專利名稱：確定混合物的成份的濃度的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文檔涉及確定多相流中的成份的濃度。
背景技術(shù)：
許多エ業(yè)過程涉及許多具有不同的屬性(例如，密度或濃度)的不同的流體的混合物。在某些情況下，知道混合物的成份的濃度對于控制過程是有用的。例如，用于在動態(tài)汽油池中調(diào)和的異辛烷(即，辛烷)的合成是石油煉制中的ー個步驟。用于產(chǎn)生辛烷的ー 個過程是氫氟酸烷基化。在此過程中，氟化氫(HF，氫氟酸)充當(dāng)異丁烷和C4烯烴的反應(yīng)以辛烷或“烷基化”的催化劑。催化劑是提高化學(xué)反應(yīng)的速度而不會在過程中被消耗的物質(zhì)。 烷化過程將以前是廢物的低分子量烴類變?yōu)槠偷某煞?。HF催化劑包括三種成份——HF (大致90 % )、水(大致1 % )，以及酸溶性的有機(jī)物(ASO)作為余數(shù)。每ー種成份的濃度都影響烷化過程。例如，低的水濃度會提高反應(yīng)效率，而高的濃度會提高催化劑的腐蝕性。此外，HF的濃度也會影響其作為催化劑的作用。例如，在酸失控時，當(dāng)HF濃度降到閾值濃度之下并開始作為反應(yīng)物參與消耗HF，但是不會產(chǎn)生辛烷的副反應(yīng)時，HF的作為催化劑的作用被損害?？梢酝ㄟ^知道HF和ASO濃度來避免酸失控。具體而言，為避免酸失控，HF濃度余量可以被維持在臨界濃度之上。圍繞HF和ASO濃度的不確定性能使得臨界濃度上方的更大的余量成為必需，并導(dǎo)致效率降低。一般而言，為優(yōu)化烷化過程，HF催化劑的成份的濃度是受控制的。通過微調(diào)烷基化裝置的操作來最小化HF的凈消耗可以提高該裝置的安全性和盈利能力。例如，通過以可能的最低HF濃度操作該裝置，以最低成本獲得辛烷桶的大輸出，而不會有酸失控的風(fēng)險。對于實(shí)驗(yàn)室分析和線上分析的抓取-采樣提取是兩種用于監(jiān)視HF催化劑(此后被稱為“HF混合物”)的成份的濃度的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本文檔描述了與確定多相流中的成份的濃度相關(guān)聯(lián)的技木。例如，本文檔描述了可以確定包括異丁烷和HF混合物的樣本混合物的成份的濃度的涉及酸催化劑分析器的技術(shù)。本文檔中所描述的主題的特定實(shí)現(xiàn)可以被實(shí)現(xiàn)，以便實(shí)現(xiàn)下列優(yōu)點(diǎn)中的一個或多個。知道HF和ASO水平可以允許以優(yōu)化辛烷桶的方式對HF再運(yùn)行的操作，而不會有酸失控的風(fēng)險，導(dǎo)致盈利能力和安全性的改進(jìn)。通過計(jì)算，而并非估計(jì)，包括iC4和HF混合物的樣本流量中的iC4的濃度，可以更準(zhǔn)確地確定樣本流量的每一成份(即，iC4、HF、AS0，以及水) 的濃度。被實(shí)現(xiàn)以控制閥門開度的控制系統(tǒng)可以允許對樣本流中的iC4的比例的變化作出快速、動態(tài)的響應(yīng)。與可以被用來執(zhí)行類似的操作的其他系統(tǒng)，例如，傅里葉變換，近紅外光譜(FTNIR)系統(tǒng)相比，被實(shí)現(xiàn)以測量濃度和密度的儀器可以是簡單的——僅僅是管道的長度——。編碼控制反饋循環(huán)中的溫度校正可以降低或消除測量控制樣品溫度的必要性。當(dāng)系統(tǒng)是連續(xù)地流動的樣本系統(tǒng)時，可以取消帶有頻繁地循環(huán)的截止閥的更復(fù)雜的樣本處理系統(tǒng)的必要性。因此，也可以取消閥門的維護(hù)和周期性更換的必要性。系統(tǒng)可以周期性地輸出診斷信息——流動速率、壓力，以及溫度。在下面的各個附圖和描述中闡述了ー個或多個實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)信息。通過描述和附圖，以及權(quán)利要求，主題的其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。


圖1是酸催化劑分析器系統(tǒng)的示例的框圖。圖2A是用于確定從過程流采樣的一定量的成份的濃度的示例過程的流程圖。圖2B是用于確定從過程流采樣的一定量的成份的濃度的另ー個示例過程的流程圖。圖3是用于校準(zhǔn)三個流量計(jì)的示例過程的流程圖。各種圖形中的相同的附圖標(biāo)記和表示方法表示相同的元件。
