ITRM20120520A1 - Metodo per il monitoraggio delle condizioni operative in impianti di cracking termico e/o catalitico e relativa apparecchiatura. - Google Patents

Description

Metodo per il monitoraggio delle condizioni operative in impianti di cracking termico e/o catalitico e relativa apparecchiatura

DESCRIZIONE

La presente invenzione si colloca nel settore dei processi ed impianti di conversione termica e/o catalitica, e propone una metodica migliorativa basata sulla misurazione di un nuovo parametro detto CV/IR per la determinazione della tendenza del residuo di fondo a sporcare l’impianto e per permette di ottenere maggiori rese di distillati leggeri, un maggiore controllo sullo sporcamento in atto sull’impianto e quindi una riduzione dei consumi energetici connessi. Inoltre la nuova metodica descritta nel brevetto, permette la determinazione in linea ed in tempo reale della tendenza allo sporcamento, in quanto il campione analizzato non necessita di alcuna manipolazione o diluizione.

Stato della tecnica anteriore

Gli impianti di conversione termica, quali gli impianti Visbreaking (VSB), e/o catalitica (sia del tipo a letto fluido che a letto fisso, quali FCC, LC Finer, H-Oil e altri) che si possono trovare nel ciclo produttivo di una raffineria, sono rivolti alla valorizzazione dei residui della distillazione del petrolio, altrimenti destinati a bitume o olio combustibile (prodotti notoriamente di basso valore commerciale), per convertirli, parzialmente, in prodotti più leggeri di maggior valore. La consib permette di ottenere notevoli quantità di prodotti distillati, quali ad esempio gas, benzine, kerosene, gasolio.

Normalmente il processo di conversione à ̈ condotto in modo da massimizzare la resa in prodotti distillati, abbassando la resa complessiva in residui pesanti.

La regolazione dei parametri operativi degli impianti sopra descritti, al fine di massimizzare la resa di prodotti leggeri e di condurre gli impianti in condizione di sporcamento (fouling) controllato, viene effettuata tramite metodi per la misura degli asfalteni aggregati e delle particelle di carbone in sospensione sulla carica e sul residuo di fondo prodotto. Tale residuo à ̈ un fluido oleoso di densità elevata e fortemente opaco anche detto Tar.

Per aumentare la resa dell’impianto, quindi per diminuire la quantità di TAR prodotto a parità di quantità di carica à ̈ necessario aumentare la severità delle condizioni operative del ciclo, per esempio alzare la temperatura del forno. Tuttavia, condurre l’impianto alla massima severità possibile, comporta alcuni inconvenienti. Primo tra questi à ̈ lo sporcamento (o fouling) dell'impianto. Il fenomeno à ̈ dovuto alla formazione di residui solidi carboniosi e altri composti sporcanti solidi. Tali residui sporcanti rappresentano la frazione particolata, ed indesiderata, dei prodotti intermedi di lavorazione e dei prodotti finali, specificatamente del tar. Tale frazione particolata comprende particelle di coke (carbone amorfo), noti in inglese come dark particles, cioà ̈ il massimo stadio di deidrogenazione degli asfalteni, ma anche di particelle di asfalteni altamente, se non totalmente, deidrogenati. A causa della loro natura solida queste particelle tendono a depositarsi sulle superfici interne dell'impianto provocando lo sporcamento (fouling) dell'impianto stesso e la necessità di interruzione del ciclo di termoconversione per la loro rimozione.

Un secondo inconveniente dovuto ad alta severità della condizioni operative à ̈ rappresentato dell'instabilità del tar. Infatti, il tar si compone di una base oleosa contenente composti aromatici, resine ed asfalteni. Gli asfalteni, normalmente insolubili nella base oleosa, sono mantenuti stabilmente in soluzione/dispersione dalle resine. Tuttavia, quando la severità delle condizioni operative (e.g. alta temperatura del forno) aumenta, il rapporto asfalteni/resina à ̈ alterato e la quantità di resina disponibile non à ̈ più sufficiente a mantenere gli asfalteni in soluzione. Questo provoca nel tempo la flocculazione degli asfalteni e la conseguente instabilità e inutilizzabilità del residuo (TAR).

Sono noti nello stato dell’arte molti metodi di monitoraggio del Processo di temoconversione.

Esiste una relazione tra (a) la resa in prodotti distillati pregiati, (b) il grado di sporcamento e (c) la stabilità del residuo (TAR). Aumentando la severità delle condizioni, per esempio aumentando la temperatura del forno o la temperatura di uscita forno, aumenterà la resa in prodotti distillati, ma aumenterà contemporaneamente il livello di fouling e diminuirà la stabilità del tar.

Una volta definite condizioni operative che rappresentino un compromesso ottimale tra i parametri sopra indicati, il ciclo di termoconversione dovrà essere controllato regolarmente sulla base di parametri che permettano di riconoscere, nei prodotti ottenuti, ogni deviazione dalle caratteristiche predefinite, e di conseguenza che permettano di correggere le condizioni operative riportando tali caratteristiche ai livelli desiderati.

I metodi usuali per la determinazione delle condizioni operative e per il controllo del processo Visbreaking valutavano uno dei quattro seguenti parametri: PV (Peptization Value), FR (Flocculation ratio), MB (xilene equivalent) e HFT (Hot Filtration Test), che determinano, con metodologie differenti la stabilità del tar e la presenza di solidi finemente dispersi. Si veda il brevetto IT 1811979 (Chimec).

Questi metodi hanno innumerevoli svantaggi riconosciuti. Sono lunghi a causa dei necessari passaggi di diluizione, riscaldamento (30 min) e successivo raffreddamento (30 min), e di non facile realizzazione. Il risultato à ̈ fortemente influenzato dalla sensibilità degli strumenti utilizzati e dell'operatore. In altre parole, i metodi sono soggettivi, poco affidabili e non permettono un monitoraggio veloce dell'impianto.

Un altro svantaggio consiste nel fatto che questi metodi riconoscono la stabilità del tar, ma non hanno alcun riferimento diretto (proporzionale) allo sporcamento (fouling) dell'impianto, che come visto à ̈ causato principalmente dalla presenza nel tar e negli altri prodotti intermedi di particelle solide di coke e particelle di asfalteni nel loro massimo stadio di deidrogenazione.

Un sostanziale vantaggio sui metodi basati su uno dei quattro parametri sopra indicati à ̈ stato offerto dalla introduzione del parametro istantaneo CV da parte del presente Richiedente (si veda brevetto IT 1211978 e EP0529397-B1).

