I. Klampumo imperatyvas angliavandenilių atskyrime
Žalios naftos perdirbimas – procesas, apimantisŽalios naftos dehidratacijos ir druskos pašalinimo procesas(D/D/D) – tai vienas iš svarbiausių ir brangiausių angliavandenilių gavybos ir rafinavimo etapų. Šie procesai iš esmės yra labai rizikingi, nes nesugebėjimas efektyviai atskirti vandens ir druskų tiesiogiai pablogina produkto kokybę ir kelia pavojų tolesniam rafinavimo procesui dėl pagreitėjusios korozijos ir katalizatoriaus deaktyvacijos.
Klampumas yra pripažintas svarbiausiu realaus laiko atskyrimo kinetikos rodikliu.emulsijastabilumas. Didelės klampos emulsija veikia kaip fizinis barjeras, smarkiai slopinantis būtiną gravitacinį nusėdimą ir išsisklaidžiusių vandens lašelių koalescenciją.
Tačiau D/D/D veikimo aplinka, kuriai būdingas didelis slėgis, aukšta temperatūra, koroziškumas ir sudėtingų, neniutoninių, daugiafazių skysčių buvimas, tradicinius klampos matavimo metodus daro nepatikimus ir linkusius į gedimus. Įprastos technologijos, dažnai priklausančios nuo judančių dalių arba siaurų kapiliarinių vamzdelių, greitai užsiteršia, susidėvi ir mechaniškai sugenda.
Žalios naftos šalinimo įrenginys
*
Rinka reikalauja paradigmos pokyčio link patikimų prietaisų, galinčių atlikti nuolatinius ir tikslius matavimus. „Lonnmeter“ linijinis vibracinis viskozimetras užtikrina šį būtiną patikimumą. Naudodama tvirtą, paprastą mechaninę konstrukciją be judančių dalių, sandariklių ar guolių, ši technologija pasižymi neprilygstamu tikslumu ir ilgaamžiškumu nepalankiomis sąlygomis. Integruodami šią realaus laiko klampos grįžtamojo ryšio kilpą į paskirstytą valdymo sistemą (DCS), operatoriai įgyja galimybę dinamiškai optimizuoti deemulsiklio dozavimą ir kaitinimo profilius. Ši galimybė duoda didelę, kiekybiškai įvertinamą investicijų grąžą, nes žymiai sumažinamos cheminių medžiagų sąnaudos, taupoma energija, pagerinamas produkto kokybės laikymasis ir padidėja veiklos efektyvumas.
II. Žalios naftos emulsijos: susidarymas, stabilumas ir proceso tikslai
2.1. Žalios naftos emulsijos stabilumo chemija ir fizika
Naftos gavybos metu neišvengiamai susidaro stabilios emulsijos, dažniausiaivanduo aliejuje ir aliejus vandenyjetipas, kai vandens lašeliai yra smulkiai išsklaidyti ištisinėje aliejaus fazėje. Šių emulsijų stabilumas priklauso tiek nuo cheminės sudėties, tiek nuo fizikinių savybių, kurias reikia įveikti norint sėkmingai kondicionuoti.
Šių emulsijų ilgalaikį stabilumą daugiausia lemia natūralios paviršinio aktyvumo medžiagos, būdingos žaliavai. Šie vietiniai emulsikliai apima sudėtingas polines molekules, tokias kaip asfaltenai, dervos, nafteninės rūgštys ir smulkiai susmulkintos kietosios dalelės, gautos gamybos metu, pavyzdžiui, molis,gręžimo purvasliekanos ir korozijos šalutiniai produktai. Šios medžiagos atlieka itin svarbią funkciją: jos greitai adsorbuojasi ant kritinės naftos ir vandens sąsajos, kur sudaro standžią apsauginę plėvelę. Ši plėvelė fiziškai neleidžia išsisklaidžiusiems vandens lašeliams sąveikauti ir kauptis, sumažindama tarpfazinį įtempimą (IFT) ir stabilizuodama sistemą.
Žalios naftos chemijos keliami fiziniai ir cheminiai iššūkiai yra integruoti ir tiesiogiai pasireiškia skysčio reologinėse savybėse. Didelis žalios naftos klampumas yra tiesioginis emulsijos stabilumo gerinimo veiksnys. Klampumas veikia kaip pagrindinis fizinis barjeras atskyrimo kinetikai.
2.2. Deemulsifikacijos, dehidratacijos ir nudruskinimo (D/D/D) tikslai
Integruota D/D/D procesų seka siekiama paruošti žalios naftos srautą transportavimui ir vėlesniam rafinavimui, užtikrinant griežtų saugos ir kokybės standartų laikymąsi.
