Розроблення методу експрес-контролю якості технологічних рідин за потенціалом протікання

Abstract

Thesis is devoted to the problem of quality control of process liquids by elec-trokinetic method on the basis of streaming potential phenomenon. The possibility and reasonability of liquid streaming potential application for express-control of liquid composition have been investigated and substantiated. Physical and mathe-matical models have been developed which are considered as a scientific basis of a new method based on the linear dependence of liquid streaming potential upon dif-ferential pressure at the sensing device of streaming potential (SP). With the help of experiments conducted on the developed laboratory benches, there have been confirmed the theoretical conclusions concerning the suggested method for the ex-press-control of process liquid quality. Moreover, an effective SP - cylinder with glass balls was created and investigated. Dependence was determined between wa-ter content in the process solution of diethyleneglycol and function of the solution streaming potential from differential pressure on SP. Sample of information-measuring system “Absorbent-1” has been developed and produced to control ab-sorbent quality in natural gas dewatering units. A conducted industrial approbation of the information-measuring system “Absorbent-1” in working conditions accord-ing to the developed program and method has confirmed that the received accuracy magnitudes permit to apply a developed system for express-control of water con-tent determination in process solution of diethyleneglycol. A project of SOU (Standard of Organization in Ukraine) has been developed for express-control of absorbent quality of process liquids in oil and gas and petrochemical industries ac-cording to the streaming potential. Диссертация посвящена вопросу контроля качества технологических жидкостей электрокинетическим методом на основе явления потенциала протекания. Решение этой проблемы повышает достоверность текущей ин-формации о составе и качестве технологических жидкостей, содействует достижению оптимальных параметров и экономически выгодных производственно-технологических показателей режима эксплуатации ряда технологических процессов нефтегазовой отрасли. Проведенный анализ используемых методов и средств контроля качества технологических жидкостей в нефтегазовой промышленности показал, что, несмотря на их достаточное количество, в частности для определения содержания воды в различных жидкостях, применяемые методы и средства или трудоёмкие и длительные, или непригодны для экспресс-контроля. Что касается новых методов, то здесь перспективным является использование возможностей электрокинетического явления потенциала протекания. На основании проведенного анализа рассматриваемой проблемы сформулированы цели и задачи диссертационной работы. Для создания нового метода экспресс-контроля качества технологических жидкостей выполнен теоретический анализ строения двойного электрического слоя, разработаны физическая и математическая модели явления по-тенциала протекания. Предложенный в работе метод экспресс-контроля состава технологических жидкостей основан на полученной из математической модели явления линейной зависимости потенциала протекания жидкости от перепада давления на первичном преобразователе потенциала протекания (ПП). Метод отличается простотой, сочетает в себе элементы диэлькометри-ческого и кондуктометрического методов, может применяться в широком диапазоне изменения диэлектрической проницаемости, электропроводности, вязкости ньютоновских жидкостей, позволяет определять изменение содер-жания воды в технологической жидкости на (0,05 – 0,1)% масс. Опытным путём на разработанных лабораторных стендах подтверждены теоретические выводы относительно нового метода экспресс-контроля качества технологических жидкостей. Обоснованы условия достижения устано-вившегося значения потенциала протекания для прямых капилляров как ПП. Создан и исследован эффективный ПП – цилиндрический элемент, напол-ненный стеклянными шариками. Определены зависимости потенциала протекания жидкости от перепада давления на ПП, температуры и состава исследуемой жидкости. Установлена зависимость между содержанием воды в технологическом растворе диэтиленгликоля и функцией потенциала протекания раствора от перепада давления на ПП. Дана оценка достоверности нового метода контроля. На основании выполненных теоретических и лабораторных исследова-ний разработан и изготовлен экспериментальный образец информационно-измерительной системы (ИИС) "Абсорбент-1" контроля качества абсорбентов на установках осушки природного газа. Предложены конструктивные решения ИИС "Абсорбент-1" в пластиковом корпусе фирмы Bopla как лабо-раторного измерительного прибора, так и элемента системы автоматизации установок осушки газа. Проведенная в соответствии с разработанными программой и методикой промышленная апробация данной ИИС на базе уста-новки осушки природного газа Богородчанского производственного управления подземного хранения газа Управления магистральных газопроводов "Прикарпаттрансгаз" показала, что максимальное абсолютное расхождение измерения массового содержания воды в технологическом растворе диэтиленгликоля составляет 0,07%, а погрешность, приведённая к диапазону измерений (0,7 – 3,1 % масс. воды), составляет за период испытаний 1,4% по сравнению с карбидным методом определения содержания воды. Достигну-тые значения точности позволяют применять разработанную ИИС "Абсор-бент-1" для контроля содержания воды в технологическом растворе диэти-ленгликоля на установках осушки природного газа. С учётом достигнутых в работе результатов разработан и предложен проект стандарта организации Украины экспресс-контроля качества технологических жидкостей нефтегазовой и нефтехимической промышленности.Дисертація присвячена питанню контролю якості технологічних рідин електрокінетичним методом на основі явища потенціалу протікання. Дослі-джено та обґрунтовано можливість і доцільність використання потенціалу протікання рідини для експрес-контролю її складу. Розроблені фізичну та ма-тематичну моделі, які є науковою базою нового методу, що ґрунтується на лінійній залежності потенціалу протікання рідини від перепаду тиску на пер-винному перетворювачі потенціалу протікання (ПП). Експериментальним шляхом на розроблених лабораторних стендах підтверджені теоретичні висновки щодо запропонованого методу експрес-контролю якості технологіч-них рідин. Створений та досліджений ефективний ПП – циліндричний еле-мент зі скляними кульками. Встановлена залежність між вмістом води в тех-нологічному розчині диетиленгліколю та функцією потенціалу протікання розчину від перепаду тиску на ПП. Розроблено та виготовлено взірець інфо-рмаційно-вимірювальної системи “Абсорбент-1” контролю якості абсорбентів на установках осушення природного газу. Проведена промислова апробація інформаційно-вимірювальної системи у виробничих умовах відповідно до розроблених програми та методики підтвердила, що отримані значення точ-ності дозволяють застосувати розроблену систему для експрес-контролю визначення вмісту води в технологічному розчині диетиленгліколю. Розробле-но проект СОУ експрес-контролю якості технологічних рідин нафтогазової та нафтохімічної промисловості за потенціалом протікання.