Tale nuovo parametro CV di riferimento della stabilità del tar e dello sporcamento corrisponde al numero di particelle scure puntiformi presenti nel residuo di fondo, il tar, misurate con tecniche di microscopia ottica ed aventi normalmente dimensioni che includono l’intervallo di maggior frequenza tra 1 e 20 µm. Tali particelle sono formate da coke (carbone amorfo) che rappresenta il massimo stadio di deidrogenazione degli asfalteni. Il metodo, utilizzando il grado di sporcamento come termine di riferimento, permette di regolare la temperatura di processo, e quindi la resa, fino al valore massimo per il quale non si abbia superamento di una soglia prestabilita di sporcamento.

Il controllo del parametro CV prevede l'osservazione diretta al microscopio di un campione di tar, senza alcuna aggiunta di solventi flocculanti, e la conta delle particelle di coke presenti nel campione. Il coefficiente CV permette quindi un controllo in tempo reale (analisi eseguita in pochi minuti) del ciclo Visbreaker e la possibilità di un aggiustamento immediato delle condizioni operativa, là dove il CV evidenzi eccessivo sporcamento.

Tale metodologia non à ̈ tuttavia libera da svantaggi. Il parametro istantaneo CV risulta dalla sommatoria delle aree riferibile alle particelle presenti su un residuo ed à ̈ infatti misurato in µm<2>. Tali particelle sono individuate inserendo una goccia del residuo scaldato (il residuo à ̈ infatti solido a temperatura ambiente) su un vetrino per microscopio, schiacciando con un copri-vetrino la goccia in modo da ottenere uno strato sottile e trasparente di residuo, visualizzando l’immagine ingrandita tramite microscopio su una fotocamera ed infine effettuando la conta delle aree delle particelle visibili nell’immagine, tramite apposito software. Tutte queste operazioni sono comunque legate all’indispensabile manipolazione iniziale del campione, ovvero alla formazione manuale dello strato sottile leggibile con un microscopio operante nello spettro di lunghezze d’onda del visibile. Se la goccia di residuo non à ̈ di quantità minimale (qualche milligrammo) e se lo strato ottenuto non à ̈ sufficientemente sottile (qualche decina di micron) la visione con un microscopio ottico risulta completamente oscura. Infatti le particelle si confondono con il fondo scuro derivante dallo strato di campione completamente nero, strato che non può essere attraversato dalla sorgente luminosa del microscopio che opera in trasparenza.

Tentativi per superare questo problema sono riportati in letteratura. WO- 2001/38459 “Method for improving thermal cracking process and product yields therefrom (Baker Hughes Inc.)

Il processo descritto in questa domanda si basa sulla valutazione di due parametri, uno relativo alla stabilità del residuo ed uno, la conta delle particelle, relativo allo sporcamento. Il primo parametro corrisponde al tradizionale PV e viene determinato per successive aggiunte al tar di un solvente destabilizzante di asfalteni (n-eptano). Una aliquota del residuo à ̈ diluita fortemente con un primo solvente che scioglie completamente gli asfalteni (toluene, xilene, ecc). Questa operazione à ̈ necessaria perché il residuo à ̈ troppo scuro ed opaco alla luce e quindi senza la diluizione iniziale, che rende la soluzione trasparente, non sarebbe possibile alcuna determinazione. Successivamente vengono effettuate (tramite un titolatore automatico) una serie di aggiunte di un secondo solvente, destabilizzante degli asfalteni (n-eptano) che ne provoca la peptizzazione (precipitazione in fiocchi che risultano ancora dispersi nel residuo). Quando una quantità critica del secondo solvente à ̈ stata aggiunta, gli asfalteni destabilizzati precipitano e sono determinabili tramite una sonda NIR (Near Infra Red – vicino infrarosso). In questo caso, il parametro ottenuto, chiamato ISI (Infrared Stability Index), non à ̈ un’area o una conta di particelle, ma à ̈ espresso come la quantità di solvente n-eptano da aggiungere al campione, necessaria per evidenziare una marcata precipitazione degli asfalteni. O meglio, come il rapporto del volume aggiunto rispetto al volume iniziale di campione. Come già evidenziato, per ottenere questo indice à ̈ necessaria una manipolazione piuttosto complessa ed una diluizione spinta del residuo.

Il secondo parametro misurato à ̈ la conta di particelle di coke tramite forte diluizione del campione e conta con sonda laser della soluzione ottenuta. Il laser, pur essendo una sorgente molto potente, opera nel visibile e quindi, per contare le particelle, ha bisogno di una soluzione non troppo opaca ed almeno parzialmente trasparente alla radiazione luminosa. Siccome il residuo à ̈ fortemente colorato in nero, il campione dovrà essere fortemente diluito. Il rapporto tra solvente e residuo deve essere da 1.000.000 : 1 fino a 5 : 1 , ma preferibilmente 100.000 : 1

Un secondo tentativo di superare i problemi insiti nella misurazione del parametro CV à ̈ descritto in EP1092976 – Particle measurement by acoustic speckle (Baker Hughes Inc.)

Questo brevetto insegna la possibilità di contare particelle disperse nel residuo con una sonda ad ultrasuoni. Nonostante gli inventori affermino che la sonda può essere una soluzione praticabile per realizzare una reale misurazione on-line, durante la marcia dell’impianto, il metodo à ̈ molto complesso e nel brevetto non viene fornito alcun esempio di realizzazione pratica. L’inapplicabilità e l’estrema complessità di questa tecnica à ̈ comprovata dal fatto che il sistema di misura descritto non sembra aver trovato concreta applicazione sui impianti reali.

Infine la domanda internazionale WO2011068612 “Application of Visbreaker analysis tools to optimize performances†(General Electric) descrive un processo del tutto equivalente a quello descritto nei brevetti della presente richiedente Chimec (sopra) e basato sulla misurazione di un parametro equivalente al CV. Nel processo secondo WO†̃612 le particelle carboniose presenti nel residuo di fondo sono contate sul campione attraverso lettura (laser probe) che scansiona il vetrino posto sotto ad un microscopio; anche in questo caso la conta viene fatta in trasparenza e nel visibile. I risultati sono sempre espressi in area di particelle contate e la manipolazione del campione à ̈ identica a quanto descritto nei metodi riportati nei brevetti IT 1211978 e EP0529397-B1.

Scopo della presente domanda à ̈ quindi quello di dare soluzione agli svantaggi insiti nei processi e metodi dell’arte anteriore.

