CN114088763A - 一种测定稠油馏程的装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种测定稠油馏程的装置及工艺，涉及油气田开发技术领域，解决相关技术中测定稠油馏程误差大的技术问题。装置包括蒸馏容器、加热套、测温元件和温显与智能控制仪表，蒸馏容器设有容纳稠油的内腔，加热套套设于蒸馏容器的外侧，测温元件的测量端设于蒸馏容器的内腔稠油中，温显与智能控制仪表分别与加热套、测温元件连接，用于获取稠油的实时温度并控制加热套的加热功率，以使稠油在预设时间内保持预设温度。本装置为操作人员记录馏分、量化所收集蒸馏产物而留出了处理时间，有利于准确测定稠油在指定温度下馏分；加热套有利于均匀加热；通过测温元件的测量端设于蒸馏容器的内腔稠油中，有利于测定稠油实时温度的准确性。

Description

一种测定稠油馏程的装置及工艺

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，尤其涉及一种测定稠油馏程的装置及工艺。

背景技术

在标准条件下，蒸馏石油所得的沸点范围称为“馏程”，包括原油及汽油、柴油、煤油等。原油是由多种烃类及少量的非烃类组成，原油馏程的测定包括就是在专用仪器上，测定原油的沸点，由最低到最高的变化范围；初馏点温度确定以后，继续加热；温度每升高20℃，量化一次所收集蒸馏产物(馏分)。

当前，国内测定稠油馏程与测定原油产品的馏程，采用的是同一套工艺流程，执行的是《GB/T26984-2011》。由于稠油(特别是超稠油、特超稠油)与普通原油在物性上差异具大，采用该标准《GB/T26984-2011》中的流程、测定稠油的馏程时，存在：现有的加热方式下，很难测定出稠油在某一指定温度下的馏分的问题。

发明内容

本申请提供一种测定稠油馏程的装置及工艺，解决相关技术中测定稠油馏程误差大的技术问题。

本申请提供一种测定稠油馏程的装置，装置包括蒸馏容器、加热套、测温元件和温显与智能控制仪表，蒸馏容器设有容纳稠油的内腔，加热套套设于蒸馏容器的外侧，测温元件的测量端设于蒸馏容器的内腔稠油中，温显与智能控制仪表分别与加热套、测温元件连接，用于获取稠油的实时温度并控制加热套的加热功率，以使稠油在预设时间内保持预设温度。

