CZ296555B6 - Pruchozí komurka pro zarízení pro merení blízkéhoinfracerveného spektra uhlovodíkového materiálu - Google Patents

Pruchozí komurka pro zarízení pro merení blízkéhoinfracerveného spektra uhlovodíkového materiálu Download PDF

Info

Publication number
CZ296555B6
CZ296555B6 CZ0104798A CZ104798A CZ296555B6 CZ 296555 B6 CZ296555 B6 CZ 296555B6 CZ 0104798 A CZ0104798 A CZ 0104798A CZ 104798 A CZ104798 A CZ 104798A CZ 296555 B6 CZ296555 B6 CZ 296555B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
compartment
windows
hydrocarbonaceous material
physical properties
hydrocarbonaceous
Prior art date
Application number
CZ0104798A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ104798A3 (cs
Inventor
Doorn@Ronald Van
F. Hooyman-Spaargaren@Haasje
Johan Neugebauer@Ronald
Marie Smeets@Louis
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij B. V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26140406&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ296555(B6) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij B. V. filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij B. V.
Publication of CZ104798A3 publication Critical patent/CZ104798A3/cs
Publication of CZ296555B6 publication Critical patent/CZ296555B6/cs

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N21/05Flow-through cuvettes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3577Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing liquids, e.g. polluted water

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

Pruchozí komurka pro zarízení pro merení v oblasti blízkého infracerveného spektra uhlovodíkového materiálu obsahuje jednu nebo více vzorkových oddelení (2) a jedno nebo více referencních oddelení (3). Vzorkové oddelení (2) je opatreno dvema pruhlednými okénky (6, 7), mezi kterými je vytvoren prostor (8) pro uhlovodíkový materiál a vstupními prostredky (10) a výstupními prostredky (11) pro zavedení a odvedení uhlovodíkového materiálu do a z prostoru (8) mezi okénky (6, 7). Referencní oddelení (3) je opatreno dalsím pruhledným okénkem (12). Vynález se dále týká zpusobu predvídání fyzikálních vlastností uhlovodíkového materiálu s pouzitím spektrometru vyuzívajícího uvedenou pruchozí komurku. Nalezne pouzití pri zpusobu prípravy zivicné smesiobsahující mísení dvou nebo více proudu ruzných stupnu zivice a urcování vlastností zivicné smesi získané pomocí výse uvedeného zpusobu a pouzití spektrometru pri kontrole procesu a monitorování kvality uhlovodíkové suroviny a uhlovodíkového produktu.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká průchozí komůrky vhodné pro použití v zařízení pro měření blízkého infračerveného spektra uhlovodíkového materiálu, spektrometru obsahujícího komůrku a způsobu kde je použit takovýto spektrometr.
Dosavadní stav techniky
Použití blízké infračervené spektroskopie k ovládání procesů pro přípravu ropných produktů je známo například z „Hydrocarbon Processing (Zpracováni uhlovodíků), únor 1995, str. 86-92. Procesy popsané u uvedeném dokumentu zahrnují přípravu benzínů a plynových olejů řízeným směšováním různých složek. Kvalita konečného produktu je určena on-line použitím spektrometru využívajícího Fourierovy transformace, který je připojen k počítači. Tímto způsobem se lze vyhnout použití směšovacích tabulek.
Jiný typ procesu široce používaný v ropném průmyslu, vzhledem ke kterému bude velmi výhodné plynule řídit kvalitu produktu pomoci blízké infračervené spektroskopie, je příprava živicových směsí míšením různých proudů různých stupňů živic. Pokusy o použití blízké infračervené spektroskopie pro řízení kvality živicových směsí byly však dosud poněkud neúspěšné, což mohlo být pravděpodobně způsobeno velmi těžkými složkami z nichž jsou živičné materiály vybudovány.
V tomto ohledu odkazujeme na přednášku „Rapid Prediction and Evalution of Bitumen Properties by Near Infrared Spectroscopy (Rychlé předvídání a vyhodnocování vlastností živic pomocí blízké infračervené spektroskopie), G. Svechinsky and I. Ishia, která byla uvedena na Third Annual Meeting of RILEM Comittee TC PBM - 152 (třetím výročním shromáždění RILEM, výboru TC PBM-152) v Madridu, Španělsko, červen 1995. V uvedené přednášce bylo popsáno bez jakýchkoli podrobnosti použití odrazu blízkého infračerveného záření pro charakteristiku a předpověď různých parametrů živic.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je poskytnutí průchozí komůrky vhodné pro použití v zařízení pro měření blízkého infračerveného spektra, které může být využito pro předvídání fyzikálních vlastností uhlovodíkových materiálů.
V souladu s vynálezem je nyní poskytnuta zvláštní průchozí komůrka, která umožňuje velmi přesné předvídání fyzikálních vlastností v širokém rozsahu uhlovodíkových materiálů.