Sommario dell’invenzione

La presente invenzione si basa sulla inattesa scoperta che particelle scure presenti in un mezzo altamente opaco alla luce possono essere visualizzate e contate in maniera oltremodo veloce, efficace e riproducibile attraverso analisi del campione con radiazioni nel campo dell’infrarosso I.R.

Data la capacità dei raggi I.R. di attraversare liquidi scuri ed opachi, la tecnica si presta particolarmente bene alla conta di particelle carboniose nel residuo di fondo di un impianto di conversione termica e/o catalitica, senza la necessità che il campione di tale residuo sia diluito o sia formato uno strato sottile come nelle tecniche precedenti. Pertanto oggetto della presente invenzione à ̈ un metodo per la determinazione della concentrazione di particelle di carbone o di asfalteni deidrogenati in un fluido oleoso opaco alle radiazioni luminose nel visibile caratterizzato dal fatto che un campione di fluido à ̈ sottoposto ad irradiazione di luce infra rossa (I.R.) e la radiazione uscente dal campione irradiato à ̈ convertita in un segnale correlato alla concentrazione di dette particelle.

In particolare il segnale à ̈ correlato con la concentrazione delle particelle nel campione intesa come numero di particelle sul volume di residuo (n/v o n/ml), come n. di particelle su peso (n/p o n/gr), come percentuale dell†̃area totale delle particelle sull’area del campo (%), come volume delle particelle su peso di campione (v/p o µl/gr o l/kg) come percentuale di volume di particelle sul volume del campione di residuo analizzato (%).

In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione il fluido oleoso opaco à ̈ il residuo di fondo (tar) di un processo petrolifero di termoconversione e/o catalitico.

Vantaggiosamente, il campione di fluido oleoso opaco à ̈ sottoposto ad irraggiamento IR in forma non diluita.

In un’ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione la determinazione della concentrazione di particelle di carbone o di asfalteni deidrogenati à ̈ eseguita ad impianto di termoconversione funzionante.

In un’altra forma di realizzazione dell’invernzione il campione à ̈ analizzato con un microscopio ad ottica I.R.

Un secondo oggetto dell’invenzione à ̈ una apparecchiatura per la determinazione della concentrazione di particelle di carbone o di asfalteni deidrogenati in un fluido oleoso opaco alle radiazioni luminose nel visibile comprendente una sorgente di luce I.R. focalizzabile sul campione da analizzare, mezzi di ricezione della radiazione uscente dal campione, mezzi di trasformazione della radiazione uscente in un segnale correlato alla concentrazione di particelle presenti nel campione.

Tale apparecchiatura può comprendere i seguenti elementi: un campionatore automatico, una camera di lettura, un’unità di rielaborazione o alternativamente di rielaborazione e trasferimento del segnale.

In una specifica forma di realizzazione la camera di lettura comprende un microscopio ad ottica I.R.

In un’altra forma di realizzazione l’unità di rielaborazione del segnale comprende una telecamera abbinata ad un monitor per la rappresentazione dell’immagine del campione analizzato.

Opzionalmente l†̃apparecchiatura comprendente una camera di termostatazioni a monte della camera di lettura e opzionalmente mezzi di rimozione del campione dalla camera di lettura.

In un’altra forma di realizzazione l†̃apparecchiatura à ̈ integrata nell’impianto di termoconversione attraverso un bypass dalla linea dell’impianto.

Un terzo oggetto dell†̃invenzione à ̈ un metodo di regolazione delle condizioni operative di un impianto petrolifero di termoconversione, comprendente i seguenti passaggi:

- determinazione della concentrazione di particelle di carbone o di asfalteni deidrogenati presenti nel residuo di fondo dell’impianto sottoponendo un campione del residuo ad irradiazione di luce infrarossa (I.R.),

- conversione della radiazione uscente dal campione irradiato in un segnale (parametro CV/IR) correlato alla concentrazione di dette particelle,

caratterizzato dal fatto che le condizioni operative dell’impianto sono corrette in misura del valore CV/IR determinato. In particolare quando il parametro CV/IR rileva una carica carboniosa superiore ad una soglia limite prestabilita si opererà o una diminuzione della temperatura del forno e/o un aumento della quantità di additivi stabilizzanti nella carica dell’impianto al fine d’ottenere una diminuzione del potenziale sporcante dell’impianto.

Quando il parametro CV/IR rileva una carica carboniosa inferiore alla soglia limita prestabilita si potrà operare un aumento della temperatura del forno con conseguente aumento delle frazioni distillate leggere.

Vantaggiosamente il segnale correlato alla concentrazione delle particelle di carbone o di asfalteni deidrogenati nel campione aziona automaticamente una serie di operazioni che correggono le condizioni operative dell’impianto.

In una forma di realizzazione preferita il campione di residuo analizzato à ̈ in forma non diluita e/o la determinazione della concentrazione di particelle di carbone o di asfalteni deidrogenati nel campione di residuo e la correzione delle condizioni sono eseguite ad impianto funzionante e in tempo reale.

Descrizione delle figure

Figura 1: Pannello A: Immagini ottenute con il CV classico. Pannello B: Altre immagini ottenute con il CV/IR.

Figura 2: Elaborazione 3D di un campo a CV 785 µm<2>; il volume totale della particelle à ̈ di circa 5%.

Figura 3: Rappresentazione grafica dei valori di CV (in µm<2>) in ascissa contro i valori di CV/IR (in % di area) in ordinata: la linea di tendenza che si riferisce all’insieme di punti, ha un coefficiente R<2>pari a 0,95, mostrando una buona correlazione tra i due insiemi di valori.

Figura 4: Risultati ottenuti da analisi del parametro CV/IR

Figura 5 esempio di sistema completamente automatico di una apparecchiatura secondo la presente invenzione

Figura 6 il diagramma di un obiettivo utilizzato in una apparecchiaturab secondo la presente invenzione

Descrizione dettagliata dell’invenzione

L’elemento innovativo dei metodi e processi dell’invenzione à ̈ la sorgente di illuminazione del campione: nei metodi classici di misurazione di particelle, quali particelle solide carboniose (di coke) e particelle di asfalteni deidrogenati si opera nel campo del visibile, mentre in accordo con la nuova tecnologia oggetto della presente domanda, il parametro CV si rileva operando nel campo dell’infrarosso, pertanto il nuovo parametro à ̈ indicato come CV/IR. La scelta del tipo di irradiazione à ̈ stata dettata da alcuni aspetti fondamentali. Nel campo del visibile, a meno di lavorare su strati microscopici (poche decine di micron), o a forte diluizione, i campioni appaiono completamente neri ed à ̈ per questo che nei metodi classici si prepara un campione di quantità minima; solo in questo modo à ̈ possibile distinguere le particelle carboniose dal resto della matrice scura.