可选地，装置还包括搅拌组件，搅拌组件包括：

轴套，穿设于蒸馏容器；

扇叶，内设于蒸馏容器；

转轴，穿设于轴套，且，一端与扇叶连接；

电机，外设于蒸馏容器，且，与转轴另一端连接。

可选地，与转轴另一端连接，包括：

电机连接有传动杆，传动杆与转轴远离扇叶的一端通过锁扣连接。

可选地，轴套包括：

套筒部，穿设于蒸馏容器，且，于外周面设有螺纹；

延展部，设于套筒部一侧且沿套筒部的径向朝外延展设置，延展部内设于蒸馏容器，且，与蒸馏容器的内壁间隔设置；

搅拌组件还包括：

第一密封圈，设于延展部与蒸馏容器的内壁之间；

第一紧固螺母，螺纹安装于套筒部外周处，外设于蒸馏容器，且与蒸馏容器紧密相接。

可选地，搅拌组件还包括：

第二紧固螺母，螺纹安装于套筒部外周处；

支撑平台，设有供轴套穿设的通孔，且支撑平台设于第一紧固螺母与第二紧固螺母之间；

底座，以安装电机；

支架，固定连接于底座；

其中，支撑平台可升降地固定于支架。

可选地，装置还包括冷却与计量组件，冷却与计量组件包括：

第一导管，一端连通于蒸馏容器的顶部；

冷凝管，冷凝管处于高位的一端与第一导管的另一端连通；

量筒，与冷凝管处于低位的一端连接；

循环水槽，设有循环水管，以与冷凝管相互热交换。

可选地，温显与智能控制仪表还设有报警提示单元，以在获取稠油的实时温度达到预设值时发出报警信号。

可选地，蒸馏容器穿设有第二导管，测温元件安装于第二导管内。

可选地，蒸馏容器包括：

桶体，设有容纳稠油的内腔；

桶盖，可拆卸安装于桶体的顶部；

其中，加热套套设于桶体的外侧。

可选地，桶体的内壁设有憎油涂层。

可选地，桶体的顶部呈内台阶状设置，桶盖安装于桶体顶部的台阶处，且桶盖与桶体之间设有第二密封圈。

可选地，桶体和桶盖由不锈钢材料或钢化玻璃制成。

一种测定稠油馏程的工艺，采用上述的测定稠油馏程的装置，工艺包括：

测定开始前，测定稠油的密度，将稠油装入蒸馏容器，并依据减量承重得到装入蒸馏容器的稠油质量，以获得蒸馏容器内的稠油的体积；

测定过程中，温显与智能控制仪表显示蒸馏容器内稠油处于预设值的温度时，控制稠油实时温度稳定不变，并量化一次所收集蒸馏产物，记录后调控温显与智能控制仪表，以使蒸馏容器内的稠油的实时温度上升直至下一个预设值。

本申请有益效果如下：本申请提供一种测定稠油馏程的装置，包括容纳稠油的蒸馏容器、测定稠油实时温度的测温元件、控制处理用的温显与智能控制仪表和对蒸馏容器内稠油进行加热的加热套，其中温显与智能控制仪表获取测温元件的信号，得到容器内稠油实时温度，进而在实时温度达到某指定温度值时调控加热套的加热功率，使得稠油在接下来一段时间能够保持该指定温度值维持不变，从而给出了操作人员记录馏分、量化所收集蒸馏产物的处理时间，准确测定稠油在指定温度下馏分；在另一方面，将加热套套设在蒸馏容器的外侧，对蒸馏容器内稠油进行大面积的加热，改善目前测定过程采用火源在容器底部一点加热而存在容易导致“外焦里嫩”的问题，采用本方案加热套有利于均匀加热；在另一方面，本方案的测温元件的测量端设于蒸馏容器的内腔稠油中，直接测量稠油温度，解决稠油的烃类等成分占比显著低于原油的，与原油成分差异大，而导致原测定蒸汽温度与稠油温度差异大的问题，本方案有利于测定稠油实时温度的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本申请提供的一种测定稠油馏程的装置的结构示意图。

附图标注：100-蒸馏容器，110-桶体，120-桶盖，200-加热套，300-测温元件，310-第二导管，400-温显与智能控制仪表，510-轴套，511-套筒部，512-延展部，520-扇叶，530-转轴，540-电机，550-传动杆，551-锁扣，560-第一密封圈，570-第一紧固螺母，580-第二紧固螺母，590-支撑平台，591-底座，592-支架，610-第一导管，620-冷凝管，630-量筒，640-循环水槽。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种测定稠油馏程的装置及工艺，解决相关技术中测定稠油馏程误差大的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种测定稠油馏程的装置，装置包括蒸馏容器、加热套、测温元件和温显与智能控制仪表，蒸馏容器设有容纳稠油的内腔，加热套套设于蒸馏容器的外侧，测温元件的测量端设于蒸馏容器的内腔稠油中，温显与智能控制仪表分别与加热套、测温元件连接，用于获取稠油的实时温度并控制加热套的加热功率，以使稠油在预设时间内保持预设温度。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1

请参照图1，本实施例提供一种测定稠油馏程的装置，包括蒸馏容器100、加热套200、测温元件300和温显与智能控制仪表400，蒸馏容器100设有容纳稠油的内腔，加热套200套设于蒸馏容器100的外侧，测温元件300的测量端设于蒸馏容器100的内腔稠油中，温显与智能控制仪表400分别与加热套200、测温元件300连接，用于获取稠油的实时温度并控制加热套200的加热功率，以使稠油在预设时间内保持预设温度。

