Usando medições de viscosidade em tempo real em operações de refinaria para maior eficiência, agilidade e lucratividade

A disponibilidade e o preço do petróleo bruto estão mudando constantemente. Sob essas circunstâncias dinâmicas, manter ou aumentar a capacidade enquanto reduz os custos se torna cada vez mais complexo para as refinarias. À medida que os operadores navegam na estrada para maior eficiência e lucratividade, eles dependem de receber dados de medição de processo consistentemente precisos em todas as aplicações.

O petróleo continua sendo um dos hidrocarbonetos mais importantes no mercado global. Ele continua sendo a principal fonte de combustíveis líquidos e de transporte, e uma matéria-prima crucial para a indústria de polímeros. A viscosidade é uma característica importante do fluido por muitas razões. Pode ser uma propriedade funcional ou pode ser correlacionada a um atributo exclusivo. Pode ser relacionada à eficiência de utilização. Mais importante, a viscosidade é uma indicação de como um fluido é manuseado — bombeado, filtrado e agitado.

Cada produto de petróleo refinado obtido a partir do petróleo bruto tem um uso específico:

• O gás liquefeito de petróleo (GLP), também conhecido como butano e propano, é usado como combustível automotivo ou embalado em garrafas e usado para fins domésticos.
• Gasolina e diesel são usados ​​como combustíveis para veículos motorizados.
• O querosene é usado como combustível de aviação.
• A nafta é uma importante matéria-prima petroquímica.
• O óleo de aquecimento é usado para aquecer
• Os óleos básicos são usados ​​para fazer lubrificantes.
• O asfalto, às vezes chamado de betume, é usado para pavimentar estradas.

O petróleo bruto é classificado como óleo leve ou pesado com base em diferentes propriedades físicas, como peso molecular, viscosidade, densidade e densidade API. A viscosidade e a densidade desempenham papéis muito importantes na produção de petróleo, transporte por dutos e processos de recuperação de petróleo.

A viscosidade é uma das medições mais críticas realizadas em uma refinaria. Todos os clientes compram produtos de refinaria diferenciados por seus graus de viscosidade, com base em normas internacionalmente aceitas, como ASTM. A viscosidade é fundamental para a determinação da qualidade do produto. Além disso, é fundamental para a proteção de máquinas de processo, como bombas e compressores.

Os produtos refinados são definidos por sua viscosidade. Métodos e tecnologias foram desenvolvidos ao longo do tempo para dar aos operadores mais controle sobre suas operações. Hoje, as melhorias na medição e controle da viscosidade estão levando a grandes aumentos na lucratividade para os refinadores. A dificuldade e os altos custos das medições de viscosidade e densidade em condições de reservatório são as principais razões para a falta de tais dados em outras temperaturas. Além disso, a viscosidade e a densidade são diretrizes importantes para simulações numéricas para determinar a economia e o sucesso do projeto Enhanced oil recovery (EOR).

Em termos gerais, os processos em refinarias onde as medições de viscosidade e gerenciamento desempenham papel central nas operações da refinaria são os seguintes:

• Misturador
• Transferências / Transporte
• Detecção
• Medição
• P&D, Química de Mistura

Operações de mistura precisas

A mistura é a mistura de óleos crus, condensados ​​ou betume - todos com propriedades e valores variáveis ​​- em um fluxo para fazer um novo tipo de petróleo bruto mais adequado para transporte e processamento de refinaria. A operação de mistura na refinaria tem muitas considerações. É impulsionado por -

• volumes e quantidades de produção da cabeça de poço;
• logística, ou seja, movimentação de volumes para o mercado usando dutos, trilhos, barcaças;
• requisitos de ardósia de alimentação de refinaria e configurações de unidade de processo.

A principal preocupação são as proporções precisas de cada produto misturado em qualquer receita. A precisão da mistura depende de muitas variáveis ​​dentro do sistema. O dispositivo de medição principal determina a precisão geral do sistema; portanto, a seleção do medidor é de grande importância.