2.2.1. Deemulsifikacija ir dehidratacija
Žalios naftos deemulsifikacija apima specializuotų paviršinio aktyvumo medžiagų, skirtų suardyti stabilizuojančią tarpsluoksninę plėvelę, naudojimą. Šios deemulsifikuojančios molekulės adsorbuojasi tarpsluoksnyje, efektyviai išstumdamos vietinius emulsiklius, žymiai sumažindamos tarpsluoksninę įtampą ir susilpnindamos apsauginės membranos mechaninį stiprumą. Kai šis cheminis poveikis baigtas, procesas tęsiasi:žalios naftos dehidratacija(fazių atsiskyrimas).
Pagrindinis tikslasžalios naftos dehidratacijos procesasyra pasiekti visišką fazių atskyrimą, užtikrinant, kad gauta žalia nafta atitiktų griežtas bazinių nuosėdų ir vandens (BS&W) specifikacijas. Paprastai vamzdynų transportavimo specifikacijose reikalaujama, kad apdorotoje žalioje naftoje būtų mažiau nei 0,5–1,0 % BS&W. Tyrimai parodė, kad optimalios deemulsiklio formulės turi pasiekti aukštą atskyrimo efektyvumą, o veiksmingos formulės bandymų metu turi parodyti 88 % ar didesnį atskyrimo rodiklį. Be to, proceso metu nuotekose turi būti pakankamai mažas naftos kiekis (pvz., mažiau nei 10–20 mg/l), kad būtų patenkinti aplinkos išleidimo arba pakartotinio įpurškimo reikalavimai.
2.2.2. Druskos šalinimas
Druskos šalinimas yra labai svarbi vandens plovimo operacija, atliekama siekiant sumažinti žalios naftos druskos kiekį, matuojamą svarais tūkstančiui barelių (PTB). Šis procesas, atliekamas gamybos lauke arba naftos perdirbimo gamyklos vietoje, apimamaišymasįkaitinta žalia nafta su plovimo vandeniu ir emulsiją ardančiomis cheminėmis medžiagomis. Tada mišinys veikiamas aukštos įtampos elektrostatinio lauko gravitaciniame nusodintuve, kad būtų lengviau suardyti likučius.aliejus vandenyje ir vandens aliejuje emulsijair sūrymo fazės pašalinimas.
Griežto nudruskinimo būtinybė yra neginčijama. Jei druskos ir sunkieji metalai nepašalinami, vėlesniuose rafinavimo etapuose kaitinant jie hidrolizuojasi ir susidaro korozinės rūgštys (pvz., vandenilio chloridas). Šis rūgštingumas sukelia didelę tolesnio proceso įrangos, įskaitant šilumokaičius ir distiliavimo kolonėles, koroziją ir gali sukelti katastrofišką katalizatoriaus apsinuodijimą. Todėl maždaug 99 % druskų atskyrimo efektyvumas yra labai svarbus eksploatavimo vientisumui ir ekonominiam gyvybingumui. Temperatūros kontrolė yra gyvybiškai svarbi nudruskinant, nes stripingo temperatūra dažnai pasiekiama kaitinant žaliavinę naftą arba dujų ir garų mišinį, o tai pagreitina vandens ir teršalų atskyrimą.
III. Svarbus klampumo matavimo realiuoju laiku vaidmuo
3.1. Klampumas kaip realaus laiko proceso valdymo parametras
Klampumas yra ne tik aprašomoji savybė; tai pagrindinis dinaminis parametras, diktuojantis atskyrimo kinetiką. Kiekviena D/D/D procese įgyvendinama kontrolės priemonė – ar tai būtų cheminė įpurškimas, terminis tiekimas, ar mechaninis maišymas – galiausiai skirta įveikti arba sumažinti klampumo barjerą, kad būtų pagreitintas lašelių koalescencija.
Klampos stebėjimas yra esminis dinaminis grįžtamojo ryšio mechanizmas, skirtas deemulsifikatoriaus veikimui įvertinti. Sėkmingas stabilizuotos emulsijos cheminis skaidymas turėtų sukelti išmatuojamą ir dažnai greitą bendro skysčio klampumo sumažėjimą. Šį reologinį pokytį galima kiekybiškai įvertinti uždaro ciklo sistemoje, leidžiančioje nuolat vertinti cheminio agento efektyvumą. Šis realaus laiko grįžtamojo ryšio ciklas yra būtinas, nes leidžia operatoriams pereiti prie statinių, periodinių laboratorinių bandymų, kurie yra linkę į klaidas dėl žalios naftos mėginių senėjimo ir lengvųjų komponentų praradimo.
