Способ определения высшей удельной теплоты сгорания нефтей

Теплоту сгорания определяют по формуле Q a s = (q - a) - ( q - b)ln nt(кДж/кг), где nt - критерий тождественности нефтей при температуре t в диапазоне от 0 до 50 o C; q = 47250,2 кДж/кг - теплота сгорания нефти, содержащей легкие фракции, q = 758 кДж/кг - уменьшение теплоты сгорания для нефти, содержащей тяжелые фракции, a = 0,2374t 2 + 2,878t; b = 0,143t 2 - 4,25t. Предлагаемый способ позволяет осуществлять раннюю диагностику качества нефтей.

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 м 3 , 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 50 o C, а теплоту сгорания находят по эмпирической формуле Q a s = (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 = a2t 2 + a1t = 0,143 t 2 + 2,878 t - часть теплоты сгорания нефти, содержащей легкие фракции, обусловленная структурными изменениями при температуре, отличающейся от 0 o C, кДж/кг; b = b2t 2 - b1t = 143t 2 - 4,25t -часть теплоты сгорания нефти, содержащей тяжелые фракции, обусловленная структурными изменениями при температуре, отличающейся от 0 o C, кДж/кг; a1b1 - эмпирические коэффициенты, кДж/кг o C; a2b2 - эмпирические коэффициенты кДж/кг ( o C) 2 ; lnbt -натуральный логарифм критерия тождественности при данной температуре; t - температура нефти, o C.

При температуре t = 0 o C формула приобретает вид Q a s = q- q ln nt=0 C В идеальном гипотетическом случае при отсутствии тяжелых фракций в нефти - Q a s = 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 = 10 o C измеряют электропроводности = 5,89 10 -6 , См.

3. Определяют критерий тождественности

4. Определяют удельную теплоту сгорания по формуле (1) при t = 10 o C и ln nt = 3,904 Q a s = (47250,2 - 2,878 10 - 0,2374 100) - (758 + 4,25 10 - 0,143 100) 3,904 = 44128,93 кДж/кг.

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 - 50 o C, а теплоту сгорания находят по эмпирической формуле кДж/кг, Q a s = (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 = a2t 2 +a1t = 0,2374 t 2 + 2,878 t - часть теплоты сгорания нефти, содержащей легкие фракции, обусловленная структурными изменениями при температуре, отличающейся от 0 o C, кДж/кг; b = b2t 2 - b1t = 0,143 t 2 - 4,25 t - часть теплоты сгорания нефти, содержащей тяжелые фракции, обусловленная структурными изменениями при температуре, отличающейся от 0 o C, кДж/кг; a1b1 - эмпирические коэффициенты, кДж/кг o C; a2b2 - эмпирические коэффициенты, кДж/кг ( o C) 2 ; lnnt - натуральный логарифм критерия тождественности при данной температуре; t - температура нефти, o C.