Utilizzo di misurazioni della viscosità in tempo reale nelle operazioni di raffinazione per una maggiore efficienza, agilità e redditività

La disponibilità e i prezzi del petrolio greggio cambiano costantemente. In queste circostanze dinamiche, mantenere o aumentare la capacità riducendo i costi diventa sempre più complesso per le raffinerie. Mentre gli operatori percorrono la strada verso una maggiore efficienza e redditività, dipendono dalla ricezione di dati di misurazione del processo costantemente accurati in tutte le applicazioni.

Il petrolio rimane uno degli idrocarburi più importanti nel mercato globale. Rimane la fonte primaria di combustibili liquidi e per il trasporto e una materia prima fondamentale per l'industria dei polimeri. La viscosità è una caratteristica importante dei fluidi per molte ragioni. Può essere una proprietà funzionale o può essere correlata a un attributo esclusivo. Può essere correlata all'efficienza di utilizzo. Ancora più importante, la viscosità è un'indicazione di come un fluido viene gestito: pompato, filtrato e agitato.

Ogni prodotto petrolifero raffinato ottenuto dal petrolio greggio ha un uso specifico:

• Il gas di petrolio liquefatto (GPL), noto anche come butano e propano, viene utilizzato come carburante per automobili o confezionato in bottiglie e utilizzato per scopi domestici.
• La benzina e il diesel sono usati come carburanti per i veicoli a motore.
• Il cherosene è usato come carburante per aviogetti.
• La nafta è una delle principali materie prime petrolchimiche.
• L'olio da riscaldamento viene utilizzato per riscaldare
• Gli oli base sono usati per produrre lubrificanti.
• L'asfalto, a volte chiamato bitume, viene utilizzato per pavimentare le strade.

Il petrolio greggio è classificato come olio leggero o pesante in base a diverse proprietà fisiche, come peso molecolare, viscosità, densità e gravità API. La viscosità e la densità svolgono un ruolo molto importante nella produzione di petrolio, nel trasporto attraverso oleodotti e nei processi di recupero del petrolio.

La viscosità è una delle misurazioni più critiche eseguite in una raffineria. Tutti i clienti acquistano prodotti di raffineria che si distinguono per i loro gradi di viscosità, basati su norme accettate a livello internazionale come ASTM. La viscosità è fondamentale per la determinazione della qualità del prodotto. Inoltre, è fondamentale per la protezione dei macchinari di processo come pompe e compressori.

I prodotti raffinati sono stati definiti dalla loro viscosità. Metodi e tecnologie sono stati sviluppati nel tempo per dare agli operatori un maggiore controllo sulle loro operazioni. Oggi, i miglioramenti nella misurazione e nel controllo della viscosità stanno portando a enormi aumenti della redditività per le raffinerie. La difficoltà e gli alti costi delle misurazioni di viscosità e densità in condizioni di giacimento sono le ragioni principali della mancanza di tali dati ad altre temperature. Inoltre, la viscosità e la densità sono linee guida importanti per le simulazioni numeriche per determinare l'economia e il successo del progetto Enhanced oil recovery (EOR).

In generale, i processi nelle raffinerie in cui le misurazioni della viscosità e la gestione svolgono un ruolo centrale nelle operazioni di raffinazione sono i seguenti:

• Mescolanza
• Trasferimenti / Trasporti
• Tipo di rilevamento
• Misurazione
• Ricerca e sviluppo, chimica di miscelazione

Accurate operazioni di miscelazione

La miscelazione è la miscelazione di oli grezzi, condensati o bitume - tutti con proprietà e valori variabili - in un flusso per rendere un nuovo tipo di petrolio greggio più adatto per il trasporto e la raffinazione. L'operazione di miscelazione in raffineria ha molte considerazioni. È guidato da:

• volumi e quantità di produzione della testa pozzo;
• logistica, ovvero spostamento dei volumi sul mercato mediante tubi, rotaie, chiatte;
• requisiti dell'ardesia di alimentazione della raffineria e configurazioni delle unità di processo.

La preoccupazione principale sono le proporzioni accurate di ogni prodotto miscelato in una determinata ricetta. Questa accuratezza della miscela dipende da molte variabili all'interno del sistema. Il dispositivo di misurazione principale determina la precisione complessiva del sistema; quindi, la selezione del misuratore è di grande importanza.

