Анализаторы серы общей рентгеноабсорбционные в потоке нефти/нефтепродуктов при высоком давлении NEX XT. Анализаторы серы в нефти


55107-13: СПЕКТРОСКАН SUL Анализаторы серы в нефти и нефтепродуктах рентгенофлуоресцентные энергодисперсионные

Назначение

Анализаторы серы в нефти и нефтепродуктах рентгенофлуоресцентные энергодисперсионные СПЕКТРОСКАН SUL предназначены для измерения массовой доли серы в нефти и углеводородах, таких как дизельное топливо, бензин, керосин, смазочные масла, мазут, гидравлические масла, реактивное топливо и любые дистиллятные нефтепродукты.

Описание

В основе работы прибора лежит метод энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии, изложенный в ГОСТ Р 51947-2002 «Нефть и нефтепродукты. Определение серы методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии», ГОСТ Р ЕН ИСО 20847-2010 «Нефтепродукты. Определение содержания серы в автомобильных топливах методом рентгенофлуоресцентной энергодисперсионной спектрометрии» и ИСО 8754 «Нефтепродукты. Определение содержания серы. Рентгеновская флуоресцентная спектрометрия на основе метода энергетической дисперсии».

Метод основан на измерении интенсивности рентгеновского флуоресцентного излучения серы в исследуемой пробе и интенсивности рассеянного излучения углеводородной матрицы, являющейся основой образца. Измеренное значение интегральной интенсивности серы пропорционально ее содержанию.

Флуоресцентное излучение возбуждается источником рентгеновского излучения с энергией выше 2,5 кэВ, в качестве которого используется рентгеновская трубка, и регистрируется газовым пропорциональным счетчиком. Входное окно пропорционального счетчика закрыто фильтром, позволяющим отделить Ка - излучения серы от другого рентгеновского излучения. Электронное оборудование осуществляет подсчет интенсивности рентгеновского излучения в задаваемых энергетических зонах, производит поправки спектральных наложений и переводит интенсивность флуоресцентного излучения в массовую долю серы. Результат анализа выводится на дисплей и принтер. Анализатор является стационарным настольным прибором, для управления и обработки информации используется встроенное микропроцессорное устройство.

Программное обеспечение анализатора предназначено для управления его работой и процессом измерений.

Внешний вид «СПЕКТРОСКАН SUL» приведен на рис. 1.

Таблица 2

Наименование

программного

обеспечения

Идентификационн ое наименование программного обеспечения

Номер версии программного обеспечения

Цифровой

идентификатор

программного

обеспечения

Алгоритм вычисления цифрового идентиф икатор а программного обеспечения

SPS

SPS

3.09 и выше

2D29C38A

crc32

Защита программного обеспечения от преднамеренных изменений осуществляется наличием пароля, которым владеет пользователь прибора. Уровень защиты по

МИ 3286 -2010 - «С».

Технические характеристики

Основные метрологические и технические характеристики анализатора приведены в табл. 3. Таблица 3.

Наименование характеристики

Значение характеристики

1. Диапазон измерений массовой доли серы, %

от 0,0003 до 5

2. Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности

*)

при измерении массовой доли серы, % ’

-    в диапазоне от 0,0003 до 0,01 %

-    в диапазоне св.0,01 до 5 %

±(0,14С+0,00015)

±(0,046С+0,00011)

3. Предел повторяемости результатов единичных измерений (Р = 0,95), %*)

-    в диапазоне от 0,0003 до 0,01 %

-    в диапазоне св. 0,01 до 5 %

0,088C+0,00012

0,03C+0,0007

Наименование характеристики

Значение характеристики

4. Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности от изменения температуры в рабочем диапазоне температур, %

±2,5

5. Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности от изменения напряжения питающей сети на ±10 % от номинального значения, %

±0,5

6. Время непрерывной работы, ч, не менее

12

7. Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50±1) Гц, В

220±22

8. Потребляемая мощность, В-А

100

9. Габаритные размеры, мм, не более

360*380x180

10. Масса, кг, не более

8,5

11. Средняя наработка до отказа, ч

15000

12. Полный средний срок службы, лет

8

*) 1

) Метрологические характеристики анализатора установлены на стандартных образцах

массовой доли серы в нефтепродуктах ГСО 9513-2010 СН-0,0003-НС, ГСО 9404-2009 СН-0,010-НС, ГСО 9407-2009 СН-0,100-НС, ГСО 9416-2009 СН-5,00-НС

Условия эксплуатации:

диапазон температуры окружающего воздуха, °С диапазон атмосферного давления, кПа относительная влажность при 25 °С, %, не более

от 10 до 30 от 84 до 107 80

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульном листе паспорта методом компьютерной печати и на заднюю панель анализатора в виде наклейки.

Комплектность

Наименование

Обозначение

Кол-во

Примечание

Анализатор

РА8.000.000

1

Комплект монтажных частей в составе:

Кабель сетевой

1

Фонарь

РА6.000.050

1

Комплект инструмента и принадлежностей

РА8.800.000

1

согласно ведомости ЗИП

Комплект эксплуатационных документов:

Паспорт (включая методику поверки)

РА8.000.000ПС

1

Руководство по эксплуатации

РА8.000.000РЭ

1

Ведомость ЗИП

РА8.000.000 ЗИ

Поверка

осуществляется по Приложению А паспорта РА8.000.000ПС «Анализатор серы в нефти и нефтепродуктах рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный СПЕКТРОСКАН SUL. Методика поверки», утвержденной ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» в августе 2013 г.

Основные средства поверки: государственные стандартные образцы массовой доли серы в нефти и нефтепродуктах ГСО 9513-2010 СН-0,0003-НС, ГСО 9404-2009 СН-0,010-НС,

ГСО 9407-2009 СН-0,100-НС, ГСО 9416-2009 СН-5,00-НС; или аналогичные стандартные образцы, не уступающие по метрологическим характеристикам.

