Установка для определения характеристик подвижности вязких технологических жидкостей

 

Изобретение относится к устройствам исследования и анализа материалов и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Заявляемая установка для определения характеристик подвижности вязких технологических жидкостей содержит термостатируемую панель регулируемого наклона с канавками-направляющими для нанесения образцов исследуемых технологических жидкостей, которая снабжена откидной термостатируемой крышкой, обеспечивающей равенство температур панели и воздуха над канавками-направляющими и снижение температурной разницы между канавками-направляющими в центре и по краям термостатируемой панели, прозрачную крышку со шкалой для определения пути протекания жидкости, основание, на котором шарнирно закреплен нижний конец термостатируемой панели, и механизм (ручка) для установки угла наклона термостатируемой панели. 1 Нез.п. фор-лы, 2 фиг, 1 табл.

Изобретение относится к устройствам исследования и анализа материалов и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности для определения параметров температурной подвижности вязких технологических жидкостей, например относительной текучести, температуры текучести, температуры застывания высокопарафинистых и смолистых нефтей, нефтепродуктов (масел, дизельных топлив), депрессии их температуры застывания после обработки депрессорными присадками, а также относительной эффективности депрессорных присадок к нефтям и ингибиторов асфальтено-смоло-парафиновых отложений (АСПО).

Известны устройства для определения вязкости (обратная ей величина - текучесть) технологических жидкостей; например, реометр трубчатого типа, или ротационный вискозиметр «Реотест-2», воронка ВЗ-24Б.

Известен метод определения температуры застывания (ГОСТ 20287-91) с использованием термометра любого типа для измерения температур, бани масляной, водяной или воздушной, реактивов и секундомера любого типа. Допускается применять аппараты типа ЛАЗ-М и ЛАЗ-М3 или аналогичные, обеспечивающие проведение испытаний с точностью, указанной в стандарте. Сущность метода заключается в предварительном нагревании образца испытуемого продукта с последующим охлаждением его с заданной скоростью до температуры, при которой образец остается неподвижным. Указанную температуру принимают за температуру застывания. Наиболее низкую температуру, при которой наблюдается движение продукта в условиях испытания, принимают за температуру текучести.

Известен вискозиметр капиллярный стеклянный ВПЖ (паспорт АКЛ 2.842ПС. 1986 г.), который предназначен для определения вязкости прозрачных жидкостей, который представляет собой U-образную трубку, в колено которой впаян капилляр. Измерение вязкости при помощи капиллярного вискозиметра основано на определении времени истечения через капилляр определенного объема жидкости из измерительного резервуара.

Наиболее близка по назначению и технической сущности к заявляемой полезной модели установка для определения текучести и температуры текучести вязких технологических жидкостей, содержащая термостатируемую панель регулируемого наклона с канавками-направляющими для нанесения испытываемых технологических жидкостей. Установка снабжена прозрачной крышкой со шкалой для определения пути протекания жидкости, основанием, на котором шарнирно закреплен нижний конец панели и на котором установлена планка со шкалой для регулирования угла наклона панели, термостатируемой кассетой-пробоотборником и многоканальной пипеткой (Заявка на изобретение 2006126108, опубл. 21.07.2008). Однако, температурное поле панели в указанном устройстве неоднородно по канавкам-направляющим. Так при температуре панели ниже температуры окружающего воздуха, температура поверхности канавок-направляющих, расположенных в центре, оказывается на 1-5°С ниже температуры поверхности канавок-направляющих, расположенных по краям термостатируемой панели, и соответственно выше - в противоположном случае. Кроме того, если о температуре панели судить по температуре теплоносителя, выходящего из термостатируемой панели, то температуры застывания образцов из-за значительного теплообмена между рабочей поверхностью термостатируемой панели и воздухом помещения, в котором проводятся измерения, оказываются систематически заниженными на 0,5-5°С, если температура застывания образца ниже температуры окружающего воздуха, и систематически завышенными на 0,5-3°С, если температура застывания образца выше температуры воздуха помещения, в котором проводятся измерения.