Be to, klampumas yra neatsiejamai susijęs su energijos optimizavimu. Optimali druskų šalinimo temperatūra iš esmės priklauso nuo žalios naftos klampumo ir tankio, taip pat nuo vandens tirpumo joje. Sunkios arba klampios žalios naftos klampumui sumažinti reikia gerokai aukštesnės temperatūros, kad vandens lašeliai pakankamai sumažėtų, ir vyktų efektyvus vandens lašelių judėjimas bei gravitacinis nusėdimas. Nuolatiniai klampumo duomenys leidžia procesų inžinieriams nustatyti ir palaikyti minimalią efektyvią temperatūrą, reikalingą efektyviam atskyrimui, užkertant kelią tiek brangiam perkaitimui, tiek nepakankamam atskyrimui, kurį sukelia per žema temperatūra.
Šis ryšys klampumą iškelia į operacinio valdymo centrą. Druskos šalinimo našumą lemia keturi pagrindiniai veiksniai: skysčio kokybė, veikimo parametrai (P/T), cheminių medžiagų dozavimas ir mechaniniai aspektai. Veikimo ir cheminiai veiksniai yra pagrindinės valdymo svirtys. Klampumas tiesiogiai jungia šiuos svertus. Pavyzdžiui, jei nuolatinio stebėjimo sistema aptinka klampumo padidėjimą, integruota DCS gali dinamiškai įvertinti situaciją ir pasirinkti ekonomiškiausią atskyrimo būdą – minimalų šiluminės energijos padidėjimą (tankio ar tirpumo problemoms spręsti) arba tikslinį deemulsiklio koncentracijos padidinimą (cheminio stabilumo problemoms spręsti). Ši dinaminio įsikišimo galimybė perkelia valdymą nuo konservatyvaus, reaktyvaus reguliavimo prie tikslaus, proaktyvaus optimizavimo.
3.2. Netikslaus arba pavėluoto klampumo matavimo pasekmės
Tikslių, nuolatinių klampumo duomenų nebuvimas kelia didelę veiklos riziką ir garantuoja ekonominį neefektyvumą.
Cheminių medžiagų perdozavimas ir OPEX infliacija
Jei klampumo matavimas priklauso nuo periodiškai imamų laboratorinių mėginių arba jei integruotas prietaisas pateikia netikslius duomenis, deemulsiklio dozės negalima optimizuoti atsižvelgiant į tiesioginį gaunamo žalios naftos srauto stabilumo iššūkį. Todėl operatoriai imasi įpurškti cheminių medžiagų dozes, gerokai viršijančias reikiamą minimumą, kad užtikrintų atskyrimą. Atsižvelgiant į tai, kad optimaliam atskyrimui paprastai reikia 50–100 ppm formuliacijos dozės, įprastas specializuotų, brangių deemulsatorių perteklinis įpurškimas lemia didelį ir išvengiamą eksploatavimo išlaidų (OPEX) padidėjimą.
Energijos neefektyvumas
Neturint tikslaus, realaus laiko klampos grįžtamojo ryšio, proceso šildymas turi būti konservatyviai nustatytas tokiame taške, kuris garantuotai sumažintų blogiausio numatomo žalios naftos klampumą. Remiantis fiksuotomis, aukštomis nustatytomis vertėmis arba uždelstais duomenimis, žaliava nuolat kaitinama aukščiau būtino minimumo. Dėl to nuolat švaistoma didelė šiluminė energija, o tai sudaro vieną didžiausių kontroliuojamų kintamųjų sąnaudų D/D/D procesų grandinėje.
Produkto kokybės sutrikimas ir žala tolesniam naudojimui
Netikslūs matavimai tiesiogiai lemia neoptimalų atskyrimo našumą. Jei emulsija nepakankamai atskiriama, gauta apdorota žaliava neatitiks reikiamų BS&W arba PTB specifikacijų. Nestandartinė žaliava ne tik sukelia komercinių nuostolių, bet, dar svarbiau, kelia pavojų visai tolesnei naftos perdirbimo operacijai. Neapdorotas druskos užterštumas pagreitina koroziją dėl rūgščių susidarymo ir sukelia svarbių šilumos mainų paviršių bei proceso bokštų užsikimšimą ir užsiteršimą. Todėl klampumo stebėjimo ir kontrolės stoka netiesiogiai prisideda prie brangios priežiūros, neplanuotų sustabdymų ir galimo kapitalinės įrangos pakeitimo.