Сведения о методах измерений

Методика измерений изложена в руководстве по эксплуатации анализаторы серы в нефти и нефтепродуктах рентгенофлуоресцентного энергодисперсионного СПЕКТРОСКАН SUL

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к анализатору серы в нефти и нефтепродуктах рентгенофлуоресцентному энергодисперсионному СПЕКТРОСКАН SUL

Технические условия ТУ 4276-002-23124704-2004

ОСПОРБ-99/2010 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности»

Рекомендации к применению

выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям

all-pribors.ru

Анализатор содержания серы в нефти и нефтепродуктах Спектроскан S

Анализатор содержания серы в нефти и нефтепродуктах «Спектроскан S»

Рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный анализатор Спектроскан S предназначен для определения массовой доли серы в нефти и нефтепродуктах в соответствии с ГОСТ Р 51947-2002, ASTM D 4294-98. Анализатор Спектроскан S утвержден в качестве средства измерений Госстандартом Российской федерации и внесен в Государственный реестр средств измерений РФ. Спектроскан S является радиационно безопасным прибором и освобождён от регламентации по радиационному фактору.

 

Конструктивные особенности

Анализатор Спектроскан S имеет конструктивные особенности, делающие его высокочувствительным и высокопроизводительным прибором, а работу с ним - максимально удобной, а именно:

  • Уникальное боковое расположение кюветы с пробой в кюветном отделении.
  • Исключена необходимость в дополнительной защите от пролива пробы.
  • Проба расположена максимально близко к трубке и детектору.
  • Встроенные компьютер, клавиатура, дисплей, принтер.

Преимущества

Благодаря этим конструктивным особенностям, анализатор Спектроскан S обладает следующими преимуществами в сравнении с аналогичными приборами:

  • прост в обращении, пусконаладочные работы не требуются.
  • исключены погрешности, вызванные наличием воды в нефтепродуктах.
  • исключена возможность попадания нефтепродуктов внутрь анализатора вследствие прорыва пленки на кювете.
  • значительно уменьшены потери аналитического сигнала, и как следствие, увеличена чувствительность
  • Боковое расположение пробы исключает проливание продуктов на трубку.
  • Нет дополнительной защитной пленки - исключена погрешность от ее загрязнения.
  • Кюветное отделение легко моется.
  • Информация о пробе и результат измерения отображаются на дисплее и распечатываются на встроенном принтере.
  • Одновременно распечатываются данные о повторяемости измерений в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-2002.
  • Возможно управление анализатором от внешнего компьютера.

Процедура выполнения измерений

Анализатор Спектроскан S значительно упрощает процедуру рутинного анализа нефти и нефтепродуктов на содержание серы.

Аналитические параметры анализатора Спектроскан S следующие:

Определяемый элемент - S (сера). Нижний предел обнаружения за 200 с составляет 5 ppm (мг/кг). Нижний предел количественного определения серы 0.002%.Рабочий диапазон концентраций серы, определяемых анализатором Спектроскан S, разбит на два поддиапазона: нижний - до 0,1%; верхний - от 0,1% до 5%. Верхний предел определения серы не ограничен.Способ выделения линии серы в анализаторе Спектроскан S - энергодисперсионный канал со спектральными фильтрами и пропорциональным датчиком. Собственная аппаратурная погрешность анализатора Спектроскан S не превышает 0,5 относительных процентов. На измерение двух параллельных проб (1 образец) требуется от 2 минут, при этом время экспозиции одной пробы составляет от 10 до 100 секунд.

Технические параметры

Пробозагрузочное устройство анализатора Спектроскан S - боковое, на один образец. Размер кюветы: диаметр 32 мм, объем от 5 до 8 см3. Мощность рентгеновской трубки составляет всего 0,75 Вт. Интерфейс - Встроенный дисплей и термопринтер (лента шириной 56 мм). Спектроскан S является компактным настольным прибором, его габаритные размеры составляют 335 x 310 x 160 мм, масса не превышает 8 кг. Потребляемая мощность от сети 220 В, ~ 50 Гц - не более 100 Вт.

Комплект поставки

В комплект поставки Спектроскан S входят кюветы 100 шт, термобумага 10 рулонов, майларовая плёнка 300 м, белое масло 200 мл, контрольный образец.

Дополнительно с анализатором Спектроскан S могут поставляться:

  • аттестованные методики выполнения измерений;
  • портативная мельница для истирания порошковых проб;
  • IBM-совместимый персональный компьютер с принтером; 
  • устройство бесперебойного питания для анализатора и компьютера.

eslab-spb.ru

Рентгеноабсорбционный потоковый анализатор серы в нефти и нефтепродуктах СПЕКТРОСКАН IS  

Данное оборудование указано в следующих разделах каталога:

Внесён в Государственный реестр средств измерений РФ под № 67296-17

Рентгеноабсорбционный анализатор серы «СПЕКТРОСКАН IS» предназначен для определения массовой доли серы 0,1...5,5 % в потоке нефти/нефтепродуктов.

Нефть поступает в проточную кювету, рассчитанную на давление до 63 бар и скорость потока до 200 л/м, где просвечивается излучением рентгеновской трубки, которое ослабляется потоком нефти и регистрируется детектором. Зарегистрированный детектором сигнал автоматически пересчитывается, с помощью встроенного компьютера, в значение массовой доли серы.

Анализатор используется для технологического контроля при транспортировке и хранении нефти, а также при операциях смешения (копаундирования), может быть размещён как в составе блока измерения показателей качества нефти (БИК), системы измерения количества и качества нефти (СИКН), так и автономно.

Конструктивно анализатор представляет собой комплектное изделие полной заводской готовности, имеющее блочно-модульную конструкцию и включающее все необходимые функциональные устройства для обеспечения эффективной и безопасной эксплуатации.

Прибор абсолютно безопасен, не требует регистрации в органах Санэпиднадзора.

Поставляется в двух исполнениях:

  • двухблочном
  • моноблочном.