В основу настоящего технического решения положена задача создания новой установки для определения характеристик подвижности вязких технологических жидкостей: высокопарафинистых и смолистых нефтей, а также нефтепродуктов (масел, дизельных топлив) с целью повышения точности определения.

Технический результат - возможность более точного определения характеристик подвижности вязких технологических жидкостей (относительная текучесть, температура застывания, температура текучести и т.п.), достигаемая за счет дополнительной термостатируемой крышки, обеспечивающей равенство температур панели и воздуха над канавками-направляющими и снижение температурной разницы (до 0,2-0,5°С) между канавками-направляющими в центре и по краям термостатируемой панели.

Заявляемая установка для определения характеристик подвижности вязких технологических жидкостей содержит термостатируемую панель регулируемого наклона с канавками-направляющими для нанесения образцов исследуемых технологических жидкостей, которая снабжена откидной термостатируемой крышкой, обеспечивающей равенство температур панели и воздуха над канавками-направляющими и снижение температурной разницы между канавками-направляющими в центре и по краям термостатируемой панели, прозрачную крышку со шкалой для определения пути протекания жидкости, основание, на котором шарнирно закреплен нижний конец термостатируемой панели, и механизм (ручка) для установки угла наклона термостатируемой панели.

На фиг.1 изображен один из вариантов предлагаемой установки.

Установка состоит из термостатируемой металлической панели 1 регулируемого наклона с канавками-направляющими, откидной термостатируемой крышки 2, прозрачной крышки 3 со шкалой, служащей для измерения пути протекания образцов, ручки 4 для установки угла наклона панели, основания 5 и шлангов 6 для подвода теплоносителя.

Описание работы установки

Определение относительной текучести. Вариант А. Наклонную термостатируемую панель 1 и откидную термостатируемую крышку 2 установки соединяют шлангами 6 с термостатом (криостатом). Температура термостатирования определяется конкретными задачами испытаний. При оценке эффективности депрессорных присадок к нефтям температуру панели устанавливают на 1-10°С ниже температуры застывания необработанной реагентами нефти. Ручкой 4 устанавливают угол наклона панели 1 (напр. ~45°). Панель 1 закрывают откидной термостатируемой крышкой 2. После выравнивания температуры панели 1 по всей поверхности и предварительного прогрева образцов жидкостей до 50° производят последовательный отбор образцов жидкостей одноканальным дозатором и дозирование их на канавки-направляющие панели 1 в области нулевой отметки, совпадающей в рабочем положении термостатируемой крышки 2 с ее верхним ребром. После завершения стекания образцов по канавкам панели 1, установку переводят в горизонтальное положение, термостатируемую крышку 2 отводят в боковое положение, на термостатируемую панель 1 устанавливают прозрачную крышку 3 со шкалой, по которой определяют длину пути протекания образцов. Текучесть исследуемых образцов оценивают относительно жидкости, принятой за стандарт в конкретных условиях измерения (температура термостатирования панели 1, угол наклона панели, объем дозируемого образца, температура предварительного прогрева образцов перед их дозированием). Относительную текучесть Fi испытанных образцов рассчитывают по соотношению (1):

где Li - длина пути (мм) протекания исследуемого образца, L0 - длина пути (мм) протекания образца, принятого за стандарт.

Вариант Б. В случае, когда образцы жидкостей в выбранных условиях эксперимента (высокая температура панели, нефти смолистого типа и др.) продолжают течь до конца канавок-направляющих термостатируемой панели 2, то в расчете относительной текучести используют время протекания образцами заданного участка пути или всей канавки-направляющей.

В этом случае расчет относительной текучести рассчитывают по соотношению (2):

где 0, i - время протекания по канавке-направляющей образца жидкости, принятой за стандарт, и испытуемого образца, соответственно.

По этим же методикам (варианты А и Б) проводится оценка эффективности депрессорных присадок и ингибиторов АСПО к нефтям. За стандарт принимают длину пути L0 или время 0 протекания образца необработанной реагентом нефти.

