一种室外快速在线检测原油硫化氢含量的方法、装置制造方法及图纸

一种室外快速在线检测原油硫化氢含量的方法、装置，该装置通过高压原油管线控制从管线上自动采样，由于定量采样管容积一定，因此，每次测试均能够抽取等量原油油样；然后从轻油油箱中抽取定量轻油对原油油样进行稀释，原油油样与轻油在反应罐中进行搅拌混合，待油样中的硫化氢充分挥发后停止，并通过电化学传感器测量气体中硫化氢的含量，利用原油中硫化氢含量与其气相硫化氢含量的函数关系式得到原油油样中硫化氢含量。本发明专利技术管路少，测量方法简单，对应用环境要求不高，尤其适用于室外检测，检测时间短且准确率高。

A Method and Device for Rapid On-line Outdoor Detection of Hydrogen Sulfide Content in Crude Oil

A method and device for rapid on-line detection of hydrogen sulfide content in crude oil outdoors. The device automatically sampled crude oil from the pipeline through high-pressure crude oil pipeline control. Because the volume of the quantitative sampling pipeline is constant, the same amount of crude oil samples can be extracted in each test; then the quantitative light oil is extracted from the light oil tank to dilute the crude oil samples, and the crude oil samples and the light oil are stirred in the reactor tank. Mix and mix until the hydrogen sulfide in the oil sample evaporates sufficiently and stops. The content of hydrogen sulfide in the gas is measured by electrochemical sensor. The content of hydrogen sulfide in the crude oil sample is obtained by using the functional relationship between the content of hydrogen sulfide in the crude oil and the content of hydrogen sulfide in the gas phase. The invention has fewer pipelines, simple measurement method and low requirement for application environment, and is especially suitable for outdoor detection with short detection time and high accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种室外快速在线检测原油硫化氢含量的方法、装置
本专利技术具体是一种室外快速在线检测原油硫化氢含量的方法、装置,属于原油检测

技术介绍
硫化氢常温下为无色、有臭鸡蛋气味的气体，人体吸入硫化氢可引起急性中毒和慢性损害。原油中含有硫化氢，在储运和加工过程中，硫化氢会产生湿硫化氢腐蚀效应，对设备造成严重腐蚀。从硫化氢高毒性对人员的伤害和强腐蚀性对设备的破坏考虑，对含硫原油的硫化氢含量监测和脱硫非常必要。GB/26983-2011采用色谱法测定原油中硫化氢的含量，该标准适用于测定硫化氢含量在2.0mg/kg～200mg/kg范围内的稳定原油。该方法通过无硫溶剂稀释，也适用于测定硫化氢含量较高的原油。该方法测定的结果相对准确，但对仪器要求较高，在采油现场及管输过程中难以应用，因此，无法实室外现在线检测。公开号为CN201335822Y的技术公开了一种测定原油中可逸出硫化氢含量的装置，该装置的基本原理是将原油中的可逸出硫化氢用惰性气体吹扫出，吹扫出的硫化氢用过量的醋酸锌吸收，用碘量法测定硫化氢的量，最后折算成原油中的含量，单位为mg/kg。