Les processus dans les raffineries où les mesures et la gestion de la viscosité et de la densité jouent un rôle central dans les opérations de raffinage sont les suivants:
Un aperçu du processus de raffinage | Référence: American Petroleum Institute (https://www.api.org/)
La disponibilité et le prix du pétrole brut évoluent constamment. Dans ces circonstances dynamiques, maintenir ou augmenter la capacité tout en réduisant les coûts devient de plus en plus complexe pour les raffineries. Alors que les opérateurs s'orientent vers une efficacité et une rentabilité accrues, ils ont besoin de recevoir des données de mesure de processus toujours précises dans toutes les applications.
Le pétrole reste l’un des hydrocarbures les plus importants sur le marché mondial. Il reste la principale source de carburants liquides et de carburants de transport, et une matière première essentielle pour l’industrie des polymères. La viscosité est une caractéristique importante des fluides pour de nombreuses raisons. Il peut s’agir d’une propriété fonctionnelle ou d’un attribut exclusif. Elle peut être liée à l’efficacité d’utilisation. Plus important encore, la viscosité est une indication de la manière dont un fluide est manipulé (pompé, filtré et agité).
Processus et produits de raffinage | Source: Valero Energy (https://www.valero.com/)
Chaque produit pétrolier raffiné obtenu à partir de pétrole brut a une utilisation spécifique:
Le pétrole brut est classé comme pétrole léger ou lourd en fonction de différentes propriétés physiques, telles que le poids moléculaire, la viscosité, la densité et la gravité API. La viscosité et la densité jouent un rôle très important dans la production pétrolière, le transport par pipelines et les processus de récupération du pétrole.
La viscosité est l'une des mesures les plus critiques effectuées dans une raffinerie. Tous les clients achètent des produits de raffinerie qui se distinguent par leurs grades de viscosité, basés sur des normes internationalement acceptées telles que l'ASTM. La viscosité est au cœur de la détermination de la qualité du produit. En outre, il est essentiel à la protection des machines de traitement telles que les pompes et les compresseurs.
Les produits raffinés ont été définis par leur viscosité. Des méthodes et des technologies ont été développées au fil du temps pour donner aux opérateurs plus de contrôle sur leurs opérations. Aujourd'hui, les améliorations dans la mesure et le contrôle de la viscosité conduisent à des augmentations massives de rentabilité pour les raffineurs. La difficulté et les coûts élevés des mesures de viscosité et de densité dans les conditions du réservoir sont les principales raisons du manque de telles données à d'autres températures. De plus, la viscosité et la densité sont des lignes directrices importantes pour les simulations numériques afin de déterminer les aspects économiques et le succès du projet de récupération améliorée du pétrole (EOR).
En gros, les processus dans les raffineries où les mesures et la gestion de la viscosité jouent un rôle central dans les opérations de raffinage sont les suivants:
Opérations de mélange précises
Le mélange est le mélange de pétroles bruts, de condensats ou de bitume - tous avec des propriétés et des valeurs variables - en un seul flux pour créer un nouveau type de pétrole brut mieux adapté au transport et au traitement des raffineries. L'opération de mélange en raffinerie comporte de nombreuses considérations. Il est conduit par -
La principale préoccupation est les proportions exactes de chaque produit mélangé dans une recette donnée. Cette précision de fusion dépend de nombreuses variables au sein du système. Le dispositif de mesure principal détermine la précision globale du système; ainsi, la sélection des compteurs est d'une grande importance.
Le mélange de deux ou plusieurs pétroles bruts pour atteindre le bon équilibre des qualités d'alimentation peut introduire des problèmes inconnus avec des incompatibilités brutes. Cela peut à son tour introduire un encrassement accéléré, et donc des coûts d'énergie supplémentaires avec le réchauffeur alimenté par l'unité brute et un éventuel arrêt anticipé pour le nettoyage de l'échangeur.