Con una sorgente IR, invece, si lavora in trasmittanza perché la luce riesce a passare attraverso un campione spesso anche 1-2 millimetri; ciò significa che à ̈ possibile esaminare un campione decisamente più voluminoso e, quindi, maggiormente rappresentativo. Lo spessore ottimale dello strato di campione varia tra 0,05 a 3 mm, preferibilmente da 0,5 a 2 mm, per esempio 0,5 o 1,0 mm. Spessori maggiori sono ugualmente utilizzabili. Infatti l’aumento dell’opacità può essere superato aumentando la potenza della sorgente della radiazione I.R., e quindi il potere penetrante della stessa. Tuttavia, quando il campione da analizzare sia il residuo di fondo di un impianto di termoconversione, va considerato che al di sopra di una certa intensità, l’energia termica delle radiazioni elettromagnetiche sarebbe tale da liquefare il campione. Pertanto uno spessore superiore a 3 mm à ̈ sconsigliato poiché farebbe risultare il campione completamente nero alle intensità di radiazione accettabili. Spessori minori a 0,05 mm sono sicuramente utilizzabili, ma meno preferiti poiché vanificherebbero molti dei vantaggi offerti dalla nuova tecnologia, come sotto discusso.

Altra fonte di grande incertezza nelle misure classiche à ̈ la quantità di campione analizzata: in tutti i metodi dell’arte anteriore la quantità di residuo prelevata per essere messa sul vetrino à ̈ piccolissima (pochi milligrammi). Anche nella determinazione dell’ISI e nella conta per diluizione, dovendo arrivare a soluzioni trasparenti, la quantità di residuo analizzata à ̈ minore di un grammo. Queste aliquote decisamente piccole non sono sufficientemente rappresentative di tonnellate di fluido che passa nell’impianto. Pertanto à ̈ alto il rischio di analisi eseguite su campioni scarsamente rappresentativi. Nel nuovo metodo la quantità di campione analizzata à ̈ nell’ordine dei grammi. La quantità può infatti variare da 1 a 15 grammi, per esempio 3, 5, 8, 10, 13 grammi, e per questo risulta molto più rappresentativa della massa totale rispetto ad una goccia di pochi milligrammi. Tale quantità di campione può essere collocata su un supporto trasparente alla luce I.R., per esempio di vetro o quarzo, quale una piastra (e.g. piastra Petri), una cuvetta, una cella o un contenitore equivalente o semplicemente un sistema vetrinocoprivetrino. La quantità stabilità à ̈ collocata sul supporto a formare uno strato dello spessore sopra indicato.

La possibilità d’utilizzare nella presente tecnica strati di campione di spessore nell’ordine dei millimetri e non dei micron offre un enorme vantaggio addizionale rispetto ai metodi dell’arte anteriore. Tale vantaggio risiede nella possibilità d’eseguire una sorta di “stratigrafia†del campione con rilevazione e conta delle particelle tridimensionali stratificate su differenti piani nello spessore del campione stesso. Per campioni a basso sporcamento, quindi contenenti pochissime particelle disperse nel residuo, i metodi classici di microscopia faticano a rilevare le particelle, visto che il campo inquadrato à ̈ molto piccolo e sottile. Questo comporta una riproducibilità della misura molto bassa in quanto l’area misurata dipende dal numero di particelle inquadrate. Al contrario il metodo dell’invenzione risolve questa problematica in quanto su ogni inquadratura effettua una lettura su più piani focali. Ovvero per tutto lo spessore dello strato di residuo. Quando lo spessore misurato à ̈ di pochi micron, i piani focali misurabili sono pochissimi o addirittura solo uno; invece se lo spessore à ̈ di qualche millimetro, come nel metodo dell’invenzione, i piani focali possono essere assai numerosi. Quindi, effettuando una sola inquadratura, à ̈ possibile leggere su “n†piani focali ed effettuare una conta molto più precisa. Il vantaggio à ̈ facilmente intuibile. Nel visibile operando su uno strato di circa 5 micron e con un oculare da 10 o 20 ingrandimenti come quello che viene di solito usato, à ̈ possibile focalizzare e quindi contare particelle su uno o due strati al massimo. Al contrario utilizzando una tecnica IR ed operando su uno strato di 0,5 – 2 mm, à ̈ possibile eseguire “n†focalizzazioni stratificate, e.g. da 5 micron ognuna ove “n†à ̈ direttamente proporzionale allo spessore del campione analizzato.

Per esempio considerando un singolo piano focale di 5 micron, n sarà uguale a 1 mm/5 micron = 1000/5 micron = 200 piani focali. Quindi à ̈ possibile rilevare le particelle distribuite su tutti i 200 piani focali, semplicemente focalizzando progressivamente su 200 piani, senza spostare l’oculare del microscopio. Operazione facilmente gestibile da qualsiasi apparecchiatura computerizzata, per esempio microscopio, assistita da idoneo programma.

Trasformando in volume la quantità di residuo letta (praticamente nello stesso tempo), nel caso delle tecniche nel visibile con vetrino, il volume letto à ̈ di 3.000.000 micron cubici (campo dell’oculare: ca.

600.000 micron<2>moltiplicato per lo spessore dello strato uguale a 5 micron). Per la nuova tecnologia, il volume letto, nel caso di uno spessore di 1 mm (1000 micron), à ̈ di 600.000.000 micron cubici (600.000 micron<2>per 1.000 micron di spessore) ovvero 200 volte di più.

Le particelle nel mezzo, essendo tridimensionali, possono essere viste in più di un piano, cosa che potrebbe risultare in una sovrastima del numero delle particelle. Tuttavia solo in uno piano saranno messe a fuoco nitidamente. Pertanto se si utilizza una apparecchiatura dotata di un software che lavora in modalità EDF (Extended Depth of Field – in alcuni software altrimenti detto EFI -Extensible Firmware Interface), la particella viene presa in considerazione e contata solo quando si trova sul piano in cui il suo punto di nero (fuoco) risulta massimo e più nitidamente definito. Questa modalità permette quindi l’ottenimento di risultati altamente attendibili.

Anche la conta delle particelle può essere opportunamente assistita da un appropriato software capace di sommare le aree di tutte le particelle rilevate nel loro punto di definizione focale massima, eliminando invece quelle non a fuoco (modalità EDF): in questo modo, si otterrà una sola immagine, contenente tutte le particelle presenti nel volume analizzato.