Vynález se týká průchozí komůrky pro zařízení pro měření blízkého infračerveného spektra, která obsahuje jedno nebo více vzorkových oddělení a jedno nebo více referenčních oddělení. Vzorkové oddělení je opatřeno dvěma průhlednými okénky, mezi kterými je vytvořen prostor pro uhlovodíkový materiál. Dále je opatřeno vstupními prostředky a výstupními prostředky pro zavedení a odvedení uhlovodíkového materiálu do a z prostoru mezi okénky. Referenční oddělení je opatřeno dalším průhledným okénkem.
Ve výhodném provedení obsahuje průchozí komůrka jedno vzorkové oddělení a jedno referenční oddělení. Okénka vzorkového oddělení jsou s výhodou uspořádána navzájem v rovnoběžném směru. Vzdálenost mezi vnitřními stranami okének vzorkového oddělení je v rozsahu od
- 1 CZ 296555 B6
0,2 do 1,0 mm, s výhodou v rozsahu od 0,4 do 0,8 mm. Tloušťka okének vzorkového oddělení je ve výhodném provedení v rozsahu od 2 do 10 mm a tloušťka dalšího průhledného okénka referenčního oddělení je s výhodou v rozsahu od 4 do 20 mm, přičemž okénka vzorkového oddělení a okénka referenčního oddělení mohou být zhotovena ze stejného materiálu. Tímto materiálem může být fluorid vápenatý, chlorid sodný, sklo, safír nebo křemen. Průchozí komůrka je ve výhodném provedeni opatřena jedním nebo více prvky pro zahříváni uhlovodíkového materiálu.
Dále se vynález týká spektrometru pro blízké infračervené spektrum obsahujícího blízký infračervený zdroj, blízký infračervený detektor a je opatřen výše uvedenou průchozí komůrkou. Komůrka spektrometru je s výhodou spojena s pohyblivým prostředkem pro umožnění paprsku světla vycházejícího z blízkého infračerveného zdroje procházet střídavě vzorkovým oddělením nebo referenčním oddělením. Detektor je spojen s procesním zařízením pro spektrální analýzu a pro korelaci spektrálních dat s fyzikálními vlastnostmi uhlovodíkového materiálu.
Vynález se rovněž týká způsobu předvídáni fyzikálních vlastností uhlovodíkového materiálu s použitím výše uvedeného spektrometru. Paprsek světla s vlnovými délkami v rozsahu od 1000 do 10 000 nm prochází vzorkovým oddělením a/nebo referenčním oddělením, přičemž analyzovaný uhlovodíkový materiál se ohřívá na teplotu v rozmezí od 25 do 250 °C, paprsek světla, které prochází oddělením se zachycuje v detektoru, ve kterém se převádí na elektrický signál, který pokračuje do procesního řízení. Uhlovodíkovým materiál je s výhodou těžký uhlovodíkový materiál o teplotě nad 50 °C.
Při způsobu předvídání fyzikálních vlastností uhlovodíkového materiálu pomocí prvků průchozí komůrky se vybírá sada uhlovodíkových materiálů rozdílné kvality. Poté se určují fyzikální vlastnosti uhlovodíkových materiálů běžným měřením, načež se měří blízké infračervené spektrum vybrané sady uhlovodíkových materiálů, přičemž je užita průchozí komůrka. Dále se vybírá pásmo vlnových délek v spektrální oblasti a používají se absorpční hodnoty měřené na těchto vlnových délkách jako vstup pro multivariační statistickou analýzu nebo neuronovou síť. Získané absorpční hodnoty se korelují s fyzikálními vlastnostmi určenými prostředky multivariační statistické analýzy nebo neuronové sítě a vytváří se předpovědní model. Tento předpovědní model se používá na blízké infračervené spektrum sejmuté za stejných podmínek pro uhlovodíkový materiál neznámých fyzikálních vlastností a tím se získávají fyzikální vlastnosti neznámého uhlovodíkového materiálu.
V kontextu vynálezu je průhledné okénko definováno jako okénko, které je průhledné v blízké infračervené oblasti spektra. Ačkoliv komůrka podle vynálezu může příhodně obsahovat jeden nebo více vzorkových a referenčních oddělené, přednostně obsahuje jedno vzorkové oddělení. Přednostně jsou okénka vzorkového oddělení v podstatě vzájemně rovnoběžně uspořádána. Vzdálenost mezi vnitřními stranami okének vzorkového oddělení závisí na typu analyzovaného uhlovodíkového materiálu. Například když jsou analyzovány benzíny a další poměrně lehké uhlovodíkové materiály, vzdálenost mezi vnitřními stranami okének může být přes lmm, zatímco při analýze zbytkových uhlovodíkových materiálů, jako jsou těžké topné oleje a živičné směsi, je vzdálenost běžně menší než 1,0 mm. Příhodně je vzdálenost mezi vnitřními stranami okének vzorkového oddělení v rozsahu od 0,2 do 1,0 mm, přednostně v rozsahu 0,4 do 0,8 mm, výhodněji v rozsahu od 0,5 do 0,7 mm.