具體實(shí)施例方式下面將描述用于確定多相流(例如，HF混合物和iC4的混合物)的成份的濃度的方法、設(shè)備，以及系統(tǒng)。一般而言，一個或多個流量計(jì)、一個或多個分離容器，以及ー個或多個閥門可以被操作，以將成份中的ー個(例如，iC4)與多相流(例如，HF混合物和iC4的混合物)分離，并確定多相流的成份(例如，HF、AS0、水，以及iC4)的濃度。例如，可以使用來自流量計(jì)的讀數(shù)來確定，而并非估計(jì)，多相流的每一成份的濃度。在一些實(shí)現(xiàn)中，可以調(diào)節(jié)一個成份流過的閥門的狀態(tài)，以便可以降低或消除流量計(jì)所獲得的讀數(shù)中的噪聲。例如，在一種實(shí)現(xiàn)中，系統(tǒng)接收包括4成份流體的采樣容量，包括異丁烷(iC4)和 HF混合物(HF、水，以及AS0)。采樣容量流過第一流量計(jì)進(jìn)入分離容器中，該分離容器將iC4 與HF混合物分離。HF混合物流過第二流量計(jì)及其他儀器，來自流量計(jì)及其他儀器的讀數(shù)被用來確定HF混合物的成份的濃度。具體而言，確定水、HF,以及ASO的百分比濃度，以便百分比濃度的總和對于HF混合物等于100%。由分離容器分離的iC4從分離容器流過閥門流向第三流量計(jì)。使用第三流量計(jì)獲取的讀數(shù)被用來確定流過第三流量計(jì)的iC4的濃度。 如下面所描述的，將HF混合物的每一成份的百分比濃度與采樣容量中的iC4的實(shí)際濃度進(jìn)行比較，以確定采樣容量中的每一成份的濃度。在替換的或附加的實(shí)現(xiàn)中，為維持iC4的平衡的分離，實(shí)現(xiàn)控制反饋循環(huán)以控制對由分離容器分離的，并可以流過第三流量計(jì)的iC4的量進(jìn)行控制的閥門的狀態(tài)，以使得第三流量計(jì)只被iC4填充，而沒有HF混合物和iC4的混合物。以此方式，可以使流過第二和第三流量計(jì)的組合質(zhì)量平均起來等于流過第一流量計(jì)的質(zhì)量。這可以降低或消除第三流量計(jì)所獲得的讀數(shù)中的噪聲，并進(jìn)一歩允許對iC4的密度進(jìn)行直接測量。圖1是酸催化劑分析器系統(tǒng)100的示例。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)100以確定多相流，例如，包括HF、水，以及ASO的HF混合物的成份的濃度。一般而言，系統(tǒng)100使用閥門104從過程采樣點(diǎn)102采樣一定量的HF混合物和烴類(例如，異丁烷，iC4)的組合。系統(tǒng)100包括第一流量計(jì)108、第二流量計(jì)106以及第三流量計(jì)110。流量計(jì)106、108、110中的每ー個都可以是使用彎管的Coriolis流量計(jì)或使用直流管得Coriolis流量計(jì)。作為iC4和HF混合物的組合的樣本流流過第二流量計(jì)106。iC4位于樣本流中， 因?yàn)樗峭榛^程的輸入。系統(tǒng)100包括從第二流量計(jì)106接收流量的三向閥112。閥門 112可以以第一配置設(shè)置，以使HF混合物和iC4流向分離容器114，并以第二単獨(dú)的配置設(shè)置，以交叉校準(zhǔn)三個流量計(jì)。當(dāng)三向閥112被以第一配置設(shè)置吋，被采樣的流量從第二流量計(jì)106流向分離容器114。容器114的大小被設(shè)置為基于兩種流體的密度的差異來將采樣的流量中的HF混合物與iC4分離。具體而言，HF混合物和iC4是不互溶的；并且，iC4的密度(大致是600kg/m3)小于HF混合物的密度(大致是1000kg/m3)。分離容器114的大小被設(shè)置為，使得高密度HF混合物沉淀到容器114的底部區(qū)域，而低密度iC4由于密度差而上升到容器114的頂部區(qū)域。在一些實(shí)現(xiàn)中，分離容器114相對于從過程采樣點(diǎn)112采樣容量的管道的直徑比較大。例如，分離器容器114的寬度和分離器容器114的高度兩者中的每ー個都可以是采樣容量的管道的直徑的至少三倍。一旦HF混合物和iC4已經(jīng)被分離，當(dāng)?shù)诙y門116打開時，純凈的HF混合物(包括 HF、水，以及AS0)流過電導(dǎo)率傳感器和傳輸器118、第一流量計(jì)108，以及壓力傳感器和傳輸器120，它們可以共同地分別測量純凈的HF混合物的參數(shù)——電導(dǎo)率、密度、壓力。通過使用來自壓カ傳感器120、電導(dǎo)率傳感器118以及第一流量計(jì)108的讀數(shù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1 (例如，流量計(jì)算機(jī))可以分別確定HF混合物中的HF、7jC，以及ASO的濃度。具體而言，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IM可以基于電導(dǎo)率傳感器測量值，來確定水的百分比濃度，并根據(jù)第一流量計(jì)108和壓カ傳感器120測量值，來確定HF或者ASO的百分比濃度。