Анализатор может иметь опции:

  • два (один) отсечных узла без функции НЗ
  • два (один) отсечных узла с функцией НЗ
  • два (один) ручных отсечных узла
  • система термостабилизации внутренних электронных узлов
  • вентилятор дополнительного охлаждения оболочки
  • шкаф для уличного исполнения анализатора
  • рама для крепления
  • температурное исполнение:
    • +10...+40 °С
    • -20...+40 °С

Технические характеристики

Рабочая среда Нефть и нефтепродукты
Определяемый показатель Массовая доля серы
Диапазон измеряемых содержаний серы, % 0,1...5,5
СКО повторяемости, при экспозиции 100 с и максимальном разбросе плотности рабочей среды для содержания серы 0,1 % 65 мг/кг
для содержания серы 2,5 % 92 мг/кг
Давление в проточной кювете, МПа до 6,3
Температура рабочей среды, °С до 50
Скорость потока пробы, л/мин до 200
Температура окружающей среды, °С -20...+40
Входы Интерфейс 4...20 мА плотность
содержание хлористых солей
содержание воды
Выходы Интерфейс 4...20 мА содержание серы
температура рабочей среды
Интерфейс RS-485 (Modbus RTU)
Сигнализация предупреждения и аварии Используются две пары «сухих» контактов.
Управление гидравлическим контуром отсекающие узлы с взрывозащищенными электроприводами и функцией автоматического отсечения потока при отключении питания
клапан сброса по превышению давления
краны дренажа и/или подвода жидких образцов через отдельный контур
Подсоединение к контуру Фланцевое
Ex - маркировка 1Ex d IIB T4 Gb X
Время единичного измерения, с 10...240 (регулируемое)
Степень защиты по ГОСТ 14254, не ниже IP65
Напряжение питания, В ~220
Потребляемая мощность, ВА не более 1000
Габариты прибора, не более (Д×Ш×В), мм 850×900×2300
Масса прибора, кг не более 400

granat-e.ru

Анализатор серы в нефтепродуктах СИМ-6

Снят с производства. Замена — СИМ-6М

Анализатор СИМ-6 предназначен для измерения содержания серы в светлых нефтепродуктах (бензин, керосин, дизтопливо), а также в других нефтепродуктах, полностью сгорающих в горелке анализатора, и может применяться для оперативного контроля их качества.

Метод определения содержания серы в нефтепродуктах соответствует ГОСТ 19121-73.

Анализатор относится к группе автоматизированных анализаторов по ГОСТ 16851-71.

Принцип действия анализатора основан на методе определения серы в нефтепродуктах, заключающемся в сжигании контролируемого нефтепродукта в потоке воздуха и определении содержания сернистого ангидрида в продуктах сгорания с использованием кулонометрического преобразователя.

Анализатор вычисляет содержание серы в продуктах сгорания в течение 256 с и усредняет полученные результаты.

Результат измерения (усредненное значение) содержания серы в контролируемых нефтепродуктах индицируется на индикаторе в граммах на кубический дециметр.

Технические характеристики

Диапазон измерений содержания серы в нефтепродуктах, г/дм³ 0,08...4,00
Предел допускаемой относительной погрешности измерения содержания серы в нефтепродуктах, %, не более 10
Питание анализатора осуществляется от сети переменного тока 220 В, 50 Гц
Мощность, потребляемая анализатором, В×А не превышает 40
Габаритные размеры анализатора, мм, не более 300×340×180
Масса анализатора, кг, не более 10

Для определения содержания серы в нефтепродуктах с более высокой точностью рекомендуется использовать рентгенофлуоресцентные анализаторы

ГОСТ Р 51947-2002, ASTM D4294-03, ASTM D6445-99, EN ISO 20847:2004, EN ISO 8754:2003 — энергодисперсионный метод определения серы

ГОСТ Р 52660-2006, ГОСТ Р 52368-2005 (DIN EN 590:2004), EN ISO 20884:2004, ASTM D 2622-05 — волнодисперсионный метод определения серы с чувствительностью порядка 1 ppm (1 мг/кг)

а также аналогичные приборы зарубежного производства.

granat-e.ru

47395-17: NEX XT Анализаторы серы общей рентгеноабсорбционные в потоке нефти/нефтепродуктов при высоком давлении

Назначение

Анализаторы серы общей рентгеноабсорбционные в потоке нефти/нефтепродуктов при высоком давлении NEX XT (далее - анализаторы NEX XT) предназначены для экспрессного измерения массовой доли серы общей в потоке нефти/нефтепродуктов.

Описание

Принцип действия анализаторов NEX XT основан на измерении изменения интенсивности рентгеновского излучения, прошедшего через нефть/нефтепродукт. Интенсивность сигнала обратно пропорциональна массовой доле серы. Энергия рентгеновского излучения оптимизирована таким образом, что поглощение проходящего рентгеновского излучения не зависит от углеводородной матрицы, а зависит, главным образом, от массовой доли серы, находящейся в данной матрице.

Измерение интенсивности рентгеновского излучения, прошедшего через нефть/нефтепродукт, происходит через окна проточной кюветы. Секция проточной кюветы - это труба из нержавеющей стали с окнами, выполненными из бериллия металлического и имеющими специальное покрытие, предохраняющее от эрозии.

Окна расположены одно против другого и находятся на одной линии с источником и детектором, хорошо пропускают рентгеновское излучение и способны выдерживать высокое давление до 110 кПа и температуру до +200 °С.

Имеется возможность подключения плотномера, встраиваемого в трубопровод последовательно или параллельно проточной кювете, чтобы анализатор NEX XT мог автоматически корректировать детектируемое рентгеновское излучение на любые изменения в плотности потока нефти/нефтепродукта. Плотномер должен иметь аналоговый выход на (4-20) мА и обеспечивать погрешность измерения плотности потока нефти/нефтепродукта не более ±0,0005 г/см3. Плотномер может поставляться по отдельному заказу.

Анализатор NEX XT обладает функцией ввода поправки на содержание воды в нефти/нефтепродукте при наличии ввода аналогового сигнала от внешнего влагомера.