Příhodně referenční oddělení obsahuje průhledné okénko. To příhodně sestává z jednoho okénka, které je průhledné ze všech stran. Běžně takové okénko sestává z bloku průhledného materiálu. Přednostně je celková optická tloušťka vzorkového oddělení rovna tloušťce okénka referenčního oddělení. Ve výhodném provedení mají okénka pro vzorkové oddělení a referenční oddělení v podstatě kruhový průřez, který je přednostně větší než průřez paprsku blízkého infračerveného světla.
Prostor mezi okénky vzorkového oddělení pro přidržování analyzovaného uhlovodíkového materiálu je s výhodou vytvořen pomocí rozpěry umístěné mezi okénky. Rozpora může být zhotovena
-2 CZ 296555 B6 ze stejného materiálu jako okénka. Rozpora může být spojena s okénky pomocí lepidla. V jiném provedení, rozpora zhotovená ze stejného materiálu jako okénka, byla přitavena k oběma okénkům. Komůrka může obsahovat jeden nebo více prvků pro zahřívání uhlovodíkového materiálu, přičemž prvky pro zahřívání uhlovodíkového materiálu mohou být jakéhokoliv vhodného typu užívaného pro tento typ účelů.
Normálně komůrka obsahuje dva nebo více prvků, které jsou uspořádány takovým způsobem, že vzorkové oddělení má při své činnosti konstantní zvýšenou teplotu umožňující protékaní uhlovodíkového materiálu prostorem mezi okénky. Příhodně tyto prvky obsahují tzv. horké prsty. Prvky jsou příhodně opatřeny prostředky, ke kterým může být připojen zdroj energie. Ke komůrce je s výhodou připojen prostředek pro monitorování její teploty.
Vstupní a výstupní prostředky vzorkového oddělení umožňují analyzovanému uhlovodíkovému materiálu protékat prostorem vytvořeným mezi okénky. Příhodně vstupní a výstupní prostředky vystupují do prostoru vytvořeného mezi okénky. Příhodně vstupní a výstupní prostředky probíhají jedním z okének. Přednostně jsou uspořádány v podstatě kolmo k povrchu tohoto okénka.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález nyní bude vysvětlen pomocí obr. 1, který schematicky znázorňuje podélný řez průchozí komůrkou podle vynálezu. Na obr. 2 je znázorněno schéma zapojení.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je zobrazena průchozí komůrka obsahující boční stěnu 1, vzorkové oddělení 2, referenční oddělení 3 a prvky 4 a 5 pro ohřívání uhlovodíkového materiálu. Vzorkové oddělení 2 obsahuje dvě průhledná okénka 6 a 7, mezi kterými je vytvořen prostor 8 pomocí rozpory 9. Vstupní prostředek 10 a výstupní prostředek 11 pro přívod a odvod uhlovodíkového materiálu do a z prostoru 8 procházejí okénkem 6. Referenční oddělení 3 obsahuje průhledné okénko 12. Prvky 4 a 5 obsahují prostředky 13 a 14, ke kterým může být připojen zdroj energie.
Průchozí komůrka podle vynálezu je zvláště atraktivní pro svou jednoduchost.
Průchozí komůrka podle vynálezu je zejména užitečná pro řízení kvality uhlovodíkových materiálů získávaných míšením různých složek.
Vynález se také týká blízkého infračerveného spektrometru používajícího jako měřicí komůrku kteroukoliv z výše popsaných průchozích komůrek.
V souladu s tím se vynález týká blízkého infračerveného spektrometru obsahujícího, blízký infračervený detektor a průchozí komůrku jak je výše definována. Detektor odpovídá typu používaných vlnových délek a obsahuje aktivní část, například arsenid india. Detektor převádí procházející paprsek světla na elektrický signál, který je převáděn na digitální data, zpracován a analyzován počítačem výsledkem může být absorpční spektrum. Použití numerické relace, například lineární relace, umožňuje vypočítat fyzikální vlastnosti uhlovodíkového materiálu z absorpčního spektra. Z toho důvodu je detektor spojen s procesním zařízením pro spektrální analýzu a pro korelaci spektrálních dat s fyzikálními vlastnostmi uhlovodíkového materiálu. Spektrometr poskytuje měření pro vybrané blízké infračervené spektrální pásmo a je spojen s procesním zařízením které umožňuje numerické zpracování dat s použitím počítače.