发明人发现，采用与原油测定流程一样的方式测定稠油流程时，受限于稠油性质，稠油的烃类等成分占比显著低于原油的相关成分，在加热下稠油的实时温度瞬间变化大，很难测定出稠油在某一指定温度下的馏分的问题。

因此，发明人发明了一种测定稠油馏程的装置，具体地，测定过程时稠油容纳于蒸馏容器100中，通过测温元件300获取稠油的实时温度，与测温元件300连接的温显与智能控制仪表400获取测温元件300的信号，得到容器内稠油实时温度，进而在实时温度达到某指定温度值时调控加热套200的加热功率，使得稠油在接下来一段时间，即在预设时间能够保持该指定温度值维持不变，从而给出了操作人员记录馏分、量化所收集蒸馏产物的处理时间，准确测定稠油在指定温度下馏分。上述预设时间，指的是稠油达到当次指定温度开始，直至操作人员记录了当次指定温度下馏分后控制加热套200提高加热功率，之间段的时间。

在另一方面，相比于采用火源在容器底部一点进行加热的方式，存在容易导致“外焦里嫩”，而造成初馏点测定误差、某些馏分数据与温度存在误差的问题，本方案采用将加热套200套设在蒸馏容器100的外侧，对蒸馏容器100内稠油进行较大面积区域的加热，有利于均匀加热。

在另一方面，受制于稠油性质，稠油的烃类等成分占比显著低于原油的相关成分，加热稠油时所产生的蒸汽量小于加热原油的蒸汽量，原先用测定蒸汽温度来代替油液温度的换算存在缺陷，且温度计监测点温度还受环境因素影响而存在变化敏感、波动大的缺陷。本方案将测温元件300的测量端设于蒸馏容器100的内腔稠油中，对稠油温度进行直接测量，有利于测定稠油实时温度的准确性，还克服了环境因素造成的测量干扰、误差大的缺陷。

还请理解，上述温显与智能控制仪表400在实时温度达到某指定温度值时调控加热套200的加热功率，使得稠油在接下来一段时间，即在预设时间能够保持该指定温度值维持不变，的实现方式涉及反馈调节，属于行业已经推广应用成熟的设备和技术，在本实施例中不作过多赘述。

有关温显与智能控制仪表400，可代替成其它满足上述控制要求的智能控制仪产品。

发明人发现，稠油馏程的测定方案中，采用火源在容器底部一点进行加热的方式，存在容易导致“外焦里嫩”，还在于加热不均，致使可能测定一定体积的馏分，其所对应的具体温度不准确。

可选地，如图1所示，本装置还包括搅拌组件，搅拌组件包括轴套510、扇叶520、转轴530、电机540，轴套510穿设于蒸馏容器100，提供其它组件的安装位置；扇叶520内设于蒸馏容器100，在被带动下对蒸馏容器100内的稠油进行搅拌，从而使得稠油各处温度平均，有利于馏分与测量温度的准确对应；转轴530穿设于轴套510，具体为可转动地安装于轴套510内，且转轴530一端与扇叶520连接，将动力输送至扇叶520；电机540外设于蒸馏容器100，且电机540与转轴530另一端连接，为转轴530和扇叶520提供旋转动力。通过搅拌组件在加热时进行搅拌，有利于使容器内稠油均匀受热，改善“外热内冷”现象。