Анализатор NEX XT рассчитывает массовую долю серы общей и готовит отчет для системы контроля пользователя. Расчет соответствия между числом зарегистрированных импульсов и массовой доли серы общей в пробе проводится по градуировочному графику, занесенному в память анализатора.

Вывод информации о массовой доле серы общей осуществляется на дисплей и в виде аналогового сигнала, например, (4-20) мА. Имеется последовательный интерфейс RS485 MODBUS.

Анализаторы NEX XT конструктивно состоят из проточной кюветы, рентгеновской трубки мощностью не более 4 Вт, сцинтилляционного детектора в паре с фотоэлектронным умножителем и электроники на базе PLC Siemens.

Общий вид средства измерений во взрывонепроницаемой и в продуваемой оболочках представлен на рисунках 1.1 и 1.2.

Схема пломбировки средства измерений во взрывонепроницаемой и в продуваемой оболочках от несанкционированного доступа представлена на рисунках 2.1 и 2.2.

Рисунок 1.2 - Общий вид средства измерений в продуваемой оболочке

Программное обеспечение

Влияние программного обеспечения учтено изготовителем при нормировании метрологических характеристик анализатора NEX XT. Конструкция средства измерения (СИ) исключает возможность несанкционированного влияния на ПО СИ и измерительную информацию.

Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

NEX XT

Номер версии (идентификационный номер) ПО

1414 для TP177B и 1418 для PLC Siemens S7-1200 и выше

Цифровой идентификатор ПО

-

Другие идентификационные данные

-

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Наименование характеристики

Значение характеристики

Диапазон измерений массовой доли серы общей, %

От 0,02 до 6,00 включ.

Предел обнаружения массовой доли серы общей, %:

-    при экспозиции 30 с;

-    при экспозиции 100 с

0,007

0,004

Предел допускаемого значения среднего квадратического отклонения результата измерений массовой доли серы общей в диапазоне, %:

-    от 0,02 до 0,20 % включ.;

-    св. 0,20 до 6,00 % включ.

2,0

1,0

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений массовой доли серы общей в диапазоне, %:

-    от 0,02 до 0,20 % включ.;

-    св. 0,20 до 6,00 % включ.

(при встроенном в трубопровод плотномере)

±5,0

±3,5

Таблица 3 - Основные технические характеристики

Наименование характеристики

Значение характеристики

Время установления рабочего режима, мин, не более

30

Давление в потоке, кПа (бар)

1-104 (100)

Рентгеновская трубка

Анод: Pd

Масса, кг, не более

286

Г абаритные размеры средства измерений, мм, не более

-    высота

-    ширина

-    длина

367

735

1746

Параметры электрического питания:

-    напряжение переменного тока, В

-    ток, А

-    частота переменного тока, Гц

220 ±22 2,9

От 47 до 63 включ.

Условия эксплуатации:

-    температура окружающего воздуха, °С

-    относительная влажность окружающего воздуха при температуре +25 °С (без конденсации влаги), %, не более

-    атмосферное давление, кПа

от 0 до +43 включ.

95

от 84,0 до 106,7 включ.

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист «Руководства по эксплуатации» печатным способом и на этикетку, которую крепят на лицевой панели корпуса анализатора NEX XT методом наклейки.

Комплектность

Таблица 3 - Комплектность средства измерений

Наименование изделия и его обозначение

Обозначение

Количество

Анализатор серы общей рентгеноабсорбционный в потоке нефти/нефте-продуктов при высоком давлении NEX XT

-

1 шт.

Наименование изделия и его обозначение

Обозначение

Количество

Программное обеспечение

NEX XT версия 1414 для TP177B и 1418 для PLC Siemens S7-1200 и выше

1 экз.

Руководство по эксплуатации

-

1 экз.

Методика поверки

МП 183-223-2016

1 экз.

Поверка

осуществляется по документу МП 183-223-2016 «ГСИ. «Анализаторы серы общей рентгеноабсорбционные в потоке нефти/нефтепродуктов при высоком давлении NEX XT. Методика поверки», утвержденному ФГУП «УНИИМ» 27.02.2017 года.

Основные средства поверки:

-    стандартные образцы массовой доли серы в минеральном масле - ГСО 8611-2004 (комплект SMO10HL). Аттестованные значения массовой доли серы в СО: 0,0000, 0,1000, 0,2000, 0,3000, 0,4000, 0,5000, 0,7500, 1,000, 1,500, 2,000, 2,500, 3,000, 4,000, 5,000 %, Границы относительной погрешности аттестованного значения СО составляют ±2,0 %;

-    стандартный образец массовой доли серы в минеральном масле с индексом SMO 10-0,02 из комплекта SMO 10 - ГСО 8610-2004. Аттестованное значение массовой

доли серы в СО: 0,0200 %. Границы относительной погрешности аттестованного значения СО составляют ±3,0 %;

-    анализаторы рентгенофлуоресцентные Lab-X 3000/3500/3500S/3500SCL, регистрационный номер в Государственном реестре средств измерений № 14921-07.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемого СИ с требуемой точностью.

Знак поверки в виде клейма наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

ГОСТ Р 50442-92 Нефть и нефтепродукты. Рентгенофлуоресцентный метод определения

серы.

ГОСТ Р 51947-2002 Нефть и нефтепродукты. Определение серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии.

