JP2023532449A - 乾燥石油流体溶剤を用いた石油流体の含水量の測定 - Google Patents

Abstract

乾燥した液体炭化水素溶剤を用いて液体炭化水素の含水量を測定するために、液体炭化水素を運ぶフローラインから液体炭化水素サンプルを受け取る。液体炭化水素サンプルは、液体炭化水素と、水飽和レベルよりも高い濃度の液体水とを含む。液体炭化水素サンプルは、第１の部分と残りの部分とに分割される。第１の部分は、第１の部分中の液体水を除去するために乾燥させる。残りの部分は、乾燥させた第１の部分と混合され、残りの部分と乾燥させた第１の部分との混合物中の液体水の濃度を水飽和レベル未満にする。残りの部分を乾燥させた第１の部分と混合した後、液体炭化水素サンプル中の含水量を決定する。

Description

［優先権の主張］
本出願は、２０２０年６月２２日に出願された米国特許出願第１６／９０７，５６５号の優先権を主張し、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、炭化水素、例えば石油流体の含水量の測定に関する。

坑井を通して地下貯留層から生産される炭化水素は、石油、水、天然ガス、又はそれらの組み合わせを含むことができる。ウォーターカットは、坑井を通って生産される全液体の体積に対する、生産される水の体積の割合として定義される。ある特定のウォーターカット閾値を超えるウォーターカットは、炭化水素の処理、例えば精製において非効率性をもたらす可能性がある。

本開示は、溶剤として乾燥炭化水素を使用して、炭化水素の飽和以上の含水量を測定することに関する技術を記載する。

本明細書で説明する主題のある特定の態様は、方法として実施され得る。液体炭化水素サンプルは、液体炭化水素を運ぶフローラインから受け取る。液体炭化水素サンプルは、液体炭化水素と、水飽和レベルよりも高い濃度の液体水とを含む。液体炭化水素サンプルは、第１の部分と残りの部分とに分割される。第１の部分は、第１の部分中の液体水を除去するために乾燥させる。残りの部分は、乾燥させた第１の部分に混合され、残りの部分と乾燥させた第１の部分との混合物中の液体水の濃度を水飽和レベル未満にする。残りの部分を、乾燥させた第１の部分と混合した後、液体炭化水素サンプル中の含水量が決定される。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。液体炭化水素サンプルを第１の部分と残りの部分とに分割するために、流量制御デバイスは、第１の流体流路を通して液体炭化水素サンプルを受け取る。流量制御デバイスは、第１の部分を、第１の部分とは別の第２の流体流路に流入させる。流量制御デバイスは、第１及び第２の流体流路とは別の第３の流体流路に残りの部分を流す。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。残りの部分は、第３の流体流路を通って測定セルに流される。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。測定セルの温度は、残りの部分を、乾燥させた第１の部分と混合する前、及び液体炭化水素サンプル中の液体水の含水量を決定する間、実質的にある温度に維持されるように制御される。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。温度は４０℃である。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。残りの部分を第１の乾燥部分と混合するために、乾燥させた第１の部分を測定セルに流す。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。残りの部分を、乾燥させた第１の部分と混合する前に、乾燥させた第１の部分は、乾燥チャンバから測定セルに流体結合させた貯蔵タンクに流され、貯蔵タンクから測定セルに乾燥させた第１の部分を流す。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。残りの部分と、乾燥させた第１の部分との混合物を、測定セルから貯蔵タンクに流す。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。残りの部分を、乾燥させた第１の部分と混合する前に、乾燥させた第１の部分の含水量が含水量閾値よりも大きいことが決定される。これに応答して、アラーム信号が送信されて、残りの部分と乾燥させた第１の部分との混合が停止される。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。含水量は、コンピュータシステムに送信される。含水量は、コンピュータシステムに接続された表示デバイスに表示される。

本明細書で説明する主題のある特定の態様は、方法として実施され得る。ステップ（ａ）では、フローラインから取り出された液体炭化水素サンプルが第１の部分と残りの部分とに分割される。液体炭化水素サンプルは、液体炭化水素と、水飽和レベルよりも高い濃度の液体水とを含む。ステップ（ｂ）において、第１の部分は、第１の部分中の液体水を除去するために乾燥させられる。第１の部分の量は、液体水を水飽和よりも低くするように構成される。ステップ（ｃ）において、残りの部分は、乾燥させた第１の部分と混合される。ステップ（ｄ）において、液体炭化水素サンプルを溶剤と混合した後、液体炭化水素サンプル中の液体水の含水量が決定される。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。残りの部分は、測定セルに取り込まれる。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。残りの部分を、乾燥させた第１の部分と混合するために、乾燥させた第１の部分は、測定セルに流体結合された貯蔵タンクに流される。乾燥させた第１の部分は、貯蔵タンクから測定セルに流される。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。残りの部分を、乾燥させた第１の部分と混合する前に、乾燥させた第１の部分を乾燥させて、乾燥させた第１の部分の含水量を減少させる。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。ステップ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、第１の時刻（時点）で実施され、第１の時刻の後の複数の時刻で再び実施される。複数の含水量は、複数の時刻で決定される。複数の時刻に対して複数の含水量をプロットして、複数の時刻の間にフローラインを通って流れた液体炭化水素についてのウォーターカットプロファイルを得る。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。含水量は、コンピュータシステムに送信される。水分量は、コンピュータシステムに接続された表示装置に表示される。

他の態様と組み合わせ可能な態様は、以下の特徴を含む。溶剤と液体炭化水素サンプルとの混合物をフローラインに流す。

本明細書に記載される主題の１つ又は複数の実装形態の詳細は、添付の図面及び以下の説明に記載される。主題の他の特徴、態様、及び利点は、説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかになろう。

図１は、液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するためのシステムの実装形態の概略図である。

図２は、液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するためのプロセスの一例のフローチャートである。

図３は、液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するためのプロセスの一例の説明図である。

図４は、液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するためのシステムの別の実装形態の概略図である。

図５は、液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するための別のプロセスの一例のフローチャートである。

図６は、液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するための別のプロセスの一例の説明図である。

様々な図面における同様の参照番号及び名称は、同様の要素を示す。

特定の原油処理精製所は輸出される原油の最大含水量が含水量閾値、例えば０．２重量パーセント（ｗｔ％）、未満であるべきであると規定している。そのような閾値以下の含水量は、製油所の処理コストならびに汚染水の取扱いを低減する。液体炭化水素中の水濃度が水飽和レベル未満である場合、水濃度が均一であることに基づいて、静電容量プローブを使用して含水量を測定することができる。しかしながら、水濃度が飽和を上回る場合、仮定は無効であり、静電容量ベースの測定技術は不正確であり得る。本開示は液体炭化水素及び液体水を含む既知量の液体炭化水素サンプルを、既知量の溶剤、例えば、乾燥キシレンなどの低誘電性溶剤に添加することを記載する。本開示の文脈において、低誘電性溶剤は、５未満の誘電率（dielectric constant）を有するものである。より一般的には、低誘電性溶剤は、混合を容易にし、水との親和性が低い原油との良好な相溶性を提供するものであり、モレキュラーシーブ（分子篩）で除去することが困難であろう貯蔵中の大量の水の取り込みを回避する。溶剤及びサンプルの量は、サンプル中の水濃度が水飽和レベルを下回るように選択される。次いで、混合物中のウォーターカットは、例えば、先に記載した静電容量に基づく測定技術を用いて測定することができる。本開示の文脈において、水飽和は水濃度の飽和点、すなわち閾値を指し、それを超えると、水はもはや溶剤に溶解することができず、液滴の分散形態で又は溶剤内の沈殿物として見出される。