Apparecchiature idonee ad eseguire il metodo dell’invenzione si compongono di elementi noti e commercialmente disponibili.

Benché vengano di seguito descritti elementi specifici della strumentazione, à ̈ necessario chiarire che l’invenzione risiede genericamente nell’utilizzo di una radiazione luminosa I.R. per la quantificazione delle particelle solide o semisolide in un mezzo liquido, normalmente denso, normalmente opaco se non nero. L’invenzione non risiede quindi nei concreti strumenti di realizzazione di tale quantificazione, strumenti che non possono in nessuna maniera considerarsi limitativi dell’ambito della protezione conferita. Pertanto qualsiasi sistema che contenga una sorgente di luce IR, focalizzabile sul campione da analizzare, mezzi di ricezione della radiazione uscente dal campione, mezzi di elaborazione della radiazione uscente e di trasformazione di questa in un segnale correlato alla concentrazione di particelle presenti nel campione, potrà essere opportunamente impiegato per la realizzazione della presente invenzione.

L’apparecchiatura potrà inoltre contenere strumenti, normalmente assistiti da un idoneo programma, in grado di trasformare il segnale in una forma utilizzabile. Per esempio, iI segnale può essere riprodotto in forma fotografica planare (Figure 1) o tridimensionale (Figura 2) in maniera da permettere il conteggio singolo o integrato del numero e/o della concentrazione e/o della sommatoria delle aree delle particelle. Il segnale può essere riprodotto in una forma di grafico che rifletta il numero, la concentrazione e/o l’area delle particelle nel campione. Il segnale può anche essere trasformato in un comando che inneschi una serie di operazioni finalizzate a correggere una o più condizioni operative dell’impianto di termoconversione. Tutte queste opzioni non sono esclusive l’una dell’altra.

In una forma di realizzazione dell’invenzione, una possibile configurazione della strumentazione comprende o à ̈ composta da un microscopio con ottica I.R. Il microscopio à ̈ dotato di obiettivo ad ingrandimento definito, per esempio di 10, 20, 30,40, 50 volte. Preferibilmente obiettivo 10x o 20x.

L’apparecchiatura può comprendere un sistema per acquisizione, elaborazione, trasferimento ed analisi dei dati (DOCU FIVE o ImagePro o Stream Essential o altri ). Per esempio mezzi di ricezione del segnale IR, mezzi di trasformazione della radiazione IR in una immagine o in un segnale, mezzi di riproduzione ottica e.g. monitor. L’apparecchiatura può comprendere una telecamera, per esempio una telecamera Olympus XC10 IR oppure QImaging QIClick o QImaging QICAM.

Sorgenti luminose a LED, specifiche per emissione in IR potrebbero essere le seguenti: Dragon1IR PowerStars;

Decine di altri componenti sono offerti dal mercato per ogni singolo stadio dell’analisi microscopica. Inoltre, à ̈ possibile assemblare i componenti adeguati secondo un classico schema di un microscopio ottico in trasmissione per ottenere uno strumento personalizzato secondo le esigenze.

L’unità di analisi del campione può essere autonoma o inserita entro un sistema di controllo integrato posto direttamente sull’impianto di conversione termica o catalitica, in maniera da permettere il monitoraggio delle caratteristiche del residuo di fondo, o della carica dell’impianto, in tempo reale e durante il ciclo di lavorazione, quindi ad impianto funzionante.

Tale monitoraggio può essere eseguito o manualmente da un operatore o automaticamente da un sistema a controllo computerizzato ad intervalli regolari, per esempio ogni 24, 12, 6, 3, 1 ore o anche in continuo adottando un processo a step con campionature successive attraverso un bypass dalla linea dell†̃impianto. Un esempio concreto di sistema completamente automatico à ̈ illustrato nella figura 5.

ByPass dalla linea impianto

Il ByPass dalla linea calda del residuo à ̈ necessario per :

- assicurare la riproducibilità del fluido campionato. Infatti nel bypass il fluido à ̈ in continuo flusso ed il campionamento periodico viene fatto su una aliquota assolutamente rappresentativa del fluido di processo

- portare il fluido di processo nella posizione voluta per il posizionamento dello strumento in linea. Questo senza costruire linee di maggiori dimensioni e senza spostare grosse quantità di fluido ad alta temperatura.

- Le linee costituenti il bypass dovranno essere termostatate in modo da mantenere la temperatura della linea principale. Dipenderà quindi dalle caratteristiche del campionatore automatico se inserire uno scambiatore per regolare la temperatura prima dell’ingresso al campionatore stesso. Gli scambiatori possibili potrebbero lavorare ad acqua o a fluidi refrigeranti (ad esempio glicol).

Campionatore automatico

Il campionatore automatico ha come scopo il prelievo del campione direttamente dal by-pass della linea di produzione. L’aliquota ricavata sarà trasferita entro appositi supporti (per es. piastre Petri da 800 100 o 150 mm di diametro in vetro) .

Esistono sul mercato diverse tipologie di campionatori automatici, utilizzabili per il campionamento di fluidi ad alta temperatura e viscosità (tipo Isolok-Sentry Equipment oppure Dopak-Sampling Systems). In alternativa, à ̈ possibile realizzare un campionatore su specifico progetto, prevedendo ad es. un lavaggio del campione stesso, dopo il campionamento del residuo, con un apposito solvente (ad esempio gasolio).

I campionatori utilizzabili potrebbero essere costituiti da :

- Una serie di valvole ad apertura automatizzata, elettriche o ad aria compressa, per permettere il campionamento, la pulizia e la chiusura del circuito. Le valvole sono preferenzialmente a pistone, costituite di acciaio inox AISI 316, con guarnizioni in PTFE, poliuretano, gomma EPDM o Kalrez.

- Un sistema di pulizia , funzionante o con un idoneo solvente (gasolio, glicol o altro), oppure con gas idonei (aria o azoto) o ad ago. Tale sistema assicura il funzionamento del campionatore ed evita tappi formati dal residuo indurito e solidificato. Inoltre evita l’inquinamento da contaminazione di campionamenti precedenti. Potrebbe essere necessario un recipiente per contenere il solvente usato per la pulizia.

- Controllore automatico delle valvole, per es. basato su PLC, interfacciato con il software di gestione di tutto il sistema di campionamento e lettura.

Movimentazione del campione (camera di termostatazione e camera di lettura)

L’unità di movimentazione del campione si incaricherà di prelevare la piastra dal campionatore e di movimentarla fino al raggiungimento del dispositivo di lettura. Tale unità potrebbe essere costituita da:

- un sistema di movimentazione lineare su tre assi.