Техническая документация изготовителя “Applied Rigaku Technologies, Inc.”, США.

all-pribors.ru

Анализаторы Artvik: управление процессами нефте- и газопереработки

■ анализаторы влажности газов, в том числе лазерные

■ анализаторы кислорода и СО

■ поточные спектрофотометрические анализаторы

■ рентгеноабсорбционные анализаторы серы в нефти

■ промышленные масс-спектрометрические газоанализаторы

Ключевые приложения:

1. Измерение влажности:

- водородсодержащих газов риформинга, алкилирования и изомеризации

- природного газа, в том числе сжиженного

- инертных и ультрачистых газов

- этилена, пропилена, СО2

2. Измерение кислорода, СО и СО2 в:

- газах регенерации на установках риформинга

- дымовых газах в печах, в том числе и высокотемпературных

- дымовых газах энергетических установок

- инертных, защитных, восстановительных газах

3. Измерение h3S, SO2 и других соединений серы:

- сера в нефти на узлах учета

- h3S/SO2 на установках получения элементарной серы

- SO2 на установках получения и регенерации серной кислоты

- h3S на газофракционных установках и установках риформинга

- h3S, Ch4SH, COS на узлах учета природного газа

4. Измерение состава газов:

- SO2, ЫОх, Nh4 в дымовых газах для мониторинга выбросов

- СО2 в природном газе

- цветность нефтепродуктов и прозрачность технических жидкостей

- h3/Nh4, CO2, Ar, N2 на установках получения аммиака

- контроль и управление установками получения окиси этилена

Системы пробоотбора и комплектация приборов позволяют использовать их для наиболее сложных задач газового анализа. Сотни проектов, реализованных в России и СНГ, подтверждают надежность оборудования и его соответствие особенностям технологических процессов.

Artvik тесно сотрудничает с ведущими проектными организациями России и СНГ, а также инжиниринговыми компаниями и фирмами, осуществляющими комплексную поставку оборудования и систем управления. Постоянное взаимодействие с государственными сертификационными органами гарантирует метрологическое обеспечение поставляемых анализаторов, а также их соответствие нормам электробезопасности и взрывозащиты.

Artvik поставляет также полный диапазон переносных и стационарных калибраторов давления, температуры и электрических сигналов, стенды для поверки, калибровки, ремонта и наладки средств измерений и электронной аппаратуры, а также доплеровские расходомеры жидкостей.

Дополнительную информацию Вы можете получить, обратившись в Головное отделение компании Artvik, Inc., США, по странам СНГ и Балтии - ООО «АРТВИК Р», Россия, Москва, ул. Часовая, 30, тел.: (495) 956 70 79, факс: (495) 956 70 78, e-mail: [email protected]

Приглашаем посетить наш сайт www.artvik.com

ИЗМЕРЕНИЕ СЕРЫ В НЕФТИ РЕНТГЕНО-АБСОРБЦИОННЫМ АНАЛИЗАТОРОМ ASOMA 682T-HP

Введение

Точные и надежные измерения содержания общей серы в нефти и нефтепродуктах критически важны как для нефтетрейдинга, так и для оптимизации и контроля процессов нефтепереработки. В связи с этим содержание серы как в сырой нефти, так и в продуктах ее переработки регламентируется множеством национальных и международных стандартов. Учитывая тенденцию уменьшения содержания серы в разных видах топлив, значение этого анализа на потоке или в лаборатории с каждым годом возрастает.

Контроль содержания серы начинается с определения ее содержания в нефти. Хотя уровень серы в сырой нефти не регламентируется, он в значительной мере определяет ее стоимость и качество. Малосернистая нефть обычно содержит не более 0,5% общей серы, в то время как в сернистой нефти ее типичная концентрация составляет 3%. В отдельных случаях содержание серы в нефти может достигать 6%. Измерение серы необходимо для сортировки нефти, и обычной практикой является смешение нефти с разным содержанием серы для того, чтобы повысить ее качество, а значит и стоимость. Процесс смешения нефти контролируется по показаниям поточного анализатора общей серы. Ясно, что такой анализатор, устанавливаемый на узлах смешения, которые зачастую находятся в удаленных местах, должен обеспечивать быстрое и точное измерение, при этом затраты на его установку и обслуживание должны быть минимальны.

Хотя знание содержания серы в потоках вязких углеводородов в общем случае важно для многих процессов нефтепереработки, ниже мы ограничимся рассмотрением этого вопроса только для случая сырой нефти и задач, связанных с ее транспортировкой, контролем качества на пунктах передачи ответственности, на нефтеналивных терминалах. Рассматриваемый ниже анализатор ASOMA 628T-HP предназначен в первую очередь именно для таких задач. Этот анализатор аккумулирует более чем 25-летний опыт компании в производстве поточных анализаторов серы в нефти.

Очевидно, что для решения задачи измерения в высоковязких потоках углеводородов, каким собственно и является сырая нефть, анализатор должен обеспечивать возможность анализа при повышенной температуре и давлении. Кроме того, учитывая эксплуатацию анализаторов на удаленных или необорудованных площадках, необходимо, чтобы пробоотбор или пробоподготовка были сведены к минимуму.

Анализатор ASOMA 682T-HP

Методом анализа, отвечающим всем перечисленными выше требованиям, является рентгено-абсорбционный метод. Иногда этот метод обозначается латинской аббревиатурой XRA (последняя буква обозначает абсорбцию или поглощение излучения) или XRT (последняя буква обозначает пропускание). По своему названию метод аналогичен обычной абсорбционной спектроскопии, однако, измеряется не поглощение или пропускание света, а поглощение или пропускание рентгеновского излучения. Что рассматривать — поглощение или пропускание излучения — дело вкуса, с физической точки зрения это один и тот же процесс.

Измерительная схема такого анализатора чрезвычайно проста. Анализируемая нефть проходит через анализатор по трубке, на одной из сторон которой установлена рентгеновская трубка, генерирующая излучение соответствующей частоты, а на другой — приемник. При этом проба подается в анализатор при рабочем давлении и рабочей температуре потока, т.е. без всякой дополнительной пробоподготовки. Трубка, по которой проходит нефть, играет роль проточной измерительной ячейки. Рентгеновское излучение проходит через бериллиевые окошки, прозрачные для него, и интенсивность прошедшего через нефть излучения измеряется.

Такая конструкция анализатора ASOMA 682T-HP (рис. 1) оптимальна для работы с потоками высоковязких углеводородов, где для перекачки требуется высокое давление в анализируемом потоке и повышенная температура, и где могут сформироваться отложения парафинов или аналогичных субстанций на окошках проточной ячейки. Фактически в такой схеме реализуется бесконтактный способ измерения, и единственным элементом, контактирующим с пробой, является материал окошек.