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IM可以按照水和 HF或者ASO百分比濃度的總和與100%的差，推斷ASO或HF的濃度。值得注意的是，在此階段，HF、水，以及ASO的濃度被確定為HF混合物的百分比，而不是采樣容量的百分比。被分離的iC4流過第一閥門122。分離的iC4流從閥門流過第三流量計(jì)110，該第三流量計(jì)110獲取iC4的密度和質(zhì)量流速讀數(shù)?；谟傻谌髁坑?jì)110測量到的讀數(shù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1 可以確定采樣容量中的ic4的濃度。確定了 iC4的濃度之后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IM 可以確定采樣容量中HF混合物的濃度，然后，確定采樣容量中的HF混合物的每一成份的濃度。例如，如果HF混合物中的水的百分比濃度是1%，而樣本中的iC4的濃度被確定為 7 %，那么，樣本中的HF混合物的百分比濃度是93 % (即，100 % -7 % )，而采樣容量中的水的百分比濃度是0. 93 % ( S卩，93 %的1 % )。類似地，如果HF混合物中的ASO和HF的百分比濃度分別是4%和95%，那么，采樣容量中的ASO和HF混合的百分比濃度分別是3. 72% 和 88. 35%。
返回到流過系統(tǒng)100的流體的流量，在流過包括電導(dǎo)率傳感器118、第一流量計(jì) 108和壓カ傳感器120，以及第二流量計(jì)106的儀器之后，HF混合物和iC4流分別再次混合， 并流過閥門1 到過程返回點(diǎn)130。通過連續(xù)地測量流過第二流量計(jì)106的iC4的質(zhì)量流速，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)124也可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量平衡計(jì)算，以確保HF混合物和iC4的平衡的分離(即， 其中流過第一流量計(jì)和第三流量計(jì)的組合的質(zhì)量平均起來等于流過第二流量計(jì)的質(zhì)量的分離)。另外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1 還可以交叉校準(zhǔn)第一、第二以及第三流量計(jì)，以確保密度和質(zhì)量流速測量值是準(zhǔn)確的。在一些系統(tǒng)中，可以估計(jì)iC4，以解析從過程采樣點(diǎn)102采樣的采樣容量的6%。然而，采樣容量中的iC4的比例可以改變，并可以不始終是6%。通過使用下面所描述的技木， 系統(tǒng)100可以計(jì)算，而并非估計(jì)或假設(shè)iC4的比例?；趯C4濃度的計(jì)算，系統(tǒng)100可以確定采樣容量中的HF混合物的成份的百分比濃度。此外，通過實(shí)現(xiàn)動態(tài)響應(yīng)控制系統(tǒng)，在某些情況下，可以降低儀器的讀數(shù)中的噪聲。因此，系統(tǒng)100可被實(shí)現(xiàn)為控制和優(yōu)化采樣容量中的HF混合物的成份的濃度。圖1所示出的儀器(第一、第二以及第三流量計(jì)108、106、110，電導(dǎo)率傳感器和傳輸器118、壓カ傳感器和傳輸器120)連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)124。例如，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IM可包括一臺或多臺計(jì)算機(jī)或處理器。在一些實(shí)現(xiàn)中，儀器將測量到的參數(shù)的值傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng) 124。例如，第二流量計(jì)106將密度、質(zhì)量流速，以及容積流速值傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)124。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1 可包括計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)以存儲從儀器接收到的值。