Системы порционного учёта пиролизного масла

Порционный учёт и прослеживаемость пиролизного масла обеспечиваются тогда, когда каждое измеренное количество через запись привязано к одной партии по качеству, к представительной пробе из этой партии и к результату анализа этой пробы. Счётчик показывает, сколько продукта перекачано; номер партии, проба и протокол лаборатории показывают, что именно перекачано. Если эти три элемента не сходятся в одной записи, даже точно измеренное количество не становится документом отгрузки, который можно отстоять перед покупателем.

Общие принципы порционного управления — точная отсечка по заданию, ступенчатое закрытие клапана и компенсация перелива — описаны на странице о системах порционного учёта и дозирования химической продукции. Здесь речь идёт о том, как эти принципы применяются к пиролизному маслу, состав которого меняется от партии к партии, и как вокруг измеренного количества выстраивается прослеживаемость качества.

Два разных понятия «партии»

На пиролизных установках слово «партия» употребляется в двух смыслах, и в проекте их нужно разделять:

·         Партия по качеству (lot): Продукт, полученный из одной смеси сырья при одних и тех же режимах, собранный в одном резервуаре и считающийся однородным. Паспорт качества относится к ней.

·         Порция отгрузки (batch): Однократная передача заданного количества из партии в автоцистерну, на технологическую установку или в другой резервуар. Запись счётчика и заданная доза относятся к порции.

Из одной партии по качеству может выйти несколько порций. Обратная ситуация — смешение двух партий в одной отгрузке — допустима только как осознанное и зафиксированное решение о смешении. Задача системы порционного учёта — записать, из какой партии пришла каждая порция, так, чтобы не осталось поводов для спора.

Почему каждую партию рассматривают отдельно

Свойства пиролизного масла зависят от сырья (шины, пластик, биомасса) и от процесса. Даже опубликованные типичные диапазоны для масла быстрого пиролиза биомассы широки: по данным IEA Bioenergy содержание воды составляет 20–30 % масс., плотность при 15 °C — 1,10–1,30 г/мл, вязкость при 40 °C — 15–35 сСт. Проверенного общего набора данных для масел из шин и пластика нет; для них значения берутся только из собственных анализов.

Изменчивость проявляется не только между партиями: свойства одной партии тоже меняются со временем. Пиролизное масло из биомассы стареет, что выражается в постепенном росте вязкости — быстрее в первые недели и сильнее при повышенной температуре. Поэтому дата отбора пробы, срок между анализом и отгрузкой и условия хранения в этот период должны входить в запись о порции.

В каких единицах вести учёт

Объём для пиролизного масла — более слабая основа, чем кажется. Общие процедуры приведения объёма по температуре и давлению, применяемые в нефтяной отрасли, по области применения рассчитаны на обобщённые сырые нефти, нефтепродукты и смазочные масла; оснований применять их напрямую к обводнённому полярному маслу из биомассы нет. Если договор основан на объёме, зависимость плотности от температуры для конкретного продукта нужно определить в лаборатории и закрепить в соглашении с покупателем.

Поэтому во многих случаях проще вести учёт по массе. Кориолисовый массовый расходомер одновременно измеряет массовый расход, плотность и температуру. Средняя плотность за перекачку сравнивается с плотностью в паспорте партии и служит ранним сигналом при отборе не из того резервуара или при расслоившемся продукте. Плотность сама по себе не определяет качество — это лишь проверка согласованности. Выбор технологии измерения рассмотрен на странице о блочных узлах учёта пиролизного масла.

Представительная проба отбирается при перекачке, а не с верха резервуара

Сложности с пробами связаны со склонностью продукта терять однородность. Масла из биомассы обычно однофазны, но в зависимости от сырья и процесса может отделяться более лёгкая верхняя фаза; при старении, когда общее содержание воды превышает определённый уровень, может выделиться водная фаза; твёрдые частицы при хранении образуют донный шлам. Точечная проба с верха такого резервуара может не отражать то, что фактически забирает насос.

Автоматический пропорциональный расходу отбор проб на линии перекачки формирует составную пробу, распределённую по всей порции. Базовые рамки дают стандарты на автоматический отбор проб нефтяных жидкостей из трубопроводов, однако они написаны для нефтепродуктов, поэтому пригодность пробоотборника для пиролизного масла по перемешиванию, забиванию и материалам оценивается в каждом проекте. Европейский стандарт на бионефть быстрого пиролиза содержит отдельное приложение об отборе проб и совместимости материалов, что также можно учесть при проектировании.

·         Материал пробоотборной тары: Тара и крышки должны выдерживать кислый продукт; для масел из биомассы пригодными указываются нержавеющие стали и пластики PTFE, HDPE, PP.

·         Деление пробы: Составная проба делится на части для покупателя, продавца и арбитражного хранения; номер пломбы каждой ёмкости заносится в запись о порции.