本明細書に記載のオンラインウォーターカット測定システムは、例えば解乳化剤及び洗浄水の流量を調整するなど、製油所の仕様により近い生産物流を制御する能力を提供することができる。本明細書に記載される技術は、フローライン内で運ばれる液体炭化水素の含水量の変化について、オペレータに警告することができる連続的なリアルタイム含水量測定として実施することができる。そのような警告はまた、オペレータがプロセス動作を変更すること、又は上流の機器における潜在的な誤動作を他のオペレータに警告することを可能にする。本明細書に記載のウォーターカット測定技術は、水濃度の全範囲、すなわち０％～１００％の範囲、より具体的には０％～１％の範囲の正確なウォーターカットデータを提供することができる。加えて、本明細書に記載される技術は、水飽和レベルを超える液体水を有する液体炭化水素中でのウォーターカット測定を可能にする。

図１は、液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するためのシステムの実装形態の概略図である。システムは、液体炭化水素を運ぶフローライン１０２を含む。いくつかの実装形態では、フローライン１０２が坑井（不図示）を通して生産された液体炭化水素を運ぶことができる。例えば、フローライン１０２は坑口から異なる場所、例えば、軽油分離プラント（ＧＯＳＰ、gas oil separation plant）へ、又はＧＯＳＰから原油輸出ターミナルもしくは安定化プラント（stabilization plant）へと延びることができる。フローライン１０２内を流れる液体炭化水素は、液体水及び例えば液体原油を含むことができる。高速ループシステム１０４は、フローライン１０２に流体結合されて、フローライン１０２から液体炭化水素サンプルを得る。高速ループシステム１０４は入口及び出口（例えば、ドレイン）を含み、メインライン（ここでは、フローライン１０２）に流体結合される任意の流体システムであり得る。高速ループシステム１０４は後述する分析のために、新鮮な液体炭化水素サンプルの連続的な流れを確立することができる。高速ループシステム１０４は、例えば、ソレノイドバルブ又は同等の機構を使用して、所望の量の液体炭化水素サンプル及びサンプルが取り出される所望の頻度で取り出すように構成することができる。いくつかの実装形態では、高速ループシステム１０４が、流量計測システム、フローライン１０２への再注入を可能にするポンプ、又は濾過システム（又はそれらのうちの任意の２つの組合せ又は３つすべて）を備えることができる。

測定セル１０６は、高速ループシステム１０４に流体結合される。高速ループシステム１０４によってフローライン１０２から取り出された液体炭化水素サンプルの体積は、測定セル１０６に流される。測定セル１０６の容積は、ウォーターカットを測定するために使用される液体炭化水素サンプルの容積によって決定される。過度に少ない体積は測定の不正確さをもたらす可能性があり、一方、過度に大きい体積は、実施コストを増加させる可能性がある。いくつかの例では、液体炭化水素サンプルの体積は１０ミリリットル（ｍｌ）であり得る。いくつかの実装形態では、高速ループシステム１０４は、サンプルが測定セル１０６に流される前に、サンプルをフローライン１０２に戻す流路を含むことができる。高速ループシステム１０４は、例えば、圧力、流量、及び濾過要件に関して、フローライン１０２からサンプリングされた炭化水素を調整し、測定セル１０６に新鮮なサンプルを提供することを可能にする。いくつかの実装形態では、高速ループシステム１０４が必要な測定頻度に一致する頻度で新鮮なサンプルを提供することができ、それによって生産物損失を回避する。測定に使用されなかった生産物は、フローライン１０２に戻される。

測定セル１０６内に取り込まれる液体炭化水素サンプルは、水飽和レベルよりも高い濃度の液体水を含む。液体水の濃度は、溶剤、例えば、キシレンなどの誘電性溶剤を添加することによって低下させる。通常、水と油は混ざらない。しかしながら、キシレンなどの誘電性溶剤は、最小量の水を可溶化することができる。表１は、参照温度における特定の溶剤の水溶解性を列挙する。例えば、キシレンは、２５℃で３９１ｐｐｍの水溶解性を有する。これは、１リットルの乾燥キシレンが３９１マイクロリットル（μｌ）までの水分を可溶化することができることを意味する。水がこの濃度を超えると、水は液滴の形態で溶液から脱落し、最終的に沈降層を形成する。本開示では、溶剤対原油の比が対象の測定範囲における溶解性の条件を満たすように決定される。

表１に報告された温度よりも高い温度では、溶解性の値がより大きくなり、それによって測定可能な含水量の範囲が拡大することが予想される。ある研究では、６８９．５キロパスカル（ｋＰａ）での温度に対するｐ－キシレン中の水の溶解性を測定した。温度が上昇するごとに、溶解性は２５℃から１００℃の間で約０．７％増加することがわかった。したがって、２５℃ではなく６０℃で測定すると、水の測定範囲が３０％広がる。

いくつかの実装態様では、溶剤は、測定セル１０６に流体結合された溶剤貯蔵タンク１０８に貯蔵される。用途に応じて、溶剤貯蔵タンク１０８中の溶剤は、キシレン又は表１に記載される別の低誘電性溶剤であり得る。溶剤貯蔵タンク１０８内の溶剤は液体状態である。溶剤は、ポンプ（不図示）を使用して、溶剤貯蔵タンク１０８から測定セル１０６に流すことができる。あるいは、測定セル１０６と溶剤貯蔵タンク１０８との間の圧力変動を使用して、溶剤貯蔵タンク１０８から測定セル１０６に溶剤を取り込むことができる。例えば、圧力変動は乾燥ガス（例えば、ガスシリンダからの窒素又はプラントからの乾燥機器空気）で溶剤貯蔵タンク１０８を加圧することによって作り出すことができる。このようにして、決定された、例えば計量された量の溶剤を、溶剤貯蔵タンク１０８から測定セル１０６に流すことができる。

測定セル１０６内に取り込まれる溶剤の量は、測定セル１０６内に取り込まれる液体炭化水素サンプルの体積、ならびにＢＳ＆Ｗによって測定される予想されるウォーターカットに基づいて選択することができる。例えば、表１に示されるように、湿潤原油／キシレン系において０．７８２％までの水を測定するために、原油／キシレン比は１：２０であるべきである。１０．５ｍｌの容積を有する測定セルの場合、これは、およそ０．５ｍｌの原油及び１０ｍｌのキシレンに変換される。