可选地，如图1所示，电机540与传动轴的之间设有传动杆550，传动杆550一端与电机540传动连接，另一端与转轴530远离扇叶520的一端通过锁扣551连接。

轴套510穿设于蒸馏容器100，须考虑蒸馏容器100的密封性。如图1所示，可选地，轴套510包括套筒部511和延展部512，套筒部511穿设于蒸馏容器100，且套筒部511的外周面设有螺纹，延展部512设于套筒部511一侧且沿套筒部511的径向朝外延展设置，延展部512内设于蒸馏容器100，且延展部512与蒸馏容器100的内壁间隔设置；相应搅拌组件还包括第一密封圈560和第一紧固螺母570，第一密封圈560设于延展部512与蒸馏容器100的内壁之间，第一紧固螺母570螺纹安装于套筒部511外周处，第一紧固螺母570外设于蒸馏容器100，且第一紧固螺母570与蒸馏容器100紧密相接。

在第一紧固螺母570与套筒部511外螺纹旋紧时，轴套510的延展部512、第一密封圈560与蒸馏容器100的内壁依次紧密相接，通过第一密封圈560的密封性，将轴套510的套筒部511与蒸馏容器100之间的缝隙与容器内稠油隔开，保证蒸馏容器100的密封性。

进一步地，上述加热套200套设于蒸馏容器100的外侧，以及设置第一紧固螺母570的基础下，如图1所示，可以设置加热套200与第一紧固螺母570相接，提高加热套200与蒸馏容器100的接触面积。

可选地，如图1所示，搅拌组件还包括第二紧固螺母580、支撑平台590、底座591和支架592，第二紧固螺母580螺纹安装于套筒部511外周处，支撑平台590设有供轴套510穿设的通孔，且支撑平台590设于第一紧固螺母570与第二紧固螺母580之间，电机540安装于底座591上，支架592固定连接于底座591上，支撑平台590可升降地固定于支架592。

底座591作为整个装置的底部，通过第二紧固螺母580与轴套510的套筒部511的螺纹连接，将支撑平台590抵紧于第一紧固螺母570与第二紧固螺母580之间。本方案在于将支撑平台590可升降地固定于支架592，在配合支架592时支撑平台590可对蒸馏容器100进行支撑，且可以调整支撑平台590与底座591的距离，从而在支撑平台590、蒸馏容器100、第一紧固螺母570一体拆卸清洗后待重新安装时，有利于支撑平台590与底座591之间，具体为转轴530与传动杆550的再连接。

有关支撑平台590可升降地固定于支架592，如图1所示，在一种可实施方式中，支撑平台590通过两侧的锁紧件固定于两侧的支架592上，且未锁紧时可调整支撑平台590在支架592上的高度位置的方式。

可选地，如图1所示，本装置还包括冷却与计量组件，冷却与计量组件包括第一导管610、冷凝管620、量筒630和循环水槽640，第一导管610一端连通于蒸馏容器100的顶部，冷凝管620处于高位的一端与第一导管610的另一端连通，量筒630与冷凝管620处于低位的一端连接，循环水槽640设有循环水管，以与冷凝管620相互热交换。蒸汽在循环水槽640作用下，于冷凝管620内冷凝呈液体，流入量筒630中，量筒630与冷凝管620可通过软管连接，通过量筒630来量化所收集蒸馏产物。循环水槽640可采用恒温水浴，采用恒温循环水槽640制备冷水，如水温2℃，在冷凝管620内通过循环制备的冷水，冷却馏分，提高降温速度与效果。

可选地，温显与智能控制仪表400还设有报警提示单元，以在获取稠油的实时温度达到预设值时发出报警信号。报警提示单元可以呈声、光报警。因为馏程测定需要每升高20℃量化一次所收集蒸馏产物，而且每升高20℃所需的时间是不同的，原先需要操作人员时刻关注温度计。而在本方案中温显与智能控制仪表400配置有报警提示单元，当稠油实时温度达到预设值时发出报警信号，并且温显与智能控制仪表400配合加热套200，维持蒸馏容器100内稠油保持温度不变，为操作人员记录馏分提供时间处理；记录本次后，操作温显与智能控制仪表400，将预设值增加20℃，直至下一次报警、记录。有利于解放操作人员的自由度。

