепления.

Для определения давления насыщенных паров термостатированную основную часть пробы нефти посредством переливного устройства заливают в нижнюю жидкостную камеру бомбы Рейда, и плотно соединяют нижнюю камеру с верхней (воздушной), ополоснутой водой. После этого бомбу помещают в вертикальном положении в водяную баню, нагретую до температуры 37,8±0,1°С, и периодически встряхивают до достижения постоянного давления, которое показывает манометр, соединенный с бомбой. Показания манометра принимают за давление насыщенных паров нефти.

Таким образом, заявленный способ позволяет осуществить измерение давления насыщенных паров высокозастывающей нефти с обеспечением низкой погрешности результатов проведенных измерений.