A mistura de dois ou mais óleos crus para atingir o equilíbrio certo de qualidades de alimentação pode apresentar problemas desconhecidos com incompatibilidades de petróleo. Isso, por sua vez, pode introduzir incrustação acelerada e, portanto, custos de energia adicionais com o aquecedor acionado pela unidade de petróleo bruto e potencial desligamento anterior para limpeza do trocador.

Na maioria das vezes, pode ser muito difícil diferenciar entre um vazamento e desvios aceitáveis ​​do modelo devido a mudanças nas condições na tubulação, erros de medição e mudanças com temperaturas e pressões. Uma instrumentação confiável é necessária para detectar qualquer mudança no fluxo do processo e permitir que o operador reaja efetivamente a qualquer mudança. Existem vários benefícios em usar a instrumentação para monitorar as propriedades da mistura em tempo real e escolher adequadamente as intervenções corretivas quando necessário:

• Melhoria nos rendimentos de produtos específicos da refinaria ao processar óleos de xisto e betume
• Detecção de ponto final adequado das operações de mistura / combinação para conservar energia e garantir a qualidade
• Qualidade consistente do fluxo de alimentação para refinarias que processam petróleo bruto pesado não convencional e óleos de xisto domésticos.
• Mais agilidade no tratamento de variantes: Aproveitar as variações de preço do petróleo bruto e do betume no mercado.
• Redução de incrustação e corrosão associadas com detecção de nível de emulsão aprimorada.
• Combinar o controle de qualidade com instrumentos de automação de processo em tempo real pode reduzir as necessidades de atualização da refinaria.

As refinarias utilizam medições de viscosidade em linha para melhorar a consistência da produção. O viscosímetro está localizado em uma linha de desvio de uma linha principal e é usado para manter a adição de diluente para atingir a especificação ideal do cliente na primeira vez. Refinarias usando sistema de mistura acionado por analisador têm recursos para determinar propriedades importantes de cada óleo cru. Isso permite que ajustes de mistura sejam feitos que podem afetar a qualidade e as quantidades desejadas do produto. A programação também é melhorada por ter visibilidade das características de entrada do petróleo e análises adicionais no local antes de ser cobrado na unidade de petróleo.

Movimento de óleo de refinaria: garantindo a qualidade e a quantidade certa durante as transferências

A transferência de custódia refere-se às transações envolvendo o transporte de substância física de uma operadora para outra. O controle de qualidade durante essas operações é útil para garantir as partes envolvidas na transação.

A produção de petróleo bruto deve atender às especificações específicas de densidade, viscosidade e corte de água para transferência de custódia definidas pelas empresas de oleodutos. Não atender a essas condições antes do embarque pode levar a taxas significativas de reprocessamento e tempo de inatividade da operação. Os engenheiros estão procurando uma solução completa que permita uma medição precisa da conformidade. Eles precisam garantir que a qualidade do petróleo bruto atenda ou exceda todas as condições de processo necessárias antes que uma remessa deixe a instalação ou o ponto de transferência de custódia.

A medição onshore é uma das atividades terminais onde a conformidade de qualidade com medições de viscosidade e densidade são úteis. Quando o petróleo bruto chega à costa, ele é medido. Isso impacta os impostos ou pagamentos de transferência de custódia. Sistemas comparáveis ​​são usados ​​entre comprador e vendedor e os dados são comparados. Transferências entre plataforma, oleoduto e armazenamento e distribuição onshore são oportunidades de medição, já que cada comprador quer ter certeza do que foi fornecido. Medições de densidade são úteis para essas estimativas e cálculos.