La miscelazione di due o più oli grezzi per ottenere il giusto equilibrio delle qualità dei mangimi può introdurre problemi sconosciuti con incompatibilità del grezzo. Questo a sua volta può introdurre sporcizia accelerata, e quindi costi energetici aggiuntivi con il riscaldatore acceso dall'unità grezza e un potenziale arresto anticipato per la pulizia dello scambiatore.

Il più delle volte, può essere molto difficile distinguere tra una perdita e deviazioni accettabili dal modello a causa del cambiamento delle condizioni nella tubazione, degli errori di misurazione e dei cambiamenti con le temperature e le pressioni. È necessaria una strumentazione affidabile per rilevare qualsiasi cambiamento nel flusso di processo e per consentire all'operatore di reagire efficacemente a tale cambiamento. Ci sono diversi vantaggi nell'usare la strumentazione per monitorare le proprietà della miscela in tempo reale e scegliere opportunamente gli interventi correttivi quando necessario:

• Miglioramento della resa dei prodotti specifici della raffineria durante la lavorazione degli oli di scisto e del bitume
• Rilevamento del punto finale adeguato delle operazioni di miscelazione / miscelazione per risparmiare energia e garantire la qualità
• Qualità costante del flusso di alimentazione per le raffinerie che trattano greggi pesanti non convenzionali e oli di scisto domestici.
• Maggiore agilità nella gestione delle varianti: sfruttare le variazioni di prezzo del petrolio greggio e del bitume nel mercato a vantaggio.
• Riduzione dell'incrostazione e della corrosione associate con una migliore rilevazione del livello di emulsione.
• La combinazione del controllo di qualità con strumenti di automazione dei processi in tempo reale può ridurre le esigenze di aggiornamento delle raffinerie.

Le raffinerie utilizzano misurazioni della viscosità in linea per migliorare la coerenza della produzione. Il viscosimetro si trova in una linea di bypass di una linea principale e viene utilizzato per mantenere l'aggiunta di diluente per ottenere la specifica del cliente ideale per la prima volta. Le raffinerie che utilizzano un sistema di miscelazione guidato dall'analizzatore hanno la capacità di determinare le proprietà importanti di ciascun petrolio greggio. Ciò consente di apportare modifiche alla miscelazione che possono influire sulla qualità e sulle quantità desiderate del prodotto. La programmazione è inoltre migliorata grazie alla visibilità delle caratteristiche del greggio in entrata e di ulteriori analisi in loco prima di essere addebitate all'unità grezza.

Raffineria Oil Movement: garantire la giusta qualità e quantità durante i trasferimenti

Il trasferimento di custodia si riferisce alle transazioni che comportano il trasporto di sostanze fisiche da un operatore a un altro. Il controllo della qualità durante tali operazioni è utile per la garanzia delle parti coinvolte nella transazione.

La produzione di petrolio greggio deve soddisfare specifiche di densità, viscosità e water cut per il trasferimento di custodia definite dalle società di oleodotti. Il mancato rispetto di queste condizioni prima della spedizione può comportare costi di rielaborazione significativi e tempi di fermo operativi. Gli ingegneri sono alla ricerca di una soluzione completa che consenta una misurazione accurata della conformità. Devono garantire che la qualità del petrolio greggio soddisfi o superi tutte le condizioni di processo richieste prima che una spedizione lasci la struttura o il punto di trasferimento di custodia.

La misurazione onshore è una delle attività terminali in cui la conformità di qualità con le misurazioni di viscosità e densità è utile. Quando il petrolio greggio arriva a riva, viene misurato. Ciò ha un impatto sulla tassazione o sui pagamenti di trasferimento della custodia. Vengono utilizzati sistemi comparabili tra acquirente e venditore e i dati vengono confrontati. I trasferimenti tra piattaforma, oleodotto e stoccaggio e distribuzione onshore sono opportunità di misurazione, poiché ogni acquirente desidera essere certo di ciò che è stato fornito. Le misurazioni della densità sono utili per queste stime e calcoli.