I primi due assi si muoveranno sui piani orizzontali (X e Y) per posizionare la piastra sotto il sistema di ripresa mentre il terzo asse sarà dedicato alla movimentazione del piano di fuoco. La piastra verrà gestita attraverso una pinza elettrica che la preleverà dal campionatore e la terrà in posizione fino al termine della lettura per poi rilasciarla nella apposita zona di scarico. La scansione dell’area utile della piastra, ove sarà situato il campione, verrà gestita sempre attraverso il sistema di movimentazione di precisione.

- Un sistema completamente in acciaio inox (AISI 304), costituito da due dischi in rotazione relativa fra di loro, uno fisso con il compito di supporto per l’assieme motore riduttore per la movimentazione e il secondo che fa da supporto per i dischi Petri e ne consente lo spostamento nelle varie posizioni (caricamento, dosaggio, riscaldamento, raffreddamento, analisi, scarico).

Le piastre saranno quindi processate e movimentate entro il campionatore e rese disponibili al termine del processo per la sezione di acquisizione.

E’ inoltre prevista la presenza di sensori di sicurezza di vario tipo lungo l’intero percorso che la piastra affronterà allo scopo di prevenire collisioni con parti dello strumento o errati posizionamenti della piastra stessa.

E’ necessario prevedere un caricatore di dischi Petri, che consentirà l’inserimento stand-alone dei dischi, e verrà quindi montato all’interno del campionatore, in questa maniera la macchina potrà essere ricaricata in maniera semplice e veloce.

Infine si prevede un sistema di controllo (HW+SW), che consentirà il posizionamento del campione da analizzare con cadenza programmabile in corrispondenza del dispensatore. Invierà quindi un segnale di avvio per il dosaggio al dispensatore. A dispensazione terminata, riceverà un segnale di consenso, e sposterà la piastra nella camera di termostatazione. Tale sezione, provvista di un sistema di termostatazione a vapore o tramite resistenze elettriche, provvederà all’iniziale riscaldamento a 100°C (per permettere l’omogeneizzazione del campione sulla piastra) e al raffreddamento a 40°C con controllo della temperatura tramite un termometro a infrarossi.

Quando il disco Petri con il materiale da analizzare si troverà in posizione di analisi, il sistema di controllo invierà un segnale per abilitare al microscopio che comincerà l’analisi, quindi si metterà in stato di attesa fino alla ricezione di un messaggio o un segnale che indichi il termine dell’analisi.

Il campionatore sarà completato con un quadro elettrico, avente delle spie di allarme per eventuali malfunzionamenti (rottura del sistema di riscaldamento/raffreddamento del campione, scattato termico per i motoriduttori, segnalazione presenza degli ultimi 4 dischi nel caricatore), oltre che una serie di interruttori e sezionatori. La camera di lettura sarà dotata del sistema IR dedicato a singolo obiettivo completo di condensatore e illuminatore IR a LED e di telecamera digitale monocromatica con sensibilità estesa nell’IR. Lettura e trasferimento del segnale

La gestione dell’intera unità sarà eseguita attraverso una workstation locale che si occuperà di regolare l’intero processo di movimentazione e di ripresa delle immagini. La workstation sarà controllata in remoto (collegamento ethernet) dalla stazione di analisi principale situata nella stanza di controllo.

Il software di gestione di tutte le componenti hardware presenti nell’unità di acquisizione dovrà essere interamente sviluppato ad hoc. Sarà quindi necessaria una unità di analisi composta da una seconda workstation PC adeguatamente configurata, che svolgerà le funzioni di controllo sulle unità di acquisizione e campionamento. Tutto il processo sarà pilotato attraverso questa unità senza la necessità per l’operatore di essere presente nell’area di campionamento (salvo per le procedure di caricamento delle piastre e di manutenzione del sistema). Le immagini acquisite dall’unità preposta saranno automaticamente trasferite alla workstation di analisi e quantificate secondo il protocollo CV. Qui rimarranno archiviate per eventuali successivi controlli. Anche in questo caso il software di gestione ed analisi sarà sviluppato ad hoc.

Scarico piastre

Le piastre contenenti i campioni già letti, saranno scaricate su un apposito contenitore, che dovrà essere periodicamente svuotato da un operatore.

La misurazione del parametro CV/IR secondo la presente invenzione trova tutte le applicazioni già descritte nello stato della tecnica anteriore per il precedente parametro CV nella gestione di un impianto petrolifero di conversione termica e/o catalitica. Quindi à ̈ ulteriore oggetto della presente invenzione un procedimento di ottimizzazione delle condizioni operative di un impianto basato sul monitoraggio del CV/IR. A tale fine tutte le applicazioni descritte e rivendicate nei precedenti brevetti della richiedente, IT 1211978, EP0529397 e IT1211979, sono integrate nella presente domanda. In particolare, l’ottimizzazione delle condizioni operative à ̈ finalizzata o alla diminuzione del potere sporcante dell’impianto o l’aumento delle frazioni leggere della distillazione. Nel primo caso, quando il parametro CV/IR rilevi una carica carboniosa superiore ad una soglia limite prestabilita si opererà o una diminuzione della temperatura del forno o un aumento della quantità di additivi stabilizzanti nella carica dell’impianto. Nel secondo caso quando il parametro CV/IR rilevi una carica carboniosa inferiore alla soglia massima accettabile si opererà un aumento della temperatura del forno con conseguente aumento delle frazioni leggere.

I vantaggi offerti dall’invenzione rispetto ai precedenti metodi basati sul calcolo del parametro CV, sono numerosi. La manualità dei metodi precedenti (compreso il calcolo del CV) à ̈ piuttosto complessa, la manipolazione del campione comporta una serie di operazioni piuttosto delicate e questo si riflette a volte sulla scarsa riproducibilità della misura. È stato verificato come operatori diversi forniscano risultati diversi sullo stesso campione. Il nuovo metodo non comporta alcuna manipolazione del campione: in laboratorio il campione di residuo, così come raccolto e senza alcuna diluizione, deve semplicemente essere versato in quantità fissa nel recipiente di misura. Ugualmente in un processo automatizzato, il campione à ̈ posto direttamente nella camera di lettura senza preliminare diluizione. Questo comporta un’altissima accuratezza e riproducibilità, soprattutto nel caso di basse quantità di particelle. Inoltre, come visto sopra, il metodo permette l’analisi di campioni di massa assai elevata (da 3 a 15 gr per lettura) che risultano pertanto assolutamente rappresentativi di tutto il residuo prodotto dall’impianto.