该装置借鉴了天然气中硫化氢含量的测定方法，克服了现有离子色谱法测定原油中可逸出硫化氢含量的不足，但装置管线相对复杂，需要配置多种化学试剂，单个样品测定时间在1小时左右，时间较长，实验操作者工作强度较大，不适合在原油开采及运输的过程中使用。综上所述，上述两种方法虽然也能够得出原油中硫化氢的含量，但是只适用于原油取样后在实验室进行原油中硫化氢含量的检测，而无法实现在开采及运输过程中进行检测，因此，亟需提供一种能够在开采及运输过程中对原油中硫化氢含量检测装置及方法。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供室外快速在线检测原油硫化氢含量的方法、装置，能够使原油样本中的硫化氢充分挥发出来，在开采及运输过程中快速准确地检测出原油中硫化氢的含量，从而对脱硫起到指导和评价的作用，本装置管路简单，易于操作，无需配置化学试剂，对应用环境要求不高，尤其适用于室外操作，操作者工作强度小，检测时间短，检测效率和准确度高。为了实现上述目的，本专利技术提供一种室外快速在线检测原油硫化氢的测算方法，包括以下步骤：1)通过定量管选取相同剂量的原油和轻油；2)将步骤(1)中选取的原油和轻油放入反应罐(8)中混合，待气液组分平衡后，通过电化学传感器(2)测量出气相中硫化氢含量C气，同时，通过温度传感器测量出反应罐(8)周围的环境温度Tt，基于以下公式计算得出电化学传感器(2)温度校正后的气相中硫化氢含量：CT＝C气*(1-(Tt-20)*TK)公式①其中，TK是电化学传感器(2)温度换算系数。3)通过气压传感器采集反应罐(8)所在地的大气压力P空及其计量体积V空，并将Tt转换为开氏温度，基于理想气体状态方程，计算得出反应罐(8)中空气的质量m空：m空＝M空*V空*P空/(R*(Tt+273))公式②其中，M空是空气的摩尔质量；4)根据公式①和公式②，基于以下公式得出空气中硫化氢的质量mH2S气，mH2S气＝CT*m空＝C气*(1-(Tt-20)*TK)*M空*V空*P空/(R*(Tt+273))公式③其中，R是比例常数为8.314帕·米3/摩尔·K；5)根据亨利定律反算出原油中硫化氢的质量mH2S液：mH2S液＝mH2S气*(1-(Tt-20)*TE)/HH2S＝C气*(1-(Tt-20)*TK)*(1-(Tt-20)*TE)*M空*V空*P空/(HH2S*R(Tt+273))公式④其中，HH2S是原油中硫化氢的析出率为0.6，TE为油的析出系数随温度变化而变化校正系数为0.012；6)测量出定量管内液体体积V液及原油密度ρ原油，并基于以下公式计算得出原油中硫化氢的含量：C液＝mH2S液/(V液*ρ原油)＝C气*(1-(Tt-20)*TK)*(1-(Tt-20)*TE)*M空*V空*P空/(HH2S*V液*ρ原油*R*(Tt+273))公式⑤其中，步骤(4)中HH2S的值通过以下方法确定：a按1:20的比例取原油与柴油混合油液，在实验室通过碘量法滴定法计算得出原油中硫化氢的含量C滴，即步骤(5)中的C液；b通过公式⑤反算得出HH2S的值。一种应用上述方法的室外快速在线检测原油硫化氢含量的装置，包括原油定量采样装置、原油稀释进样装置、循环搅拌装置、硫化氢循环检测装置、温度传感器和气压传感器，所述原油定量采样装置输入端连接高压原油管线，输出端连接原油稀释进样装置和循环搅拌装置，所述循环搅拌装置连接硫化氢循环检测装置，还包括用于控制原油定量采样装置、原油稀释进样装置、循环搅拌装置和硫化氢循环检测装置工作或暂停的控制装置；所述原油定量采样装置包括齿轮泵、定量采样管和第一流量开关，所述齿轮泵输入端连接高压原油管线，输出端连接第一三通阀的B端口，第一三通阀的A端口连接定量采样管的第一端；所述定量采样管的第二端连接第二三通阀的A端口，E端口通过第一流量开关连接高压原油管线；所述原油稀释进样装置包括轻油油箱和第一伺服柱塞泵；所述第一伺服柱塞输入端连接轻油油箱，第一伺服柱塞泵输出端连接第二三通阀的D端口；所述循环搅拌装置包括反应罐、第二伺服柱塞泵和第二流量开关；所述反应罐的进流口通过第一直通阀连接第一三通阀的C端口，所述反应罐的出流口通过第二流量开关连接第二伺服柱塞泵输入端，第二伺服柱塞泵输出端通过第一直流阀连接反应罐的进流口；所述硫化氢循环检测装置包括过滤器、电化学传感器和隔膜泵，所述过滤器输入端通过出气管伸入到反应罐中，输出端通过电化学传感器连接隔膜泵输入端，隔膜泵输出端通过进气管伸入到反应罐中；所述电化学传感器、隔膜泵、齿轮泵、第一直通阀、齿轮泵、第一三通阀、第二三通阀、第二流量开关、第二伺服柱塞泵、第一伺服柱塞泵、第一流量开关、温度传感器和气压传感器均与控制装置电连接。