可选地，如图1所示，蒸馏容器100穿设有第二导管310，测温元件300安装于第二导管310内。第二导管310供测温元件300穿设、安装，相应第二导管310与蒸馏容器100间密封性良好。测温元件300可采用热电偶，测温元件300的测量端伸入稠油中，相应考虑在加热后稠油液位下降，也保证测温元件300的测温端处于稠油内。

可选地，蒸馏容器100包括桶体110和桶盖120，桶体110设有容纳稠油的内腔，桶盖120可拆卸安装于桶体110的顶部，其中，加热套200套设于桶体110的外侧。通过桶体110和桶盖120的方式，向蒸馏容器100加入稠油时，改善原先小管口导致稠油装填难度大、繁琐的缺陷，改善若将稠油加热后装填又人为提高初馏点的缺陷。

需要指出的是，采用本蒸馏容器100，通过获取加入的稠油质量、和提前测定稠油密度，来得到所需要的体积数据。

可选地，桶体110的内壁设有憎油涂层，适用于容纳稠油。

可选地，如图1所示，桶体110的顶部呈内台阶状设置，桶盖120安装于桶体110顶部的台阶处，且桶盖120与桶体110之间设有第二密封圈(图中未示意)。具体地，当第二密封圈设置桶体110竖侧与桶盖120竖侧之间，此时相当于嵌入式对接软密封，第二密封圈保证密封性，桶体110、第二密封圈、桶盖120依次抵紧；当第二密封圈设于桶盖120的底侧与桶体110水平测之间，一般还需要加装螺钉，将桶盖120与桶体110加固紧。

可选地，桶体110和桶盖120由不锈钢材料或钢化玻璃制成，包括有利于清洗、观察、保障加热稳定的有益性质。

需要指出的是，本实施例所提供的测定装置，也适用于汽油、石油等馏程测定，有利于数据的准确性和便于测定。

实施例2

本实施例提供一种测定稠油馏程的工艺，采用实施例1的测定稠油馏程的装置，测定稠油馏程的工艺包括：

测定开始前，测定稠油的密度，将稠油装入蒸馏容器100，并依据减量承重得到装入蒸馏容器100的稠油质量，以获得蒸馏容器100内的稠油的体积；

测定过程中，温显与智能控制仪表400显示蒸馏容器100内稠油处于预设值的温度时，控制稠油实时温度稳定不变，并量化一次所收集蒸馏产物，记录后调控温显与智能控制仪表400，以使蒸馏容器100内的稠油的实时温度上升直至下一个预设值。

可选地，测定稠油馏程的工艺包括进行准备工作。准备工作依次包括：原油脱水，测定原油密度，将蒸馏容器100固定到支撑平台590上并与电机540锁紧，向蒸馏容器100装入原油并计量体积，合上桶盖120，将测温元件300穿过第二导管310，插入到稠油中部位置，套装上加热套200，并将加热套200与温显与智能控制仪表400连接，将第一导管610与冷凝管620连接，将量筒630置于冷凝管620底端出口下侧。

可选地，测定稠油馏程的工艺包括测定过程。测定过程依次包括：打开循环水槽640，开始循环冷却水，打开电源，通过智能控制仪加热原油，收集蒸馏组分，确定初馏点，在初馏点温度确定以后，对温显与智能控制仪表400进行设置，设置为温度每升高20℃进行报警一次，记录初馏点、终馏点、馏分，得出测定结果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种测定稠油馏程的装置，其特征在于，所述装置包括：