Le plus souvent, il peut être très difficile de faire la différence entre une fuite et des écarts acceptables par rapport au modèle en raison des conditions changeantes dans la canalisation, des erreurs de mesure et des changements avec les températures et les pressions. Une instrumentation fiable est nécessaire pour détecter tout changement dans le flux de processus et pour permettre à l'opérateur de réagir efficacement à un tel changement. Il y a plusieurs avantages à utiliser l'instrumentation pour surveiller les propriétés du mélange en temps réel et à choisir de manière appropriée les interventions correctives si nécessaire:
Les raffineries utilisent des mesures de viscosité en ligne pour améliorer la cohérence de la production. Le viscosimètre est situé dans une ligne de dérivation d'une ligne principale et est utilisé pour maintenir l'ajout de diluant pour atteindre la spécification idéale du client la première fois. Les raffineries utilisant un système de mélange piloté par un analyseur ont la capacité de déterminer les propriétés importantes de chaque pétrole brut. Cela permet d'effectuer des ajustements de mélange qui peuvent avoir un impact sur la qualité et les quantités souhaitées du produit. La planification est également améliorée en ayant une visibilité sur les caractéristiques du brut entrant et une analyse supplémentaire sur site avant d'être facturé à l'unité de brut.
Mouvement d'huile de raffinerie: assurer la bonne qualité et la bonne quantité lors des transferts
Le transfert de garde fait référence aux transactions impliquant le transport de substance physique d'un opérateur à un autre. Le contrôle de la qualité lors de telles opérations est utile pour garantir les parties impliquées dans la transaction.
La production de pétrole brut doit respecter des spécifications spécifiques en matière de densité, de viscosité et de teneur en eau pour le transfert de propriété définies par les sociétés de pipeline. Le non-respect de ces conditions avant l'expédition peut entraîner des frais de retraitement importants et des temps d'arrêt des opérations. Les ingénieurs recherchent une solution complète qui permet une mesure précise de la conformité. Ils doivent s'assurer que la qualité du pétrole brut respecte ou dépasse toutes les conditions de processus requises avant qu'une expédition ne quitte l'installation ou le point de transfert de propriété.
Le comptage à terre est l'une des activités du terminal où le respect de la qualité des mesures de viscosité et de densité est utile. Lorsque le pétrole brut arrive à terre, il est mesuré. Cela a un impact sur la fiscalité ou les paiements de transfert de propriété. Des systèmes comparables sont utilisés entre l'acheteur et le vendeur et les données sont comparées. Les transferts entre la plateforme, le pipeline et le stockage et la distribution à terre sont des opportunités de mesure, car chaque acheteur veut être certain de ce qui a été fourni. Les mesures de densité sont utiles pour ces estimations et calculs.
Le principal facteur à prendre en compte pour les systèmes de mesure est le type de compteur pour l'application, le principal facteur de sélection d'un compteur étant la viscosité et la vulnérabilité à l'air. D'autres influences doivent être prises en compte, telles que la tuyauterie, les vibrations, l'installation électrique, le conditionnement du débit, la compatibilité chimique, l'hydraulique du système et l'expérience passée. Une liste complète des choix d'équipement comprend le compteur, la crépine, la vanne de commande et un système d'élimination d'air, ce qui nécessite une attention particulière car il doit empêcher tout air d'entrer dans le système de mesure.
Amélioration des opérations de raffinage: bilans massiques des unités de traitement et contrôle des pertes
Les bilans massiques des unités de processus peuvent être un défi en raison d'erreurs de mesure. Sans mesure précise, les pertes réelles ne peuvent pas être identifiées et les modèles d'optimisation deviennent peu fiables. De nombreux raffineurs s'appuient sur des mesures volumétriques et de densité en laboratoire pour leurs balances, même si les deux mesures sont affectées par les conditions de processus changeantes. Le densimètre en ligne améliore considérablement les balances en mesurant la densité en ligne, ce qui peut remplacer les mesures de densité en laboratoire pour donner un calcul plus précis.
Comprendre la chimie du mélange de pétrole brut pour des optimisations
Outre l'infrastructure appropriée pour le mélange au terminal, il est essentiel de comprendre la chimie du mélange de pétrole brut. Il y a environ 150+ pétroles bruts commercialisés à l'échelle internationale et ces pétroles bruts varient en termes de caractéristiques, de qualité et de propriétés. Les opérations de mélange de pétrole brut, de bitume et de condensat dépendent de leurs propriétés physiques et chimiques pour répondre aux spécifications du raffineur.
