RU2506571C1 - Способ измерения показателей качества нефтепродуктов - Google Patents
Способ измерения показателей качества нефтепродуктов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2506571C1 RU2506571C1 RU2012134386/28A RU2012134386A RU2506571C1 RU 2506571 C1 RU2506571 C1 RU 2506571C1 RU 2012134386/28 A RU2012134386/28 A RU 2012134386/28A RU 2012134386 A RU2012134386 A RU 2012134386A RU 2506571 C1 RU2506571 C1 RU 2506571C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- quality
- chemical shift
- determined
- quality indicator
- nmr
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Использование: для измерения показателей качества нефтепродуктов. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе измерения снимаются ЯМР-спектры нескольких эталонных нефтепродуктов с известными значениями показателей качества, охватывающими полный диапазон возможных изменений, фиксируется основной химический сдвиг, определяемый положением абсолютного максимума ЯМР-спектра каждого нефтепродукта, отличающийся тем, что на основе снятых спектров определяют аналитические зависимости, связывающие нормированные значения каждого показателя качества с основным химическим сдвигом эталонных нефтепродуктов, которые запоминают в устройстве обработки, измеряют ЯМР-спектр контролируемого продукта, для которого фиксируют основной химических сдвиг qX. После этого каждый конкретный показатель качества топлива определяют по зависимости, связывающей показатель качества с основным химическим сдвигом. Зависимость определяется при калибровке по эталонным нефтепродуктам. Технический результат: обеспечение возможности упрощения измерений показателей качества нефтепродуктов без снижения точности измерений. 2 ил.
Description
Способ относится к контрольно-измерительной технике и может быть использован для оперативного измерения показателей качества нефтепродуктов без сжигания и анализа компонентного состава, например октанового числа бензинов, цетанового числа дизельных топлив, содержания серы, плотности, вязкости и других.
Известны аналоги предлагаемого изобретения-оптические, спектрометрические и диэлектрические способы измерений показателей качества топлив, основанные на измерении коэффициента поглощения оптического излучения и диэлектрической проницаемости на разных частотах, косвенно связанных с определяемым показателем качества (патент РФ №2112956 MKИ: G01N 21/35, опубл. 10.06.1998; патент РФ №2091758 МПК: G01N 21/35, опубл. 27.09.1997; патент РФ №2334971 С2, опубл. 27.09.2008 МПК: G01N 21/35, a.c. SU №1689817 МПК: G01N 23/00, опубл. 07.11.1991; полезная модель RU №10463 G01N 25/20, опубл. 16.07.1999). Известны также способы косвенных и совокупных измерений, заключающиеся в том, что измеряется совокупность параметров, косвенно связанных с измеряемым параметром, который затем определяется в результате вычисления по известной функциональной зависимости, либо в результате решения системы алгебраических уравнений. Известен способ измерения, основанный на использовании образцовых мер, когда на вход измерительного устройства подаются образцовые значения измеряемого параметра, и в результате решения системы уравнений исключаются аддитивная и мультипликативная составляющие ошибки [Куликовский К.Л., Купер А.О. Методы и средства измерений. М.: Высшая школа, 1987].
Известны также способы и устройства, основанные на снятии и анализе ЯМР-спектров исследуемых продуктов: патент RU №2333476 С1, опубл. 10.09.2008; RU №2256931 С1, опубл. 20.07.2005; RU №2324922 С1, опубл. 20.05.2008; RU №2359257 С1, опубл. 20.06.2009, в которых по химическому сдвигу и интенсивности сигнала ЯМР судят о химическом составе и показателях качества нефтепродуктов.
Недостатки аналогов заключаются в сложности их реализации, поскольку не всегда возможно точно определить функции преобразования, связывающие измеряемые параметры с исходными показателями качества нефтепродуктов, в силу разнообразия компонентного состава углеводородных топлив.
Прототипом изобретения является способ, основанный на калибровке и заключающийся в том, что измеряются электрофизические параметры контролируемого нефтепродукта, косвенно связанные с определяемой величиной, где в процессе калибровки измеряется совокупность параметров, соответствующих известным (эталонным) значениям определяемой величины, которые запоминаются в устройстве обработки, а в процессе измерения искомая величина определяется по специальным формулам, связывающим результаты измерений и калибровки (патент РФ №2227320, опубл. 20.04. 2004).