进一步，反应罐中设有隔离网，所述隔离网下部为液体空间，上部为气体空间，所述反应罐的进流口和出流口位于液体空间，所述出气管和进气管位于气体空间；所述温度传感器和气压传感器均安装在反应罐上，所述温度传感器为24为PT100温度传感器，PLC的测温模块可以连接PT100温度传感器测量温度，所述气压传感器型号为华控HSTL-DQY01。优选地，反应罐内的进气管的长度比出气管的长，进气管进气口靠近隔离网，出气管的出气口靠近反应罐顶部；所述反应罐的进流口的高度高于出流口。进一步，隔膜泵输出端连接第三三通阀的F端口，第三三通阀的G端口连接一吸收罐，H端口连接进气管，进气管通过第二直通阀连接一干燥器，所述第三三通阀、第二直通阀和干燥器与控制装置电连接。进一步，轻油油箱安装有与控制装置相连的液位开关和报警器。进一步，还包括防爆壳体，以及与控制装置相连的触摸屏，所述控制装置为PLC控制器，型号为三菱FX系列PLC，所述触摸屏和PLC控制器安装在防爆壳体内；电化学传感器以及隔膜泵、齿轮泵、第一伺服柱塞泵、第二伺服柱塞泵、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第二直流阀和第一直流阀均是隔爆的。进一步，所述反应罐是内部经钝化处理的反应罐，所述进气管、出气管以及反应罐与高压原油管线、轻油油箱之间的管路是经钝化处理的管路。一种利用上述装置检测原油硫化氢含量的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室外快速在线检测原油硫化氢的测算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过定量管选取相同剂量的原油和轻油；2)将步骤(1)中选取的原油和轻油放入反应罐(8)中混合，待气液组分平衡后，通过电化学传感器(2)测量出气相中硫化氢含量C气，同时，通过温度传感器测量出反应罐(8)周围的环境温度Tt，基于以下公式计算得出电化学传感器(2)温度校正后的气相中硫化氢含量：CT＝C气*(1‑(Tt‑20)*TK)            公式①其中，TK是电化学传感器(2)温度换算系数；3)通过气压传感器采集反应罐(8)所在地的大气压力P空及其计量体积V空，并将Tt转换为开氏温度，基于理想气体状态方程，计算得出反应罐(8)中空气的质量m空：m空＝M空*V空*P空/(R*(Tt+273))      公式②其中，M空是空气的摩尔质量；4)根据公式①和公式②，基于以下公式得出空气中硫化氢的质量mH2S气，mH2S气＝CT*m空    ＝C气*(1‑(Tt‑20)*TK)*M空*V空*P空/(R*(Tt+273))     公式③其中，R是比例常数为8.314帕·米3/摩尔·K；5)根据亨利定律反算出原油中硫化氢的质量mH2S液：mH2S液＝mH2S气*(1‑(Tt‑20)*TE)/HH2S   ＝C气*(1‑(Tt‑20)*TK)*(1‑(Tt‑20)*TE)*M空*V空*P空/(HH2S*R(Tt+273))     公式④其中，HH2S是原油中硫化氢的析出率位0.6，TE为油的析出系数随温度变化而变化校正系数为0.012；6)测量出定量管内液体体积V液及原油密度ρ原油，并基于以下公式计算得出原油中硫化氢的含量：C液＝mH2S液/(V液*ρ原油)  ＝C气*(1‑(Tt‑20)*TK)*(1‑(Tt‑20)*TE)*M空*V空*P空/(HH2S*V液*ρ原油*R*(Tt+273))  公式⑤...

【技术特征摘要】
1.一种室外快速在线检测原油硫化氢的测算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过定量管选取相同剂量的原油和轻油；2)将步骤(1)中选取的原油和轻油放入反应罐(8)中混合，待气液组分平衡后，通过电化学传感器(2)测量出气相中硫化氢含量C气，同时，通过温度传感器测量出反应罐(8)周围的环境温度Tt，基于以下公式计算得出电化学传感器(2)温度校正后的气相中硫化氢含量：CT＝C气*(1-(Tt-20)*TK)公式①其中，TK是电化学传感器(2)温度换算系数；3)通过气压传感器采集反应罐(8)所在地的大气压力P空及其计量体积V空，并将Tt转换为开氏温度，基于理想气体状态方程，计算得出反应罐(8)中空气的质量m空：m空＝M空*V空*P空/(R*(Tt+273))公式②其中，M空是空气的摩尔质量；4)根据公式①和公式②，基于以下公式得出空气中硫化氢的质量mH2S气，mH2S气＝CT*m空＝C气*