いくつかの実装形態では、溶剤貯蔵タンク１０８及び測定セル１０６が直接的に流体結合され、すなわち、パイプラインを介して、いかなる中間要素もなしで流体結合される。一般に、溶剤貯蔵タンク１０８内の低誘電性溶剤は、実質的に水を含まないか、又は最低でも、含水量閾値未満の含水量を有する。いくつかの実装形態では、溶剤を測定セル１０６に流す前に、乾燥チャンバ１１０を通して溶剤を流すことによって、溶剤の含水量を更に低下させることができる。例えば、乾燥チャンバ１１０は一端で測定セル１０６に、他端で溶剤貯蔵タンク１０８に流体結合され得る。溶剤は、溶剤貯蔵タンク１０８から乾燥チャンバ１１０に流すことができる。乾燥は、シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト、又はそれらの組み合わせを用いて実施することができる。例えば、乾燥チャンバ１１０はシリカ及びアルミナ四面体の三次元相互接続網目構造を有する結晶性金属アルミノシリケートを含むことができ、又はそのような結晶性金属アルミノシリケートとして実施することができる。このような実施は、有機液体から水を除去するのに有効である。

いくつかの実装形態では、乾燥チャンバ１１０は乾燥剤が配置される別個の容器である必要はない。むしろ、乾燥チャンバ１１０は流路内に配置された３オングストローム（３Ａ）～５Ａタイプのモレキュラーシーブ、すなわち、溶剤が溶剤貯蔵タンク１０８から測定セル１０６に流れる管又はパイプとして実施することができる。そのようなモレキュラーシーブは、水分子が１．９３Ａのサイズを有し、キシレンが６．５Ａ～７．５Ａの範囲の分子サイズを有するので、キシレンから水を除去することができる。

いくつかの実装形態では、乾燥ガス（例えば、乾燥窒素又は同様の不活性ガス）が溶剤とともに測定セル１０６に注入される。過圧を発生させ、溶剤中の水分汚染を避けるためである。これにより、乾燥剤への負荷を低減し、脱水プロセスの効率を向上させることができる。いくつかの実装態様では、モレキュラーシーブ又は他の乾燥剤を含むカートリッジを溶剤貯蔵タンク１０８の入口に配置して、タンクに水が入らないようにすることができる。そのような実装形態では、乾燥チャンバ１１０は溶剤が測定セル１０６に入る前に溶剤の完全な乾燥を確実にするための第２のカートリッジとして機能することができる。溶剤貯蔵タンク１０８の入口のカートリッジ及び乾燥チャンバ１１０の両方は水が効率的に収集されることを確実にするために、定期的に交換され得る。特定のタイプのカートリッジ（又は乾燥チャンバ）は、モレキュラーシーブから水を移動させるために不活性スイープガス下で１２０℃以上に加熱することによって再生することができる。

フローライン１０２から取り出された液体炭化水素サンプルの量及び溶剤貯蔵タンク１０８から取り出された溶剤の量が測定セル１０６に流された後、混合物のウォーターカットが測定される。いくつかの実装態様では、乾燥不活性ガスを測定セル１０６にバブリングして、溶剤とサンプルとの混合を容易にすることができる。そうするために、測定セル１０６は、特定の温度、例えば４０℃に維持される。いくつかの実装形態では、測定セル１０６がヒータ（不図示）に接続されるか、又は加熱チャンバ（不図示）内に配置されて、測定セル１０６を特定の温度に維持することができる。

測定セル１０６の温度が所望の温度に維持された状態で、測定セル１０６内の混合物のウォーターカットが測定される。ウォーターカットは、静電容量式の計器で測定することができる。

いくつかの実装形態では、測定セル１０６がコンピュータシステム（不図示）に動作可能に結合される。コンピュータシステムは、動作を実行するために１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令を記憶するコンピュータ可読媒体（例えば、一時的又は非一時的コンピュータ可読媒体）を含む。動作は、測定セル１０６からウォーターカット測定値を受け取ることを含む。例えば、測定セル１０６の内部にはセンサが設置されており、ウォーターカットを測定することができる。センサは、コンピュータシステムに動作可能に結合され、ウォーターカットをコンピュータシステムに送信することができる。コンピュータシステムは、表示装置（不図示）に動作可能に結合される。コンピュータシステムはサンプルのウォーターカットを表示したり、複数のサンプルのウォーターカットプロファイル（後述）を生成して表示したりすることができる。いくつかの実装形態では、ウォーターカット（又はＢＳ＆Ｗ）は、ウォーターカットアナライザ自体の電子エンクロージャ（筐体）上に表示され得るか、又はプラント情報（ＰＩ、plant information）システムもしくは同様のデータ伝送システムを介してプラント制御室に遠隔的に送られ得る。

サンプルのウォーターカットが測定された後、サンプルは測定セル１０６から回収され、フローライン１０２に戻される。いくつかの実装形態では、サンプル回収システム１１２が一端で測定セル１０６に、他端でフローライン１０２に流体結合される。いくつかの実装形態では、サンプル回収システム１１２は、測定セル１０６から溶剤－炭化水素混合物を受け取るタンクを含む。サンプル回収システム１１２は、排液管又はフローライン１０２のいずれかへのポンプに接続することができ、定期的に空にすることができる。

図２は、液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するためのプロセス２００の一例のフローチャートである。２０２において、液体炭化水素サンプルがフローライン、例えば、フローライン１０２から受け取られる。２０４において、液体炭化水素サンプルは、溶剤と、例えば溶剤貯蔵タンク１０８に貯蔵された溶剤と、混合される。混合は、例えば、測定セル１０６において実施される。２０６において、サンプルのウォーターカットが決定される。２１４において、ウォーターカットは、例えば、コンピュータシステムの表示装置上に表示される。２０８において、含水量について追加のサンプルが測定されるかどうかが決定される。追加のサンプルが測定される場合（決定分岐「ＹＥＳ」）、ステップ２０２、２０４、及び２０６が繰り返されて、複数のそれぞれのサンプルについてのウォーターカットが決定される。特に、各追加サンプルは、それぞれの時刻でフローラインから取り出され、そのウォーターカットが測定される。異なるサンプルが取り出される頻度及びウォーターカットが測定される頻度は、実行される動作又は制御されるプロセスに依存し得る。例えば、４つのサンプルを、定期的に、すなわち、等時間隔で、毎時、取り出し、測定することができる。このようにして、複数の時刻に及ぶ持続時間に渡りフローラインから取り出された複数のサンプルのウォーターカットが得られる。追加のサンプルが残っていない場合（決定分岐「ＮＯ」）、２１０において、液体炭化水素のウォーターカットプロファイルが決定される。ウォーターカットプロファイルは、複数のサンプルのウォーターカット対、複数のサンプルがフローライン１０２から取り出された、又はウォーターカットが複数のサンプルについて測定されたそれぞれの時刻のプロットである。コンピュータシステムは、任意のプロット又はグラフ生成ソフトウェアを使用して、ウォーターカットプロファイルを生成することができる。２１４において、ウォーターカットが表示装置に表示される。