Недостатком прототипа является сложность технической реализации, связанная с необходимостью использования разнообразных датчиков, измеряющих разные показатели качества, что, в конечном счете, усложняет конструкцию, снижает надежность, усложняет процессы настройки, пуско-наладки и эксплуатацию прибора в экстремальных климатических условиях.
Поставлена задача: без снижения точности измерений упростить техническую реализацию способа, посредством применения датчика ЯМР, в тех случаях, когда функция преобразования или уравнения, связывающие измеряемые параметры с искомым показателем неизвестны.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе, который основан на методе спектрометрии ядерного магнитного резонанса с использованием калибровки, заключающимся в том, что снимают ЯМР-спектры нескольких эталонных нефтепродуктов с известными значениями показателей качества, охватывающими полный диапазон возможных изменений, фиксируется основной химический сдвиг, определяемый положением абсолютного максимума ЯМР-спектра каждого нефтепродукта, отличающийся тем, что на основе снятых спектров определяются аналитические зависимости, связывающие нормированные значения каждого показателя качества с основным химическим сдвигом эталонных нефтепродуктов
где k=1, 2 … n - соответствует номеру показателя качества,
Qk и Qk,max - текущее и максимальное значения k-го показателя качества, которые запоминают в устройстве обработки, измеряют ЯМР-спектр контролируемого продукта, для которого фиксируют основной химических сдвиг qX, после чего каждый показатель качества определяют по формуле
где Qk,X - k-й показатель качества контролируемого нефтепродукта.
Положительный эффект достигается за счет того, что в процессе калибровки закладываются значения, позволяющие создать функцию преобразования прибора по каждому показателю качества, при этом используется только один датчик.
Пусть имеется нефтепродукт, у которого нужно определить перечисленную выше совокупность {Qk}, (k=1…n) показателей качества методами ЯМР, то есть на основе определения химического сдвига относительно эталона (эталонов) с известными значениями исследуемых параметров, n - число показателей качества. Химический сдвиг определяет относительную (по отношении к эталону) частоту ядерного магнитного резонанса вещества. При этом каждый показатель качества изменяется в диапазоне [Qk,min÷Qk,max]. Химический сдвиг определяется датчиком ЯМР по спектрометрической характеристике, вид которой зависит от химического состава и структуры вещества. В частности, для нефтепродуктов от наличия атомов водорода и кислорода и их соединений. Типичный вид ЯМР-спектра бензина показан на фигуре 1.
В ЯМР-спектре как правило несколько экстремумов, в данном изобретении будем использовать основной химический сдвиг (q) соответствующий абсолютному максимуму.
В общем случае основной химический сдвиг, вызванный изменением показателей качества нефтепродукта от эталонного значения, может описываться функцией:
Функция (1) неизвестна. Учитывая, что любой измерительный процесс подразумевает в себе, кроме сбора и обработки информации, также операцию калибровки прибора по известным эталонным параметрам, для решения поставленной задачи предложен алгоритм измерений, сущность которого состоит в том, что при неизвестной функции F составляется калибровочная модель процесса измерения. Для этого берется несколько образцов топлива с известными значениями показателей качества, определенными лабораторными способами и ставится им в соответствие столько же отсчетов химических сдвигов. При этом необходимо, чтобы образцовые топлива полностью перекрывали ожидаемый диапазон изменений определяемых показателей качества. Количество образцовых топлив N должно быть не меньше числа определяемых показателей качества n (N≥n). Пусть имеется N калибровочных образцов топлива. Каждый из этих образцов имеет свой набор показателей качества. Например, первый образец (N=1) имеет набор показателей качества Q1,1, Q1,2, … Q1,k … Q1,n. Образец N = i имеет набор показателей качества Qi,1, Qi,2, … Qi,k … Qi,n. Образец (N=N) имеет набор показателей качества QN.1, QN.2, … QN,n. Здесь первый индекс соответствует номеру калибровочного образца, второй индекс - номеру показателя качества.