Данные по определению относительной текучести образцов нефти, обработанных различными депрессорными присадками, а также одним реагентом в различных дозировках, приведены в таблице 1. Из данных таблицы следует, что при дозировках реагентов 200 г/т эффективно повышает текучесть нефти лишь реагент 1 (более чем в 2,59 раза). Реагенты 2, 3, 4 для данной нефти в дозировке 200 г/т приводят к отрицательному эффекту - снижению текучести. Кроме того, оптимальные дозировки реагента 1 лежат в интервале 50-200 г/т. Увеличение дозировок реагента 1 до 500-1000 г/т приводит к снижению текучести даже по сравнению с необработанной реагентом нефтью. Из представленных данных видно, что устройство позволяет определять относительную текучесть вязких технологических жидкостей, что, в свою очередь, может быть использовано в оценке эффективности химреагентов, применяемых в нефтедобывающей промышленности для повышения текучести (снижения вязкости) нефтей.

Определение температуры застывания. Термостатируемую панель 1 устанавливают в наклонное положение (15-45°). Начальную температуру термостатируемой панели 1 и откидной термостатируемой крышки 2 устанавливают путем подачи из криостата теплоносителя, имеющего температуру на 3-5°С выше предполагаемой температуры застывания исследуемого образца, и контролируют по цифровому электронному термометру (напр. ЛТ-300), выносной датчик которого может быть помещен в одну из канавок-направляющих термостатируемой панели 1. Криостат включают на охлаждение с заданной скоростью. По мере охлаждения панели 1 проводят последовательное дозирование фиксированных объемов образцов нефти, нефтепродукта или технологической жидкости, подогретых предварительно до 50°С (по аналогии с ГОСТ 20287-91) на канавки-направляющие наклонной термостатируемой панели 1. После завершения дозирования образцов при различных температурах наклонную термостатируемую панель переводят в горизонтальное положение, отводят термостатируемую крышку 2 в боковое положение, устанавливают прозрачную крышку 3 со шкалой на термостатируемую панель 1 и снимают длины путей (L) протекания образцов. На Фиг.2 представлен график зависимости пути протекания образца сборной парафинистой нефти (ЦППН г.Нефтекумск Ставропольский край) от температуры. По точке пересечения двух линейных участков зависимости L=f(t) определяют температуру застывания (19,9°С) исследуемого образца.

Определение температуры текучести. Определение температуры текучести вязких технологических жидкостей проводится по температуре начала течения образцов, нанесенных на предварительно охлажденную и горизонтально установленную термостатируемую панель с последующим переводом ее в вертикальное положение и медленным нагревом. Температура термостатируемой панели, при которой начинается визуально наблюдаемое смещение по канавке-направляющей застывшего образца, принимается за температуру начала текучести.

Точность результатов, полученных на заявляемой установке, а именно относительной текучести выше в 1,5-2 раза, а температур текучести и застывания в 2-3 раза по сравнению с прототипом. Точность (сходимость и воспроизводимость) определения температурных характеристик по сравнению с ГОСТ 20287-91 выше в 3-5 раз.

Таким образом, заявляемая установка для определения характеристик подвижности вязких технологических жидкостей, снабженная дополнительно термостатируемой крышкой, обеспечивающей равенство температур панели и воздуха над канавками-направляющими и снижение температурной разницы между канавками-направляющими в центре и по краям термостатируемой панели, позволяет существенно повысить точность определения характеристик подвижности вязких жидкостей по сравнению с прототипом.

Установка для определения характеристик подвижности вязких технологических жидкостей, содержащая термостатируемую панель регулируемого наклона с канавками-направляющими, прозрачную крышку со шкалой для определения пути протекания жидкости, основание, на котором шарнирно закреплен нижний конец термостатируемой панели, механизм для установки угла наклона термостатируемой панели, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена откидной термостатируемой крышкой, обеспечивающей равенство температур панели и воздуха над канавками-направляющими и снижение температурной разницы между канавками-направляющими в центре и по краям термостатируемой панели.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к области технологии промышленного органического синтеза алкиларо магических углеводородов, а точнее к технологии получения кумола, который используется для совместного производства фенола и ацетона
Наверх