A principal consideração para sistemas de medição é o tipo de medidor para a aplicação, com o fator principal para selecionar um medidor sendo a viscosidade e a vulnerabilidade do ar. Outras influências precisam ser consideradas, como tubulação, vibrações, instalação elétrica, condicionamento de fluxo, compatibilidade química, sistema hidráulico e experiência anterior. Uma lista completa de opções de equipamento inclui medidor, filtro, válvula de controle e um sistema de eliminação de ar, o que requer consideração significativa, pois deve impedir a entrada de ar no sistema de medição.

Melhorar as operações da refinaria: Balanços de massa da unidade de processo e controle de perdas

Os balanços de massa da unidade de processo podem ser um desafio devido a erros de medição. Sem uma medição precisa, as perdas reais não podem ser identificadas e os modelos de otimização tornam-se não confiáveis. Muitos refinadores dependem de medições volumétricas e de densidade de laboratório para seus balanços, embora ambas as medições sejam afetadas pelas mudanças nas condições do processo. O medidor de densidade em linha melhora significativamente os balanços medindo a densidade online, que pode substituir as medições de densidade em laboratório para fornecer um cálculo mais preciso.

Compreender a química da mistura de petróleo bruto para otimizações

 Além da infraestrutura adequada para a mistura no terminal, é fundamental compreender a química da mistura do petróleo bruto. Existem aproximadamente 150+ óleos crus comercializados internacionalmente e estes óleos crus variam em características, qualidade e propriedades. Óleo bruto, betume e operações de mistura de condensado dependem de suas propriedades físicas e químicas para atender às especificações do refinador.

Viscosidade e densidade são propriedades físicas importantes do petróleo bruto. No entanto, há uma escassez de modelos práticos para o cálculo dessas propriedades para petróleo pesado em temperaturas elevadas. Medidores de viscosidade e densidade podem permitir que engenheiros obtenham modelos exatos que podem prever com sucesso essas duas importantes propriedades do fluido e otimizar processos de mistura para diferentes fluidos em uma ampla faixa de temperaturas.

A caracterização on-line das qualidades do petróleo bruto fornece uma ferramenta eficaz para utilizar o petróleo bruto para receber a maior margem de refino com o menor custo. Isto obriga as refinarias e estações de mistura a alterar frequentemente a qualidade do petróleo bruto, de acordo com o equipamento da refinaria e os preços de mercado global dos diferentes óleos crus.

Para medições de viscosidade em refinarias, a medição off-line usando o método ASTM-D445 é a abordagem tradicional. Além das tarefas manuais e da manutenção intensiva envolvida, há algumas desvantagens importantes em usar os tubos capilares no laboratório. Eles apenas fornecem um instantâneo de um instante muito específico no tempo; o momento em que a amostra foi retirada. Os comportamentos dos fluidos de produção em tempo real não são caracterizados com precisão por medições de laboratório. Quando as medições são feitas apenas a cada 8-12 horas, há sempre uma chance de perder algo. Retornar ao desempenho dentro das especificações em processos de refinaria pode facilmente levar 10 horas ou mais. As refinarias podem queimar de US$ 100,000 a US$ 500,000 por ocorrência.

Desvantagens com instrumentos separados para densidade e viscosidade

Os operadores normalmente usam instrumentos separados para medir densidade e viscosidade. Há grandes problemas em usar dois instrumentos diferentes:

• A maioria dos instrumentos tradicionais usados ​​para medição de densidade e viscosidade precisam de amostras de fluido separadas para análise, usando grandes quantidades de uma amostra de fluido extremamente valiosa que não pode ser reutilizada
• Condições iguais de temperatura e pressão são difíceis de serem alcançadas em dois instrumentos separados, o que leva a erros de medição
• Difícil de colocar medidores de densidade grandes e volumosos e viscosímetro devido às restrições de espaço e montagem
• Requer trabalho de integração significativo em hardware e software para sincronizar dados de medição e garantir a conformidade