La considerazione principale per i sistemi di misurazione è il tipo di misuratore per l'applicazione, con il fattore principale per la selezione di un misuratore che è la viscosità e la vulnerabilità dell'aria. Altre influenze devono essere considerate come tubazioni, vibrazioni, installazione elettrica, condizionamento del flusso, compatibilità chimica, idraulica del sistema ed esperienza passata. Un elenco completo delle scelte delle apparecchiature include il misuratore, il filtro, la valvola di controllo e un sistema di eliminazione dell'aria, che richiede una considerazione significativa in quanto deve impedire all'aria di entrare nel sistema di misurazione.

Miglioramento delle operazioni di raffinazione: bilanci di massa delle unità di processo e controllo delle perdite

I bilanci di massa delle unità di processo possono rappresentare una sfida a causa di errori di misurazione. Senza una misurazione accurata, le perdite reali non possono essere identificate ei modelli di ottimizzazione diventano inaffidabili. Molti raffinatori si affidano a misurazioni volumetriche e di densità di laboratorio per le loro bilance, anche se entrambe le misurazioni sono influenzate dal cambiamento delle condizioni di processo. Il densimetro in linea migliora significativamente le bilance misurando la densità in linea, che può sostituire le misurazioni della densità di laboratorio per fornire un calcolo più accurato.

Comprendere la chimica della miscelazione del petrolio greggio per ottimizzazioni

 Oltre alla corretta infrastruttura per la miscelazione al terminale, la comprensione della chimica della miscelazione del petrolio greggio è fondamentale. Ci sono circa 150+ petrolio greggio scambiato a livello internazionale e questi oli grezzi variano in caratteristiche, qualità e proprietà. Le operazioni di miscelazione di oli grezzi, bitume e condensa dipendono dalle loro proprietà fisiche e chimiche per soddisfare le specifiche del raffinatore.

Viscosità e densità sono importanti proprietà fisiche del petrolio greggio. Tuttavia, vi è una carenza di modelli pratici per il calcolo di queste proprietà per il petrolio pesante a temperature elevate. I misuratori di viscosità e densità possono consentire agli ingegneri di ottenere modelli esatti in grado di prevedere con successo queste due importanti proprietà dei fluidi e ottimizzare i processi di miscelazione per diversi fluidi in un'ampia gamma di temperature.

La caratterizzazione in linea delle qualità del petrolio greggio fornisce uno strumento efficace per utilizzare i greggi per ottenere il più alto margine di raffinazione al minor costo. Ciò obbliga le raffinerie e le stazioni di miscelazione a cambiare frequentemente la qualità del petrolio greggio, in base alle attrezzature della raffineria e ai prezzi di mercato globale dei diversi greggi.

Per le misurazioni della viscosità nelle raffinerie, la misurazione offline utilizzando il metodo ASTM-D445 è l'approccio tradizionale. Oltre alle attività manuali e alla manutenzione intensiva coinvolta, c'è un grosso svantaggio nell'utilizzare i tubi capillari in laboratorio. Forniscono solo un'istantanea di un istante molto specifico nel tempo; il momento in cui è stato prelevato il campione. I comportamenti dei fluidi di produzione in tempo reale non sono caratterizzati accuratamente dalle misurazioni di laboratorio. Quando le misurazioni vengono eseguite solo ogni 8-12 ore, c'è sempre la possibilità di perdere qualcosa. Il ritorno alle prestazioni su specifica nei processi di raffineria può facilmente richiedere 10 ore o più. Le raffinerie possono bruciare da $ 100,000+ a $ 500,000 per occorrenza.

Svantaggi con strumenti separati per densità e viscosità

Gli operatori in genere utilizzano strumenti separati per misurare la densità e la viscosità. Ci sono problemi importanti nell'utilizzare due strumenti diversi:

• La maggior parte degli strumenti tradizionali utilizzati per la misurazione della densità e della viscosità richiede campioni di fluido separati per l'analisi, utilizzando grandi quantità di un campione di fluido estremamente prezioso che non può essere riutilizzato
• È difficile ottenere condizioni di temperatura e pressione uguali in due strumenti separati, il che comporta errori di misurazione
• Difficile da localizzare densimetri e viscosimetri grandi e voluminosi a causa dello spazio e dei vincoli di montaggio
• Richiede un notevole lavoro di integrazione nell'hardware e nel software per sincronizzare i dati di misurazione e garantire la conformità