Při činnosti, jak je schematicky znázorněno na obr. 2, paprsek světla 1 pocházející z blízkého infračerveného zdroje 2 průchozí komůrkou 3 a je zachycen na blízkém infračerveném detektoru 4, který je spojen s procesním zařízením 5.
-3CZ 296555 B6
Blízká infračervená spektrální oblast má s výhodou vlnové délky v rozsahu od 1000 do 10 000 nm. Používaná spektrální oblast závisí na analyzovaném uhlovodíkovém materiálu, jak je zřejmé odborníkovi v oboru. Například jestliže mají být analyzovány zbytkové uhlovodíkové materiály, jako jsou zbytky surového oleje, jsou vlnové délky v rozsahu od 1500 do 3000 nm, výhodněji v rozsahu od 1640 do 2630 nm, nebo jeden nebo více jeho vybraných intervalů, zatímco jestliže mají být analyzovány poměrně lehké uhlovodíkové materiály, jako benzíny, bude vhodný rozsah vlnových délek od 1000 do 3000 nm, přednostně od 1000 do 2630 nebo vybraný interval.
Přednostně je komůrka spojena s pohyblivým ústrojím umožňujícím paprsku světla střídavě procházet vzorkovým oddělením nebo referenčním oddělením. Pohyblivé ústrojí je spojeno s komůrkou takovým způsobem, že komůrka se pohybuje kolmo k paprsku světla. Středy okének vzorkového oddělení a referenčního oddělení leží na stejné svislé nebo vodorovné ose v závislosti na směru pohybu komůrky.
Spektrometr podle vynálezu může obsahovat optická vlákna a kondenzátory umístěné před a za průchozí komůrkou. Tímto způsobem může být prováděno on-line měření v mísící jednotce aniž by byla potřeba bezprostřední blízkost spektrometru. Například ve vhodném provedení je první optické vlákno spojeno prvním koncem s blízkým infračerveným zdrojem, první kondenzor může být umístěn mezi druhým koncem prvního optického vlákna a komůrkou a druhý kondenzor je umístěn mezi prvním koncem druhého optického vlákna jehož druhý konec je spojen s detektorem, přičemž kondenzory jsou v podstatě symetricky uspořádány vzhledem ke komůrce.
Vynález se dále týká způsobu předvídání fyzikálních vlastností uhlovodíkového materiálu s použitím výše popsaného spektrometru, ve kterém je detektor spojen s procesním zařízením, přičemž paprsek světla s vlnovými délkami v rozsahu od 100 do 10 000 nm prochází vzorkovým oddělením a/nebo referenčním oddělením, kde analyzovaný uhlovodíkový materiál má teplotu v rozmezí od 25 do 250 °C, paprsek světla které prochází odděleními je zachycován v detektoru, ve kterém je převáděn na elektrický signál, který pokračuje do procesního zařízení.
Jak je uvedeno výše fyzikální vlastnosti uhlovodíkového materiálu mohou být podle vynálezu předvídány z jejich blízkého infračerveného spektra a umožňovat, například, průběžné řízení kvality uhlovodíkové suroviny a/nebo z ní odvozeného výrobky. Vynález se také týká užití spektrometru v kontrolování procesu, v řízení procesu a monitorování kvality uhlovodíkové suroviny a uhlovodíkového produktu.
Uhlovodíkový materiál, který může být analyzován při použití průchozí komůrky zahrnuje surové oleje a z nich odvozené produkty včetně poměrně lehkých uhlovodíkových materiálů jako jsou benzíny, plynové oleje a petroleje a těžkých uhlovodíkových materiálů jako jsou těžké plynové oleje, zbytky surových olejů, těžké topné oleje a živičné materiály.
Zbytky surových olejů mohou sestávat z přímých zbytků například dlouhých (atmosférických) a krátkých (vakuových) zbytků, zpracovaných zbytkových proudů například tepelně krakovaných, hydrokrakovaných nebo katalicky krakovaných zbytků. Těžké topné oleje mohou sestávat ze zbytků a jakýchkoliv známých ředidlových proudů jako je jakýkoliv rafinační proud ovlivňující vlastnosti zbytků a mohou obsahovat jakékoliv známé aditivum jako stabilizační nebo emulgační činidla.
Vhodné živičné materiály zahrnují v přírodě se vyskytující živice nebo živice odvozené z minerálních olejů. Rovněž mohou být analyzovány směsi různých živičných materiálů. Příklady vhodných živičných materiálů zahrnují destilační nebo přímé živice, krakovací zbytky, polymerové modifikované živice, srážené živice, například propanové živice, foukané živice, například katalicky foukaná živice a jejich směsi.