Em aplicações de refinaria onde produzir material fora das especificações pode custar centenas de milhares de dólares por dia, os refinadores estão cada vez mais contando com medições contínuas em linha em tempo real para estender os testes laboratoriais off-line tradicionais para garantir a qualidade do produto. As tecnologias que são comumente usadas para medições de viscosidade em linha são capilar, vibracional e pistão oscilante. Todas exigem condicionamento do fluido que está sendo testado para que seja tão consistente quanto as amostras de laboratório em termos de temperatura, fluxo e partículas. O ROI para controle de viscosidade em linha é medido em dias para asfaltos e óleos de lubrificação. RheonicsO princípio do ressonador torcional é a tecnologia preferida de viscosímetros em linha devido às suas vantagens inerentes de precisão e confiabilidade em relação às abordagens concorrentes. Para as operações de refinaria que têm dificuldade em acompanhar a procura, esta diferença é crítica.

O monitoramento e controle automatizado da viscosidade em linha são cruciais para controle de viscosidade durante a mistura e garantir que características críticas estejam em total conformidade com os requisitos em vários lotes, sem precisar depender de métodos de medição offline e técnicas de coleta de amostras. Rheonics oferece as seguintes soluções para controle e otimização de processos na formulação, processamento, aumento de escala e testes.

Medidores de viscosidade e densidade

1. Na linha Viscosidade medições: Rheonics, SRV é um dispositivo de medição de viscosidade em linha de ampla faixa, capaz de detectar mudanças de viscosidade em qualquer fluxo de processo em tempo real.
2. Na linha Viscosidade e Densidade medições: Rheonics, SRD é um instrumento de medição simultâneo em linha de densidade e viscosidade. Se a medição de densidade é importante para suas operações, o SRD é o melhor sensor para atender às suas necessidades, com recursos operacionais semelhantes ao SRV, juntamente com medições de densidade precisas.

Integrado, chave na mão qualidade de grupos para operações de refinaria

Rheonics oferece uma solução integrada chave na mão para gestão da qualidade composta por:

1. Na linha Viscosidade medições: Rheonics'SRV - uma ampla faixa, dispositivo de medição de viscosidade em linha com medição de temperatura de fluido embutida
2. Rheonics Monitor de processo: um avançado controlador de rastreamento preditivo para monitorar e controlar variações em tempo real das condições do processo
3. Rheonics ReoPulse com as automático dosing: Um sistema autônomo de nível 4 que garante nenhum compromisso com os limites definidos de viscosidade e ativa automaticamente as válvulas de desvio ou bombas para dosar de forma adaptativa os componentes da mistura

O sensor SRV está localizado em linha para medir continuamente a viscosidade (e densidade no caso de SRD). Os alertas podem ser configurados para notificar o operador sobre as ações necessárias ou todo o processo de gerenciamento pode ser totalmente automatizado com RPTC (Rheonics Controlador de rastreamento preditivo). Usar um SRV na linha de processo de mistura resulta em maior produtividade, margens de lucro e alcança conformidade regulatória. Rheonics os sensores têm um formato compacto para instalação simples de OEM e retrofit. Eles não exigem manutenção ou reconfigurações. Os sensores oferecem resultados precisos e repetíveis, independentemente de como ou onde são montados, sem necessidade de câmaras especiais, vedações de borracha ou proteção mecânica. Sem usar consumíveis e sem necessidade de recalibração, o SRV e o SRD são extremamente fáceis de operar, resultando em custos operacionais extremamente baixos durante a vida útil.

Uma vez estabelecido o ambiente do processo, geralmente é necessário pouco esforço para manter a consistência da integridade dos sistemas – os operadores podem confiar no controle rígido com Rheonics solução de gerenciamento de qualidade de refinaria.

As refinarias podem fazer o melhor uso dos avanços na tecnologia de automação, Rheonics

Rheonics Os sistemas de automação incluem recursos que vão além dos sistemas legados, como algoritmos avançados de controle de processos incorporados, monitoramento estatístico, monitoramento de dispositivos inteligentes e monitoramento da saúde dos ativos. Eles trazem os dados de processo e condição dos ativos para as operações e a manutenção, possibilitando maneiras novas e eficientes de integrar processos de trabalho e melhorar a pontualidade e a precisão das decisões.