L’invenzione, fin qui descritta in termini generali, sarà di seguito descritta con tutti i dettagli sperimentali e risultati nel seguente esempio sperimentale, che ha solo finalità illustrativa e non limitativa.

Esempio sperimentale

Strumenti usati

Una possibile configurazione scelta tra innumerevoli altre soluzioni commerciali della strumentazione à ̈ composta da:

Microscopio Olympus BX51M con ottica IR.

Il microscopio à ̈ dotato di obiettivo ad ingrandimento definito, preferibilmente obiettivo 10x o 20x. Un’ottica che può essere utilizzata à ̈ la LMPL10XIR/0.25

Obiettivo semiapocromatico alla fluorite per IR WD (distanza di lavoro)18.5mm avente caratteristiche ottiche raffigurate nel diagramma riportato in figura 6.

Telecamera XC10 IR oppure QImaging QIClick e QImaging QICAM.

Sistema per acquisizione, elaborazione ed analisi immagini (DOCU FIVE o ImagePro o o Stream Essential o altri ).

Sorgenti luminose a LED, specifiche per emissione in IR potrebbero essere le seguenti: Dragon1IR PowerStars;

Decine di altri componenti sono offerti dal mercato per ogni singolo stadio dell’analisi microscopica. Inoltre, à ̈ possibile assemblare i componenti adeguati secondo un classico schema di un microscopio ottico in trasmissione per ottenere uno strumento personalizzato secondo le esigenze.

Acquisizione immagine

L’acquisizione delle immagini può essere eseguita per confronto con un’immagine di riferimento (esempio A) o in modo del tutto indipendente (esempio B):

Esempio A

− Intensità della sorgente: per confronto con riferimento.

− Apertura dell’diaframma: per confronto con riferimento.

− Altezza del collimatore: fissa.

− Apertura del condensatore: fissa.

− Esposizione automatica.

− Nessun filtro.

− Spessore del campione: 400 µm – 600 µm.

− Acquisizione EDF (Extended Depth of Field).

Esempio B

− Intensità della sorgente: luce fotografica; in questo modo si ottiene una radiazione molto stabile e di intensità predeterminata. − Apertura del diaframma: 0,3.

− Altezza del collimatore: fissa.

− Apertura del condensatore: variabile in funzione dell’obiettivo utilizzato.

− Esposizione automatica.

− Filtro passo alto 900+.

− Spessore del campione: 400µm – 600µm.

− Acquisizione EDF (Extended Depth of Field).

Elaborazione immagine

In funzione del tipo di acquisizione à ̈ possibile elaborare con differenti procedure le immagini ottenute. Si riportano due esempi non limitativi:

Esempio A

- Applicazione di un filtro per la correzione del fondo. Ne esistono decine, ma à ̈ preferibile utilizzare il filtro DCE (Dynamic Channel Equalizer) che ottimizza l’intorno cubico dei pixel in modo da eliminare i segnali troppo lontani dalla media ponderata vicinale. - Sono possibili due analisi delle fasi: RGB e HSI. RGB (Rosso Giallo Blu) à ̈ normalmente più indicato per studiare immagini a colori quindi si predilige lo studio di tipo HSI (Hue Saturation Intensity).

Esempio B

− Correzione del fondo.

− Individuazione dei bordi come riconoscimento delle particelle, ma esistono decine di altri sistemi per il riconoscimento delle particelle.

− Inserimento di una soglia che discrimini il contrasto dei bordi individuati.

− Esclusione delle particelle di dimensioni inferiori alla risoluzione del microscopio.

− Eventuale esclusione delle particelle con un valore di grigio

prossimo a quello del fondo poiché riconducibili ad ombre e non a

reali particelle.

Immagini ottenute

Le immagini dell†̃analisi col metodo EDF sono riportate in Figura 1

Oltre ad un’immagine EDF, l’acquisizione in sequenza di una serie di

immagini consente anche una successiva elaborazione per ottenere

una immagine tridimensionale. In Figura 2 Ã ̈ riportata una immagine

tridimensionale relativa ad un campione a CV 785.

Risultati Confronto con CV classico

Le misure inserite nella sottostante tabella 1 sono state eseguite su

campioni di residuo di un processo Visbreaker e di Olio

Combustibile. In parallelo, sono state eseguite misure di CV e, sullo

stesso campione, misure di conta di particelle con il nuovo

Microscopio IR.

Valori

CV (µm2) CV/IR (% di area)

1 35 0,43

2 105 1,58

3 900 10,02

4 24 0,13

5 71 1,10

6 251 6,14

7 263 3,89

8 84 3,21

9 103 2,59

10 251 6,14

11 419 9,46

12 116 4,61

13 191 6,92

14 2137 28,68

15 158 1,61

16 49 1,24

17 125 0,85

18 48 0,57

19 104 1,67

20 637 12,17

21 1298 16,41

22 1841 25,16

23 984 11,98

24 78 1,31

25 123 1,67

I valori trovati, pur misurati con unità di misura differenti (µm<2>contro % di area totale) evidenziano un andamento del tutto corrispondente, salvo nei valori bassi. E’ abbastanza comprensibile che il maggiore scostamento trovato tra CV classico e CV/IR à ̈ nei valori bassi, dove il CV fatica ad inquadrare un numero sufficiente di particelle per avere un valore affidabile; nel CV/IR, invece, dove si conta un numero di particelle nettamente superiore, il valore ha maggiore affidabilità.Infatti che nel CV/IR vengono contati, per ogni inquadratura, tutti i piani focali possibili su uno spessore di qualche millimetro; quindi ogni lettura IR rappresenta una lettura classica ripetuta n volte. Riportando su grafico i valori di CV (in µm2) in ascissa e di CV/IR (in % di area) in ordinata, si ottiene una distribuzione sul piano cartesiano dei valori ottenuti: la linea di tendenza che si riferisce all’insieme di punti, ha un coefficiente R<2>pari a 0,95, mostrando una buona correlazione tra i due insiemi di valori. (Figura 3).

Risultati Test di Riproducibilità

E’ stata calcolata la distribuzione statistica di venti acquisizioni al CV/IR eseguite sul campione a più basso CV disponibile, in questo caso il CV/IR à ̈ espresso come percentuale di area ricoperta dalle particelle rispetto all’area totale dell’immagine. Nel grafico illustrato in Figura 4 à ̈ riportata la distribuzione dei valori ottenuti con il CV/IR.