(1-(Tt-20)*TK)*M空*V空*P空/(R*(Tt+273))公式③其中，R是比例常数为8.314帕·米3/摩尔·K；5)根据亨利定律反算出原油中硫化氢的质量mH2S液：mH2S液＝mH2S气*(1-(Tt-20)*TE)/HH2S＝C气*(1-(Tt-20)*TK)*(1-(Tt-20)*TE)*M空*V空*P空/(HH2S*R(Tt+273))公式④其中，HH2S是原油中硫化氢的析出率位0.6，TE为油的析出系数随温度变化而变化校正系数为0.012；6)测量出定量管内液体体积V液及原油密度ρ原油，并基于以下公式计算得出原油中硫化氢的含量：C液＝mH2S液/(V液*ρ原油)＝C气*(1-(Tt-20)*TK)*(1-(Tt-20)*TE)*M空*V空*P空/(HH2S*V液*ρ原油*R*(Tt+273))公式⑤2.根据权利要求1所述的一种室外快速检测原油硫化氢的测算方法，其特征在于，步骤(4)中HH2S的值通过以下方法确定：a按1:20的比例取原油与柴油混合油液，在实验室通过碘量法滴定法计算得出原油中硫化氢的含量C滴，即步骤(5)中的C液；b通过公式⑤反算得出HH2S的值。3.一种室外快速在线检测原油硫化氢含量的装置，包括原油定量采样装置、原油稀释进样装置、循环搅拌装置、硫化氢循环检测装置、温度传感器和气压传感器，所述原油定量采样装置输入端连接高压原油管线(12)，输出端连接原油稀释进样装置和循环搅拌装置，所述循环搅拌装置连接硫化氢循环检测装置，还包括用于控制原油定量采样装置、原油稀释进样装置、循环搅拌装置和硫化氢循环检测装置工作或暂停的控制装置；其特征在于，所述原油定量采样装置包括齿轮泵(13)、定量采样管(19)和第一流量开关(21)，所述齿轮泵(13)输入端连接高压原油管线(12)，输出端连接第一三通阀(14)的B端口，第一三通阀(14)的A端口连接定量采样管(19)的第一端；所述定量采样管(19)的第二端连接第二三通阀(20)的A端口，E端口通过第一流量开关(21)连接高压原油管线(12)；所述原油稀释进样装置包括轻油油箱(17)和第一伺服柱塞泵(18)；所述第一伺服柱塞泵(18)输入端连接轻油油箱(17)，输出端连接第二三通阀(20)的D端口；所述循环搅拌装置包括反应罐(8)、第二伺服柱塞泵(15)和第二流量开关(11)；所述反应罐(8)的进流口(22)通过第一直通阀(10)连接第一三通阀(14)的C端口，所述反应罐(8)的出流口(23)通过第二流量开关(11)连接第二伺服柱塞泵(15)输入端，第二伺服柱塞泵(15)输出端通过第一直流阀(10)连接反应罐(8)的进流口(22)；所述硫化氢循环检测装置包括过滤器(1)、电化学传感器(2)和隔膜泵(3)，所述过滤器(1)输入端通过出气管(24)伸入到反应罐(8)中，输出端通过电化学传感器(2)连接隔膜泵(3)输入端，隔膜泵(3)输出端通过进气管(25)伸入到反应罐(8)中；所述电化学传感器(2)、隔膜泵(3)、第一直通阀(10)、齿轮泵(13)、第一三通阀(14)、第二三通阀(20)、第二流量开关(11)、第二伺服柱塞泵(15)、第一伺服柱塞泵(18)、第一流量开关(21)、温度传感器和气压传感器均与控制装置电连接。4.根据权利要求3所述的一种室外快速在线检测原油硫化氢含量的装置，其特征在于，所述反应罐(8)中设有隔离网(9)，所述隔离网(9)下部为液体空间，上部为气体空间，所述反应罐(8)的进流口(22)和出流口(23)位于液体空间，所述出气管(24)和进气管(25)位于气体空间；所述温度传感器和气压传感器均安装在反应罐(8)上。5.根据权利要求4所述的一种室外快速在线检测原油硫化氢含量的装置，其特征在于，所述反应罐(8)内的进气管(25)的长度比出气管(24)的长，进气管(25)进气口靠近隔离网(9)，出气管(24)的出气口靠近反应罐(8)顶部；所述反应罐(8)的进流口(22)的高度高于出流口(23)。6.根据权利要求5所述的一种室外快速在线检测原油硫化氢含量的装置，其特征在于，所述隔膜泵(3)输出端连接第三三通阀(4)的F端口，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李皓，李亚平，曹旦夫，姜和圣，许丹，王一然，苏航，马雨薇，成旭霞，王德治，倪广地，吴杰，赵辉社，张一丁，孙祖一，尤金龙，麻广，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化管道储运有限公司，徐州金桥石化管道输送技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11