1. 93№1 • январь 2009
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т Е Х Н О Л О Г И И
HYDROCARBON PROCESSING: РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОВ
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА
КОМПАУНДИРОВАНИЯ
J. A. Barsamian, Refinery Automation Institute, LLC, Морис Плейнс, Нью-Джерси
В статье рассмотрены преимущества и недостатки данной технологии
В исследовании, целью которого было определить
область использования неавтономных анализаторов
компаундирования в ближней инфракрасной облас-
ти (near infrared – NIR), включая от шести до восьми
обычных анализаторов при меньших капитальных
вложениях и затратах на обслуживание вкупе с боль-
шей надежностью и более быстрым откликом, при-
няли участие сорок один НПЗ. Чтобы помочь с ре-
шением относительно применения NIR-анализатора
результаты исследования включали измеряемые па-
раметры, требования к модели и время отклика.
В июле 2007 г. в нефтепереработке использова-
лось примерно 500 NIR-анализаторов и лишь 215 из
них – для компаундирования бензина и дизельного
топлива (табл. 1). Подобный результат означает, что
многие пользователи NIR не вполне довольны их ра-
ботой.
Таблица 1. Общая статистика использования NIR и обычных
анализаторов (2007 г.)
Область применения NIR Число
В нефтепереработке 489
При компаундировании бензина 180
При компаундировании дизельного топлива 35
При опросе было отмечено, что сорок один рес-
пондент весьма интенсивно использует неавто-
номные анализаторы для управления смешением,
оптимизации и выпуска продукции. Эти операто-
ры постарались точно разобраться в работе NIR-
анализаторов, приняли решение использовать их в
дальнейшем и установили на своих предприятиях.
Табл. 2 показывает число пользователей NIR
по сравнению с пользователями обычных анали-
заторов. В табл. 3 представлены результаты ис-
следования: 59 % респондентов, использовавших
NIR-анализаторы компаундирования (бензина и
дизеля) заявили, что системы отвечают требова-
ниям американского общества испытаний мате-
риалов (American Society for Testing and Materials
– ASTM) по точности или превосходят их, изме-
ряют широкий спектр свойств быстро (в среднем
две минуты). Эти системы устойчивы, надежны и
просты в обслуживании. Некоторые также исполь-
зуют анализаторы для измерения свойств компо-
нентов смеси.
Таблица 2. Статистика использования NIR и обычных
анализаторов
Показатель Число, %
Число респондентов, использующих NIR 59
Обычные неавтономные анализаторы 22
Свободные неавтономные анализаторы 80
Свободные отклоняющие 41
Свободные отклоняющие только для NIR 15
NIR-анализаторы, отвечающие требованиям
точности ASTM
34
Таблица 3. Статистика использования NIR-анализаторов
(2008 г.)
Показатель Число
Всего участников исследования 41
Использование только неавтономных анализаторов:
анализаторы NIR или Рамана
обычные анализаторы (н/п детонометры)
окончательные лабораторные испытания
топливных баков
24
9
8
Отклоняющие анализаторы для совмещения 17
Отклоняющие анализаторы для совмещения с
NIR
6
Частота показаний NIR, мин в среднем
2
Основа калибровочной модели NIR:
сезонная градуировочная модель
общая модель
10
7
Обновление модели – в среднем один раз
в 6 мес
9 из 16
Используют промывку и контроль 11
Используют эталонные топлива 4
Типичные неполадки:
забивание фильтров
пленка на оптических элементах
слабый поток
10
7
7
Отвечают требованиям точности ASTM 14
Измеряют свойства компонентов смеси 4
Используют NIR для дизельных топлив 5
Повторно используют NIR 18 из 29
Жалобы:
требуется гарантия поставщика
о готовности прибора к работе
требуется всесторонняя поддержка
в моделировании
8
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

2. 94
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т Е Х Н О Л О Г И И№1 январь • 2009
HYDROCARBON PROCESSING: РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОВ
Основные претензии пользователи предъявляли
к моделям предсказания свойств. Пользователи ут-
верждали, что многие поставщики NIR не предостав-
ляют необходимых гарантий качества измерения
свойств (точность удовлетворяет стандартам ASTM
или превосходит их). Кроме того, поставщики не
смогли оказать должной поддержки в области моде-
лирования, поскольку большинство из них недоста-
точно разбираются в принципах моделирования про-
цессов компаундирования. Наконец, поступали жа-
лобы на забивание фильтров и отложение пленок на
оптических элементах анализаторов. Для успешной
работы, по рекомендациям ASTM D6122, необходима
подходящая система отбора образцов и система еже-
дневного автоматического промывания и контроля.