-4CZ 296555 B6
Ostatní vhodné živičné materiály zahrnují směsi jedné nebo více z těchto živic s nastavovacími plnidly (plastifikátory) jako jsou naftové extrakty, například aromatické extrakty, destiláty nebo zbytky nebo s oleji. Živičné materiály pro analýzu mohou obsahovat jakékoliv emulgační činidlo známé v oboru.
Výše uvedené zbytkové uhlovodíkové materiály pro analýzu mají vhodně teplotu alespoň 50 °C. Zbytky surových olejů a živičné materiály pro analýzu mají přednostně teplotu alespoň 100°C.
Způsob předvídání fyzikálních vlastností zahrnuje následující kroky:
a) výběr sady uhlovodíkových materiálů rozdílné kvality;
b) určení fyzikálních vlastností uhlovodíkových materiálů běžným měřením;
c) měření blízkého infračerveného spektra vybrané sady uhlovodíkových materiálů, přičemž je použita průchozí komůrka;
d) výběr pásma vlnových délek v spektrální oblasti a použití absorpčních hodnot měřených na těchto vlnových délkách jako vstupu pro multivariační statistickou analýzu nebo neuronovou síť;
e) korelování získaných absorpčních hodnot s fyzikálními vlastnostmi určenými podle b) prostředky multivariační statistické analýzy nebo neuronové sítě a vytvoření předpovědního modelu a následně
f) použití tohoto předpovědního modelu na blízké infračervené spektrum sejmuté za stejných podmínek pro uhlovodíkový materiál neznámých fyzikálních vlastností a tak získání fyzikálních vlastností neznámého uhlovodíkového materiálu.
Vynález tak zároveň poskytuje způsob předvídání fyzikálních vlastností uhlovodíkového materiálu obsahující kroky a) až f) popsané výše.
Podle vynálezu jsou měřena blízká infračervená spektra sady uhlovodíkových materiálů, vhodně alespoň 10, přednostně alespoň 50, různé kvality. Počet uhlovodíkových materiálů různé kvality v sadě je důležitý, protože určuje obecnost a použitelnost jakéhokoliv následného statistického předpovědního fondu.
Získaná spektra mohou být analyzována společně s určením fyzikálních vlastností běžným měřením, při použití způsobu multivariační statistické analýzy například částečné metody nejmenších čtverců, násobné lineární regrese, redukované hodnosti regrese, analýzy hlavních složek a podobně nebo neuronových sítí.
Vhodně jsou absorpční hodnoty měřeny na velkém počtu vlnových délek v spektrální oblasti. Absorpční hodnoty mohou být měřeny v celém rozsahu vlnových délek v spektrální oblasti nebo v jejím jednom nebo více vybraných intervalech. Když jsou analyzovány těžké uhlovodíkové materiály, jsou absorpční hodnoty měřeny v celém rozsahu vlnových délek spektrální oblasti.
Následně je vytvořen předpovědní model, který může být použit na blízké infračervené spektrum sejmuté za stejných podmínek pro uhlovodíkové materiály neznámých fyzikálních vlastností.
Korelace absorpčních hodnot s fyzikálními vlastnostmi zbytkových uhlovodíkových materiálů určených podle b) je provedena známými způsoby dříve uvedenými jako násobná lineární regrese nebo částečná regrese nejmenších čtverců.
Určované fyzikální vlastnosti zbytkových uhlovodíkových materiálů zahrnují hustotu, viskozitu, teplotu vzplanutí, skladovací a manipulační stabilitu, slučitelnost a s chemickým složením spojené vlastnosti jako aromatičnost, obsah asfaltenů C7, obsah vosků, obsah parafinů, mikrouhlíkový zbytek, uhlíkatý zbytek podle Conradsona, motorové výkonové parametry a parametry posuzování suroviny. Fyzikální vlastnosti určované u živičných uhlovodíkových materiálů zahr-5 CZ 296555 B6 nují vlastnosti jako penetraci (PEN), bod měknutí, hustotu, viskozitu a zbytkovou penetraci (po RTFOT (Rolling thin film even test) vzhledem k benzínům. Fyzikální vlastnosti zahrnují například oktanové číslo. Při analyzování plynových olejů, fyzikální vlastnosti zahrnují například bod zákalu, teplotu tuhnutí a cetanové číslo.
Čas potřebný pro určení fyzikálních vlastností uhlovodíkových materiálů je velmi krátký, normálně méně než jedna minuta. Tak způsob podle vynálezu představuje podstatné zlepšení běžných způsobů, které zahrnují odebrání vzorku analyzovaného materiálu a určení jeho různých fyzikálních vlastností pomocí oddělených poněkud zdlouhavých měření. Podle vynálezu mohou být určeny současně dvě nebo více fyzikálních vlastností uhlovodíkového materiálu. Například mohou být současně určeny teplota měknutí a penetrace živičného materiálu.