図１及び図２を参照して説明された実装形態では、液体炭化水素サンプルがフローライン１０２の底部から、測定された特定の高さでフローライン１０２から取り出された。そのような実装形態では、各サンプルのウォーターカット又は複数のサンプルのウォーターカットプロファイルは、測定された高さでのフローライン１０２を通って流れる液体炭化水素中のウォーターカットを表す。いくつかの実装形態では、本明細書で説明する技法は分離容器内の異なる高さでのウォーターカットを決定するために実施され得る。ウォーターカットが容器内の異なる高さで異なり得ることを認識すると、容器の底部から測定された異なる高さで容器から複数のサンプルを取り出すことができる。そうすることによって、容器の高さにわたりウォーターカットプロファイルを決定することができる。本開示に記載されるように測定されるウォーターカット又はウォーターカットプロファイル（又は両方）を使用して、制御システムは、ウォーターカット、すなわち、ＢＳ＆Ｗ読み取り値と、特定の動作、例えば、洗浄水流量、解乳化剤流量、再循環バルブの開度、熱交換器の存在下での加熱要件、又は、同様の坑井、フローライン、又はプラント動作との間の関係を作るようにプログラムされ得る。規格外の原油を分離し、異なるタンクに送ることができる。いくつかの実装形態では、混合要素、例えば、スタティックミキサをフローライン１０２内に配置することができ、炭化水素の混合を確実にし、炭化水素を混合要素の下流でサンプリングして代表的なサンプルを得ることができる。

実施例

図３は、液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するためのプロセスの一例の説明図である。３０２おいて、乾燥キシレンを、乾燥窒素を含む１０ｍｌの測定セルに注入した。３０４おいて、測定セルの温度を４０℃に制御した。３０６において、乾燥溶剤中の含水量を測定した。含水量は５０体積百万分率（ｐｐｍｖ）であることが分かった。３０８において、乾燥溶剤含水量が２００ｐｐｍｖの含水量閾値未満であることが検証された。乾燥溶剤含水量が含水量閾値よりも大きい場合、溶剤貯蔵タンクの入口で溶剤又はモレキュラーシーブカートリッジの交換を必要とするアラームが発生する。３１０おいて、１ｍｌの原油を、乾燥窒素を含む高速ループシステムから測定セルに注入した。３１２において、測定セルの温度は４０℃に維持された。３１４おいて、測定セル中の乾燥溶剤と液体炭化水素サンプルとの混合物の含水量が３００ｐｐｍであると測定された。３１６において、液体炭化水素サンプルのウォーターカットが決定された。特に、以下の式を用いて、原油サンプルのウォーターカットを測定した：


「dry solvent vol.」乾燥溶剤体積
「dry solvent WC」乾燥溶剤ウォーターカット
「Liquid HC volume」液体炭化水素体積
上記の式において、「mix. vol.」は液体炭化水素（ＨＣ、hydrocarbon）サンプルと溶剤との混合物の体積を表し、「mix. WC」は、混合物のウォーターカットを表す。この例では、「Liquid HC WC」（液体炭化水素ウォーターカット）は２８００ｐｐｍ又は０．２８％であった。３１８において、混合物は、サンプル回収システムを通ってフローラインに戻された。

いくつかの実装形態では、本明細書で説明するウォーターカット測定システムを較正することができる。そうするために、２つのサンプルを、同時に、又は異なる時刻で、取り出すことができる。サンプルは、異なるように希釈することができる。例えば、希釈流体、例えば低誘電性溶剤で、第１のサンプルを１：１０の比で希釈することができ、第２のサンプルを１：２０の比で希釈することができる。ウォーターカット測定は両方のサンプルについて実施することができ、これは先に記載されている。システムが意図したように動作する場合、第１のサンプルのウォーターカットは、第２のサンプルのウォーターカットの２倍になる。同様の較正が、希釈比の線形範囲を有する複数のサンプルに対して実施される場合、サンプルのためのウォーターカットプロファイルもまた、線形である。あるいは又は加えて、同じ濃度（１：１０比又は１：２０比）の２つの水サンプルを並行して処理することは２つの未知数（炭化水素及び溶剤中の元の含水量）を有する２つの方程式の系を解くことを可能にし、混合成分の含水量の測定を可能にする。

図４は、液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するためのシステムの別の実施の概略図である。図１を参照して説明されたシステムでは、炭化水素サンプル中の水の濃度は、サンプルにある量の乾燥溶剤を添加することによって減少した。対照的に、図４を参照して説明したシステムでは、乾燥炭化水素サンプルが未乾燥炭化水素サンプル中の水の濃度を低下させるように、ある量の炭化水素サンプル自体が最初に乾燥され、次いで未乾燥炭化水素サンプルに添加される。本開示に記載されたシステムは液体炭化水素サンプルを評価する文脈で説明されているが、システムはエンジン潤滑油、タービン油、クランクケース油、変圧器油、作動油、重油、バイオガソリン、及び切削油などの他の液体を同様に評価するために使用することもできる。

システムは、フローライン１０２と実質的に同様のフローライン４０２を含む。フローライン１０２と同様に、フローライン４０２は、坑井（不図示）を通して生産された液体炭化水素を運ぶこともできる。例えば、フローライン４０２は坑口から異なる場所、例えば、軽油分離プラント（ＧＯＳＰ、gas oil separation plant）へ、又はＧＯＳＰから原油輸出ターミナルもしくは安定化プラントへと延びることができる。フローライン４０２内を流れる液体炭化水素は、液体水及び例えば液体原油を含むことができる。高速ループシステム４０４は高速ループシステム１０４と実質的に同様に、フローライン４０２に流体結合されて、フローライン４０２から液体炭化水素サンプルを得る。高速ループシステム４０４は、例えば、ソレノイドバルブ又は同等の機構を使用して、所望の量の液体炭化水素サンプル及びサンプルが取り出される所望の頻度で取り出すように構成することができる。いくつかの実装形態では、高速ループシステム４０４が、流量計測システム、フローライン４０２への再注入を可能にするポンプ、又は濾過システム（又はそれらのうちの任意の２つの組合せ又は３つすべて）を備えることができる。

いくつかの実装形態では、高速ループシステム４０４によって取り出された液体炭化水素サンプルが、例えばバルブを用いて又はバルブを用いずに動作可能な流量制御デバイス４０５（例えば、３方向スプリッタ又はＴスプリッタ）によって、２つの分岐に分割される。後述するように、液体炭化水素サンプルの一方の分岐は、乾燥され、溶剤として使用され、液体炭化水素サンプルの他方の分岐における水の濃度を減少させる。引き続き乾燥されるべき一方の分岐に流入する液体炭化水素サンプルの量は、試験されるべき他方の分岐に流入する液体炭化水素サンプルの量に依存する。したがって、流量制御デバイス４０５は、乾燥に必要な液体炭化水素サンプルの量を計量し、液体炭化水素サンプルを分割することができる制御可能な流量計（不図示）を含むことができる。いくつかの実装形態では、高速ループシステム４０４は、サンプルが流量制御デバイス４０５に流れる前に、サンプルをフローライン４０２に戻す流路を含むことができる。高速ループシステム４０４は、例えば、圧力、流量、及び濾過要件に関して、フローライン４０２からサンプリングされた炭化水素を調整し、新しいサンプルを流量制御デバイス４０５に提供することを可能にする。いくつかの実装形態では、高速ループシステム４０４が必要な測定頻度に一致する頻度で新鮮なサンプルを提供することができ、それによって生産物損失を回避する。測定に使用されなかった生産物は、フローライン４０２に戻される。

測定セル４０６（測定セル１０６と実質的に同様）は、流量制御デバイス４０５に流体結合される。高速ループシステム４０４によってフローライン４０２から取り出され、流量制御デバイス４０５によって分割された液体炭化水素サンプルの量は、測定セル４０６に流される。測定セル４０６の容積は、ウォーターカットを測定するために使用される液体炭化水素サンプルの量によって決定される。過度に少ない体積は測定の不正確さをもたらす可能性があり、一方、過度に大きい体積は、実施コストを増加させる可能性がある。いくつかの例では、液体炭化水素サンプルの体積は１０ミリリットル（ｍｌ）であり得る。