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1 還包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中存儲了可由數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行的計(jì)算機(jī)軟件指令，以執(zhí)行與質(zhì)量平衡、 容積流量平衡相關(guān)聯(lián)計(jì)算，以確定密度、電導(dǎo)率以及濃度。另外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)124還耦接到閥門(第一閥門122、第二閥門116、三向閥112) 以傳輸指令和控制每一閥門的狀態(tài)。例如，響應(yīng)于從流量計(jì)106、108以及110接收到質(zhì)量流速測量值，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1 可以確定第一閥門122應(yīng)該打開(或關(guān)閉)的級別。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IM可以傳輸以該級別打開(或關(guān)閉)第一閥門122的信號。在一些實(shí)現(xiàn)中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IM可以傳輸完全打開或完全關(guān)閉閥門的信號?？闪磉x地，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IM可以傳輸部分地打開或部分地關(guān)閉閥門的信號。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1 傳輸?shù)男盘柕膹?qiáng)度可以對應(yīng)于閥門將被打開或關(guān)閉的級別。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1 可以實(shí)現(xiàn)諸如比例-積分-微分(PID)控制循環(huán)之類的控制系統(tǒng)，以控制閥門的位置，例如，根據(jù)下面進(jìn)ー步描述的參數(shù)，基于來自流量計(jì) 106、108以及110的質(zhì)量流速測量值。關(guān)于來自過程采樣點(diǎn)102的完整采樣容量的第二流量計(jì)106的密度讀數(shù)隨著采樣容量中的iC4的比例變化而變化。然而，兩個不能混合的流體(HF混合物和iC4)的存在可能不會對讀數(shù)產(chǎn)生任何偏移誤差。平均起來，由第二流量計(jì)106所生成的密度和質(zhì)量流讀數(shù)匹配采樣容量的真實(shí)平均值。具體而言，如果取平均周期內(nèi)的質(zhì)量流和密度讀數(shù)，那么， 平均質(zhì)量流和密度值可以被視為充分地表示采樣容量。在一些實(shí)現(xiàn)中，平均周期可以是，例如，1分鐘或5分鐘或10分鐘，其中，來自每ー儀器的測量值更新的數(shù)量級可以是大約1秒。 對平均周期的選擇可以在不同的系統(tǒng)之間或在同一個系統(tǒng)內(nèi)有所不同?？梢酝ㄟ^，例如，監(jiān)視密度時間序列的標(biāo)準(zhǔn)偏差來選擇平均周期。短平均周期可以提供良好的對iC4含量的變化的動態(tài)響應(yīng)，而同時提供對下面所描述的質(zhì)量平衡計(jì)算的穩(wěn)定的讀數(shù)。根據(jù)行業(yè)知識，iC4容量作為采樣容量的比例的百分比被估計(jì)為6%。如果采樣容量中的iC4的實(shí)際按容量百分比匹配估計(jì)值，并且系統(tǒng)100正在以完全平衡的方式進(jìn)行操作，g卩，分離容器114中的iC4的量也是6%。如果第一閥門122被完全關(guān)閉，而第二閥門116 打開，則分離容器114中的iC4的比例將穩(wěn)定地提高，因?yàn)镠F混合物將流過第二閥門116， 而已經(jīng)上升到分離容器114的頂部區(qū)域的iC4將不能。在此情況下，因?yàn)榱黧w是不可壓縮的，并且系統(tǒng)在沒有氣體存在，因此，容量流速是平衡的。換言之Q2 (流過第二流量計(jì)的容量流速)=Q^Q3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IM可以通過從流量計(jì)接收質(zhì)量流速和密度讀數(shù)來計(jì)算每ー個流量計(jì)的仏。當(dāng)?shù)谝婚y門122被關(guān)閉時Q3 = 0 ；Q2 = Q1參考此情況下的質(zhì)量流平衡，因?yàn)榉蛛x容器114比較大，當(dāng)?shù)谝婚y門122被關(guān)閉吋，容器114開始累加更多iC4。然而，直到容器114有效地充滿iC4，容器114還設(shè)法從流過第一流量計(jì)108的流中過濾掉iC4。