Komůrka podle vynálezu může být použita on-line nebo off-line. Jestliže je komůrka podle vynálezu použita on-line, přičemž vstupní a výstupní prostředky vzorkového oddělení jsou spojeny ze zdrojem dodávajícím uhlovodíkový materiál, uvedený materiál protéká vzorkovým oddělením.
Referenční spektrum je periodicky měřeno průchodem paprsku světla ze zdroje blízkého infračerveného záření referenčním oddělením, aby se určila absorpce uhlovodíkového materiálu. Z tohoto důvodu může být průchozí komůrka spojena s výše popsanými pohyblivými prostředky. Absorpce uhlovodíkového materiálu, která může být definována Beer-Lambertovým zákonem (-log I/Io)/kde loje intenzita světla procházejícího referenčním oddělením a I je intenzita světla procházejícího vzorkovým oddělením.
Vynález se také týká způsobu přípravy uhlovodíkové směsi obsahující míšení dvou nebo více proudů různých stupňů uhlovodíkových materiálů a určování fyzikálních vlastností tak získané uhlovodíkové směsi pomocí způsobu předvídání podle vynálezu. Tímto způsobem mohou být připravovány, například těžké topné oleje a živičné směsi řízené kvality. Například míšením tvrdé živice a měkké živice a (katalyticky) foukané živice.
Při své činnosti bude směšovací jednotka počítačově řízena řídicím systémem se zpětnou vazbou pro nastavení směšovaných složek nebo podmínek při potřebě dosáhnout uhlovodíkovou směs požadovaných vlastností.
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (18)

1. Průchozí komůrka pro zařízení pro měření blízkého infračerveného spektra, která obsahuje jedno nebo více vzorkových oddělení ajedno nebo více referenčních oddělení, vyznačující se t í m, že vzorkové oddělení (2) je opatřeno dvěma průhlednými okénky (6, 7), mezi kterými je vytvořen prostor (8) pro uhlovodíkový materiál a vstupními prostředky (10) a výstupními prostředky (11) pro zavedení a odvedení uhlovodíkového materiálu do a z prostoru (8) mezi okénky (6, 7) a referenční oddělení (3) je opatřeno dalším průhledným okénkem (12).
2. Průchozí komůrka podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje jedno vzorkové oddělení (2) ajedno referenční oddělení (3).
3. Průchozí komůrka podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že okénka (6, 7) vzorkového oddělení (2) jsou uspořádána navzájem v rovnoběžném směru.
-6CZ 296555 B6
4. Průchozí komůrka podle kteréhokoli z nároků laž 3, vyznačující se tím, že vzdálenost mezi vnitřními stranami okének (6, 7) vzorkového oddělení je v rozsahu od 0,2 do 1,0 mm.
5. Průchozí komůrka podle nároku 4, v y z n a č u j í c í se t í m , že vzdálenost je v rozsahu od 0,4 do 0,8 mm.
6. Průchozí komůrka podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, v y z n a č u j í c í se tím, že tloušťka okének (6, 7) vzorkového oddělení (2) je v rozsahu od 2 do 10 mm.
7. Průchozí komůrka podle kteréhokoli z nároků laž3, vyznačující se tím, že tloušťka dalšího průhledného okénka (12) referenčního oddělení (3) je v rozsahu od 4 do 20 mm.
8. Průchozí komůrka podle kteréhokoli z nároků 1 až7, vyznačující se tím, že okénka (6, 7) vzorkového oddělení (2) a okénka (12) referenčního oddělení (3) jsou zhotovena ze stejného materiálu.
9. Průchozí komůrka podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že okénka (6, 7, 12) jsou z fluoridu vápenatého, chloridu sodného, skla, safíru nebo křemene.
10. Průchozí komůrka podle kteréhokoli z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že je opatřena jedním nebo více prvky (4, 5) pro zahřívání uhlovodíkového materiálu.
11. Spektrometr pracující v blízkém infračervenému spektru obsahující blízký infračervený zdroj, blízký infračervený detektor, vyznačující se tím, že je opatřen průchozí komůrkou podle kteréhokoli z nároků 1 až 10.
12. Spektrometr podle nároku 11, v y z n a č u j í c í se t í m , že komůrka je spojena s pohyblivým prostředkem pro umožnění paprsku světla vycházejícího z blízkého infračerveného zdroje procházet střídavě vzorkovým oddělením (2) nebo referenčním oddělením (3).
13. Spektrometr podle nároku 11 nebo 12, vy z n a č uj í c í se t í m , že detektor je spojen s procesním zařízením pro spektrální analýzu a pro korelaci spektrálních dat s fyzikálními vlastnostmi uhlovodíkového materiálu.