測定セル４０６内に取り込まれた液体炭化水素サンプルは、水飽和レベルよりも高い濃度の液体水を有することができる。サンプル中の水位を試験する前に、濃度を水飽和レベル未満に低下させる必要がある。これを行うために、測定セル４０６に流されなかった液体炭化水素サンプルの分岐が乾燥される。特に、液体炭化水素サンプルの分岐は、乾燥チャンバ４０８（実質的に乾燥チャンバ１１０と同様）を通って流れる。例えば、乾燥チャンバ４０８は一方の端部で流量制御デバイス４０５に、他方の端部で貯蔵タンク４１０（実質的に溶剤貯蔵タンク１０８と同様）に流体結合することができる。流量制御デバイス４０５から乾燥チャンバ４０８を通る液体炭化水素サンプル及び乾燥させた液体炭化水素サンプルの分岐は、貯蔵タンク４１０に流すことができる。乾燥チャンバ４０８内での乾燥は、シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト、又はそれらの組み合わせを使用して実施することができる。例えば、乾燥チャンバ４０８はシリカ及びアルミナ四面体の三次元相互接続網目構造を有する結晶性金属アルミノシリケートを含むことができ、又はそのような結晶性金属アルミノシリケートとして実施することができる。このような実施は、有機液体から水を除去するのに有効である。

いくつかの実装形態では、乾燥チャンバ４０８は乾燥剤が配置される別個の容器である必要はない。むしろ、乾燥チャンバ４０８は流路内に配置された３オングストローム（３Ａ）～５Ａタイプのモレキュラーシーブ、すなわち、液体炭化水素サンプルが流量制御デバイス４０５から貯蔵タンク４１０に流れる管又はパイプとして実施することができる。そのようなモレキュラーシーブは水分子が３Ａ未満のサイズを有する一方で、典型的な炭化水素の分子サイズはシーブの細孔よりも大きいサイズ範囲に入るので、液体炭化水素サンプルから水を除去することができる。例えば、エチレン、プロパン及びトルエンは、それぞれ４．２Ａ、４．９Ａ及び６．７Ａのサイズを有する。最も適切なモレキュラーシーブの選択は、特定の用途に依存する。

乾燥させた液体炭化水素サンプルは、ポンプ（不図示）を使用して、貯蔵タンク４１０から測定セル４０６に流すことができる。あるいは、測定セル４０６と貯蔵タンク４１０との間の圧力変動を使用して、乾燥した液体炭化水素サンプルを貯蔵タンク４１０から測定セル４０６に取り込むことができる。例えば、圧力変動は、貯蔵タンク４１０を乾燥ガス（例えば、ガスシリンダからの窒素又はプラントからの乾燥機器空気）で加圧することによって作り出すことができる。このようにして、決定された、例えば計量された量の溶剤を、貯蔵タンク４１０から測定セル４０６に流すことができる。

いくつかの実装形態では、乾燥した液体炭化水素サンプルのすべてを測定セル４０６に流して、未乾燥の液体炭化水素サンプルと混合することができる。そのような実装形態では前述のように、乾燥させる液体炭化水素サンプルの量は、測定セル４０６の容積及び未乾燥液体炭化水素サンプルを保持するその限度容量に基づいて選択される。いくつかの実装形態では、貯蔵タンク４１０は、ウォーターカットを測定する各時刻に必要とされるよりも多くの乾燥した液体炭化水素サンプルで満たされ得る。すなわち、時間の経過とともに、測定セル４０６内のウォーターカットを測定する各時刻に必要とされるよりも多くの液体炭化水素サンプルは、乾燥チャンバ４０８内で乾燥させた後に貯蔵タンク４１０に流され、乾燥させた液体炭化水素サンプルが貯蔵タンク４１０内に蓄積されている。このような実装形態では新しい液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するために、流量制御デバイス４０５は液体炭化水素サンプルを２つの分岐－１つは乾燥用であり、もう１つは試験用である－に分割する必要はない。なぜなら、乾燥液体炭化水素サンプルは貯蔵タンク４１０において既に利用可能であるからである。その結果、高速ループシステム４０４によって取り出される液体炭化水素サンプルの量を減少させることができ、流量制御デバイス４０５は、取り出された液体炭化水素サンプルのすべてを測定セル４０６に送ることができる。逆に、いくつかの実装形態では貯蔵タンク４１０内の乾燥した液体炭化水素サンプルの量が閾値量未満である（例えば、貯蔵タンク４１０が空である）と決定すると、高速ループシステム４０４によってフローライン４０２から取り出された液体炭化水素サンプルはその全体が乾燥チャンバ４０８に流れ、次いで貯蔵タンク４１０に流れることができる。そのような場合、目的は、ウォーターカットを測定することではなく、乾燥した液体炭化水素サンプルを経時的に蓄積することであるため、取り出された液体炭化水素サンプルのいずれも、測定セル４０６に流されない。まとめると、貯蔵タンク４１０内に貯蔵された乾燥液体炭化水素サンプルの量に応じて、高速ループシステム４０４はフローライン４０２から取り出される液体炭化水素サンプルの量を変化させるように構成することができ、流量制御デバイス４０５は、取り出された液体炭化水素サンプルを２つの分岐に分割するか、又は液体炭化水素サンプルのすべてを乾燥チャンバ４０８又は測定セル４０６のいずれかに流すように構成することができる。

測定セル４０６内に取り込まれる乾燥液体炭化水素サンプルの量は、測定セル４０６内に取り込まれる液体炭化水素サンプルの体積、ならびにＢＳ＆Ｗによって測定される予想されるウォーターカットに基づいて選択することができる。例えば、表１に示されるように、ガソリン１２システムにおいて０．１６％までの水を測定するために、未乾燥／乾燥液体炭化水素サンプル比は１：２０であるべきである。１０．５ｍｌの体積を有する測定セルの場合、これは、およそ０．５ｍｌの未乾燥液体炭化水素サンプル及び１０ｍｌの乾燥液体炭化水素サンプルに変換される。

いくつかの実装形態では、貯蔵タンク４１０及び測定セル４０６が直接流体結合され、すなわち、パイプラインを介して、いかなる中間要素もなしで流体結合される。一般に、貯蔵タンク４１０内の乾燥した液体炭化水素サンプルは、実質的に無水であるか、又は最低でも含水量閾値未満の含水量を有する。いくつかの実装形態では、乾燥した液体炭化水素サンプルの含水量は、乾燥した液体炭化水素サンプルを別の乾燥チャンバ４１２を通して流すことによって更に低下させることができる。乾燥チャンバ４１２は、貯蔵タンク４１０が再生システム４１６の流れを確立するためにガスで加圧されるように実施され得る。乾燥チャンバ４１２はガスシリンダを交換するとき、又は他の保守作業を実行するときに、ガスを汚染した可能性がある水分を除去することができる、又は水分がプロセスに導入される場合もある。乾燥チャンバ４０８及び４１２の各々は、それぞれの再生システム４１４及び４１６を含むことができる。各再生システム４１４、４１６はそれぞれの乾燥チャンバを加熱することができるヒータを含み、それによって、飽和して完全な交換を必要とすることなく乾燥能力を維持することができるように、乾燥チャンバを乾燥する。ヒータは乾燥チャンバ内のモレキュラーシーブ（Ｍ）から水を移動させるために、不活性スイープガス下で１２０℃以上に加熱することができる。他のタイプのシーブ（例えば、タイプ３Ａ、４Ａ、５Ａ）では、１７５℃から３１５℃のより高い再生温度を使用することができる。再生から生じるスイープガスはフレア回収システム、熱酸化装置に送ることができ、あるいは、プラント及び地域の排出に関する法律に応じて、大気に安全に排出することができる。

