Физические основы учета нефти и газа при технологических операциях лекция 2

Пример условного обозначения: Нефть 1.0э.1.1 ГОСТР 51858—2002 нефть с массовой долей серы 0,15 % — класса 1; плотностью при температуре 20 °С 811,0

кг/м3, при 15 °С 814,8 кг/м3 — типа 0, поставляется на экспорт; с массовой долей воды 0,05 %, с массовой концентрацией хлористых солей 25 мг/дм3, с массовой долей механических примесей 0,02 %, с давлением насыщенных паров 58,7 кПа (440 мм рт. ст.), с массовой долей органических хлоридов во фракции до температуры 204 °С 1 млн-1 — группы 1; с массовой долей сероводорода 5 млн"1, легких меркаптанов 8 млн-1 — вида 1.

Дисциплина: «Физические основы учета нефти и газа при технологических операциях»

12

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Методы и средства контроля показателей качества нефти

Определение содержания серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии

Определение плотности нефти ареометром (МИ 2153-2004)

Определение давления насыщенных паров по Рейду

Определение содержания воды.

Определение механических примесей в нефти.

Определение массовой концентрации хлористых солей в нефти титрованием водного экстракта

13

СПБГУАПОпределениегруппа 4736 https://newсодержания.guap.ru/i03/contactsсеры методом энергодисперсионной

рентгенофлуоресцентной спектрометрии

Сущность метода: образец нефти помещают в пучок рентгеновского излучения, под действием которого атомы серы возбуждаются и затем, переходя в своё нормальное состояние, испускают вторичное рентгеновское излучение (флуоресцируют). Прибор улавливает вторичное рентгеновское излучение атомов, измеряет его интенсивность и сравнивает с сигналами калибровочных образцов.

Область применения метода: для определения массовой доли серы от 0,015% до 5,00%.

Аппаратура, реактивы, материалы

Энергодисперсионный рентгеновский флуоресцентный анализатор, включающий: источник рентгеновского излучения с энергией выше 2,5 кэВ;

съёмная кювета для образца с окнами с заменяемыми прозрачными для рентгеновских лучей органическими полимерными плёнками, обеспечивающая высоту загрузки образца не менее 4 мм; детектор рентгеновского излучения с чувствительностью 2,3 кэВ и разрешающей способностью не выше 800 эВ; фильтры, отделяющие К -излучение серы от другого рентгеновского излучения;

электронный преобразователь сигналов;

Подготовка к испытанию

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Устанавливают аппарат в соответствии с инструкциями изготовителя. Для поддержания его оптимально стабильной работы прибор не рекомендуется выключать. Изготавливают кюветы в соответствии с конструкцией прибора.

Кюветы при повторном использовании очищают и сушат, заменяя полимерную плёнку. Избегают касания внутренней поверхности кюветы, а также плёнки кюветы и окошечка прибора.

Плёнки кюветы и окошка прибора должны быть чистыми и хорошо натянутыми. повторную калибровку прибора проводят при изменении типа, толщины плёнки, а также при применении каждого нового рулона или партии плёнки.

Проведение испытания

Допускается содержание воды в нефти не более 0,5 %. Образец нефти тщательно перемешивают.

Заполняют образцом кюветы примерно на ¾ объёма.

Испытуемые образцы анализируют сразу же после заполнения кюветы и исчезновения пузырьков воздуха.

Устанавливают кювету в анализатор и проводят испытание, следуя указаниям меню прибора.

Аналогично проводят второе испытание с другим образцом нефти.

15

Не допускается проливать образец внутрь анализатора!

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Обработка результатов

Массовую долю серы (Х) в процентах вычисляют как среднее арифметическое результатов двух определений, округлённое до трёх значащих цифр.

Точность метода

Сходимость: r = 0,02894 * (X + 0,1691) Воспроизводимость: R = 0,1215 * (X + 0,05555),

где Х – массовая доля серы, %

16

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Определение плотности нефти ареометром (МИ 2153-2004)

Сущность метода заключается в погружении ареометра в испытуемую пробу нефти, снятии показаний по шкале ареометра при температуре испытания и пересчёте результатов на плотность при 15°С и 20°С (или к температуре и давлению, при которых определён объём нефти).