Показатели качества Qk имеют разную размерность, поэтому изображение их на одном графике невозможно. Однако если показатели качества брать нормированными, определяемыми как текущее значение, деленное на максимальное значение, то иллюстрирование становится возможным в относительных (безразмерных) единицах. Например, если показатель качества Qk имеет диапазон изменения [Qkmin÷Qk,max], то нормированный показатель качества определится по формуле
Тогда, для нормированных показателей качества, любой нефтепродукт может характеризоваться набором функций (графиков), показанных на фигуре 2, связывающих показатели качества с химическим сдвигом.
Таким образом, по набору экспериментальных данных для каждого показателя качества составляется аналитическую зависимость, связывающую показатель качества с химическим сдвигом
Совокупность полученных зависимостей храниться в устройстве обработке. Для оценки показателей качества испытуемого топлива снимается его ЯМР - спектр, определяется его основной химический сдвиг. Далеенабор нормированных показателей качества для произвольного значения химического сдвига qx определится по формуле
Абсолютное значение показателя качества определится по формуле
Аппроксимацию экспериментальных точек можно проводить по методу наименьших квадратов различными функциями заданного вида, в простейшем случае степенным полиномом. Возможно использование сторонних программных комплексов: Mathcad, Maple, Matlab.
Предложенный способ измерений не требует точного знания функции, связывающей искомый показатель качества с отсчетами ЯМР-характеристики исследуемого образца параметрами. Она предполагает создание математической модели на основе эталонных образцов топлив с известными значениями показателей качества. При этом показатели качества определяются без анализа химического состава и при измерениях одним датчиком.
Claims (1)
- Способ измерения показателей качества нефтепродуктов методом спектрометрии ядерного магнитного резонанса (ЯМР-спектрометрии), основанный на калибровке, заключающийся в том, что снимают ЯМР-спектры нескольких эталонных нефтепродуктов с известными значениями показателей качества, охватывающими полный диапазон возможных изменений, фиксируется основной химический сдвиг, определяемый положением абсолютного максимума ЯМР-спектра каждого нефтепродукта, отличающийся тем, что на основе снятых спектров определяются и фиксируются аналитические зависимости, связывающие нормированные значения каждого показателя качества с основным химическим сдвигом эталонных нефтепродуктов
где k=1,2,…n - соответствует номеру показателя качества,
Qk и Qk,max - текущее и максимальное значения k-го показателя качества,
при измерении ЯМР-спектра контролируемого продукта определяется основной химический сдвиг qX, происходит выборка необходимой ранее определенной аналитической зависимости, после чего каждый показатель качества определяют по формуле
где Qk,X - k-й показатель качества контролируемого нефтепродукта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012134386/28A RU2506571C1 (ru) | 2012-08-10 | 2012-08-10 | Способ измерения показателей качества нефтепродуктов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012134386/28A RU2506571C1 (ru) | 2012-08-10 | 2012-08-10 | Способ измерения показателей качества нефтепродуктов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2506571C1 true RU2506571C1 (ru) | 2014-02-10 |
Family
ID=50032332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012134386/28A RU2506571C1 (ru) | 2012-08-10 | 2012-08-10 | Способ измерения показателей качества нефтепродуктов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2506571C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690186C1 (ru) * | 2018-11-14 | 2019-05-31 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) | Одновременное количественное определение глицерина и ацетата калия в водном растворе методом 1н ямр спектроскопии |
RU2727884C2 (ru) * | 2019-01-10 | 2020-07-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Способ идентификации моторных топлив и масел |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5306640A (en) * | 1987-10-28 | 1994-04-26 | Shell Oil Company | Method for determining preselected properties of a crude oil |
US6346813B1 (en) * | 1998-08-13 | 2002-02-12 | Schlumberger Technology Corporation | Magnetic resonance method for characterizing fluid samples withdrawn from subsurface formations |