Анализатор ASOMA 682T-HP стандартно обеспечивает непрерывное и надежное определение серы при давлениях в потоке до 55 бар. Дополнительные опции могут при необходимости расширить диапазон давления. Анализатор может работать как самостоятельный прибор или интегрироваться в автоматизированную систему управления для обеспечения контроля в режиме реального времени. Столь же просто анализатор интегрируется и в системы телеметрии.

Принцип измерения и его особенности

В отличие от распространенных рентгенофлуоресцентных (XRF) методов определения содержания серы, реализованных в лабораторных анализаторах, рентгено-адсорбционные (XRA/XRT) анализаторы работают с более высокой энергией рентгеновского излучения. Благодаря этому путь, который рентгеновское излучение проходит в слое нефти, в XRA/XRT анализаторах намного больше, а излучение гораздо меньше ослабляется собственно самой нефтью и, следовательно, меньше зависит от ее состава. Именно это обстоятельство позволяет использовать проточную схему измерения, когда излучатель и детектор находятся на противоположных сторонах широкой трубки — ячейки. Образец нефти входит снизу в проточную ячейку, диаметр которой примерно 50 мм. С учетом толщины бериллиевых окошек общая длина пути от источника до детектора составляет примерно 85 мм. Такая «толстая» ячейка позволяет пренебречь относительным вкладом окошек, на которых могут со временем образовываться отложения, поэтому для анализа именно сырой нефти метод XRA/XRT является более предпочтительным.

Интенсивность прошедшего через ячейку рентгеновского изучения обратно пропорциональна концентрации серы, присутствующей в нефти. Интенсивность рентгеновского изучения определяется следующим уравнением, в известном смысле аналогичным уравнению Бугер-Ламберт-Бера в обычной оптической спектроскопии:

где: Г — интенсивность прошедшего через слой нефти рентгеновского излучения, 10— начальная интенсивность излучения, т — коэффициент поглощения, см2/г, d — плотность, г/см3, l — толщина слоя нефти, см.

В табл. 1 показаны коэффициенты поглощения для водорода, углерода и кислорода — обычных составляющих нефть элементов, — а также серы. Коэффициенты приведены для энергии рентгеновского излучения 21 кэВ. Как видно из таблицы, при этой энергии излучения коэффициент поглощения для серы на порядок больше, чем для других элементов. Следовательно, ослабление излучения в основном связано с содержанием в нефти серы.

Таблица1

Коэффициенты поглощения элементов при 21 кэВ

H

0.41

C

0.37

O

0.68

S

5.33

Обычно разные типы нефти или вязких углеводородов отличаются по составу, а, следовательно, и по соотношению основных составляющих нефти углерода и водорода С/Н. Однако коэффициенты поглощения для C и Н при данной энергии излучения близки, поэтому влияние соотношения C/H на измерение содержания серы в нефти незначительно.

Источником рентгеновского излучения в анализаторе ASOMA 682T-HP служит рентгеновская трубка с родиевым (Rh) анодом. Напряжение на трубке устанавливается таким образом, чтобы энергия рентгеновских лучей была более 25 кэВ, а их интенсивность, определяемая пропорциональным счетчиком, — порядка 30 000 с-1. Для получения монохроматического излучения 21 кэВ используется дополнительный палладиевый фильтр. Время жизни рентгеновской трубки при непрерывном измерении составляет более 10 лет. Газонаполненный пропорциональный счетчик служит не менее 5 лет.

Хотя энергия рентгеновского излучения анализатора оптимальна для преимущественного поглощения атомами серы, при изменении температуры потока плотность нефти, входящая в уравнение интенсивности, также меняется. Плотность зависит и от происхождения нефти, поэтому изменение плотности приводит к тому, что поглощение излучения образцами с разной плотностью, но содержащими одинаковое количество серы, будет различным. Наилучший способ скорректировать зависимость поглощения от плотности — это измерить ее в тот же момент, когда производится измерение серы. Для этой цели анализатор ASOMA 682T-HP может оснащаться встроенным плотномером или использовать сигнал от внешних плотномеров, входящих в состав оборудования узлов учета. Анализатор снабжен различными встроенными программами автоматической коррекции измерения на плотность нефти.

Контроллер

Управление работой анализатора осуществляется интегрированным программируемым контроллером с сенсорным дисплеем (рис. 2).

Контроллер следит за различными параметрами, такими как температура и плотность потока, и осуществляет непрерывную диагностику исправности всей системы. Он также снабжен тревожной сигнализацией и стандартными аналоговыми и цифровыми каналами ввода-вывода, что обеспечивает простоту интегрирования анализатора в любые системы управления или сбора информации.

Цифровые каналы поддерживают множество протоколов современных промышленных сетей: Profibus, Modbus, а также Ethernet. В последние годы, несмотря на внутренне присущие ему ограничения, промышленный Ethernet приобретает все большее распространение главным образом благодаря простоте создания больших распределенных сетей.

Контроллер работает под управлением встроенной операционной системы Windows, имеет интуитивно понятный интерфейс, что упрощает программирование режимов работы анализатора и его обслуживание. Команды вводятся с помощью большого сенсорного дисплея, на котором отображаются результаты анализа и другая необходимая информация.

Взрывозащищенные версии анализатора

Анализаторы имеют необходимые средства взрывозащиты, обеспечивающие эксплуатацию во взрывоопасных зонах, каковыми обычно являются установки нефтепереработки или узлы учета.

Для различных типов анализаторов принципиально возможны два основных способа взрыво-защиты. Один из них — наддуваемый воздухом или азотом корпус с контролем давления наддува и отключением электропитания, а другой — так называемая взрывонепроницаемая оболочка. Оба этих способа реализованы и для анализатора ASOMA 682T-HP.