乾燥した液体炭化水素サンプルを添加することにより、未乾燥の液体炭化水素サンプル中の液体水の濃度を低下させる。通常、水と油は混ざらない。しかしながら、乾燥した液体炭化水素サンプルは、最小量の水を可溶化することができる。表２は、参照温度における特定の石油留分の水溶解性を列挙する。例えば、ガソリン１０は、５０℃で１９３ｐｐｍの水溶解性を有する。これは、乾燥ガソリン１０の各リットル（１リットル）は、１９３マイクロリットル（μｌ）までの水分を可溶化することができることを意味する。水がこの濃度を超えると、水は液滴の形態で溶液から脱落し、最終的に沈降層を形成する。本開示では、乾燥液体炭化水素サンプルと未乾燥液体炭化水素サンプルとの比が対象の測定範囲における溶解性の条件を満たすように決定される。

表１に報告された温度よりも高い温度では、溶解性の値がより大きくなり、それによって測定可能な含水量の範囲が拡大することが予想される。

いくつかの実装形態では、乾燥ガス（例えば、乾燥窒素又は同様の不活性ガス）が乾燥液体炭化水素サンプルとともに測定セル４０６に注入されて、過圧を生成し、乾燥液体炭化水素サンプル中の水分汚染を回避する。これにより、乾燥した液体炭化水素サンプルへの負荷を低減し、脱水プロセス効率を向上させることができる。いくつかの実装形態では、水がタンクに入るのを回避するために、モレキュラーシーブ又は他の乾燥剤を収容するカートリッジが貯蔵タンク４１０の入口に配置され得る。そのような実装形態では、乾燥チャンバ４０８はサンプルが測定セル４０６に入る前に、乾燥した液体炭化水素サンプルの完全な乾燥を確実にするための第２のカートリッジとして機能することができる。貯蔵タンク４１０の入口のカートリッジと乾燥チャンバ４０８の両方を定期的に交換して、水が効率的に収集されることを確実にすることができる。

フローライン４０２から取り出された未乾燥液体炭化水素サンプルの量及び貯蔵タンク４１０から取り出された乾燥液体炭化水素サンプルの量が測定セル４０６に流された後、混合物のウォーターカットが測定される。いくつかの実装形態では、乾燥した不活性ガスを測定セル４０６にバブリングして、乾燥サンプルと未乾燥サンプルとの混合を容易にすることができる。そうするために、測定セル４０６は、特定の温度、例えば４０℃に維持される。いくつかの実装形態では、測定セル４０６がヒータ（不図示）に接続されるか、又は加熱チャンバ（不図示）内に配置されて、測定セル４０６を特定の温度に維持することができる。

測定セル４０６の温度が所望の温度に維持された状態で、測定セル１０６内の混合物のウォーターカットが測定される。ウォーターカットは、静電容量又は光ファイバータイプメーター、カールフィッシャー、又はＮＩＲ分光法によって測定することができる。

いくつかの実装形態では、測定セル４０６がコンピュータシステム（不図示）に動作可能に結合される。コンピュータシステムは動作を実行するために１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令を記憶するコンピュータ可読媒体（例えば、一時的又は非一時的コンピュータ可読媒体）を含む。動作は、測定セル４０６からウォーターカット測定値を受け取ることを含む。例えば、測定セル４０６の内部にはセンサが設置されており、ウォーターカットを測定することができる。センサは、コンピュータシステムに動作可能に結合され、ウォーターカットをコンピュータシステムに送信することができる。コンピュータシステムは、表示装置（不図示）に動作可能に結合される。コンピュータシステムはサンプルのウォーターカットを表示したり、複数のサンプルのウォーターカットプロファイル（後述）を生成して表示装置に表示したりすることができる。いくつかの実装形態では、ウォーターカット（又はＢＳ＆Ｗ）がウォーターカットアナライザ自体の電子エンクロージャ上に表示され得るか、又はプラント情報（ＰＩ、plant information）システムもしくは同様のデータ伝送システムを介してプラント制御室に遠隔的に送られ得る。

いくつかの実装形態では、サンプルのウォーターカットが測定された後、サンプルは測定セル４０６から回収され、フローライン４０２に戻される。あるいは、測定セル４０６からのサンプルが乾燥チャンバ４０８に流されて、後続のウォーターカット測定のための乾燥液体炭化水素サンプルとして準備され、次いで、貯蔵タンク４１０に貯蔵され得る。そのような実装形態では、貯蔵タンク４１０内の乾燥した液体炭化水素の量を貯蔵することができる。量が閾値を超える場合、乾燥及び未乾燥液体炭化水素サンプルの混合物は、ウォーターカット測定後、測定セル４０６からフローライン４０２に戻るように流すことができる。測定セル４０６から乾燥チャンバ４０８又はフローライン４０２のいずれかへのサンプルの流れは、測定セル４０６に流体結合されたポンプ（不図示）によって実施することができる。

図５は、液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するための別のプロセス５００の一例のフローチャートである。５０２において、液体炭化水素サンプルがフローライン、例えば、フローライン４０２から受け取られる。５０４において、液体炭化水素サンプルは、第１の部分と残りの部分とに分割される。例えば、流量制御デバイス４０５は、液体炭化水素サンプルを第１の部分と残りの部分とに分割する。残りの部分の量は測定セル４０６の体積に依存し、次に第１の部分の体積は残りの部分の体積に依存する。５０６において、第１の部分が乾燥される。例えば、第１の部分は、乾燥チャンバ４０８内で乾燥される。５０８において、乾燥させた第１の部分は貯蔵タンク、例えば、貯蔵タンク４１０内に貯蔵される。５１０において、乾燥させた第１の部分は貯蔵タンクから測定セル、例えば、測定セル４０６に流される。５１２において、分割された残りの部分も測定セルに流される。

５１４において、残りの部分と乾燥させた第１の部分とを混合する。混合は、例えば、測定セル４０６において実施される。５１６において、サンプルのウォーターカットが決定される。ウォーターカットは、例えば、コンピュータシステムの表示装置に表示することができる。５１８において、含水量について追加のサンプルが測定されるかどうかが決定される。追加のサンプルが測定される場合（決定分岐「ＹＥＳ」）、ステップ５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、５１２、５１４、及び５１６が繰り返されて、複数のそれぞれのサンプルについてのウォーターカットが決定される。特に、各追加サンプルは、それぞれの時刻でフローラインから取り出され、そのウォーターカットが測定される。異なるサンプルが取り出される頻度及びウォーターカットが測定される頻度は、実行される動作又は制御されるプロセスに依存し得る。例えば、４つのサンプルを、定期的に、すなわち、等時間隔で、毎時、取り出し、測定することができる。このようにして、複数の時刻に及ぶ持続時間にわたりフローラインから取り出された複数のサンプルのウォーターカットが得られる。追加のサンプルが残っていない場合（決定分岐「ＮＯ」）、５２０において、液体炭化水素のウォーターカットプロファイルが決定される。ウォーターカットプロファイルは、複数のサンプルのウォーターカット対、複数のサンプルがフローライン４０２から取り出された、又はウォーターカットが複数のサンプルについて測定された、それぞれの時刻のプロットである。コンピュータシステムは、任意のプロット又はグラフ生成ソフトウェアを使用して、ウォーターカットプロファイルを生成することができる。５２４において、ウォーターカットが表示装置に表示される。

