落馏电容式低含水分析仪

  仪器网 ·  2012-07-14 23:39  ·  39316 次点击
1)测量原理
原油的介电常数与原油的物理性质有关。各油田原油的介电常数均不相同,采用上述测盘方法需要单独对每一台仪表进行单个标定。并且,当原油性质由于抽井产出层位、区块、产量的变化造成原油性质、介电常数改变时,需要重新对仪表进行标定。这在实际生产过程中是比较困难的。为了克服这个困难,原油低含水分析仪采用了蒸馏电容法,即进人电容器的油品不是原油的全部,而是将原油燕馏后,燕馏点在240℃以下的轻馏分和水.由于蒸馏点在240℃以下的轻馏分的介电常数近似为常数,所以,电容器的电容且仅与水含量有关,而与原油的物理性质无关。此类仪表一般用于含水率10%以下的低含水原油的测量。
2)仪表组成
YSG型蒸馏电容法原油低含水分析仪组成框图如图6-3所示,属于断续取样在线含水分析仪。
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由取样泵从管道中取一定量的油样,送到蒸发室9进行蒸馏,燕发室的沮度控制在240'C(水分在180℃左右即可完全蒸发)。蒸馏点低于240℃的轻质馏分和水变成蒸气进人冷凝器11,冷凝后的液体进人测量电容16,把。的变化变为△C的变化,再经电容/频率转换器14把△C变成与含水率有关的交流信号△f,送到显示仪表.经过数据处理后,直接显示出含水原油中水的百分含量。
测量完成后,测盘电容下部的电磁阀打开,将电容器中的轻馏分及水分放掉。同时,污油泵将燕发室中蒸馏过的无水原油排回输油管道中。
采样、燕发、侧盆、排水、排污等工作均是在同步电机的带动下,驱动定时机构控制的。
含水仪所用的计量泵为齿轮计量泵,取样量可由控制器控制。燕发室分为上下两层,下层为240℃恒温油浴,内有螺旋盘管及电加热器。油样在盘管中被加热至240℃后进人上层蒸发室。水分和蒸馏点在240℃以下的轻馏分被蒸发,无水原油排到液压自封管后被污油泵排回输油管道。
冷凝器盘管是用不锈钢管绕成。蒸发室燕发出的蒸气在盘管中得到冷却水的冷却,冷凝成液体后流人侧里电容。当仪器完成一个测量周期后,由减速机构带动发讯器控制电磁阀打开,将侧量电容中的水与轻质油放掉,准备下一次测量。
在测量电容中,所蒸馏出的水与轻馏分呈分层状态。为了防止水将内外电极短路,并保证排水后电极表面不挂残留的水滴,内外电极表面均有憎水型衬层。内电极外表面涂有聚三氟抓乙烯层,外电极内壁衬有聚四氟乙烯套,如图6-4所示.
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测量电容中,水层、轻质油层所形成的电容分别为:
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由于蒸馏温度较高,所馏出的轻油能够充满整个电容(多余的滋出排掉)。又由于所蒸馏出的水分及轻馏分的成分单一沮度恒定,介电常数变化较小,因而可以认为k1,k2为常数。测量电容的电容量与油样的含水率呈精确的线性关系,故能取得较高的测量精度。
将h换算成含水体积,可以求得含水率为:
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可见,电容量AC与ω含水率成线性正比关系.这样,就完成了“含水率一电容”的转换。
电容/频率转换器的作用是把测徽电容器电容量的变化转换为信号频率的变化。翰出信号频率I与△C之间不是线性关系,但在一定的范围内,可以按折线方式进行线性化处理,由显示仪表直接显示出水的百分含量.
3)特点及应用
蒸馏电容法原油低含水分析仪,具有测谈精度高(可达0.1%),稳定性好、适用范围广等优点,可用于各种原油含水率的测量,一般无需进行个别校正.但它在原油取样、蒸馏排污、放水过程中,要用电机、齿轮泵、电磁阀等可动部件,结构复杂,可靠性差,不便于维护,不能测量高含水原油。并且,其测量过程是间断的,侧量周期长(4-8min).测量结果不能连续显示。
来源:《石油仪表及自动化》,转载请注明出处-仪器交易(www.cncal.com)

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