Nelle applicazioni di raffineria, dove la produzione di materiale fuori specifica può costare centinaia di migliaia di dollari al giorno, le raffinerie si affidano sempre di più a misurazioni in linea continue in tempo reale per estendere i tradizionali test di laboratorio fuori linea per garantire la qualità del prodotto. Le tecnologie comunemente utilizzate per le misurazioni della viscosità in linea sono capillari, vibrazionali e a pistone oscillante. Tutte richiedono il condizionamento del fluido sottoposto a test in modo che sia il più coerente possibile come i campioni di laboratorio in termini di temperatura, flusso e particelle. Il ROI per il controllo della viscosità in linea è misurato in giorni per asfalti e oli lubrificanti. RheonicsIl principio del risonatore torsionale è la tecnologia preferita dei viscosimetri in linea grazie ai vantaggi intrinseci di precisione e affidabilità rispetto agli approcci concorrenti. Per le attività di raffineria che hanno difficoltà a tenere il passo con la domanda, questa differenza è fondamentale.

Il monitoraggio e il controllo automatizzati della viscosità in linea sono fondamentali per controllo della viscosità durante la miscelazione e garantire che le caratteristiche critiche siano pienamente conformi ai requisiti in più lotti, senza dover ricorrere a metodi di misurazione offline e tecniche di prelievo dei campioni. Rheonics offre le seguenti soluzioni per il controllo e l'ottimizzazione dei processi nella formulazione, nell'elaborazione, nell'ampliamento e nei test.

Misuratori di viscosità e densità

1. In linea Viscosità misure: Rheonics' SRV è un dispositivo di misurazione della viscosità in linea ad ampia gamma in grado di rilevare i cambiamenti di viscosità all'interno di qualsiasi flusso di processo in tempo reale.
2. In linea Viscosità e densità misure: Rheonics' SRD è uno strumento di misura simultanea di densità e viscosità in linea. Se la misurazione della densità è importante per le vostre operazioni, SRD è il miglior sensore per soddisfare le vostre esigenze, con capacità operative simili all'SRV insieme a misurazioni accurate della densità.

Integrato, chiavi in ​​mano qualità per operazioni di raffineria

Rheonics offre una soluzione integrata chiavi in ​​mano per la gestione della qualità composta da:

1. In linea Viscosità misure: Rheonics'SRV - un dispositivo di misurazione della viscosità in linea ad ampia gamma con misurazione della temperatura del fluido incorporata
2. Rheonics Process Monitor: un avanzato controller di tracciamento predittivo monitorare e controllare in tempo reale le variazioni delle condizioni di processo
3. Rheonics Reopulse con automaticamente in Sistemi dOsing: Un sistema autonomo di livello 4 che garantisce nessun compromesso con i limiti di viscosità impostati e attiva automaticamente le valvole o le pompe di by-pass per dosare in modo adattivo i componenti della miscela

Il sensore SRV è posizionato in linea, quindi misura continuamente la viscosità (e la densità in caso di SRD). Gli avvisi possono essere configurati per notificare all'operatore l'azione necessaria oppure l'intero processo di gestione può essere completamente automatizzato con RPTC (Rheonics Controller di monitoraggio predittivo). L'utilizzo di un SRV nella linea del processo di miscelazione comporta un miglioramento della produttività e dei margini di profitto e garantisce la conformità normativa. Rheonics i sensori hanno un fattore di forma compatto per una semplice installazione OEM e retrofit. Non richiedono manutenzione o riconfigurazioni. I sensori offrono risultati accurati e ripetibili indipendentemente da come o dove sono montati, senza necessità di camere speciali, guarnizioni in gomma o protezione meccanica. Non utilizzando materiali di consumo e non richiedendo ricalibrazione, SRV e SRD sono estremamente facili da utilizzare, con conseguenti costi di gestione estremamente bassi.

Una volta stabilito l’ambiente del processo, di solito è richiesto poco sforzo per mantenere l’integrità e la coerenza dei sistemi: gli operatori possono fare affidamento sullo stretto controllo con Rheonics soluzione di gestione della qualità della raffineria.