Veikimo nestabilumas
Žalios naftos emulsijos dažnai pasižymi sudėtingu neniutoniniu elgesiu, kai jų tariamas klampumas kinta priklausomai nuo taikomo šlyties greičio. Netikslūs matavimai apsunkina daugiafazio srauto dinamikos modeliavimą ir valdymą, o tai gali sukelti srauto anomalijas, tokias kaip probleminės šliužo charakteristikos, nestabilūs užsikimšimai ir netolygus fazių pasiskirstymas. Be to, nepakankamas deemulsifikavimas gali pareikalauti ilgesnio sulaikymo laiko nusodinimo inde, o tai paradoksaliai gali lemti pakartotinę emulsifikaciją, dar labiau sumažinant efektyvumą ir padidinant riziką.
Sužinokite apie daugiau tankio matuoklių
Daugiau internetinių procesų matuoklių
IV. Klampumo matavimo iššūkiai žalios naftos kondicionavimo procese
4.1. Priešiška procesų aplinka reikalauja tvirtumo
D/D/D taikymams pasirinktas integruotas viskozimetras turi atlaikyti eksploatavimo sąlygas, kurios gerokai viršija standartinės laboratorinės ar pramoninės įrangos projektavimo ribas.
Ekstremalios slėgio ir temperatūros sąlygos
D/D/D procesas dažnai apima aukštą darbinį slėgį ir aukštesnę temperatūrą. Pavyzdžiui, druskos šalinimo įrenginiuose naudojama įkaitinta žalia nafta, o specializuotiems matavimams, tokiems kaip rezervuaro skysčių analizė (RFA), dažnai reikalingi jutikliai, kurie gali veikti visomis rezervuaro sąlygomis visame pasaulyje. Specializuotas prietaisas turi būti tvirtas, atsparus temperatūrai, paprastai siekiantis iki 450 ℃, o slėgio vardinės vertės – galinčios atlaikyti standartinį darbinį slėgį (pvz., iki 6,4 MPa), arba specialiai suprojektuotus sprendimus ekstremalioms sąlygoms, viršijančioms 10 MPa.
Koroziškumas, užsiteršimas ir pleiskanojimas
Apdorojamas skystis yra labai agresyvus. Žalioje naftoje yra sūrymių, rūgštinių komponentų (pvz., naftenų rūgščių) ir kartais vandenilio sulfido (H2S), todėl susidaro korozinė aplinka, kuri greitai skaido standartines medžiagas. Be to, dėl smulkiai susmulkintų kietųjų dalelių (molio, smėlio, asfaltenų) ir druskų jutiklių paviršiai nuolat užsiteršia ir apnašomis. Prietaisai turi būti pagaminti iš labai patvarių medžiagų, tokių kaip 316 nerūdijantis plienas, su pritaikymo galimybėmis, naudojant specializuotas korozijai atsparias dangas arba medžiagas (pvz., teflono dangas), kad būtų užtikrintas ilgaamžiškumas sąlytyje su korozine sūrymo faze.
Daugiafazis ir ne Niutono sudėtingumas
Kondicionavimo fazėje esančios žalios naftos srautai retai būna homogeniški. Tai sudėtingi, daugiafaziai mišiniai, kuriuose yra į vidų patekusių dujų/burbuliukų, disperguotų vandens lašelių ir suspenduotų kietųjų dalelių. Šį sudėtingumą dar labiau apsunkina neniutoninė reologija, būdinga sunkioms žalioms arba didelio asfalteno kiekio emulsijoms. Skysčio, kurio tekėjimo elgsena priklauso nuo momentinio šlyties greičio ir kuriame yra kelios fazės bei suspenduotos dalelės, klampumo matavimas yra didžiulis iššūkis bet kuriai jutiklių technologijai.
4.2. Pagrindiniai įprastinės viskozimetrijos apribojimai
Įprastų klampos matavimo metodų apribojimai rodo, kodėl jie iš esmės netinka nuolatiniam, linijiniam žalios naftos perdirbimo valdymui.
Rotaciniai viskozimetrai
Rotaciniai viskozimetrai remiasi sukimo momento, reikalingo velenui sukti skystyje, matavimu. Šis principas reikalauja mechaniškai sudėtingos konstrukcijos, apimančios judančias dalis, sandariklius ir guolius. D/D/D aplinkoje šie komponentai yra labai jautrūs gedimams: abrazyvinės kietosios dalelės ir koroziniai sūrymai sukelia greitą susidėvėjimą ir sandariklių gedimą, todėl padidėja priežiūros išlaidos ir veikia pertraukiamai. Be to, rotaciniai įtaisai yra riboti labai didelio klampumo diapazonuose, negali efektyviai apdoroti didelių dalelių ir yra labai jautrūs temperatūros svyravimams, todėl jie linkę gauti nuo operatoriaus priklausančius rezultatus, o ne patikimą nuolatinį grįžtamąjį ryšį.