US20030124728A1 (en) * | 2000-06-23 | 2003-07-03 | Cem Corporation | Method and apparatus for rapid fat content determination |
RU2256931C1 (ru) * | 2004-02-24 | 2005-07-20 | Открытое акционерное общество "Альметьевский завод "Радиоприбор" | Устройство для измерения состава и расхода многокомпонентной жидкости на основе ядерного магнитного резонанса (варианты) |
RU2333476C1 (ru) * | 2006-12-28 | 2008-09-10 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Способ определения содержания парафинов и асфальтенов в нефти |
RU2359260C2 (ru) * | 2007-06-04 | 2009-06-20 | Рустем Султанхамитович Кашаев | Способ оперативного контроля серосодержащих соединений в нефти и нефтепродуктах |
-
2012
- 2012-08-10 RU RU2012134386/28A patent/RU2506571C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5306640A (en) * | 1987-10-28 | 1994-04-26 | Shell Oil Company | Method for determining preselected properties of a crude oil |
US6346813B1 (en) * | 1998-08-13 | 2002-02-12 | Schlumberger Technology Corporation | Magnetic resonance method for characterizing fluid samples withdrawn from subsurface formations |
US20030124728A1 (en) * | 2000-06-23 | 2003-07-03 | Cem Corporation | Method and apparatus for rapid fat content determination |
RU2256931C1 (ru) * | 2004-02-24 | 2005-07-20 | Открытое акционерное общество "Альметьевский завод "Радиоприбор" | Устройство для измерения состава и расхода многокомпонентной жидкости на основе ядерного магнитного резонанса (варианты) |
RU2333476C1 (ru) * | 2006-12-28 | 2008-09-10 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Способ определения содержания парафинов и асфальтенов в нефти |
RU2359260C2 (ru) * | 2007-06-04 | 2009-06-20 | Рустем Султанхамитович Кашаев | Способ оперативного контроля серосодержащих соединений в нефти и нефтепродуктах |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690186C1 (ru) * | 2018-11-14 | 2019-05-31 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) | Одновременное количественное определение глицерина и ацетата калия в водном растворе методом 1н ямр спектроскопии |
RU2727884C2 (ru) * | 2019-01-10 | 2020-07-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Способ идентификации моторных топлив и масел |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9739740B2 (en) | Permittivity sensor | |
Ulrich et al. | Simultaneous estimation of soot and diesel contamination in engine oil using electrochemical impedance spectroscopy | |
CN105319198B (zh) | 基于拉曼光谱解析技术的汽油苯含量预测方法 | |
Baird et al. | Non-destructive measurement of the degradation of transformer insulating paper | |
WO2017084119A1 (zh) | 一种具有无测点温度补偿功能的近红外物性参数测量方法 | |
CN103175805A (zh) | 一种近红外光谱测定污水中cod和bod5指标的方法 | |
Qin et al. | Probing the sulfur content in gasoline quantitatively with terahertz time-domain spectroscopy | |
RU2506571C1 (ru) | Способ измерения показателей качества нефтепродуктов | |
Xia et al. | Simultaneous, rapid and nondestructive determination of moisture, fat content and storage time in leisure dried tofu using LF-NMR | |
CN103308507B (zh) | 一种快速测定聚氨酯中游离-nco的分析方法 | |
Guan et al. | Determination of octane numbers for clean gasoline using dielectric spectroscopy | |
CN105548068A (zh) | 动态演化模型校正方法及*** | |
CN106645020A (zh) | 汽油氧化安定性快速测定方法 | |
CA2635930C (en) | Fourier transform infrared (ftir) chemometric method to determine cetane number of diesel fuels containing fatty acid alkyl ester additives | |
CN105092526A (zh) | 一种基于近红外光谱技术的二元掺伪芝麻油含量的快速测定方法 | |
RU2227320C2 (ru) | Способ измерений показателей качества нефтепродуктов | |
CN113740294B (zh) | 基于近红外建模的汽油/柴油检测分析方法及装置 | |
Godinho et al. | Development and validation of a multivariate calibration method for determining interfacial tension of transformers insulating oils by near infrared spectroscopy | |
RU2561241C1 (ru) | Устройство для оперативного контроля качества бензина | |
Negri et al. | FBG refractometry and electrical impedance analysis in fuel samples characterization | |
RU2447420C1 (ru) | Способ измерения влагосодержания трансформаторного масла | |
CN109342645A (zh) | 一种测定重质生物油含水率的方法 | |
RU2678989C1 (ru) | Способ текущего контроля октанового числа товарных бензинов в процессе их производства | |
RU2565356C1 (ru) | Способ раздельного измерения массовых долей нефти и газового конденсата в продукции нефтегазоконденсатных скважин | |
RU2688841C1 (ru) | Способ идентификации фракций термической разгонки нефти |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140811 |