Le raffinerie possono sfruttare al meglio i progressi della tecnologia di automazione Rheonics

Rheonics I sistemi di automazione includono funzionalità che vanno oltre i sistemi legacy, come algoritmi di controllo di processo avanzati integrati, monitoraggio statistico, monitoraggio dei dispositivi intelligenti e monitoraggio dello stato di salute degli asset. Trasmettono i dati di processo e sulle condizioni degli asset sia alle operazioni che alla manutenzione, consentendo modi nuovi ed efficienti per integrare i processi di lavoro e migliorare la tempestività e l'accuratezza delle decisioni.

Fattore di forma compatto, nessuna parte mobile e nessuna manutenzione

Rheonics' SRV e SRD hanno un fattore di forma molto piccolo per una semplice installazione OEM e retrofit. Consentono una facile integrazione in qualsiasi flusso di processo. Sono facili da pulire e non richiedono manutenzione o riconfigurazioni. Hanno un ingombro ridotto che consente l'installazione in linea in qualsiasi linea di processo, evitando qualsiasi spazio aggiuntivo o necessità di adattatori.

Elevata stabilità e insensibilità alle condizioni di montaggio: qualsiasi configurazione possibile

Rheonics SRV e SRD utilizzano un esclusivo risonatore coassiale brevettato, in cui due estremità dei sensori ruotano in direzioni opposte, annullando le coppie di reazione sul loro montaggio e quindi rendendoli completamente insensibili alle condizioni di montaggio e alle portate. L'elemento sensore si trova direttamente nel fluido, senza requisiti di alloggiamento speciale o gabbia protettiva.

Letture accurate istantanee sulla qualità della produzione - Panoramica completa del sistema e controllo predittivo

Rheonics' Reopulse il software è potente, intuitivo e comodo da usare. Il fluido di processo in tempo reale può essere monitorato sull'IPC integrato o su un computer esterno. Più sensori distribuiti in tutto l'impianto sono gestiti da un unico dashboard. Nessun effetto della pulsazione di pressione del pompaggio sul funzionamento del sensore o sulla precisione della misurazione. Nessun effetto di vibrazione.

Misure in linea, non è necessaria alcuna linea di bypass

Installa direttamente il sensore nel tuo flusso di processo per eseguire misurazioni di viscosità (e densità) in tempo reale. Non è richiesta alcuna linea di bypass: il sensore può essere immerso in linea; la portata e le vibrazioni non influiscono sulla stabilità e l'accuratezza della misurazione.

Installazione semplice e nessuna riconfigurazione / ricalibrazione necessaria: zero manutenzione / tempi di fermo macchina

Nell'improbabile eventualità di un sensore danneggiato, sostituire i sensori senza sostituire o riprogrammare l'elettronica. Sostituzioni immediate sia per il sensore che per l'elettronica senza aggiornamenti del firmware o modifiche alla calibrazione. Montaggio facile. Disponibile con connessioni al processo standard e personalizzate come NPT, Tri-Clamp, DIN 11851, Flangia, Varinline e altri collegamenti sanitari e igienici. Nessuna camera speciale. Facilmente rimovibile per la pulizia o l'ispezione. SRV è disponibile anche con DIN11851 e tri-clamp connessione per un facile montaggio e smontaggio. Le sonde SRV sono sigillate ermeticamente per il Clean-in-place (CIP) e supportano il lavaggio ad alta pressione con connettori M69 IP12K.

Rheonics gli strumenti sono dotati di sonde in acciaio inossidabile e, opzionalmente, forniscono rivestimenti protettivi per situazioni speciali.

Basso consumo energetico

Alimentazione 24 V CC con assorbimento di corrente inferiore a 0.1 A durante il normale funzionamento.

Tempi di risposta rapidi e viscosità compensata in temperatura

L'elettronica ultraveloce e robusta, combinata con modelli computazionali completi, rendono Rheonics dispositivi tra i più veloci, versatili e accurati del settore. SRV e SRD forniscono misurazioni accurate della viscosità (e della densità per SRD) in tempo reale ogni secondo e non sono influenzati dalle variazioni della portata!

Ampie capacità operative

RheonicsGli strumenti sono costruiti per effettuare misurazioni nelle condizioni più difficili.

