Контроль смеси по оптической плотности

Спектрофотометрический метод измерения концентрации нефтепродуктов для различных парных сочетаний последовательно перекачиваемых нефтепродуктов (бензин – бензин, бензин – дизтопливо, дизтопливо – дизтопливо) построен на различии оптических плотностей разных марок нефтепродуктов, измеренных в ультрафиолетовой области спектра.

Рис. 1.15. Комплект приборов для контроля смеси по скорости распростронения ультразвука

1- катушка; 2- акустический излучатель; 3- приемник;

4-передающий преобразователь; 5- вторичная аппаратура

На рис. 1.16 приведена структурно-функциональная схема информационно-измерительной системы «Компаунд», в которую входят: два ультрафиолетовых абсорбционных фотометра 3 типа ФА-1, разнесенных по нефтепродуктопроводу на расстояние 10 – 15 км, т.е. превышающее длину потока смеси нефтепродуктов, и устройство контроля, управления и обработки информации 7 типа УКУ.

На выносном (ВКП) и местном (МКП) контрольных пунктах устанавливаются фотометры ФА-1, элементы отбора и подготовки пробы 1, 2, 4, а в операторной – устройство контроля, управления и обработки информации. Управление и получение информации с ВКП осуществляется по каналам телемеханики 5, 6 типа ТМ – 800 В.

Определение концентрации С_А и С_В нефтепродуктов производится следующим образом: при прохождении смеси нефтепродуктов через кюветы фотометра ФА – 1 (ВКП) на диаграмме регистрирующего прибора типа КСП – 4 записывается график, показывающий качественный характер изменения концентрации смеси. Значения оптической плотности снимаются оператором с графика смеси на ВКП и вводятся в блок обработки информации 7, что приводит к установлению в устройстве 7 диапазона изменения на массовой концентрации 0 – 100 %. При прохождении этой смеси через кювет фотометра ФА – 1, установленного на МКП, происходит автоматическое измерение плотности смеси и вычисление С_А и С_В с записью значений на диаграмме прибора.

Контроль смеси с помощью индикаторов

Сущность индикаторного метода заключается в том, что в зону контакта двух последовательно перекачиваемых жидкостей помещается вещество-индикатор, которое распределяется по длине

зоны смеси в соответствии с законами распределения примеси (рис. 1.17).

По мере продвижения по трубопроводу зона распространения индикатора увеличивается в обе стороны, совпадая по размерам с зоной смеси перекачиваемых жидкостей.

Между законами продольного распространения индикаторов и образования смеси существует достаточно строгая связь, позволяющая по концентрации вещества-индикатора находить концентрации последовательно перекачиваемых жидкостей.

В качестве веществ-индикаторов могут применяться радиоактивные изотопы, красители, галлоидированные углеводороды и др.

Еще в 1956 г. в нашей стране были проведены промышленные испытания по контролю смеси тракторного керосина и дизтоплива с помощью радиоактивных изотопов сурьмы-124. Радиоактивность смеси измеряли при помощи счетчиков, установленных снаружи нефтепродуктопровода. Впоследствии у нас в стране и за рубежом для этих целей применяли радиоактивные изотопы кобальта-60, йода-126, бария-140 и др.

К радиоактивному индикатору предъявляются следующие требования: 1) он должен обеспечивать необходимую мощность излучения, 2) период его полураспада не должен быть очень большим (иначе нефтепродукт длительное время будет радиоактивным) и очень малым (в противном случае это вызовет осложнения с контролем).

В 1965 г. в США были опубликованы результаты испытаний флуоресцентных веществ для контроля смеси. В качестве люминофора использовалась органическая краска Oil Color-131, хорошо растворимая в бензине и керосине.

В 1968 г. на YII симпозиуме по газовой хроматографии в Копенгагене были сообщены результаты испытаний контроля смеси с помощью галлоидопроизводных индикаторов (CСl₄, SF и др.). Проба смеси нефтепродуктов в пункте контроля поступала в хроматограф для определения в ней концентрации индикатора.

В 1973 г. в МИНХ и ГП им. Губкина была проведена экспериментальная проверка возможности применения красителей в качестве индикаторов для контроля последовательной перекачки автомобильных неэтилированных бензинов. Установлено, что наиболее целесообразно использовать в качестве красителя жировой фиолетовый атрахиновый краситель. Он выпускается в нашей сиране, экономичен в применении и не ухудшает свойств перекачиваемых бензинов. Оптическую плотность смеси нефтепродуктов с красителем можно измерять при помощи автоматических калориметров непрерывного действия, например, АКН-57.

Применение различных веществ в качестве индикаторов позволяет осуществлять контроль последовательной перекачки жидкостей независимо от различия их физических свойств.

К индикаторам предъявляется ряд общих требований: они не должны вступать в химическую реакцию с нефтепродуктами, выпадать в осадок, оседать на внутренней стенке трубопровода, вредно воздействовать на эксплуатационный персонал; должны быть дешевыми, применение их для контроля не должно вызвать усложнения и значительного удорожания перекачки.

Имеются также приборы контроля смеси, основанные на различии вязкости, температуры вспышки и иных параметров последовательно перекачиваемых нефтепродуктов.

В табл. 1.1 приведена сравнительная характеристика методов контроля смеси.

Таблица 1.1