使用多个传感器进行密度测量的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于对烃类流体进行联机密度测量的方法。使烃类流体流动穿过串联布置的第一密度传感器和第一密度传感器。第一密度传感器具有第一温度并且第二密度传感器具有第二温度，在第一温度和第二温度之间限定温度差。分别从第一密度传感器和第二密度传感器接收第一密度测量结果和第二密度测量结果。确定温度转换因子。使用所确定的温度校正因子来校正第一密度测量结果或第二密度测量结果以提供温度校正的密度测量结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用多个传感器进行密度测量的方法在先国家申请的优先权要求本专利申请要求2016年7月27日提交的美国申请No.62/367,484的优先权，其引用的申请的内容据此全文以引用方式并入。
本专利技术整体涉及用于测量流体特性的方法和系统。
技术介绍
希望在烃处理环境诸如工厂或实验室中提供烃类流体的密度或密度相关特性的联机测量(统称为密度测量)。密度相关特性的示例包括比重和美国石油协会(API)重度。“联机”是指烃类流体的密度测量，例如，在烃工艺操作期间发生的密度测量采样。联机密度测量采样具有比例如每天一次对烃类流体的重量采样更高的分辨率，这可能会忽略烃处理环境中联机密度测量可能导致的问题。这些问题包括由于真空塔中失去对温度的控制从而影响塔顶馏分而导致的向下循环。联机密度测量允许更严格地控制烃工艺诸如加氢裂化工艺、提高吞吐量、通过使工厂生产线停机时间最小化来节省运营成本并节省实验室分析成本。当前联机密度测量方法的一个问题是从烃处理环境中的操作温度，诸如工厂或实验室操作温度转换为密度计算中使用的标准温度(标准温度转换)。标准温度转换的转换因子取决于流体组合物，并因此随着流体组合物的变化而变化。一些密度测量使用美国材料与试验协会(ASTM)石油转换表来执行标准温度转换，但这些方法不适合联机测定。本领域需要一种将烃类流体的联机密度测量实时转换为标准温度以监视烃转换和工艺控制的方法。
技术实现思路
本专利技术旨在提供用于在烃处理环境中对烃类流体的密度进行联机测量的有效且高效的工艺。因此，在本专利技术的一个方面，本专利技术提供用于对烃类流体进行联机密度测量的方法。使烃类流体流动穿过串联布置的第一密度传感器和第二密度传感器，第一密度传感器具有第一温度并且第二密度传感器具有第二温度，其中在第一温度和第二温度之间限定介于5℃和100℃之间的温度差。从第一密度传感器接收第一密度测量结果，以及从第二密度传感器接收第二密度测量结果。使用第一密度测量结果、第二密度测量结果、第一温度和第二温度确定温度转换因子。使用所确定的温度校正因子校正第一密度测量结果或第二密度测量结果，以提供烃类流体的温度校正的密度测量结果。在本专利技术的以下详细描述中阐述了本专利技术的其他目的、实施方案和细节。附图说明图1示出了用于对烃类流体进行联机密度测量的示例性设备；并且，图2示出了用于对烃类流体进行联机密度测量的示例性工艺。具体实施方式一般来讲，在对烃类流体执行联机密度测量的示例性方法中，使烃类流体流动穿过串联布置的第一密度传感器和第二密度传感器以提供传感器阵列。第一密度传感器和第二密度传感器保持在第一温度和第二温度。第一温度和第二温度是预先确定且不同的，从而在第一密度传感器和第二密度传感器之间产生预定义的非零温度差或Δ温度。该温度差优选介于5℃和100℃之间(考虑到所得温度下烃类流体的特性)，更优选介于7℃和50℃之间，以及最优选介于10℃和25℃之间。第一温度可以是相对于第二温度的较高温度，并且因此第二温度可以是相对于第一温度的相对较低的温度。另选地，第二温度可以是相对于第一温度的较高温度，并且因此第一温度可以是相对于第二温度的相对较低的温度。第一温度和第二温度之间的差提供Δ温度。第一密度传感器和第二密度传感器分别产生烃类流体的第一密度测量结果和第二密度测量结果。处理器可以接收第一密度测量结果和第二密度测量结果，并且在知道第一温度和第二温度的情况下，可以在运行时确定(例如，计算)温度转换因子诸如密度温度系数，或密度相关系数诸如比重(SG)或API系数。例如，在下面的公式(1)中提供描述温度对密度的影响的公式：其中D1是工艺温度下的密度，D0是标准温度，B是温度系数，T1是工艺温度，并且T0是标准温度。公式(1)中的B系数强烈地受到流体组合物的影响。由于流体组合物变化在烃处理操作中是常见的例如，在中试工厂操作中的进料和转换变化，因此在运行中计算B系数是有用的。在示例性方法中，可以使用公式(1)，通过针对D0和D1输入第一密度和第二密度(如在传感器阵列中联机测量的)，并针对T0和T1的输入相关联的第一温度和第二温度来求解B系数。一旦确定了温度转换因子诸如B系数，则可以使用公式(1)中的相同关系式来将从第一密度传感器或第二密度传感器所测量的密度转换为温度校正的密度测量结果，诸如标准温度下的密度。由于第一密度测量和第二密度测量是联机进行的，因此所计算的温度转换因子反映了烃类流体的瞬时组合物。这消除了使用表来计算校正的密度测量结果或校正的密度相关测量结果(SG/API)的需要。现在参考附图，图1示出了用于对烃类流体进行密度测量的示例性密度测量设备10。密度测量设备10包括串联布置的第一密度传感器和第二密度传感器12、14，提供双传感器阵列。然而，可以设想，密度测量设备10可以包括多于两个密度传感器。密度传感器12、14优选在流体特性传感器中具体体现，其特定示例是FPS2800流体性质传感器，由弗吉尼亚州汉普顿的精量电子公司(MeasurementSpecialties，Hampton，VA)制造。密度测量设备10可以使用双阻双泄配置安装到烃类流体处理系统诸如工厂和/或实验室中的流体管线中。