Kapiliariniai ir kiti tradiciniai metodai
Tokie metodai kaip kapiliarinė viskozimetrija remiasi srauto greičio matavimu per ribojantį vamzdelį. Nors laboratorinėmis sąlygomis jie yra tikslūs, pramoniniam naudojimui jie nepraktiški. Jiems sunku gauti tikslius rezultatus su neniutoniniais skysčiais ir jie yra labai jautrūs užsikimšimui dėl suspenduotų dalelių ir kietųjų nuosėdų, esančių žalios naftos srautuose. Dėl šio pažeidžiamumo reikia daug priežiūros, dažnai nutraukiama eksploatacija ir iš esmės neįmanoma jų naudoti ilgalaikiam, nuolatiniam procesų srauto valdymui.
Įprastų viskozimetrų gedimų režimų konvergencija – mechaninis pažeidžiamumas (sandarikliai, guoliai) ir jautrumas nešvarioms, korozinėms srauto sąlygoms (užsikimšimas, dilimas) – nustato aiškų inžinerinį reikalavimą. Sėkmingam žalios naftos matavimui linijoje reikalinga jutiklių technologija, kuri visiškai pašalintų judančias dalis ir ribojančius srauto takus, perkeldama matavimo naštą nuo pažeidžiamų mechaninių mechanizmų prie atsparių fizikos principų.
V. „Lonnmeter“ linijinis vibracinis viskozimetras: patikimas sprendimas
5.1. Unikalus dizainas ir veikimo principas
„Lonnmeter“ integruotas vibracinis viskozimetras yra specialiai sukurtas siekiant pašalinti kritinius tarpus, kuriuos palieka įprastinės technologijos agresyvioje skysčių aplinkoje.
Veikimo principas
Viskozimetras veikia ašinės vibracijos slopinimo principu. Sistemoje naudojamas kietas jutiklio elementas, dažnai kūginis, kuris nuolat svyruoja tiksliu dažniu išilgai savo ašinės krypties. Kai žalios naftos emulsija teka ir yra šlyjama šio vibruojančio elemento, skystis sugeria energiją dėl klampaus pasipriešinimo – slopinimo efekto. Dėl šio šlyties prarasta energija matuojama elektronine grandine ir tiesiogiai koreliuojama bei paverčiama dinaminiu klampos rodmeniu, paprastai matuojamu centipoisais (cP). Šis metodas iš esmės matuoja galią, reikalingą palaikyti pastovią vibracijos amplitudę.
Paprasta mechaninė struktūra
Didelis techninis pranašumasLonnmeter linijinis viskozimetrasslypi jo paprastume. Skysčio kirpimas pasiekiamas vien vibracijos būdu, kuri leidžia sukurti visiškai paprastą mechaninę konstrukciją – tokią, kurioje nėra judančių dalių, sandariklių ar guolių. Šis konstrukcinis vientisumas yra nepaprastai svarbus: pašalinus komponentus, kurie yra labiausiai jautrūs dilimui, korozijai ir gedimams aukšto slėgio, abrazyvinėje aplinkoje, „Lonnmeter“ užtikrina išskirtinai didelį patvarumą ir minimalius priežiūros reikalavimus, tiesiogiai įveikdamas pagrindinius rotacinių instrumentų apribojimus. Standartinėje konfigūracijoje naudojamas tvirtas 316 nerūdijantis plienas, kurį galima pritaikyti agresyviai terpei, įskaitant teflono dangų arba specialių antikorozinių lydinių naudojimą.