図４及び図５を参照して説明された実装形態では、液体炭化水素サンプルがフローライン４０２の底部から測定された特定の高さでフローライン４０２から取り出された。そのような実装形態では、各サンプルのウォーターカット又は複数のサンプルのウォーターカットプロファイルは測定された高さでのフローライン４０２を通りって流れる液体炭化水素中のウォーターカットを表す。いくつかの実装形態では、本明細書で説明する技法が分離容器内の異なる高さでのウォーターカットを決定するために実施され得る。ウォーターカットが容器内の異なる高さで異なり得ることを認識すると、容器の底部から測定された異なる高さで容器から複数のサンプルを取り出すことができる。そうすることによって、容器の高さにわたるウォーターカットプロファイルを決定することができる。本開示に記載されるように測定されるウォーターカット又はウォーターカットプロファイル（又は両方）を使用して、制御システムはウォーターカット、すなわち、ＢＳ＆Ｗ読み取り値と、特定の動作、例えば、洗浄水流量、解乳化剤流量、再循環バルブの開度、熱交換器の存在下での加熱要件、又は、同様の坑井、フローライン、又はプラント動作との間の関係を作るようにプログラムされ得る。規格外の原油を分離し、異なるタンクに送ることができる。いくつかの実装形態では、混合要素、例えば、スタティックミキサをフローライン４０２内に配置することができ、炭化水素の混合を確実にし、炭化水素を混合要素の下流でサンプリングして、代表的なサンプルを得ることができる。いくつかの実装形態では、本明細書で説明する技法が輸送のために炭化水素を受け入れるタンクファーム又はターミナルで実施され得る。これらの炭化水素は、本明細書に記載される技術を使用して含水量について測定され、異なるタンクに分離され得る。規格外の流体は、流体がオフローディングのための規格内になるまで、水／精製生産物分離のための貯蔵タンクに導くことができる。規格内流体は、オフローディングが遅延なく開始できるタンクに向けることができる。

実施例

図６は、液体炭化水素サンプル中のウォーターカットを測定するための別のプロセスの例の説明である。６０２において、ジェット燃料を３Ａカートリッジによって乾燥させて、乾燥生産物を生産した。６０４において、乾燥生産物を、乾燥窒素を含む１０ｍｌの測定セルに注入した。６０６において、測定セルの温度を４０℃に制御した。６０８において、乾燥生産物中の含水量を測定した。含水量は５０体積百万分率（ｐｐｍｖ）であることが分かった。６１０において、乾燥生産物の含水量が２００ｐｐｍｖの含水量閾値未満であることが検証された。乾燥生産物の含水量が含水量閾値を超えていた場合、乾燥生産物貯蔵タンクの入口で乾燥生産物又はモレキュラーシーブカートリッジの交換を必要とするアラームが発生する。６１２において、１ｍｌのジェット燃料（すなわち、ステップ６０２で乾燥させたのと同じ炭化水素）を、乾燥窒素を含む高速ループシステムから測定セルに注入した。６１４において、測定セルの温度は４０℃に維持された。６１６において、測定セル中の乾燥生産物とジェット燃料との混合物の含水量は、３００ｐｐｍであると測定された。６１８において、ジェット燃料のウォーターカットが決定された。特に、ジェット燃料のウォーターカットは、以下の式を用いて測定した：


「dried product vol.」乾燥生産物体積
「dried product WC」乾燥生産物ウォーターカット
「Liquid HC volume」液体炭化水素体積
上記の式において、「Liquid HC」はジェット燃料を表し、「mix. vol.」はジェット燃料と乾燥生産物との混合物の体積を表し、「mix. WC」は混合物のウォーターカットを表す。この例では、「Liquid HC WC」（液体炭化水素ウォーターカット）は２８００ｐｐｍ又は０．２８％であった。６２０において、混合物を乾燥生産物貯蔵タンクに戻して水を除去した。

いくつかの実装形態では、本明細書で説明するウォーターカット測定システムを較正することができる。そうするために、２つのサンプルを、同時に、又は異なる時刻で、取り出すことができる。サンプルは、異なるように希釈することができる。例えば、第１のサンプルを１：１０の比で希釈することができ、第２のサンプルを希釈液、例えば乾燥生産物で１：２０の比で希釈することができる。ウォーターカット測定は前述のように、両方のサンプルに対して実施することができる。システムが意図したように動作する場合、第１のサンプルのウォーターカットは、第２のサンプルのウォーターカットの２倍になる。同様の較正が、希釈比の線形範囲を有する複数のサンプルに対して実施される場合、サンプルのためのウォーターカットプロファイルもまた、線形である。あるいは又は加えて、２つの類似のサンプルを処理するが、２つの異なる比（例えば、１：１０の比及び１：２０の比）で平行して希釈することは２つの未知数（炭化水素及び溶剤中の元の含水量）を有する２つの方程式の系を解くことを可能にし、混合物成分の含水量の測定を可能にする。

いくつかの実装形態では、図１及び図４を参照して説明した実装形態を組み合わせることができる。例えば、乾燥溶剤（例えば、キシレン）を第１の貯蔵タンクに貯蔵することができ、乾燥液体炭化水素サンプル（例えば、乾燥原油）を第２の貯蔵タンクに貯蔵することができる。両方の貯蔵タンクはそれぞれのポンプ、バルブ、及び流体流路（例えば、パイプ又はチューブ）によって、同じ測定セルに流体結合され得る。このように両方の実施を組み合わせることにより、乾燥溶剤又は乾燥液体炭化水素サンプルのいずれかを使用して、液体炭化水素サンプル中の水の濃度を飽和レベル未満に減少させることが可能になる。例えば、各貯蔵タンクはその貯蔵タンク内の乾燥生産物（乾燥溶剤又は乾燥液体炭化水素サンプルのいずれか）の量を感知し、その量をコンピュータシステムに送信することができるそれぞれのセンサを含むことができる。乾燥溶剤貯蔵タンク内の量が閾値量レベル未満に減少する場合、コンピュータシステムは乾燥溶剤貯蔵タンクを閉じ、乾燥液体炭化水素サンプル貯蔵タンクから乾燥生産物を取り出す、逆もまた同様である。いくつかの実装形態では、各貯蔵タンクは乾燥生産物が測定セルに流される前に、乾燥生産物を更に乾燥させるそれぞれの乾燥チャンバに流体結合することができる。コンピュータシステムは、各乾燥チャンバ内の飽和レベルを監視することができる。乾燥した液体炭化水素サンプルが流れる乾燥チャンバの飽和レベルが、閾値飽和レベルよりも大きい場合、コンピュータシステムは、乾燥した液体炭化水素サンプル貯蔵タンクを閉じ、乾燥した生産物を乾燥溶剤貯蔵タンクから取り出すことができる。これにより、水飽和状態の乾燥チャンバを交換することができる。様々な生産物を取り扱う製油又は化学製品製造プラントなどのいくつかの実装形態では、システムが異なるフローラインから流れを受け取り、これらの流れを最も適切な溶剤（例えば、キシレンなどの一般的な溶剤又は乾燥した流れ又は別の溶剤）と混合することができる。