При правильно выполненном моделировании
пользователю нужно лишь подрегулировать анализа-
тор раз или два в год, если объем выданной инфор-
мации укажет на такую необходимость. ASTM E1655
NIR рекомендует, прежде, чем приступать к модели-
рованию, изучить спектр компонентов смеси, стра-
тегию выделения выжимки и интервал получения
отчета. Свойства, измеряемые NIR-анализаторами
компаундирования, представлены в табл. 4 (для бен-
зина) и табл. 5 (для дизельного топлива).
Технология NIR-анализа более интенсивно и ус-
пешно используется в Европейском Сообществе
(European Union – EU), поскольку этому способс-
твует строительство новых НПЗ и модернизация
старых. Что до США, распространению NIR мешает
приверженность дешевым «кустарным» методикам
и непонимание тонкостей моделирования. Ряд аме-
риканских НПЗ в настоящее время приступили к мо-
дернизации своих моделей, заключив с поставщика-
ми NIR соглашения о поддержке со стороны экспер-
тов в хемометрии.
Иначе говоря, в соответствии с опытом ASTM,
необходимыми условиями успешной работы NIR-
анализаторов является правильное моделирование
интервала свойств топливной смеси [1, 2] и каждо-
дневная промывка и контроль [3]. Работа анализа-
тора считается успешной, если стандарты точности
ASTM достигаются или превышаются на протяже-
нии 90 % рабочего времени без необходимости об-
новлять модель чаще двух раз в год.
Перевел А. Локтионов
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Barsamian, A., «Consider near infrared methods for in-
line blending», Hydrocarbon Processing, June 2005.
2. ASTM E1655, Standard Practice for Infrared Multivariate
Quantitative Analysis.
3. ASTM D6122, Standard Practice for Validation of
the Performance of Multivariate Process Infrared
Spectrophotometers.
J. A. Barsamian (А. Барсамиан) более 38 лет
занимается оптимизацией процессов ком-
паундирования, перевозки и хранения не-
фтепродуктов. Г-н Барсамиан занимает пос-
ты президента Refinery Automation Institute,
LLC и директора Blending Users Group.
Ранее г-н Барсамиан занимал пост вице-
президента ABB Simcon и президента 3X Corporation.
В научно-исследовательском и конструкторском отделе-
нии компании Exxon он возглавлял группу, ответственную
за разработку технологий цифрового контроля и переме-
щений нефтепродуктов и изучение автоматизации процес-
сов компаундирования. Университет Нью-Йорка присвоил
г-ну Барсамиану степени бакалавра и магистра.
Таблица 5. Свойства дизельного топлива, измеряемые с помо-
щью БИК
Цетановое
число
Цетановый
индекс
Вязкость
при 40 °C;
Температура
вспышки
Температура
помутнения
Предельная температура
холодной фильтруемости
(CFPP)
Температура
застывания
T10 T50
T90 Давление
гидроразры-
ва (FBP)
Кислотность
Плотность
Таблица 4. Свойства бензинового топлива, измеряемые
с помощью БИК
Дорожное
октановое число
(RON)
Моторное
октановое число
(MON)
Давление
насыщенных
паров (Rvp)
T10 T50 T90
Давление гидроразрыва (FBP) E70C E100C
E150C E200F E300F
Содержание ароматических
соединений
Содержание
олефинов
Содер-
жание
бензола
Содержание оксигенатов/
кислорода/эфиров/этанола
Содержание
этанола
Плотность
Кислотность
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»