La viscosité et la densité sont des propriétés physiques importantes du pétrole brut. Cependant, il existe une pénurie de modèles pratiques pour le calcul de ces propriétés pour le pétrole lourd à des températures élevées. Les viscosimètres et densimètres peuvent permettre aux ingénieurs d'obtenir des modèles exacts capables de prédire avec succès ces deux propriétés importantes des fluides et d'optimiser les processus de mélange pour différents fluides sur une large plage de températures.
La caractérisation en ligne des qualités du pétrole brut fournit un outil efficace pour utiliser les pétroles bruts pour obtenir la marge de raffinage la plus élevée au moindre coût. Cela oblige les raffineries et les stations de mélange à changer fréquemment la qualité du pétrole brut, en fonction de l'équipement de la raffinerie et des prix du marché mondial des différents pétroles bruts.
Pour les mesures de viscosité dans les raffineries, la mesure hors ligne à l'aide de la méthode ASTM-D445 est l'approche traditionnelle. Outre les tâches manuelles et la maintenance intensive qu'impliquent les tubes capillaires, l'utilisation de tubes capillaires en laboratoire présente un inconvénient majeur. Ils ne donnent qu'un instantané d'un instant très précis dans le temps : le moment où l'échantillon a été prélevé. Les comportements des fluides de production en temps réel ne sont pas caractérisés avec précision par des mesures en laboratoire. Lorsque les mesures ne sont effectuées que toutes les 8 à 12 heures, il y a toujours un risque de rater quelque chose. Le retour à des performances conformes aux spécifications dans les processus de raffinage peut facilement prendre 10 heures ou plus. Les raffineurs peuvent dépenser entre 100,000 500,000 et XNUMX XNUMX dollars par événement.
Inconvénients des instruments séparés pour la densité et la viscosité
Les opérateurs utilisent généralement des instruments distincts pour mesurer la densité et la viscosité. L'utilisation de deux instruments différents pose des problèmes majeurs :
Dans les applications de raffinage où la production de matériaux hors spécifications peut coûter des centaines de milliers de dollars par jour, les raffineurs s'appuient de plus en plus sur des mesures en ligne continues en temps réel pour étendre les tests de laboratoire hors ligne traditionnels afin de garantir la qualité du produit. Les technologies couramment utilisées pour les mesures de viscosité en ligne sont les technologies capillaires, vibratoires et à piston oscillant. Toutes nécessitent le conditionnement du fluide testé afin qu'il soit aussi cohérent que les échantillons de laboratoire en termes de température, de débit et de particules. Le retour sur investissement du contrôle de viscosité en ligne se mesure en jours pour les asphaltes et les huiles de lubrification. RheonicsLe principe du résonateur de torsion est la technologie préférée des viscosimètres en ligne en raison de ses avantages inhérents en matière de précision et de fiabilité par rapport aux approches concurrentes. Pour les opérations de raffinage qui ont du mal à répondre à la demande, cette différence est essentielle.
La surveillance et le contrôle automatisés de la viscosité en ligne sont essentiels pour contrôle de la viscosité pendant le mélange et garantir que les caractéristiques critiques sont entièrement conformes aux exigences sur plusieurs lots, sans avoir à recourir à des méthodes de mesure hors ligne et à des techniques de prélèvement d'échantillons. Rheonics propose les solutions suivantes pour le contrôle et l'optimisation des processus dans la formulation, le traitement, la mise à l'échelle et les tests.