Formato compacto, sem partes móveis e sem necessidade de manutenção

Rheonics' SRV e SRD têm um formato muito pequeno para instalação simples de OEM e retrofit. Eles permitem fácil integração em qualquer fluxo de processo. São fáceis de limpar e não requerem manutenção ou reconfigurações. Eles ocupam pouco espaço, permitindo a instalação Inline em qualquer linha de processo, evitando qualquer espaço adicional ou necessidade de adaptador.

Alta estabilidade e insensível às condições de montagem: Qualquer configuração possível

Rheonics O SRV e o SRD utilizam um ressonador coaxial patenteado exclusivo, no qual duas extremidades dos sensores giram em direções opostas, cancelando os torques de reação em sua montagem e, portanto, tornando-os completamente insensíveis às condições de montagem e taxas de fluxo. O elemento sensor fica diretamente no fluido, sem necessidade de alojamento especial ou gaiola de proteção.

Leituras instantâneas e precisas sobre a qualidade da produção - Visão geral do sistema completo e controle preditivo

Rheonics, ReoPulse o software é poderoso, intuitivo e conveniente de usar. O fluido do processo em tempo real pode ser monitorado no IPC integrado ou em um computador externo. Vários sensores espalhados pela planta são gerenciados a partir de um único painel. Nenhum efeito da pulsação de pressão do bombeamento na operação do sensor ou na precisão da medição. Nenhum efeito de vibração.

Medições em linha, nenhuma linha de desvio é necessária

Instale diretamente o sensor no seu fluxo de processo para fazer medições de viscosidade (e densidade) em tempo real. Nenhuma linha de derivação é necessária: o sensor pode ser imerso em linha; vazão e vibrações não afetam a estabilidade e a precisão da medição.

Fácil instalação e sem reconfigurações / recalibrações necessárias - zero manutenção / tempos de inatividade

No caso improvável de um sensor danificado, substitua os sensores sem substituir ou reprogramar os componentes eletrônicos. Substituições imediatas para sensores e componentes eletrônicos sem quaisquer atualizações de firmware ou alterações de calibração. Fácil montagem. Disponível com conexões de processo padrão e personalizadas como NPT, Tri-Clamp, DIN 11851, Flange, Varinline e outras conexões sanitárias e higiênicas. Não há câmaras especiais. Facilmente removido para limpeza ou inspeção. SRV também está disponível com DIN11851 e tri-clamp conexão para fácil montagem e desmontagem. As sondas SRV são hermeticamente seladas para limpeza no local (CIP) e suportam lavagem de alta pressão com conectores IP69K M12.

Rheonics os instrumentos possuem sondas de aço inoxidável e, opcionalmente, fornecem revestimentos protetores para situações especiais.

Baixo consumo de energia

Fonte de alimentação de 24V DC com consumo de corrente inferior a 0.1 A durante a operação normal.

Tempo de resposta rápido e viscosidade compensada pela temperatura

Eletrônica ultrarrápida e robusta, combinada com modelos computacionais abrangentes, tornam Rheonics dispositivos um dos mais rápidos, versáteis e precisos do setor. SRV e SRD fornecem medições precisas de viscosidade (e densidade para SRD) em tempo real a cada segundo e não são afetados por variações de vazão!

Ampla capacidade operacional

Rheonics'Os instrumentos são construídos para fazer medições nas condições mais desafiadoras.

