RU2573669C1

RU2573669C1 - Measuring flask of on-line analyser of sulphur in oil and oil products

Info

Publication number: RU2573669C1
Application number: RU2014139985/28A
Authority: RU
Inventors: Зиёвуддин Бахтиярович Ходжаев; Павел Петрович Киселев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "СПЕКТРОН"
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2016-01-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: measuring flask of on-line analyser of sulphur in oil and oil products includes the flask casing, in it tubular casing is located for passage of the flow of the analysed medium, it has windows opposite each other, made out of X-ray transparent material. At that the flask casing has supply and removal nozzles, windows out of X-ray transparent material are located at ends of the tubular casing. Besides in the flask casing the ring chambers are made connected with supply and removal nozzles, in the chambers ends of the tubular casing are located, against them in the flask casing the holes are made for X-ray radiation passage. At that at ends of the tubular casing near the windows out of X-ray transparent material the holes are made to connect the tubular casing with ring chambers, at that the windows out of X-ray transparent material are tightly connected with the flask casing.

EFFECT: increased accuracy of measurements.

2 dwg

Description

Изобретение относится к рентгено-абсорбционным анализаторам содержания серы в нефти и нефтепродуктах и может быть использовано для измерения концентрации серы в технологических трубопроводах в потоке анализируемой среды.The invention relates to x-ray absorption analyzers of the sulfur content in oil and oil products and can be used to measure the concentration of sulfur in process pipelines in the flow of the analyzed medium.

Известна измерительная кювета поточного анализатора серы в нефти и нефтепродуктах, включающая трубчатый корпус для пропуска потока среды. В стенках трубчатого корпуса напротив друг друга выполнены окна из рентгенопрозрачного материала, RU 53017 U1, опубл. 24.04.2006, фиг. 1.Known measuring cuvette flow analyzer sulfur in oil and petroleum products, including a tubular body to pass the flow of the medium. In the walls of the tubular body opposite each other made windows of x-ray material, RU 53017 U1, publ. 04.24.2006, FIG. one.

Известна также измерительная кювета поточного анализатора серы в нефти и нефтепродуктах, включающая корпус кюветы, в котором расположен трубчатый корпус для пропуска анализируемой среды, снабженный расположенными напротив друг друга окнами, выполненными из рентгенопрозрачного материала - бериллия; корпус кюветы снабжен подводящим и отводящим патрубками, SU 351464, опубл. 05.04.1973.Also known is a measuring cuvette of a flow analyzer of sulfur in oil and oil products, including a cuvette casing, in which a tubular casing for passing the analyzed medium is located, equipped with windows opposite to each other made of X-ray-transparent material - beryllium; the cuvette body is equipped with inlet and outlet pipes, SU 351464, publ. 04/05/1973.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.This technical solution is made as a prototype of the present invention.

Поглощение рентгеновского излучения в веществе описывается выражением:The absorption of x-rays in a substance is described by the expression:

I=I₀e^-µρx,I = I ₀ e ^-µρx ,

где I - интенсивность излучения, прошедшего через продукт, Ι₀ - интенсивность излучения, падающего на поверхность образца, µ - массовый коэффициент поглощения излучения с данной энергией в данном веществе, ρ - плотность вещества, x - оптическая длина пути прохождения рентгеновского излучения через анализируемую среду.where I is the intensity of the radiation passing through the product, Ι ₀ is the intensity of the radiation incident on the surface of the sample, μ is the mass absorption coefficient of radiation with a given energy in the given substance, ρ is the density of the substance, x is the optical path length of the x-ray radiation through the analyzed medium .

Из данного выражения следует, что поскольку величина x находится в показателе экспоненты, ее увеличение существенно увеличивает поглощение излучения средой (I/I₀) и, соответственно, контрастность сигнала и чувствительность измерений.From this expression it follows that since the value of x is in the exponent, its increase significantly increases the absorption of radiation by the medium (I / I ₀ ) and, accordingly, the signal contrast and measurement sensitivity.

В устройстве SU 351464, так же, как и в описанном выше аналоге, окна из рентгенопрозрачного материала расположены параллельно направлению потока в трубчатом корпусе. При этом оптическая длина пути рентгеновского излучения, проходящего через поток анализируемой среды, ограничивается расстоянием между окнами, равным диаметру трубчатого корпуса; таким образом, в устройстве-прототипе это расстояние ограничивается размерами сечения трубчатого корпуса и, соответственно, минимально допустимой скоростью потока анализируемой среды. При уменьшении скорости потока ниже допустимых значений в измерительной кювете образуются застойные зоны, что существенно искажает результаты измерений. Кроме того, поскольку в устройстве-прототипе поток среды ламинарный, он недостаточно интенсивно омывает окна, в результате оседающие на них загрязнения не удаляются, а постепенно нарастают. Соответственно, постепенно нарастает поглощение излучения указанными загрязнениями, что, в свою очередь, приводит к нарастанию ошибки измерений.In the SU 351464 device, as well as in the analogue described above, windows of X-ray transparent material are parallel to the flow direction in the tubular body. In this case, the optical path length of the x-ray radiation passing through the stream of the analyzed medium is limited by the distance between the windows, equal to the diameter of the tubular body; Thus, in the prototype device, this distance is limited by the dimensions of the cross section of the tubular body and, accordingly, the minimum allowable flow rate of the analyzed medium. When the flow velocity decreases below acceptable values, stagnant zones are formed in the measuring cell, which significantly distorts the measurement results. In addition, since in the prototype device the flow of the medium is laminar, it does not wash the windows intensively enough, as a result, the deposits deposited on them are not removed, but gradually increase. Accordingly, the absorption of radiation by these contaminants gradually increases, which, in turn, leads to an increase in measurement errors.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности измерений.The present invention is to improve the accuracy of measurements.