14. Způsob předvídání fyzikálních vlastností uhlovodíkového materiálu s použitím spektrometru podle nároku 13,vyznačující se tím, že paprsek světla s vlnovými délkami v rozsahu od 1000 do 10 000 nm prochází vzorkovým oddělením a/nebo referenčním oddělením, přičemž analyzovaný uhlovodíkový materiál se ohřívá na teplotu v rozmezí od 25 do 250 °C, paprsek světla, které prochází oddělením se zachycuje v detektoru, ve kterém se převádí na elektrický signál, který pokračuje do procesního řízení.
15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že uhlovodíkový materiál je těžký uhlovodíkový materiál o teplotě nad 50 °C.
16. Způsob předvídání fyzikálních vlastností uhlovodíkového materiálu pomocí prvků průchozí komůrky podle kteréhokoli z nároků 1 až 10, vy z n a č uj í c í se tím, že:
a) vybírá se sada uhlovodíkových materiálů rozdílné kvality;
b) určují se fyzikální vlastnosti uhlovodíkových materiálů běžným měřením;
c) měří se blízké infračervené spektrum vybrané sady uhlovodíkových materiálů, přičemž je užita průchozí komůrka podle kteréhokoli z nároků 1 až 10;
d) vybírá se pásmo vlnových délek v spektrální oblasti a používají se absorpční hodnoty měřené na těchto vlnových délkách jako vstup pro multivariační statistickou analýzu nebo neuronovou síť;
e) získané absorpční hodnoty se korelují s fyzikálními vlastnostmi určenými podle b) prostředky multivariační statistické analýzy nebo neuronové sítě a vytváří se předpovědní model a
f) používá se tento předpovědní model na (blízké) infračervené spektrum sejmuté za stejných podmínek pro uhlovodíkový materiál neznámých fyzikálních vlastností a tím se získávají fyzi-
5 kální vlastnosti neznámého uhlovodíkového materiálu.
17. Způsob přípravy živičné směsi spočívající v míšení dvou nebo více proudů živice různých kvalit, vyznačující se tím, že se fyzikální vlastnosti takto získané živičné směsi určují pomocí způsobu podle nároku 15.
18. Způsob kontroly procesu, procesu řízení a monitorování kvality uhlovodíkové suroviny a uhlovodíkového produktu, vyznačující se tím, že se používá spektrometr podle nároku 13.
CZ0104798A 1995-10-18 1996-10-17 Pruchozí komurka pro zarízení pro merení blízkéhoinfracerveného spektra uhlovodíkového materiálu CZ296555B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP95307412 1995-10-18
EP96301646 1996-03-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ104798A3 CZ104798A3 (cs) 1998-07-15
CZ296555B6 true CZ296555B6 (cs) 2006-04-12

Family

ID=26140406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ0104798A CZ296555B6 (cs) 1995-10-18 1996-10-17 Pruchozí komurka pro zarízení pro merení blízkéhoinfracerveného spektra uhlovodíkového materiálu

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0856154B1 (cs)
JP (1) JPH11513795A (cs)
AR (1) AR003846A1 (cs)
AU (1) AU694894B2 (cs)
CA (1) CA2235073C (cs)
CZ (1) CZ296555B6 (cs)
DE (1) DE69623796T2 (cs)
MY (1) MY116569A (cs)
NZ (1) NZ320271A (cs)
WO (1) WO1997014951A1 (cs)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1296939B1 (it) * 1997-12-09 1999-08-03 Euron Spa Procedimento per la predizione delle caratteristiche a freddo di gasoli
US6476384B1 (en) 2000-10-10 2002-11-05 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus for downhole fluids analysis
WO2004015401A1 (ja) * 2002-08-09 2004-02-19 Toagosei Co., Ltd. シラノール基濃度の測定方法および測定用セル
DE10315077A1 (de) * 2003-04-02 2004-10-14 Walter Dr. Rubin Durchlicht-IR-Spektrometrieverfahren und Probenträger
FR2893129B1 (fr) * 2005-11-04 2008-05-09 Inst Francais Du Petrole Methode de determination de la teneur en diolefines conjuguees d'un echantillon a partir de son spectre proche infrarouge et application de la methode au controle d'unites
JP2007327759A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Jasco Corp ミクロセル及びミクロセルホルダ
DE102006060138B4 (de) * 2006-12-18 2009-01-22 Airbus France Online-Sensor zum Überwachen chemischer Verunreinigungen in hydraulischen Flüssigkeiten
ITMI20072329A1 (it) * 2007-12-13 2009-06-14 Eni Spa Metodo per predire un parametro di un bitume e relativo sistema di previsione
US10668408B2 (en) 2012-11-30 2020-06-02 Suncor Energy Inc Measurement and control of bitumen-containing process streams
CN106029863A (zh) 2013-11-06 2016-10-12 贝克顿·迪金森公司 微流体性装置和制造和使用其的方法