·         Условия хранения: У стареющего продукта температура хранения арбитражной пробы влияет на последующие результаты, поэтому температура и срок хранения оговариваются в договоре.

Что нарушает точность дозы именно для пиролизного масла

Количество, проходящее после команды на закрытие, то есть перелив, зависит от вязкости и расхода. Поскольку вязкость пиролизного масла меняется и от партии к партии, и с температурой линии, автоматическая компенсация перелива по среднему последних порций некоторое время после перехода на новую партию может давать отклонения. Эффект уменьшают стабильная температура линии во время перекачки и перезапуск обучения компенсации при смене номера партии.

Твёрдые частицы создают второй риск: отложения на седле регулирующего клапана могут мешать его полному закрытию, и после завершения порции остаётся небольшая неучтённая утечка. Здесь полезны функции контроллера налива по обнаружению отсутствия расхода, утечки и перелива, а также фильтрация перед клапаном и периодическая проверка герметичности седла.

Связь записи о порции с паспортом качества

Связи, необходимые записи о порции для прослеживаемости

Документ о партии, передаваемый покупателю, — это сводка такой записи. Опубликованные спецификации на пиролизные жидкости из биомассы задают показатели воды, твёрдых частиц, вязкости, плотности, кислотности и температуры вспышки, но распространяются только на масла из биомассы. Для масел из шин и пластика состав документа определяется договором купли-продажи. Если продажа основана на показаниях счётчика, применимость требований законодательной метрологии нужно отдельно проверить по национальному законодательству.

Чем может помочь TLY Enerji

В зависимости от объёма проекта TLY Enerji оказывает инженерную поддержку при выборе расходомера, регулирующего клапана и пробоотборного оборудования по данным анализа масла, при поставке этого оборудования, интеграции порционного управления в ПЛК или SCADA предприятия, сборе и формировании отчётов по порциям, а также при монтаже на объекте и пусконаладке. Определение партии по качеству и работа лаборатории остаются за эксплуатирующей организацией; система учёта проектируется так, чтобы с ними стыковаться.

Данные для проектирования порционного учёта

·         Как на вашем предприятии определяется партия по качеству: производственная кампания, резервуар или смена сырья

·         Данные по вязкости в зависимости от температуры, плотности, воде и твёрдым частицам для нескольких партий

·         Согласованная с покупателями единица количества и допустимое отклонение

·         Порядок деления и хранения проб, необходимость связи с лабораторной системой

·         Направления перекачки: автоцистерны, подача в процесс или межрезервуарные перекачки

·         Схема обогрева линии и диапазон температуры при перекачке

Смежные страницы

·         Системы порционного учёта и дозирования химической продукции: Общая логика ступенчатого закрытия и компенсации перелива.

·         Блочные узлы учёта пиролизного масла: Выбор технологии измерения для вязкого масла с твёрдыми частицами.

·         Блоки межрезервуарной перекачки пиролизного масла: Внутриплощадочные перекачки, где формируются партии.

·         Системы налива пиролизного масла в автоцистерны: Применение записи о порции при отгрузке.

Вопросы о порционном учёте пиролизного масла

Представляет ли проба с верха резервуара всю партию?

Не всегда. В пиролизном масле может отделяться лёгкая верхняя фаза, образовываться водная фаза, а твёрдые частицы — формировать донный шлам. Тогда точечная проба с верха не отражает то, что забирает насос. Составная проба, отобранная пропорционально расходу на линии перекачки, гораздо лучше представляет всю порцию; проба из резервуара имеет смысл только после его гомогенизации.

Можно ли продавать пиролизное масло по объёму?

Единицу расчёта стороны согласуют между собой. Однако учёт по объёму требует приведения к стандартной температуре, а применимость общих таблиц приведения, разработанных для нефтепродуктов, к маслу из биомассы не подтверждена. Если выбран объём, зависимость плотности от температуры для конкретного продукта определяют в лаборатории и фиксируют в договоре; учёт по массе этот шаг не требует.

Что меняется в контроллере налива при переходе на новую партию?

Поскольку меняется вязкость, может измениться и перелив после закрытия клапана. Значение компенсации, выученное на прежних партиях, какое-то время даёт отклонения на новом продукте. Переход сглаживают перезапуск обучения при смене номера партии, пониженный расход на последней ступени для первых перекачек и стабильная температура линии.

Какие анализы должны входить в документ о партии?

Это определяется договором купли-продажи. Опубликованные спецификации на пиролизные жидкости из биомассы охватывают содержание воды, твёрдых частиц, кинематическую вязкость, плотность, pH или кислотность, зольность и температуру вспышки. Масла из шин и пластика в область этих спецификаций не входят, и для них содержание документа стороны устанавливают исходя из назначения продукта.