Конструкция с наддувом корпуса удобнее в эксплуатации, так как сенсорный дисплей контроллера размещается непосредственно на передней панели анализатора, что обеспечивает максимальное удобство при программировании режимов работы, а также калибровки или другого периодического обслуживания. Однако минимальная рабочая температура окружающей среды ограничена 15°С, что не всегда можно обеспечить в реальных условиях эксплуатации.

Второй способ — взрывонепроницаемая оболочка — удобен для удаленных узлов учета, на которых, как правило, отсутствует система производства и осушки инструментального воздуха. Этот способ взрывозащиты реализован в модели анализатора ASOMA 682T-HP-EX(рис. 1). Минимальная температура окружающей среды для анализатора ASOMA 682T-HP-EX составляет -15°С, что обеспечивает возможность его использования на узлах учета, расположенных в более жестких климатических условиях. К сожалению, такая конструкция обладает определенным неудобством в работе, поскольку сенсорный дисплей контроллера также размещается внутри взрывонепроницае-мой оболочки.

При использовании рентгеновских анализаторов обычно возникает вопрос об их безопасности для обслуживающего персонала. В анализаторах ASOMA 682T-HPуровень излучения, замеренный для разных блоков и узлов внутри корпуса на расстоянии 10 см, составляет менее 0,02 мР/час. В связи с этим такие анализаторы не попадают в перечень устройств с повышенным уровнем ионизующего излучения, и, соответственно, не требуют радиационного учета и контроля. К паспорту каждого анализатора прилагается документ, показывающий реальный уровень излучения для всех основных узлов конкретного прибора.

Стандарты и погрешности

Несмотря на столь простую конструкцию, идеально приспособленную для непрерывного измерения концентрации серы в нефти, следует все же сказать, что XRA/XRT метод измерения не вполне соответствует ГОСТ 51947, ASTM D 4294 или IP-366. В этих методах регламентируется использование рентгенофлуоресцентного XRF метода анализа содержания серы, обладающего несколько большей чувствительностью при низких концентрациях серы, но не столь хорошо приспособленного для измерения на потоке.

Однако, как показывают сравнения этих методов (см. рис. 3), в диапазоне содержания серы, типичном для сырой нефти или для узлов смешения, измерения XRA/XRT методом практически совпадают с измерениями рентгенофлуоресцентным.

На практике лабораторное измерение серы в нефти, осуществляемое ренгенофлуоресцентным анализатором, в строгом соответствии с ГОСТ или ASTM, используется для поверки, или, при необходимости, калибровки поточного рентгено-адсорбционного анализатора. Для упрощения этой процедуры анализатор ASOMA 682T-HP может быть снабжен подсистемой сбора анализируемого образца в специальные емкости для последующего лабораторного анализа, сопоставления результатов измерения и, при необходимости, калибровки поточного анализатора.

Основные особенности анализатора ASOMA 682T-HP:

• Оптимальность для анализа нефти и других высоковязких углеводородов

• Рабочий диапазон по сере от 0,1% до 6%

• Температура потока до 120°С (с высокотемпературной опцией)

• Давление до 55 бар, которое выдерживают окна проточной ячейки

• Низкий риск зарастания проточной ячейки большого диаметра

• Соответствие результатам измерения по ГОСТ, ASTM и IP

Компания Artvik имеет более чем двадцатилетний опыт в области поточных анализаторов газов и жидкостей. Мы можем предложить надежные, проверенные временем решения для разнообразных приложений с учетом особенностей работы конкретной установки и потребностей управления технологическим процессом. Компания Artvik эксклюзивно представляет в России и странах СНГ промышленные анализаторы компании AMETEK Process Instruments — мирового лидера в производстве приборов для поточного анализа серы в высоковязких углеводородных средах. Если у Вас возникнут вопросы по поточным анализаторам серы в нефти, просим обращаться в компанию Artvik.

ARTVIK, Inc., 2012

energoneftegazhim.ru

Анализаторы серы в нефти рентгено-абсорбционные поточные СПЕКТРОСКАН IS

Применение

Анализаторы серы в нефти рентгено-абсорбционные поточные «СПЕКТРОСКАН IS» (далее по тексту - анализаторы) предназначены для непрерывного измерения массовой доли серы в потоке нефти и или нефтепродуктов (далее анализируемая среда).

Подробное описание

Принцип действия анализаторов «СПЕКТРОСКАН IS» основан на использовании зависимости абсорбции рентгеновского излучения анализируемой средой от массовой доли серы в ней. Измеряется интенсивность прошедшего через слой анализируемой среды рентгеновского излучения в заданном энергетическом диапазоне. Измеренная интенсивность прошедшего излучения связана функциональной зависимостью с массовой долей серы.

Слой анализируемой среды заданной толщины обеспечивается использованием проточной измерительной кюветы, имеющей с противоположных сторон прозрачные для рентгеновского излучения окна. Со стороны одного окна (входного) установлен источник рентгеновского излучения - рентгеновская трубка, со стороны второго окна (выходного) находится приемник - детектор рентгеновского излучения.

Конструктивно анализаторы состоят из блока измерительного, блока вспомогательной электроники, отсечных узлов и блока коммутации. Блок вспомогательной электроники присутствует только в двухблочном исполнении (“Д”), которое представлено на рисунке 1. В моноблочном исполнении (“М”) блок вспомогательной электроники отсутствует, а его элементы управления перенесены в блок измерительный. Также анализаторы имеют два температурных исполнения (1 и 2), отличающихся диапазонами температуры окружающей среды, при которых допускается их эксплуатация.

Анализаторы имеют два отсечных узла (нижний и верхний), которые могут отсекать поток рабочей жидкости от измерительного блока при остановке измерений.

Измерительный блок имеет взрывозащищенное исполнение и включает измерительную проточную кювету, рентгеновский излучатель и детектор рентгеновского излучения. Спектральный состав первичного рентгеновского излучения формируется таким образом, чтобы результат определения массовой доли серы не зависел от соотношения С/Н в широком диапазоне его значений.

Анализаторы имеют возможность учета влияния плотности анализируемой среды, а также содержания воды и хлористых солей в ней, на результат измерения массовой доли серы.