Согласно изобретению в измерительной кювете поточного анализатора серы в нефти и нефтепродуктах, включающей корпус кюветы, в котором расположен трубчатый корпус для пропуска потока анализируемой среды, снабженный расположенными напротив друг друга окнами, выполненными из рентгенопрозрачного материала, при этом корпус кюветы снабжен подводящим и отводящим патрубками, окна из рентгенопрозрачного материала размещены по торцам трубчатого корпуса, в корпусе кюветы выполнены сообщающиеся, соответственно, с подводящим и отводящим патрубками кольцевые камеры, в которых размещены концы трубчатого корпуса, напротив которых в корпусе кюветы выполнены отверстия для пропуска рентгеновского излучения, по концам трубчатого корпуса около окон из рентгенопрозрачного материала выполнены отверстия, сообщающие трубчатый корпус с кольцевыми камерами, при этом окна из рентгенопрозрачного материала герметично сопряжены с корпусом кюветы.According to the invention, in a measuring cuvette of a flow analyzer of sulfur in oil and oil products, including a cuvette casing, in which a tubular casing for passing the flow of the analyzed medium is located, equipped with opposite windows made of X-ray transparent material, the cuvette casing is equipped with inlet and outlet pipes, windows made of X-ray-transparent material are placed at the ends of the tubular body, in the cell body are made communicating, respectively, with the inlet and outlet branch pipe there are annular chambers in which the ends of the tubular body are located, opposite which holes for passing X-ray radiation are made in the cuvette body, holes are made at the ends of the tubular body near the windows of the X-ray transparent material, communicating the tubular body with the ring chambers, while the windows of the X-ray transparent material are hermetically mated with the cuvette body.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «Новизна».The applicant has not identified any technical solutions identical to the claimed one, which allows us to conclude that the invention meets the condition of patentability “Novelty”.

Благодаря тому что в заявленной полезной модели окна из рентгенопрозрачного материала размещены не в цилиндрических стенках трубчатого корпуса, а по его торцам, достигается важный технический результат, состоящий в том, что оптическая длина x пути прохождения рентгеновского излучения через анализируемую среду не зависит от внутреннего диаметра трубчатого корпуса и может быть существенно увеличена. Соответственно увеличивается чувствительность и точность измерений.Due to the fact that in the claimed utility model, windows of X-ray transparent material are not located in the cylindrical walls of the tubular body, but at its ends, an important technical result is achieved, consisting in the fact that the optical length x of the path of the X-ray radiation through the analyzed medium does not depend on the inner diameter of the tubular hulls and can be significantly increased. Accordingly, the sensitivity and accuracy of measurements are increased.

Реализация признаков, связанных с изменением конфигурации корпуса измерительной кюветы, обеспечивает турбулентность потока, благодаря чему достигается технический результат, состоящий в интенсивном омывании окон, при этом предотвращается оседание на них загрязнений, содержащихся в анализируемой среде, и, соответственно, исключается поглощение рентгеновского излучения и обусловленные этим ошибки измерений.The implementation of the signs associated with a change in the configuration of the body of the measuring cell ensures flow turbulence, thereby achieving a technical result consisting in intensive washing of the windows, thereby preventing the sedimentation of contaminants contained in the analyzed medium from being prevented, and, accordingly, the absorption of x-ray radiation and these are measurement errors.

Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат.The applicant has not identified sources of information that would contain information about the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result.

Указанные обстоятельства позволяют сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условию патентоспособности «Изобретательский уровень».These circumstances allow us to conclude that the claimed technical solution meets the condition of patentability "Inventive step".

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг. 1 - устройство в разрезе по продольной оси трубчатого корпуса;in FIG. 1 - a device in section along the longitudinal axis of the tubular body;

на фиг. 2 - разрез Α-A на фиг. 1.in FIG. 2 is a section Α-A in FIG. one.