流体管线可以是例如用于真空塔顶料流、真空塔底料流、常压塔顶料流或用于其他料流的流体管线。作为更具体的示例，流体管线可以用于真空蒸馏塔液位控制阀和产物收集装置之间的真空塔底料流。作为另一具体示例，流体管线可以用于在液位控制阀之前的再循环回路中的真空塔顶料流。为了将密度测量设备10安装到流体管线中，将密度测量设备10的入口16使用合适的流体耦接头(例如，配件，诸如SWAGELOKTM,Solon,OH制造的那些)耦接到烃类流体处理系统的流体管线(未示出)的一部分。入口16与第一流体管线18(其中第一密度传感器和第二密度传感器串联地布置)和附加的第二流体管线20(其绕过第一密度传感器和第二密度传感器12、14)流体连通。第二管线20包括阀22，该阀用于控制通过第二管线的流体流，并且第一管线18包括设置在第一密度传感器12之前的阀24和设置在第二密度传感器14之后的用于控制通过第一管线的流体流的另一阀26。第一管线和第二管线18、20合并到出口30中，该出口可以使用合适的配件(例如，SWAGELOKTM配件)耦接到烃处理系统的流体管线(未示出)的另一部分。第一管线和第二管线18、20为密度测量设备10提供双阻双泄配置，如果需要传感器维护，则允许容易地更换第一密度传感器或第二密度传感器12、14，同时允许烃类流体工艺继续运行。第一密度传感器或第二密度传感器12、14使用合适的配件(例如，SWAGELOKTM配件)安装在第一管线18中。第一密度传感器或第二密度传感器12、14经由合适的信号线36耦接到处理器34，以用于接收和处理来自第一密度传感器和第二密度传感器的数据。例如，处理器34可以在以下各项中具体体现或包括以下各项：计算机(例如，PC或其他计算机)；计算机网络；专用集成电路(ASIC)；服务器；客户端；移动装置；或者任何合适的处理装置或连接的处理装置的网络，所述处理装置包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时执行本文所述的示例性方法的一个或多个步骤。信号线36中的每个都可以在以下各项中以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对烃类流体进行联机密度测量的方法，所述方法包括：使所述烃类流体流动穿过串联布置的第一密度传感器和第二密度传感器(51)，所述第一密度传感器具有第一温度并且所述第二密度传感器具有第二温度，其中在所述第一温度和所述第二温度之间限定介于5℃和100℃之间的温度差；从所述第一密度传感器接收第一密度测量结果(52)；从所述第二密度传感器接收第二密度测量结果；使用所述第一密度测量结果、所述第二密度测量结果、所述第一温度和所述第二温度确定温度转换因子(54)；以及使用所确定的温度校正因子校正所述第一密度测量结果或所述第二密度测量结果以提供所述烃类流体的温度校正的密度测量结果(56)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.27 US 62/367,4841.一种用于对烃类流体进行联机密度测量的方法，所述方法包括：使所述烃类流体流动穿过串联布置的第一密度传感器和第二密度传感器(51)，所述第一密度传感器具有第一温度并且所述第二密度传感器具有第二温度，其中在所述第一温度和所述第二温度之间限定介于5℃和100℃之间的温度差；从所述第一密度传感器接收第一密度测量结果(52)；从所述第二密度传感器接收第二密度测量结果；使用所述第一密度测量结果、所述第二密度测量结果、所述第一温度和所述第二温度确定温度转换因子(54)；以及使用所确定的温度校正因子校正所述第一密度测量结果或所述第二密度测量结果以提供所述烃类流体的温度校正的密度测量结果(56)。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述使所述烃类流体流动期间，使所述第一密度传感器保持在所述第一温度以及使所述第二密度传感器保持在所述第二温度。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述使所述第一密度传感器保持在所述第一温度以及使所述第二密度传感器保持在所述第二温度包括：在第一温度区内保持所述第一温度，其中所述第一密度传感器设置在所述第一温度区内；以及在第二温度区内保持所述第二温度，其中所述第二密度传感器设置在所述第二温度区内；其中所述在所述第一温度区内保持所述第一温度包括以下中的一者或多者：使所述第一温度区绝缘；选择性地加热所述第一温度区；或者选择性地冷却所述第一温度区；并且其中所述在所述第二温度区内保持所述第二温度包括以下中的一者或多者：使所述第二温度区绝缘；选择性地加热所述第二温度区；或者选择性地冷却所述第二温度区。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二温度区设置在所述第一温度区内；其中所述使所述第一密度传感器保持在所述第一温度并且使所述第二密度传感器保持在所述第二温度还包括：使所述第一温度区绝缘；以及选择性地将所述第二温度区加热到所述第二温度。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定温度校正因子包括确定温度校正系数。6.根据权利要求1所述的方法，还包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·罗米什，纳尔逊·韦恩·莱特尔，约瑟夫·希特尔，
申请(专利权)人：环球油品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US