Altri Risultati Test di Riproducibilità

Il CV/IR à ̈ stato letto dopo aver preparato sei piastre Petri riempiendole con lo stesso campione di residuo. Quindi sono state analizzate sei volte lo stesso campione, dopo averlo omogeneizzato, prendendo sei aliquote diverse di ca.4 grammi ed effettuando la lettura IR per 5 volte random nelle piastre Petri ottenute. I sei campioni sono stati denominati a, b, c, d, e, f e la somma delle aree delle particelle misurata à ̈ espressa in area %.

I risultati con le deviazioni standard sono riportati nelle sottostanti tabelle.

3,61 media 3,59 a 3,52 dev.st. 0,23

3,81 dev.st.rel. 6,36 3,24

3,23

3,17 media 3,24 b 3,31 dev.st. 0,08

3,16 dev.st.rel. 2,41 3,33

3,38

3,14 media 3,42 c 3,66 dev.st. 0,23

3,65 dev.st.rel. 6,75 3,27

3,19

3,68 media 3,29 d 3,40 dev.st. 0,27

3,23 dev.st.rel. 8,13 2,96

3,25

e 3,12 media 3,42

3,71 dev.st. 0,26 3,33 dev.st.rel. 7,72

3,68

3,29

3,08 media 3,09

f 3,02 dev.st. 0,14

3,15 dev.st.rel. 4,61

2,91

Come illustrato nella sottostante tabella riassuntiva, tutte le misure effettuate sono molto simili, all’interno dell’ 8 % di errore; inoltre non si osservano differenze tra una piastra e l’altra, confermando il fatto che à ̈ il campione di ca. 4 grammi à ̈ assolutamente rappresentativo di tutto il residuo prelevato dall’impianto.

sulle 6 medie sulle 30 misure

media 3,34 media 3,34

dev.st. 0,17 dev.st. 0,25

dev.st.rel. 5,18 dev.st.rel. 7,54

Claims (22)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la determinazione della concentrazione di particelle di carbone o di asfalteni deidrogenati in un fluido oleoso opaco alle radiazioni luminose nel visibile caratterizzato dal fatto che un campione di fluido à ̈ sottoposto ad irradiazione di luce infra rossa (I.R.) e la radiazione uscente dal campione irradiato à ̈ rielaborata in un segnale correlato alla concentrazione di dette particelle.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detta radiazione uscente à ̈ rielaborata mediante un dispositivo di lettura ottica.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto dispositivo realizza una conta di dette particelle su più piani focali per cui si ottiene una lettura tridimensionale.
4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il segnale à ̈ correlato con la concentrazione di particelle espressa come numero di particelle sul volume di residuo (n/v o n/ml), come numero di particelle su peso (n/p o n/gr), come percentuale dell†̃area totale delle particelle sull’area del campo (%), come volume delle particelle su peso di campione (v/p o µl/gr o l/kg) come percentuale di volume di particelle sul volume del campione di residuo analizzato (%).
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui il fluido oleoso opaco à ̈ il residuo di fondo (tar) di un processo petrolifero di termoconversione e/o catalitico.
6. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui il campione di fluido oleoso opaco à ̈ sottoposto ad irradiamento IR in forma non diluita.
7. 7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui il campione di fluido oleoso opaco à ̈ posto su un supporto trasparente alla radiazione IR in forma di strato di spessore da 0,05 a 3 mm.
8. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui la determinazione della concentrazione di particelle di carbone o di asfalteni deidrogenati à ̈ eseguita a processo di conversione in corso .
9. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui il campione à ̈ analizzato con un microscopio ad ottica I.R.
10. 10. Apparecchiatura per la determinazione della concentrazione di particelle di carbone o di asfalteni deidrogenati in un fluido oleoso opaco alle radiazioni luminose nel visibile comprendente una sorgente di luce I.R. focalizzabile sul campione da analizzare, mezzi di ricezione della radiazione uscente dal campione, mezzi di trasformazione della radiazione uscente in un segnale correlato alla concentrazione di particelle presenti nel campione.
11. 11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10, comprendente i seguenti elementi: un campionatore automatico, una camera di lettura, un’unità di rielaborazione o alternativamente di rielaborazione e trasferimento del segnale.
12. 12. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 10 o 11 in cui la camera di lettura comprende un microscopio ad ottica I.R.
13. 13. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 12, in cui detto microscopio può realizzare letture su diversi piani focali sovrapposti, per cui cui si ottiene una lettura tridimensionale.
14. 14. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 13 in cui l’unità di rielaborazione del segnale à ̈ una telecamera abbinata ad un monitor per la rappresentazione dell’immagine del campione analizzato.
15. 15. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 14 comprendente una camera di termostatazione a monte della camera di lettura e opzionalmente mezzi di rimozione del campione dalla camera di lettura.
16. 16. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 15 integrata nell’impianto di termoconversione attraverso un bypass dalla linea dell’impianto.
17. 17. Metodo di regolazione delle condizioni operative di un impianto petrolifero di conversione termica o catalitica, comprendente i seguenti passaggi: - determinazione della concentrazione di particelle di carbone o di asfalteni deidrogenati presenti nel residuo di fondo dell’impianto sottoponendo un campione del residuo ad irradiazione di luce infra rossa (I.R.), - conversione della radiazione uscente dal campione irradiato in un segnale (parametro CV/IR) correlato alla concentrazione di dette particelle, caratterizzato dal fatto che le condizioni operative dell’impianto sono corrette in misura del valore CV/IR determinato.
18. 18. Metodo secondo la rivendicazione 17 caratterizzato dal fatto che quando il parametro CV/IR rilevi una carica carboniosa superiore ad una soglia limite prestabilita si opererà o una diminuzione della temperatura del forno o un aumento della quantità di additivi stabilizzanti nella carica dell’impianto al fine d’ottenere una diminuzione del potenziale sporcante dell’impianto.
19. 19. Metodo secondo la rivendicazione 18 caratterizzato dal fatto che quando il parametro CV/IR rilevi una carica carboniosa inferiore alla soglia massima accettabile si opererà un aumento della temperatura del forno con conseguente aumento delle frazioni distillate leggere.
20. 20. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 17 a 19 in cui il segnale correlato alla concentrazione delle particelle di carbone o di asfalteni deidrogenati nel campione azione automaticamente una serie di operazioni che correggono le condizioni operative dell’impianto.
21. 21. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 17 a 20 in cui il campione di residuo analizzato à ̈ in forma non diluita.
22. 22. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 17 a 21 in cui la determinazione della concentrazione di particelle di carbone o di asfalteni deidrogenati nel campione di residuo e la correzione delle condizioni sono eseguite ad impianto funzionante e in tempo reale.