這是通過用高密度HF的等效容量替換為發(fā)送到第一流量計(jì)108的流中的低密度iC4(通過分離容器中的浮力的作用)來取得。因此 M2 (流過第二流量計(jì)的質(zhì)量流速)< M^M3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IM可以從每一流量計(jì)接收質(zhì)量流速讀數(shù)。當(dāng)閥門1被關(guān)閉吋，M3是 O0如此，雖然流過第二流量計(jì)106的容量流速等于流過第一流量計(jì)108和第三流量計(jì)110的容量流速的總和，但是，仍存在質(zhì)量流不平衡，因?yàn)榱鬟^第二流量計(jì)106的采樣容量包含低密度iC4，而流過第一流量計(jì)108的采樣容量是純凈的高密度HF混合物。在ー些實(shí)現(xiàn)中，可以在上文所描述的平均周期內(nèi)執(zhí)行質(zhì)量流比較。此外，不平衡是臨時的，S卩，直到分離容器114有效地充滿iC4。此時，第一流量計(jì) 108將接收HF混合物和iC4的組合，質(zhì)量平衡將(平均起來)被恢復(fù)。另外，甚至在第一閥門122完全被關(guān)閉的情況下將創(chuàng)建的不平衡會比較小。對于采樣流中的6% iC4，并假設(shè) iC4和HF混合物的密度分別為600kg/m3和1000kg/m3，M2和(M^M3)之間的質(zhì)量流差將是 2. 4%。在另ー種情況下，如果第二閥門116被關(guān)閉，并且第一閥門122被完全打開，那么Q1 = 0 !M1 = 0因?yàn)槿坎蓸尤萘繉⒘鬟^第三流量計(jì)110 Q2 = Q3分離容器114的頂部區(qū)域只包括iC4。如此，ー開始，只有i(V流過第三流量計(jì)110。 因此M2 > M1+M3當(dāng)分離容器114的頂部區(qū)域的比4層被耗盡時，質(zhì)量平衡將被恢復(fù)。當(dāng)?shù)谝婚y門 122被完全打開時，如果假設(shè)第二閥門116也被打開(而并非完全關(guān)閉)，更多iC4，例如，兩倍的iC4的額定流速，將被允許第三流量計(jì)110。換言之，當(dāng)?shù)诙y門116被完全打開時，流過第三流量計(jì)110的iC4的量按容量將包含6% iC4，第二閥門116被打開的級別導(dǎo)致iC4的量為12%。在此情況下，M2 > M1+M3
總而言之，如果第一閥門122維持在最佳打開級別，那么，流過第二流量計(jì)106和第一和第三流量計(jì)(分別是108和110)的質(zhì)量流速之間的質(zhì)量流不平衡可以降低或消除。 如果第一閥門(122)比最佳打開級別少打開ー些，那么，第二流量計(jì)106測量比組合的第一和第二流量計(jì)(分別是108和110)較少的質(zhì)量流。相反，如果第一閥門122比最佳打開級別打開得更多，那么，第二流量計(jì)106測量比組合的第一和第三流量計(jì)(分別是108和110) 更多的質(zhì)量流。第一閥門122可以仍然保持一定級別地開著，以足以確保采樣容量中的全部iC4 被分離到分離容器114的頂部區(qū)域，并且沒有比4進(jìn)入用來測量無iC4的HF混合物中的HF、 水以及ASO的濃度的電導(dǎo)率傳感器和傳輸器118、第一流量計(jì)108以及壓力傳感器和傳輸器 120。在某些情況下，分離容器114可以具有如此大的容量，以至于比4質(zhì)量流速的變化(因此，其在采樣容量中的比例)被掩蓋。在這樣的情況下，在第三流量計(jì)110中可能觀察不到 iC4的變化，除非調(diào)整第一閥門110的狀態(tài)。由于如前所述的質(zhì)量不平衡與閥門110被打開的級別相關(guān)聯(lián)，因此，系統(tǒng)100可以使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)124的控制功能來檢測并調(diào)整iC4的比例的變化。為此，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1 可以執(zhí)行存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)軟件指令，以執(zhí)行下列功能如果M2 < M1+M3，則多ー些打開閥門1(122)；如果M2 > M1+M3，則多ー些關(guān)閉閥門1(122)。例如，流量控制可被實(shí)現(xiàn)為PID控制循環(huán)，該P(yáng)ID控制循環(huán)被設(shè)計(jì)成能將 [M2-(M^M3)]的值維持在設(shè)定值零。通過執(zhí)行如前所述的操作，系統(tǒng)100可以促進(jìn)HF混合物和i(V流的平衡分離，以使得第三流量計(jì)110將快速而準(zhǔn)確地響應(yīng)采樣流中的iC4的流動