SRV está disponível com a mais ampla faixa operacional do mercado para viscosímetro de processo em linha:

• Faixa de pressão de até 5000 psi
• Faixa de temperatura de -40 a 200 ° C
• Faixa de viscosidade: 0.5 cP até 50,000 cP (e superior)

SRD: instrumento único, função tripla - Viscosidade, temperatura e densidade

Rheonics' SRD é um produto exclusivo que substitui três instrumentos diferentes para medições de viscosidade, densidade e temperatura. Ele elimina a dificuldade de colocar três instrumentos diferentes e fornece medições extremamente precisas e repetíveis nas condições mais adversas.

Gerenciar blending de forma mais eficiente, reduza custos e melhore a produtividade

Integre um SRV na linha de processo e garanta consistência ao longo dos anos. O SRV monitora e controla constantemente a viscosidade (e densidade no caso de SRD) e ativa as válvulas de forma adaptativa para dosar os constituintes da mistura. Otimize o processo com um SRV e experimente menos paradas, menor consumo de energia, menos não conformidades e economia de custos de material. E no final de tudo, contribui para melhores resultados financeiros e um ambiente melhor!

Design e tecnologia superiores do sensor

A eletrônica sofisticada e patenteada é o cérebro desses sensores. SRV e SRD estão disponíveis com conexões de processo padrão da indústria como ¾” NPT, DIN 11851, Flange e Tri-clamp permitindo que os operadores substituam um sensor de temperatura existente em sua linha de processo por SRV/SRD, fornecendo informações de fluido de processo altamente valiosas e acionáveis, como viscosidade, além de uma medição precisa de temperatura usando um Pt1000 integrado (DIN EN 60751 Classe AA, A, B disponível) .

Eletrônica construída para atender às suas necessidades

Disponível em caixa de transmissor e montagem em trilho DIN de fator de forma pequeno, a eletrônica do sensor permite fácil integração em linhas de processo e dentro de gabinetes de equipamentos de máquinas.

Fácil de integrar

Vários métodos de comunicação analógica e digital implementados nos componentes eletrônicos dos sensores tornam a conexão ao PLC industrial e sistemas de controle simples e diretos.

Opções de comunicação analógica e digital

Opções opcionais de comunicação digital

Rheonics oferece sensores intrinsecamente seguros certificados pela ATEX e IECEx para uso em ambientes perigosos. Esses sensores atendem aos requisitos essenciais de saúde e segurança relativos ao projeto e construção de equipamentos e sistemas de proteção destinados ao uso em atmosferas potencialmente explosivas.

As certificações intrinsecamente seguras e à prova de explosão detidas pela Rheonics também permite a personalização de um sensor existente, permitindo que nossos clientes evitem o tempo e os custos associados à identificação e teste de uma alternativa. Sensores personalizados podem ser fornecidos para aplicações que exigem uma unidade até milhares de unidades; com prazos de semanas versus meses.

Rheonics SRV & SRD são certificados ATEX e IECEx.

Instale diretamente o sensor em seu fluxo de processo para fazer medições de densidade e viscosidade em tempo real. Nenhuma linha de bypass é necessária: o sensor pode ser imerso em linha; taxa de fluxo e vibrações não afetam a estabilidade e precisão da medição. Otimize o desempenho da mistura fornecendo testes repetidos, consecutivos e consistentes no fluido.

Locais de controle de qualidade em linha

• Em tanques
• Nos tubos de conexão entre vários recipientes de processamento

Instrumentos / Sensores

SRV Viscosímetro OU um SRD para densidade adicional

Rheonics projeta, fabrica e comercializa sistemas inovadores de detecção e monitoramento de fluidos. Precisão construída na Suíça, RheonicsOs viscosímetros e medidores de densidade em linha têm a sensibilidade exigida pela aplicação e a confiabilidade necessária para sobreviver em um ambiente operacional severo. Resultados estáveis ​​– mesmo sob condições adversas de vazão. Nenhum efeito de queda de pressão ou vazão. É igualmente adequado para medições de controle de qualidade em laboratório. Não há necessidade de alterar nenhum componente ou parâmetro para medir toda a faixa.