Rheonics propose une solution intégrée clé en main pour la gestion de la qualité composée de :
Le capteur SRV est situé en ligne afin de mesurer en continu la viscosité (et la densité en cas de SRD). Les alertes peuvent être configurées pour informer l'opérateur des actions nécessaires ou l'ensemble du processus de gestion peut être entièrement automatisé avec RPTC (Rheonics Contrôleur de suivi prédictif). L’utilisation d’un SRV dans la chaîne de processus de mélange entraîne une amélioration de la productivité, des marges bénéficiaires et permet d’atteindre la conformité réglementaire. Rheonics Les capteurs ont un format compact pour une installation simple en OEM et en rénovation. Ils ne nécessitent aucune maintenance ni reconfiguration. Les capteurs offrent des résultats précis et reproductibles, quels que soient la manière et l'endroit où ils sont montés, sans nécessiter de chambres spéciales, de joints en caoutchouc ou de protection mécanique. N'utilisant aucun consommable et ne nécessitant pas de réétalonnage, les SRV et SRD sont extrêmement faciles à utiliser, ce qui se traduit par des coûts de fonctionnement extrêmement faibles sur leur durée de vie.
Une fois l’environnement du processus établi, peu d’efforts sont généralement nécessaires pour maintenir l’intégrité et la cohérence des systèmes – les opérateurs peuvent compter sur un contrôle strict avec Rheonics solution de gestion de la qualité des raffineries.
Les raffineries peuvent tirer le meilleur parti des progrès de la technologie d'automatisation en Rheonics
Rheonics Les systèmes d'automatisation intègrent des fonctionnalités complémentaires aux systèmes existants, telles que des algorithmes de contrôle de processus avancés intégrés, la surveillance statistique, la surveillance des appareils intelligents et la surveillance de l'état des actifs. Ils intègrent les données sur les processus et l'état des actifs aux opérations et à la maintenance, offrant ainsi de nouvelles façons efficaces d'intégrer les processus de travail et d'améliorer la rapidité et la précision des décisions.
Rheonics' SRV et SRD ont un très petit facteur de forme pour une installation simple OEM et de mise à niveau. Ils permettent une intégration facile dans n’importe quel flux de processus. Ils sont faciles à nettoyer et ne nécessitent aucun entretien ni reconfiguration. Ils ont un faible encombrement permettant une installation en ligne dans n'importe quelle ligne de processus, évitant ainsi tout espace supplémentaire ou besoin d'adaptateur.
Rheonics SRV et SRD utilisent un résonateur coaxial unique et breveté, dans lequel les deux extrémités des capteurs se tordent dans des directions opposées, annulant les couples de réaction sur leur montage et les rendant ainsi totalement insensibles aux conditions de montage et aux débits. L'élément capteur se trouve directement dans le fluide, sans exigence particulière en matière de boîtier ou de cage de protection.
Rheonics» RhéoPulse le logiciel est puissant, intuitif et pratique à utiliser. Le fluide de process en temps réel peut être surveillé sur l'IPC intégré ou sur un ordinateur externe. Plusieurs capteurs répartis dans l'usine sont gérés à partir d'un seul tableau de bord. Aucun effet de la pulsation de pression du pompage sur le fonctionnement du capteur ou la précision de la mesure. Aucun effet de vibration.
Installez directement le capteur dans votre flux de processus pour effectuer des mesures de viscosité (et de densité) en temps réel. Aucune ligne de dérivation n'est requise: le capteur peut être immergé en ligne; le débit et les vibrations n'affectent pas la stabilité et la précision des mesures.
Dans le cas peu probable où un capteur serait endommagé, remplacez les capteurs sans remplacer ni reprogrammer l'électronique. Remplacements immédiats du capteur et de l'électronique sans aucune mise à jour du micrologiciel ni modification de l'étalonnage. Montage facile. Disponible avec des connexions de processus standard et personnalisées comme NPT, Tri-Clamp, DIN 11851, Bride, Varinline et autres raccords sanitaires et hygiéniques. Pas de chambres spéciales. Facilement retiré pour le nettoyage ou l'inspection. SRV est également disponible avec DIN11851 et tri-clamp Connexion pour un montage et un démontage faciles. Les sondes SRV sont hermétiquement scellées pour le nettoyage sur place (CIP) et prennent en charge le lavage haute pression avec des connecteurs IP69K M12.
Rheonics les instruments sont dotés de sondes en acier inoxydable et fournissent en option des revêtements de protection pour des situations spéciales.
Alimentation 24 V CC avec moins de 0.1 A de consommation de courant pendant le fonctionnement normal.