5.2. Parametrai, skirti spręsti konkrečius proceso iššūkius
Lonnmeter techninės specifikacijoslinijinis vibracinis viskozimetrasįrodyti savo tinkamumą ekstremaliems D/D/D procesų sekos reikalavimams:
Tvirtos Lonnmeter viskozimetro specifikacijos
| Parametras | Specifikacija | Aktualumas žalios naftos dezinfekcijos ir dezinfekcijos iššūkiams |
| Klampumo diapazonas | 1–1 000 000 cP | Išsami įvairių rūšių žaliavų, įskaitant sunkiąją naftą, bitumą ir didelio klampumo emulsijas, aprėptis. |
| Tikslumas / Pakartojamumas | ±2 % ~ 5 % | Didelis tikslumas yra labai svarbus norint tiksliai apskaičiuoti deemulsifikatoriaus cheminių medžiagų naudojimą ir energijos optimizavimo nustatymus. |
| Maksimalus atsparumas temperatūrai | <450 ℃ | Užtikrina patikimą veikimą naudojant aukštoje temperatūroje įjungiamą pašildymą ir druskų šalinimą. |
| Maksimalus slėgio įvertinimas | < 6,4 MPa (pritaikoma > 10 MPa) | Atlaiko standartinį proceso slėgį, o itin aukšto slėgio prieš srovę – pritaikytą specialiems projektams. |
| Medžiagos | 316 nerūdijantis plienas (standartinis) | Standartinė konstrukcija užtikrina didelį atsparumą bendrajai korozijai; pritaikytos medžiagos skirtos konkrečiam sūrymui ir H2S iššūkiai. |
| Apsaugos lygis | IP65, ExdIIBT4 | Atitinka griežtus sprogimo ir aplinkosaugos standartus pavojingoms pramoninėms aplinkoms. |
5.3. Techniniai ir eksploataciniai pranašumai
Puikus našumas sudėtinguose srautuose
Vibracijos principas suteikia esminių privalumų dirbant su sudėtingomis, daugiafazėmis žalios naftos emulsijomis. Nuolatinė aukšto dažnio vibracija švelniai, savaime išsivalydama jutiklio paviršiuje, aktyviai slopindama užterštumo, apnašų ir vaško nuosėdų susidarymą. Skirtingai nuo sūkurinių ar rotacinių technologijų, „Lonnmeter“ jutiklis yra iš esmės mažiau jautrus matavimo paklaidoms, kurias sukelia dujų burbuliukai ar suspenduotos kietosios dalelės (daugiafazinis srautas). Šis atsparumas užterštumui ir kietųjų dalelių kaupimuisi užtikrina matavimo tęstinumą tais atvejais, kai įprasti prietaisai sugestų arba jiems reikėtų nuolatinės priežiūros.
Sandariklių ir guolių nebuvimas yra esminis konkurencinis pranašumas. Kadangi denatūruoto kuro (D/D/D) aplinką apibūdina koroziniai sūrymai ir didelė kietųjų dalelių užterštumo tikimybė, pašalinus pažeidžiamiausius mechaninius komponentus, pašalinamas didžiausias eksploatavimo prastovų ir brangios priežiūros šaltinis, susijęs su prietaisų gedimais dirbant su žaliavomis. Šis esminis inžinerinis sprendimas garantuoja maksimalų svarbiausio klampos grįžtamojo ryšio ciklo veikimo laiką.
Tikslus ne Niutono matavimas
„Lonnmeter“ sistema veikia vibracijos būdu perduodama skysčiui didelius šlyties greičius. Sudėtingoms, neniutoninėms žalioms alyvoms, įprastoms denatūracijos, denatūracijos ir denatūracijos procesuose, kur klampumas priklauso nuo šlyties greičio, šis didelio šlyties matavimas yra labai svarbus. Jis tiksliai fiksuoja „tikrąjį klampos pokytį“, susijusį su faktine didelio srauto dinamika proceso linijoje, ir apsaugo nuo reologinių artefaktų, kurie gali atsirasti naudojant mažo šlyties įrenginius, pvz., tam tikrus rotacinius viskozimetrus, kurie matavimo metu gali netyčia pakeisti efektyvųjį skysčio klampumą.
Sklandaus skaitmeninio integravimo lyderystė
Norint išnaudoti visą optimizavimo potencialą, viskozimetras turi teikti duomenis, kuriuos valdymo sistemos galėtų lengvai apdoroti. „Lonnmeter“ teikia standartinius pramoninius išėjimus (4–20 mA nuolatinės srovės, „Modbus“) tiek klampumui, tiek temperatūrai. Šis sklandus skaitmeninis duomenų srautas palengvina greitą integraciją į esamas paskirstytas valdymo sistemas (DCS) arba SCADA platformas. Šiai pažangiai technologijai įdiegti reikalingas etapinis skaitmeninės transformacijos metodas, pradedant nuo jutiklių duomenų integravimo, siekiant sumažinti pradinį sudėtingumą ir parodyti greitą investicijų grąžą (ROI). Šie integruoti duomenys sudaro diagnostinės matricos pagrindą, leidžiantį operatoriams greitai susieti klampumo anomalijas su kitais duomenų srautais (pvz., temperatūra, slėgio skirtumu), kad būtų galima imtis veiksmingų taisomųjų veiksmų.
VI. Optimizavimas ir ekonominės vertės pasiūlymas
Tikroji Lonnmetro ekonominė vertėĮmontuotas vibracinis viskozimetrasrealizuojamas, kai pasyvus matavimas paverčiamas aktyviu, uždaro ciklo proceso valdymu. Tikslus, didelio vientisumo duomenų srautas sukuria reikiamą grįžtamojo ryšio mechanizmą, skirtą dinamiškai valdyti dvi didžiausias kintamas eksploatavimo išlaidas: cheminių medžiagų sunaudojimą ir šiluminės energijos naudojimą.