Данные о плотности, массовой доле воды и хлористых солей могут поступать в анализатор извне аналоговым или цифровым способом (по интерфейсу “токовая петля” 4-20 мА или по интерфейсу RS-485 Modbus RTU). При этом влияние этих мешающих факторов на результат учитывается автоматически. Значения плотности, содержания воды и хлористых солей должны передаваться в анализатор от средств измерений, зарегистрированных в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений.

Анализаторы имеют две пары “сухих” контактов: “Предупреждение” и “Авария”, которые сигнализируют разрывом цепи о возникновении нештатных ситуаций.

Значение массовой доли серы анализаторы выдают по интерфейсу “токовая петля”

4-20 мА или по интерфейсу RS-485 Modbus RTU.

Управление режимами работы и параметрами анализатора осуществляется кнопками, имеющими контекстно-зависимые функции, отображаемые на панели оператора, и с помощью переключателя, управляющего отсечными узлами. Панель оператора служит для отображения/редактирования параметров анализаторов, а также информации о работе и результатах измерений. Общий вид анализаторов и место пломбирования приведены на рисунке 1.

ПО

Анализаторы оснащены встроенным программным обеспечением (ПО), которое управляет их работой, отображает, обрабатывает, хранит и передает полученные данные. ПО состоит из двух частей - 1) ПО программируемого логического контроллера (ПЛК) и 2) ПО панели оператора. Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

-

Номер версии ПО ПЛК

не ниже 1.34

Номер версии ПО панели оператора

не ниже 1.20

Цифровой идентификатор

-

Обе части ПО являются метрологически значимыми и выполняют следующие функции:

•    управление анализатором;

•    определение и хранение калибровочных коэффициентов;

•    вычисление, хранение, передача результатов измерений;

•    редактирование параметров анализатора.

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» по Р 50.2.077-2014. Влияние ПО на метрологические характеристики учтено при их нормировании.

Технические данные

Метрологические характеристики анализатора приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Наименование характеристики

Значение характеристики

Диапазон измерений массовой доли серы, %

От 0,04 до 6,0

Диапазон показаний массовой доли серы, %

От 0,02 до 6,5

Пределы допускаемой абсолютной погрешности (за время экспозиции 100 с):

-    в диапазоне от 0,04 до 1,0 % включ.

-    в диапазоне св. 1,0 до 6,0 %

±(0,0221+0,0179 ^) 1) ±0,04-С8

Дрейф показаний анализатора за 24 часа непрерывной работы, %, не более

±0,02

Примечание: 1) Сб- текущее значение измеряемой величины

Пределы допускаемой абсолютной погрешности средств измерений плотности, содержания воды и хлористых солей приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Пределы допускаемой абсолютной погрешности дополнительных средств измерений_

Передаваемая в анализатор величина

Пределы допускаемой абсолютной погрешности

Плотность, г/см3

±0,001

Массовая доля влаги, %

±0,136

Массовая доля хлористых солей (в пересчете на NaCl), %

±0,01

Таблица 4 - Основные технические характеристики

Наименование характеристики

Значение характеристики

Габаритные размеры (ДхШ*В), мм, не более:

-    исполнение “Д”

-    исполнение “М”

850х750х2100

850х900х2300

Масса, кг, не более

400

Средний срок службы, лет

10

Маркировка взрывозащиты

1Ex d IIB T4 Gb X

Напряжение питания переменного тока, В Частота переменного тока, Гц

220±22

50±1

Потребляемая мощность, В-А, не более

1000

Наработка на отказ, ч, не менее

17000

Время выхода в рабочий режим (при температуре окружающего воздуха от +20 до +30 °С), мин, не более

60

Расход анализируемой среды, л/мин

От 1 до 200

Условия эксплуатации:

о/~'

диапазон температуры окружающего воздуха, С:

-    температурное исполнение 1

-    температурное исполнение 2

от +10 до +40 от -20 до +40

относительная влажность окружающего воздуха (при температуре +25 0С), %, не более

90

диапазон атмосферного давления, кПа

от 84,0 до 106,7

Утвержденный тип

наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации методом компьютерной графики, на дверцу измерительного блока на маркировочную табличку и на основную маркировочную табличку, расположенную на раме анализатора.

Комплект

Таблица 5 - Комплектность средства измерений

Наименование

Обозначение

Количество

Анализаторы серы в нефти рентгено-абсорбционные поточные «СПЕКТРОСКАН I

S» в составе:

Блок измерительный

PA17.120.000-XX

1 шт.

Блок вспомогательной электроники^

PA17.150.000-XX

По заказу

Блок коммутационный

РА17.160.000-ХХ

1 шт.

Отсечные узлы

PA17.130.000-XX

РА17.140.000-ХХ

1 шт.

Вентилятор1)

РА17.250.000-ХХ

По заказу

Кабель интерфейсный

РА17.601.000-ХХ

1 компл.

Кабель питания вентилятора1-*

РА17.602.000-ХХ

По заказу

Рама

РА17.710.250-ХХ

1 шт.

Руководство по эксплуатации

РА17.000.000 РЭ

1 экз.

Паспорт

РА17.000.000 ПС

1 экз.

Методика поверки

МП-242-2050-2017

1 экз.

Комплект ЗИП

РА17.700.000 ЗИ

1 компл.

Примечание: 1) Комплектующие поставляются для отдельных исполнений анализатора.

Информация о поверке

осуществляется по документу МП-242-2050-2017 «Анализаторы серы в нефти рентгеноабсорбционные поточные «СПЕКТРОСКАН IS». Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 01.03.2017 г.

Основные средства поверки:

Стандартные образцы массовой доли серы в минеральном масле ГСО 9406-2009, 9411-2009, 9416-2009.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик анализатора с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на маркировочную табличку на блоке измерительном, как показано на рисунке 1 или на свидетельство о поверке.

Методы измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Документы

Технические условия ТУ 4276-008-23124704-2015

www.kip-guide.ru