Условия проведения измерений:

Температура окружающего воздуха: 20±5°С; Атмосферное давление: 101,3 ± 4 кПа; Относительная влажность воздуха: 30 –80 %

Если температура пробы нефти отличается от температуры окружающего воздуха более, чем на 3°С, используют теплоизолированный или термостатируемый цилиндр.

Аппаратура, реактивы и материалы

Ареометры для нефти АНТ-1 или АН с ценой деления 0,5 кг/м3; Термометры ртутные типа ТЛ-4 или ТИН-5 с ценой деления 0,1°С; Цилиндры для ареометра стеклянные или металлические; Резиновая трубка диаметром 0,8 мм; Мешалка из металла, не дающего искру;

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Подготовка к испытанию

Нефть перед испытанием перемешивают без нарушения герметичности контейнера. Пробу делят на две части.

Проведение испытаний.

Цилиндр устанавливают на ровную горизонтальную поверхность в месте, где нет сквозняков.

Заполняют цилиндр пробой нефти закрытым способом при помощи трубки, опущенной до дна, на 5-6 см ниже верхней образующей. При использовании металлического цилиндра уровень нефти устанавливают на уровне верхней образующей цилиндра, недостающую нефть доливают в цилиндр, не допуская загрязнения ареометра над поверхностью нефти. После заполнения цилиндра опускают в него мешалку и термометр. Термометр закрепляют так, чтобы участок шкалы, соответствующий температуре нефти, был на 5-10 мм выше уровня нефти.

Мешалкой проводят 3-4 движения снизу-вверх и обратно. Вынимают мешалку. Образовавшиеся на поверхности пузырьки снимают фильтровальной бумагой. Ареометр осторожно опускают в цилиндр, держа за верхний конец. За 2-3 деления до предполагаемого значения плотности ареометр отпускают. Часть стержня выше уровня

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

После прекращения колебаний ареометра считывают показания шкалы ареометра с дискретностью 1/5 цены деления шкалы (0,1 кг/м3) и показания термометра с дискретностью цены деления шкалы (0,1°С). Показания ареометра снимают по верхнему мениску (глаз на уровне мениска). При использовании ареометров, отградуированных по нижнему мениску, к показанию ареометра прибавляют поправку на мениск, равную 0,7 кг/м3.

Все операции повторяют со второй частью пробы.

Обработка результатов

Значения плотности нефти при 20°С и при 15°С находят из таблиц приложения к МИ 21532004.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух определений, округлённое до 4-х значащих цифр.

Из величины среднего арифметического вычитают величину систематической погрешности лаборатории.

Точность метода

Сходимость – 0,6 кг/м3;

Воспроизводимость – 1,5 кг/м3.

19

СПБГУАП группа 4736Иллюстрацияhttps://new.guap.ru/i03/contactsпринципа действия ареометра

СПБГУАПОпределениегруппа 4736 https://newдавления.guap.ru/i03/contactsнасыщенных паров по Рейду

Сущность метода заключается в измерении давления насыщенных паров нефти в бомбе, состоящей из жидкостной и воздушной камер, при температуре 37,8± 0,10 С.

Жидкостную камеру Бомбы Рейда наполняют охлажденной пробой испытуемого продукта и подсоединяют к воздушной камере при температуре 37,8 °С. Аппарат (Бомба Рейда) 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.

Метод предусматривает испытание следующих продуктов: частично насыщенных воздухом и имеющих давление насыщенных паров по Рейду ниже 180 кПа;

Для определения давления насыщенных паров используют вновь отобранную точечную пробу.

Вместимость контейнера, в который отбирается проба, должна быть не менее 1 дм3, он должен быть заполнен на 70-80 % .

Для определения давления насыщенных паров нефти (ДНП ниже 180 кПа) применяют