Измерительная кювета поточного анализатора серы в нефти и нефтепродуктах включает корпус 1 кюветы, в котором расположен трубчатый корпус 2 для пропуска потока анализируемой среды - нефти или нефтепродуктов. Трубчатый корпус 2 снабжен расположенными напротив друг друга по его торцам окнами 3, 4, выполненными из рентгенопрозрачного материала, в данном примере из бериллия. Корпус 1 кюветы снабжен подводящим 5 и отводящим 6 патрубками. В корпусе 1 кюветы выполнены сообщающиеся, соответственно, с подводящим и отводящим патрубками 5, 6 кольцевые камеры 7, 8, в которых размещены концы трубчатого корпуса 2, напротив которого в корпусе 1 кюветы выполнены отверстия 9, 10 для пропуска рентгеновского излучения. По концам трубчатого корпуса 2 около окон 3, 4 из рентгенопрозрачного материала выполнены отверстия 11, 12, сообщающие трубчатый корпус 2 с кольцевыми камерами 7, 8. Окна 3, 4 герметично сопряжены с корпусом 1 кюветы.The measuring cuvette of the in-line sulfur analyzer in oil and oil products includes a cuvette body 1, in which a tubular casing 2 is located to pass the flow of the analyzed medium — oil or oil products. The tubular body 2 is equipped with windows 3, 4 located opposite each other at its ends, made of X-ray transparent material, in this example, beryllium. The housing 1 of the cell is equipped with a supply 5 and outlet 6 pipes. In the housing 1 of the cuvette, annular chambers 7, 8 communicating, respectively, with the inlet and outlet pipes 5, 6 are arranged, in which the ends of the tubular body 2 are placed, opposite which holes 9, 10 are made in the housing of the cuvette for passing x-ray radiation. At the ends of the tubular body 2, near the windows 3, 4, holes 11, 12 are made of X-ray transparent material, communicating the tubular body 2 with the annular chambers 7, 8. Windows 3, 4 are hermetically connected to the cell body 1.

Корпус 1 измерительной кюветы включается в отводную трубу 15, отводящую поток от магистрального трубопровода. Поток анализируемой среды через подводящий патрубок 5 попадает в кольцевую камеру 7, из которой через отверстие 11 поступает в трубчатый корпус 2, проходит через него и затем через отверстие 12 поступает в кольцевую камеру 8. Из кольцевой камеры 8 поток через отводящий патрубок 6 возвращается в отводную трубу 15. Через отверстия 9 и окно 3 рентгеновское излучение от рентгеновской трубки 13 поступает в трубчатый корпус 2, проходит через анализируемую среду и через окно 4 и отверстие 10 попадает на детектор 14, который измеряет интенсивность прошедшего через кювету рентгеновского излучения. Данная величина пересчитывается по известным соотношениям в значение C_S концентрации серы в анализируемой среде, при этом C_S ~ I. Калибровочная кривая строится с использованием эталонных образцов серы.The housing 1 of the measuring cell is included in the outlet pipe 15, the outlet flow from the main pipeline. The flow of the analyzed medium through the inlet pipe 5 enters the annular chamber 7, from which through the hole 11 enters the tubular body 2, passes through it and then through the hole 12 enters the annular chamber 8. From the annular chamber 8, the flow through the outlet pipe 6 returns to the outlet the pipe 15. Through the holes 9 and the window 3, the x-ray radiation from the x-ray tube 13 enters the tubular body 2, passes through the analyzed medium and passes through the window 4 and the hole 10 to the detector 14, which measures the intensity of the transmitted through an x-ray cuvette. This value is recalculated according to known relations to the value of _{S S of the} concentration of sulfur in the analyzed medium, while C _S ~ I. The calibration curve is constructed using reference sulfur samples.

Опытный образец устройства разработан и изготовлен ООО «НПО СПЕКТРОН», Санкт-Петербург, Россия. Для изготовления устройства использованы обычные конструкционные материалы и заводское оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данное изобретение соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».A prototype device was developed and manufactured by NPO SPECTRON LLC, St. Petersburg, Russia. For the manufacture of the device used conventional structural materials and factory equipment. This circumstance, according to the applicant, allows us to conclude that this invention meets the patentability condition “Industrial Applicability”.

Claims

A measuring cuvette of a flow analyzer of sulfur in oil and oil products, including a cuvette body 1, in which a tubular casing 2 is located for passing the flow of the analyzed medium, equipped with oppositely arranged windows 3, 4 made of X-ray transparent material, while the casing of the cuvette 1 is supplied with a lead 5 and outlet 6 nozzles, characterized in that the windows of x-ray transparent material are placed at the ends of the tubular body 2, in the housing 1 of the cuvette are made communicating, respectively, with the inlet and outlet pipes 5, 6 annular chambers 7, 8, in which the ends of the tubular body 2 are placed, opposite which holes 9, 10 are made in the cell body 1 of the cuvette for the passage of x-ray radiation, at the ends of the tubular body 2 near the windows 3, 4 holes 11 are made of X-ray transparent material , 12, communicating the tubular body 2 with the annular chambers, while the windows 3, 4 of X-ray transparent material are hermetically connected with the body 1 of the cell.