AU2014348910B2 (en) 2013-11-13 2017-04-20 Becton, Dickinson And Company Optical imaging system and methods for using the same
WO2016112004A1 (en) * 2015-01-05 2016-07-14 Saudi Arabian Oil Company Characterization of crude oil by near infrared spectroscopy
CN107250769B (zh) * 2015-01-05 2020-04-07 沙特阿拉伯石油公司 通过傅里叶变换红外光谱法分析表征原油及其级分
US10641758B2 (en) 2015-09-01 2020-05-05 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus, systems, and methods for enhancing hydrocarbon extraction and techniques related thereto

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3177706A (en) * 1963-01-24 1965-04-13 Hughes Aircraft Co Fluid inspection device
US4717827A (en) * 1986-02-20 1988-01-05 Automatik Machinery Corporation Apparatus for on-line spectrophotometric chemical analysis of material in moving process stream
ATE146880T1 (de) * 1987-08-18 1997-01-15 Bp Oil Int Verfahren zur direkten bestimmung der physikalischen eigenschaften von kohlenwasserstoffprodukten
DE3838371A1 (de) * 1988-11-11 1990-05-17 Hench Automatik App Masch Messzelle zur spektralanalyse von stroemenden medien, insbesondere kunststoffschmelzen
MY108958A (en) * 1992-10-05 1996-11-30 Shell Int Research An apparatus for fuel quality monitoring
AU677609B2 (en) * 1992-10-15 1997-05-01 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method for prediction of cetane numbers of gasoils

Also Published As

Publication number Publication date
EP0856154A1 (en) 1998-08-05
CA2235073A1 (en) 1997-04-24
AU7297996A (en) 1997-05-07
CZ104798A3 (cs) 1998-07-15
AU694894B2 (en) 1998-07-30
DE69623796D1 (de) 2002-10-24
DE69623796T2 (de) 2003-05-28
NZ320271A (en) 1999-04-29
JPH11513795A (ja) 1999-11-24
WO1997014951A1 (en) 1997-04-24
EP0856154B1 (en) 2002-09-18
CA2235073C (en) 2007-09-25
MY116569A (en) 2004-02-28
AR003846A1 (es) 1998-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pasquini et al. Characterization of petroleum using near-infrared spectroscopy: Quantitative modeling for the true boiling point curve and specific gravity
EP1797423B1 (en) Method of assaying a hydrocarbon-containing feedstock
CZ296555B6 (cs) Pruchozí komurka pro zarízení pro merení blízkéhoinfracerveného spektra uhlovodíkového materiálu
US6662116B2 (en) Method for analyzing an unknown material as a blend of known materials calculated so as to match certain analytical data and predicting properties of the unknown based on the calculated blend
DE69107467T2 (de) Gerät und Verfahren zur Analyse von Kohlenwasserstoffen durch Spektroskopie im nahen Infrarotbereich.
US6897071B2 (en) Topological near infrared analysis modeling of petroleum refinery products
US8332162B2 (en) Apparatus and method for measuring the properties of petroleum fractions and pure hydrocarbon liquids by light refraction
KR100326588B1 (ko) 근적외선분광분석기술을활용한자동원유분석방법
US5430295A (en) Process for controlling blending
Sun et al. Rapid and simultaneous determination of physical and chemical properties of asphalt by ATR-FTIR spectroscopy combined with a novel calibration-free method
CZ296636B6 (cs) Zpusob predpovídání fyzikálních vlastností zbytkového surového oleje, zbytkového topného oleje nebozivicového materiálu
WO2006126978A1 (en) Topological near infrared analysis modeling of petroleum refinery products
Blanco et al. Determination of physico-chemical parameters for bitumens using near infrared spectroscopy
EP0667517B1 (en) Method and apparatus to manufacture optimum VI dewaxed oil
CN103134764A (zh) 由透射红外光谱预测原油实沸点蒸馏曲线的方法
Blanco et al. Determination of the penetration value of bitumens by near infrared spectroscopy
Pantoja et al. Application of near‐infrared spectroscopy to the characterization of petroleum
Pavoni et al. FT‐IR Spectroscopy and Chemometrics as a Useful Approach for Determining Chemical‐Physical Properties of Gasoline, by Minimizing Analytical Times and Sample Handling
Alves et al. Near-infrared spectroscopy in analysis of crudes and transportation fuels
Foulk et al. Fiber optic near-infrared spectroscopy in the refining industry
Pandey et al. Industrial applications of near infra-red spectroscopy: Quality evaluation of naphtha feed for olefin production
Merav et al. NIR TECHNOLOGY USED FOR OPTIMIZED COST EFFECTIVE REFINERY PROCESS CONTROL
Gilbert et al. Comparison of NIR and NMR Spectra Chemometrics for

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20081017