SRV è disponibile con la più ampia gamma operativa nel mercato del viscosimetro di processo in linea:

• Range di pressione fino a 5000 psi
• Intervallo di temperatura da -40 fino a 200 ° C
• Intervallo di viscosità: 0.5 cP fino a 50,000 cP (e superiore)

SRD: strumento singolo, tripla funzione - Viscosità, temperatura e densità

Rheonics' SRD è un prodotto unico che sostituisce tre diversi strumenti per le misurazioni di viscosità, densità e temperatura. Elimina la difficoltà di collocare tre diversi strumenti e fornisce misurazioni estremamente accurate e ripetibili nelle condizioni più difficili.

gestire mescolanza in modo più efficiente, ridurre i costi e migliorare la produttività

Integra un SRV nella linea di processo e assicurati la coerenza nel corso degli anni. SRV monitora e controlla costantemente la viscosità (e la densità in caso di SRD) e attiva le valvole in modo adattivo per il dosaggio dei componenti della miscela. Ottimizza il processo con un SRV e sperimenta meno arresti, minor consumo di energia, minori non conformità e risparmi sui costi dei materiali. E alla fine di tutto, contribuisce a una migliore redditività e a un ambiente migliore!

Design e tecnologia dei sensori superiori

L'elettronica sofisticata e brevettata è il cervello di questi sensori. SRV e SRD sono disponibili con connessioni al processo standard del settore come ¾" NPT, DIN 11851, flangia e Tri-clamp consentendo agli operatori di sostituire un sensore di temperatura esistente nella linea di processo con un SRV/SRD che fornisce informazioni sui fluidi di processo estremamente preziose e utilizzabili come la viscosità oltre a una misurazione accurata della temperatura utilizzando un Pt1000 integrato (disponibile DIN EN 60751 Classe AA, A, B) .

Elettronica costruita per soddisfare le tue esigenze

Disponibile sia nella custodia del trasmettitore che in un montaggio su guida DIN di dimensioni ridotte, l'elettronica del sensore consente una facile integrazione nelle linee di processo e all'interno degli armadi delle apparecchiature delle macchine.

Facile da integrare

Molteplici metodi di comunicazione analogica e digitale implementati nell'elettronica del sensore rendono il collegamento a PLC industriali e sistemi di controllo semplici e diretti.

Opzioni di comunicazione analogica e digitale

Opzioni di comunicazione digitale opzionali

Rheonics offre sensori a sicurezza intrinseca certificati ATEX e IECEx per l'uso in ambienti pericolosi. Questi sensori sono conformi ai requisiti essenziali di salute e sicurezza relativi alla progettazione e costruzione di apparecchiature e sistemi di protezione destinati all'uso in atmosfere potenzialmente esplosive.

Le certificazioni di sicurezza intrinseca e antideflagrante possedute da Rheonics consente inoltre la personalizzazione di un sensore esistente, consentendo ai nostri clienti di evitare i tempi e i costi associati all'identificazione e al test di un'alternativa. Possono essere forniti sensori personalizzati per applicazioni che richiedono da una unità fino a migliaia di unità; con tempi di consegna di settimane anziché di mesi.

Rheonics SRV & SRD sono entrambi certificati ATEX e IECEx.

Installa direttamente il sensore nel flusso di processo per eseguire misurazioni di viscosità e densità in tempo reale. Non è necessaria alcuna linea di bypass: il sensore può essere immerso in linea; la portata e le vibrazioni non influenzano la stabilità e la precisione della misurazione. Ottimizza le prestazioni di miscelazione fornendo test ripetuti, consecutivi e coerenti sul fluido.

Luoghi di controllo qualità in linea

• In vasche
• Nei tubi di collegamento tra i vari contenitori di lavorazione

Strumenti / sensori

SRV Viscosimetro OR an SRD per una maggiore densità

Rheonics progetta, produce e commercializza sistemi innovativi di rilevamento e monitoraggio dei fluidi. Costruiti con precisione in Svizzera, RheonicsI viscosimetri e i densimetri in linea hanno la sensibilità richiesta dall'applicazione e l'affidabilità necessaria per sopravvivere in un ambiente operativo difficile. Risultati stabili – anche in condizioni di flusso avverse. Nessun effetto della caduta di pressione o della portata. È ugualmente adatto alle misurazioni di controllo qualità in laboratorio. Non è necessario modificare alcun componente o parametro per misurare l'intero intervallo.