Une électronique ultra-rapide et robuste, combinée à des modèles informatiques complets, Rheonics appareils parmi les plus rapides, les plus polyvalents et les plus précis de l’industrie. SRV et SRD donnent des mesures précises en temps réel de la viscosité (et de la densité pour le SRD) chaque seconde et ne sont pas affectés par les variations de débit !
RheonicsLes instruments sont conçus pour effectuer des mesures dans les conditions les plus difficiles.
SRV est disponible avec la plus large gamme opérationnelle du marché des viscosimètres de process en ligne:
Rheonics« SRD est un produit unique qui remplace trois instruments différents pour les mesures de viscosité, de densité et de température. Il élimine la difficulté de colocaliser trois instruments différents et fournit des mesures extrêmement précises et reproductibles dans les conditions les plus difficiles.
Intégrez un SRV dans la ligne de process et assurez la cohérence au fil des années. SRV surveille et contrôle en permanence la viscosité (et la densité en cas de SRD) et active les vannes de manière adaptative pour le dosage des constituants du mélange. Optimisez le processus avec un SRV et subissez moins d'arrêts, une consommation d'énergie moindre, moins de non-conformités et des économies de coûts matériels. Et au bout du compte, cela contribue à un meilleur résultat net et à un meilleur environnement!
Une électronique sophistiquée et brevetée constitue le cerveau de ces capteurs. SRV et SRD sont disponibles avec des raccords de processus standard de l'industrie comme ¾" NPT, DIN 11851, bride et Tri-clamp permettant aux opérateurs de remplacer un capteur de température existant dans leur ligne de traitement par SRV/SRD fournissant des informations très précieuses et exploitables sur le fluide de traitement, comme la viscosité, en plus d'une mesure précise de la température à l'aide d'un Pt1000 intégré (DIN EN 60751 Classe AA, A, B disponible) .
Disponible dans un boîtier de transmetteur et un montage sur rail DIN petit format, l'électronique du capteur permet une intégration facile dans les lignes de processus et à l'intérieur des armoires d'équipement des machines.
Les multiples méthodes de communication analogiques et numériques implémentées dans l'électronique du capteur permettent une connexion simple et directe à des automates industriels et à des systèmes de contrôle.
Options de communication analogique et numérique
Options de communication numérique en option
Rheonics propose des capteurs intrinsèquement sûrs certifiés ATEX et IECEx pour une utilisation dans des environnements dangereux. Ces capteurs répondent aux exigences essentielles de santé et de sécurité liées à la conception et à la construction d'équipements et de systèmes de protection destinés à être utilisés en atmosphères potentiellement explosives.
Les certifications intrinsèquement sûres et antidéflagrantes détenues par Rheonics permet également la personnalisation d'un capteur existant, permettant ainsi à nos clients d'éviter le temps et les coûts associés à l'identification et au test d'une alternative. Des capteurs personnalisés peuvent être fournis pour les applications nécessitant une unité jusqu'à des milliers d'unités ; avec des délais de plusieurs semaines contre plusieurs mois.
Installez directement le capteur dans votre flux de processus pour effectuer des mesures de viscosité et de densité en temps réel. Aucune ligne de dérivation n'est requise: le capteur peut être immergé en ligne; le débit et les vibrations n'affectent pas la stabilité et la précision de la mesure. Optimisez les performances de mélange en fournissant des tests répétés, consécutifs et cohérents sur le fluide.
Emplacements de contrôle qualité en ligne
Instruments / Capteurs
SRV Viscosimètre OU un SRD pour une densité supplémentaire
Rheonics conçoit, fabrique et commercialise des systèmes innovants de détection et de surveillance des fluides. Fabriqués avec précision en Suisse, RheonicsLes viscosimètres et densimètres en ligne ont la sensibilité exigée par l'application et la fiabilité nécessaire pour survivre dans un environnement d'exploitation difficile. Résultats stables – même dans des conditions de débit défavorables. Aucun effet de chute de pression ou de débit. Il convient également aux mesures de contrôle qualité en laboratoire. Pas besoin de modifier un composant ou un paramètre pour mesurer sur toute la plage.
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