蒸馏容器，设有容纳稠油的内腔；

加热套，套设于所述蒸馏容器的外侧；

测温元件，所述测温元件的测量端设于所述蒸馏容器的内腔稠油中；以及

温显与智能控制仪表，分别与所述加热套、所述测温元件连接，用于获取所述稠油的实时温度并控制所述加热套的加热功率，以使所述稠油在预设时间内保持预设温度。

2.如权利要求1所述的测定稠油馏程的装置，其特征在于，所述装置还包括搅拌组件，所述搅拌组件包括：

轴套，穿设于所述蒸馏容器；

扇叶，内设于所述蒸馏容器；

转轴，穿设于所述轴套，且，一端与所述扇叶连接；

电机，外设于所述蒸馏容器，且，与所述转轴另一端连接。

3.如权利要求2所述的测定稠油馏程的装置，其特征在于，所述与所述转轴另一端连接，包括：

所述电机连接有传动杆，所述传动杆与所述转轴远离所述扇叶的一端通过锁扣连接。

4.如权利要求2所述的测定稠油馏程的装置，其特征在于，所述轴套包括：

套筒部，穿设于所述蒸馏容器，且，于外周面设有螺纹；

延展部，设于所述套筒部一侧且沿所述套筒部的径向朝外延展设置，所述延展部内设于所述蒸馏容器，且，与所述蒸馏容器的内壁间隔设置；

所述搅拌组件还包括：

第一密封圈，设于所述延展部与所述蒸馏容器的内壁之间；

第一紧固螺母，螺纹安装于所述套筒部外周处，外设于所述蒸馏容器，且与所述蒸馏容器紧密相接。

5.如权利要求4所述的测定稠油馏程的装置，其特征在于，所述搅拌组件还包括：

第二紧固螺母，螺纹安装于所述套筒部外周处；

支撑平台，设有供所述轴套穿设的通孔，且所述支撑平台设于所述第一紧固螺母与所述第二紧固螺母之间；

底座，以安装所述电机；

支架，固定连接于所述底座；

其中，所述支撑平台可升降地固定于所述支架。

6.如权利要求1所述的测定稠油馏程的装置，其特征在于，所述装置还包括冷却与计量组件，所述冷却与计量组件包括：

第一导管，一端连通于所述蒸馏容器的顶部；

冷凝管，所述冷凝管处于高位的一端与所述第一导管的另一端连通；

量筒，与所述冷凝管处于低位的一端连接；

循环水槽，设有循环水管，以与所述冷凝管相互热交换。

7.如权利要求1所述的测定稠油馏程的装置，其特征在于，所述温显与智能控制仪表还设有报警提示单元，以在获取所述稠油的实时温度达到预设值时发出报警信号。

8.如权利要求1所述的测定稠油馏程的装置，其特征在于，所述蒸馏容器穿设有第二导管，所述测温元件安装于所述第二导管内。

9.如权利要求1所述的测定稠油馏程的装置，其特征在于，所述蒸馏容器包括：

桶体，设有所述容纳稠油的内腔；

桶盖，可拆卸安装于所述桶体的顶部；

其中，所述加热套套设于所述桶体的外侧。

10.如权利要求9所述的测定稠油馏程的装置，其特征在于，所述桶体的内壁设有憎油涂层。

11.如权利要求9所述的测定稠油馏程的装置，其特征在于，所述桶体的顶部呈内台阶状设置，所述桶盖安装于所述桶体顶部的台阶处，且所述桶盖与所述桶体之间设有第二密封圈。

12.如权利要求9所述的测定稠油馏程的装置，其特征在于，所述桶体和所述桶盖由不锈钢材料或钢化玻璃制成。

13.一种测定稠油馏程的工艺，其特征在于，采用权利要求1-12中任一项所述的测定稠油馏程的装置，所述工艺包括：

测定开始前，测定所述稠油的密度，将所述稠油装入所述蒸馏容器，并依据减量承重得到装入所述蒸馏容器的稠油质量，以获得所述蒸馏容器内的稠油的体积；

测定过程中，所述温显与智能控制仪表显示所述蒸馏容器内稠油处于预设值的温度时，控制所述稠油实时温度稳定不变，并量化一次所收集蒸馏产物，记录后调控所述温显与智能控制仪表，以使所述蒸馏容器内的稠油的实时温度上升直至下一个预设值。

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