6.1. Klampumo realiuoju laiku susiejimas su dinaminiu proceso valdymu
Optimizavimo strategija remiasi klampumo rodmenų integravimu su pagrindiniais valdymo svirtimis – deemulsiklio dozavimu ir kaitinimo temperatūra – siekiant užtikrinti optimalią atskyrimo kinetiką kuo mažesnėmis sąnaudomis.
Pagrindinis valdymo tikslas yra nustatyti ir palaikyti minimalaus efektyvaus atskyrimo klampumo tašką. Jei sistema aptinka nuokrypį, atsakas apskaičiuojamas pagal dabartines eksploatavimo išlaidas.
Optimizavimo grįžtamojo ryšio ciklas
| Stebimo klampumo tendencija (realiuoju laiku) | Proceso būklės diagnozė | Korekcinis veiksmas (automatinis / operatoriaus) | Numatomas ekonominis poveikis |
| Klampumas didėja po maišymo / įpurškimo | Nepilna deemulsifikacija arba nepakankamas koalescencijos greitis | Padidinkite deemulsiklio dozę (PPM) ARBA padidinkite šildymo temperatūros nustatymą | Maksimaliai padidina našumą; Apsaugo nuo pakartotinės emulsijos susidarymo ir susikaupimo |
| Stabilus, pastovus klampumas, tačiau istoriniai duomenys rodo didesnį nei būtina klampumą | Neoptimali darbinė temperatūra dabartinei neapdorotai reologijai | Sumažinkite išankstinio šildytuvo / druskos šalinimo įrenginio temperatūros nustatytąją vertę iki žemiausios efektyvios T | Tiesiogiai sumažina šiluminės energijos suvartojimą; Pirminis OPEX sutaupymas |
| Klampumas sparčiai mažėja ir stabilizuojasi ties žemu tašku | Pasiektas beveik optimalus atskyrimas / Cheminių medžiagų pertekliaus rizika | Sumažinkite deemulsiklio dozę (PPM) iki minimalios veiksmingos dozės | Tiesiogiai sumažina cheminių medžiagų įsigijimo ir šalinimo išlaidas |
Deemulsifikatoriaus dozavimo optimizavimas
Valdymo sistema naudoja realaus laiko klampumą kaip našumo rodiklį, kad dinamiškai reguliuotų deemulsifikatoriaus įpurškimo greitį. Ši galimybė panaikina brangią ir įprastą cheminių medžiagų perdozavimo praktiką, siekiant kompensuoti neapdorotus kintamumus arba pasikliauti vėluojančiais laboratoriniais rezultatais. Sumažindami dozę iki minimalios efektyvios koncentracijos, reikalingos tiksliniam atskyrimui pasiekti, operatoriai garantuoja optimalų brangių cheminių medžiagų naudojimą, išlaikydami aukštą efektyvumą (pvz., pasiekdami 99 % druskų atskyrimą).
Šiluminės energijos valdymas
Kadangi druskos šalinimo temperatūros reikalavimus lemia žalios naftos reologinis profilis, tikslūs klampos rodmenys leidžia sistemai palaikyti išankstinio šildytuvo ir druskos šalinimo įrenginio temperatūras žemiausioje efektyvioje nustatytoje temperatūroje, reikalingoje fazių atskyrimui. Ši galimybė padeda išvengti didelių ir nereikalingų energijos sąnaudų, susijusių su žalios naftos šildymu, todėl žymiai ir nuolat sutaupoma OPEX.
Dinamiškai kontroliuodama šiuos kintamuosius, gamykla pereina nuo reaktyvaus, nustatytomis vertėmis pagrįsto veikimo prie proaktyvios, reologijai optimizuotos sistemos. Šis duomenų srautas leidžia operatoriams pereiti prie nuspėjamosios priežiūros filosofijos. Pavyzdžiui, staigus, nepaaiškinamas klampumo padidėjimas, kai jis lyginamas su stabilia temperatūra ir deemulsiklio doze, gali signalizuoti apie gresiančią mechaninę problemą, pvz., per didelį užsiteršimą ar siurblio susidėvėjimą, ir tai leidžia imtis prevencinių veiksmų prieš įvykstant katastrofiškam eksploatavimo sutrikimui.
6.2. Kiekybiškai įvertinama nauda ir investicijų grąža
„Lonnmeter“ integruoto vibracinio viskozimetro integravimas užtikrina apčiuopiamą ir ilgalaikę finansinę grąžą visoje gamybos vertės grandinėje.