要約すると、本開示に記載される技術は、分散液滴を含有する水飽和石油流体の含水量を測定することを可能にする。この技術を実施することにより、原油中に液滴の形態で存在する水を乾燥溶剤に溶解させることができ、したがって、均一な混合物の一部として容易に測定することができる。溶剤と石油流体の体積比を変化させることによって、石油流体中の非常に広い範囲（例えば、０％～１００％）の水濃度をカバーすることが可能である。

このように、主題の特定の実装形態について説明した。他の実装形態は、以下の特許請求の範囲内にある。場合によっては、特許請求の範囲に記載された動作は、異なる順序で実行され依然として望ましい結果を達成することができる。加えて、添付の図面に示されるプロセスは、所望の結果を達成するために、必ずしも示される特定の順序又は連続的な順序を必要としない。いくつかの実装形態では、マルチタスク処理及びパラレル処理が有利であり得る。

Claims (18)

1. 液体炭化水素を運ぶフローラインから液体炭化水素サンプルを受け取るステップであって、前記液体炭化水素サンプルは、液体炭化水素と水飽和レベルよりも高い濃度での液体水を含む、前記受け取るステップと、
   前記液体炭化水素サンプルを第１の部分と残りの部分に分割するステップと、
   前記第１の部分の液体水を除去するために、前記第１の部分を乾燥させるステップと、
   前記残りの部分を乾燥させた第１の部分と混合するステップであって、前記残りの部分と前記乾燥させた第１の部分の混合物中の液体水の濃度が、前記水飽和レベル未満である、前記混合するステップと、
   前記残りの部分を前記乾燥させた第１の部分と混合した後、前記液体炭化水素サンプルの含水量を決定するステップと、を備える、
   方法。
2. 前記液体炭化水素サンプルを第１の部分と残りの部分に分割するステップは、
   流量制御デバイスによって、第１の流体流路を通して前記液体炭化水素サンプルを受け取るステップと、
   前記流量制御デバイスによって、前記第１の部分を、前記第１の流体流路から分かれた第２の流体流路に流すステップと、
   前記流量制御デバイスによって、前記第１の流体流路及び前記第２の流体流路から分かれた第３の流体流路に前記残りの部分を流すステップと、を備える、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記残りの部分を、前記第３の流体流路を通って測定セルに流すステップを更に備える、
   請求項２に記載の方法。
4. 前記残りの部分を前記乾燥させた第１の部分と混合する前の温度に、及び、前記液体炭化水素サンプルの前記液体水の前記含水量を決定する間の温度に、前記測定セルの温度を実質的に維持するように制御するステップを更に備える、
   請求項３に記載の方法。
5. 前記温度は、４０℃である、
   請求項４に記載の方法。
6. 前記残りの部分を前記乾燥させた第１の部分と混合するステップは、前記乾燥させた第１の部分を前記測定セルに流すステップを備える、
   請求項３に記載の方法。
7. 前記第１の部分の前記液体水を除去するために、前記第１の部分を乾燥させるステップは、前記第１の部分を、前記第２の流体流路から前記第１の部分の前記液体水を除去するように構成された乾燥チャンバを通って流すステップを備える、
   請求項３に記載の方法。
8. 前記残りの部分を前記乾燥させた第１の部分と混合する前に、前記乾燥させた第１の部分を前記乾燥チャンバから、前記測定セルに流体結合した貯蔵タンクに流して、前記乾燥させた第１の部分を前記貯蔵タンクから前記測定セルに流すステップを更に備える、
   請求項７に記載の方法。
9. 前記残りの部分と前記乾燥させた第１の部分との混合物を、前記測定セルから前記貯蔵タンクに流すステップを更に備える、
   請求項８に記載の方法。
10. 前記残りの部分を前記乾燥させた第１の部分と混合するステップの前に、
    前記乾燥させた第１の部分の含水量が含水量閾値よりも大きいと決定するステップと、
    前記乾燥させた第１の部分の含水量が前記含水量閾値よりも大きいと決定するステップに応答して、前記残りの部分を前記乾燥させた第１の部分と混合するステップを止めるためのアラーム信号を送信するステップと、を更に備える、
    請求項８に記載の方法。
11. 前記含水量をコンピュータシステムに送信するステップと、
    前記含水量を前記コンピュータシステムに接続された表示装置に表示するステップと、を備える、
    請求項１に記載の方法。
12. （ａ）フローラインから取り出された液体炭化水素サンプルを第１の部分と残りの部分に分割するステップであって、前記液体炭化水素サンプルは、液体炭化水素と、水飽和レベルよりも高い濃度の液体水を含む、前記分割するステップと、
    （ｂ）前記第１の部分の液体水を除去するために、前記第１の部分を乾燥させるステップであって、前記第１の部分の量は、前記液体水を前記水飽和レベル未満に減少させるように構成される、前記乾燥させるステップと、
    （ｃ）前記残りの部分を前記乾燥させた第１の部分と混合するステップと、
    （ｄ）前記液体炭化水素サンプルを溶剤と混合するステップの後、前記液体炭化水素サンプルの前記液体水の含水量を決定するステップと、を備える、
    方法。
13. 前記残りの部分を測定セルに取り込むステップを更に備える、
    請求項１２に記載の方法。
14. 前記残りの部分を前記乾燥させた第１の部分と混合するステップは、
    前記乾燥させた第１の部分を、前記測定セルに流体結合した貯蔵タンクに流すステップと、
    前記乾燥させた第１の部分を、前記貯蔵タンクから前記測定セルに流すステップと、を備える、
    請求項１３に記載の方法。
15. 前記残りの部分を前記乾燥させた第１の部分と混合するステップの前に、
    前記乾燥させた第１の部分の含水量を減少させるために、前記乾燥させた第１の部分を乾燥するステップを更に備える、
    請求項１２に記載の方法。
16. ステップ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）が第１の時刻で実施され、
    前記方法は、
    前記第１の時刻に続く複数の時刻でステップ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）を実施するステップと、
    前記複数の時刻での複数の含水量を決定するステップと、
    前記複数の時刻の間に前記フローラインを通って流れる前記液体炭化水素についてのウォーターカットプロファイルを得るために、前記複数の時刻に対して前記複数の含水量をプロットするステップと、を更に備える、
    請求項１２に記載の方法。
17. 前記含水量をコンピュータシステムに送信するステップと、
    前記コンピュータシステムに接続された表示装置に前記含水量を表示するステップと、を更に備える、
    請求項１２に記載の方法。
18. 前記溶剤と前記液体炭化水素サンプルとの混合物を前記フローラインに流すステップを更に備える、
    請求項１２に記載の方法。