Sumažintos eksploatavimo išlaidos:
Cheminių medžiagų taupymas: dinaminis dozavimo valdymas sumažina brangių cheminių deemulsifikatorių įpurškimą, taip užtikrinant tiesioginį išlaidų taupymą.
Energijos taupymas: šildymo temperatūros optimizavimas pagal realaus laiko reologinius duomenis smarkiai sumažina didžiulį kuro / garo suvartojimą, būdingą žalios naftos šildymui.
Sutaupymai priežiūros sąnaudoms: paprasta konstrukcija be judančių dalių, sandariklių ir guolių, kartu su vibracinio jutiklio savaiminio išsivalymo savybe, pašalina dideles priežiūros ir aptarnavimo išlaidas, susijusias su įprastais prietaisais, naudojamais koroziją sukeliančiose ir užsiteršiančiose aplinkose.
Pagerinta produkto kokybė ir vertė: garantuotas griežtų kokybės tikslų, pvz., 0,5 % BS&W ir didelio PTB pašalinimo, pasiekimas užtikrina, kad žalia nafta atitiktų pardavimo specifikacijas, išvengiant komercinių baudų ir didelių su perdirbimu ar korozijos mažinimu susijusių išlaidų.
Padidintas veiklos efektyvumas ir našumas: cheminių ir šiluminių sąnaudų optimizavimas lemia greitesnę ir nuoseklesnę atskyrimo kinetiką. Tai sumažina reikiamą nusistovėjimo ir sulaikymo laiką, taip padidinant efektyvų įrenginio našumą.
Pagerintas saugumas ir patikimumas: Sumažinus priklausomybę nuo rankinio mėginių ėmimo ir laboratorinių bandymų, operatorius mažiau susiduria su aukšto slėgio, aukštos temperatūros ir koroziją sukeliančiomis procesų linijomis. Dėl didelio patikimumo ir tvirtos jutiklių konstrukcijos žymiai sumažėja su prietaisais susijusių neplanuotų išsijungimų tikimybė.
Efektyvus deemulsifikavimas, dehidratacija ir nudruskinimas yra angliavandenilių pramonės finansinės sėkmės ir veiklos vientisumo pagrindas. Proceso sudėtingumas, žaliavos kintamumas ir labai agresyvios eksploatavimo sąlygos reikalauja tokio matavimo tikslumo ir jutiklių patikimumo, kokio įprastos technologijos tiesiog negali užtikrinti. Mechaninis sudėtingumas, jautrumas korozijai ir užsiteršimui kelia tradicinių viskozimetrų trūkumus, rizikuodami tiek proceso efektyvumu, tiek turto apsauga.
„Lonnmeter“ linijinis vibracinis viskozimetras yra puikus sprendimas, specialiai sukurtas veikti šioje atšiaurioje pramoninėje aplinkoje. Paprasta, be judančių dalių konstrukcija garantuoja nuolatinį ir patikimą duomenų srautą, įveikiant įprastinių rotacinių ir kapiliarinių sistemų gedimo mechanizmus. Tiksliai išmatuodamas tikrąją, didelio šlyties klampumą sudėtingos, neniutoninės žalios naftos, „Lonnmeter“ įgalina dinamišką, nuspėjamąją valdymo strategiją. Ši strategija suteikia inžinerinį pagrindą uždaros grandinės deemulsifikatoriaus dozavimo ir kaitinimo profilių optimizavimui, užtikrinant nuoseklią produkto kokybę ir maksimalų veiklos efektyvumą.
Šios pažangios technologijos integravimas keičia D/D/D procesą iš konservatyvaus, rizikos vengiančio veikimo į tikslią, sąnaudų požiūriu optimizuotą sistemą. Šis metodas užtikrina greitą, kiekybiškai įvertinamą investicijų grąžą, nes gerokai sumažėja cheminių medžiagų sunaudojimas ir energijos švaistymas.
Užsisakykite išsamią konsultaciją dėl kainos pasiūlymo.
Ženkite lemiamą žingsnį, kad užtikrintumėte reikalavimus atitinkančią žalios naftos kokybę ir kartu maksimaliai padidintumėte ekonominę grąžą. Pradėkite taupyti cheminių medžiagų ir energijos sąnaudas jau šiandien, įdiegdami patikimiausią pramonėje integruotą viskozimetrijos sprendimą. Pasinaudokite individualiai pritaikytos proceso sprendimo konsultacijos ir išsamios kainos užklausos (RFQ) pasiūlymu. Susisiekite su mūsų inžinerijos specialistais dabar, kad pradėtumėte optimizavimo veiksmų planą, pritaikytą prie jūsų konkrečios žalios naftos reologijos, eksploatacinių apribojimų ir didelių investicijų grąžos tikslų.