速率變化。下面將描述由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1 執(zhí)行以確定采樣流中的iC4的濃度的偽代碼的示
例。在偽代碼中定義了下列變量
權(quán)利要求
1.一種用于確定多相流體的成份的濃度的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括被配置為接收流體流并生成所述流體流的ー個或多個測量值的第一流量計(jì)，所述流體流包括第一流體和第二流體，其中，所述第一流體和第二流體是不互溶的；被配置為接收所述流體流，并至少部分地分離所述第一流體和所述第二流體的分離容器；被配置為通過閥門接收所述第二流體或所述第一流體和所述第二流體的混合物井生成所述第二流體或者所述第一流體和所述第二流體的混合物的ー個或多個測量值的第二流量計(jì)，其中，所述混合物中的第二流體與第一流體的比例大于所述流體流中的第二流體與第一流體的比例；被配置為接收所述第一流體并生成所述第一流體的ー個或多個測量值的第三流量計(jì)；以及可操作地耦接到第一流量計(jì)、第二流量計(jì)、第三流量計(jì)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備被配置為執(zhí)行包括下列各項(xiàng)的操作從所述第一流量計(jì)接收所述流體流的ー個或多個測量值；從所述第二流量計(jì)接收所述第二流體或所述第一流體和所述第二流體的混合物的一個或多個測量值；從所述第三流量計(jì)接收所述第一流體的一個或多個測量值，以及確定所述流體流中的第二流體的濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二流體包括第一成份、第二成份以及第三成份，其中，所述操作還包括確定所述第二流體中的第一成份、第二成份以及第三成份中的每一個的濃度。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述操作還包括基于所述第二流體中的第一成份、 第二成份以及第三成份中的每ー個的濃度，以及所述流體流中的第一流體的濃度，來確定所述流體流中的第一成份、第二成份以及第三成份中的每ー個的濃度。
4.一種用于確定四成份多相流體的成份的濃度的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括被配置為接收流體流并生成所述流體流的ー個或多個測量值的第一流量計(jì)，所述流體流包括第一成份、第二成份、第三成份、以及第四成份；被配置為接收所述流體流并將所述流體流分離為包括第一、第二以及第三成份的第一混合物和包括第四成份的第二混合物的分離容器；被配置為通過閥門接收所述第二混合物并生成所述第二混合物的ー個或多個測量值的第二流量計(jì)；被配置為接收所述第一混合物并生成所述第一混合物的ー個或多個測量值的第三流量計(jì)；以及可操作地耦接到第一流量計(jì)、第二流量計(jì)、第三流量計(jì)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備被配置為執(zhí)行包括下列各項(xiàng)的操作從所述第一流量計(jì)接收所述流體流的ー個或多個測量值； 從所述第二流量計(jì)接收所述第二混合物的ー個或多個測量值； 從所述第三流量計(jì)接收所述第二混合物的一個或多個測量值，以及確定所述流體流中的第四成份的濃度。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述操作還包括基于從所述第一、第二以及第三流量計(jì)接收到的所述測量值，控制所述第一閥門被打開的級別，以維持所述第一、第二以及第三流量計(jì)之間的質(zhì)量平衡。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述操作還包括確定所述第一混合物中的第一成份、第二成份以及第三成份中的每ー個的濃度。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述操作還包括基于所述流體中的第四成份的濃度，以及所述第一混合物中的第一成份、第二成份以及第三成份中的每ー個的濃度，來確定所述流體中的第一成份、第二成份以及第三成份中的每ー個的濃度。
8.ー種酸催化劑分析器系統(tǒng)，包括被配置為接收包括酸催化劑混合物和碳?xì)浠衔锪黧w的采樣容量的第一流量計(jì)，所述酸催化劑混合物包括酸、水，以及酸溶性的油類(ASO)；被配置為從所述第一流量計(jì)接收所述采樣容量，并將所述酸催化劑混合物與所述碳?xì)錃怏w分離的分離容器；適用于通過第一閥門接收與所述酸催化劑混合物分離的所述碳?xì)浠衔锪黧w的第二流量計(jì)；適用于通過第二閥門接收與所述碳?xì)浠衔锪黧w分離的所述酸催化劑混合物的第三流量計(jì)；以及可操作地耦接到第一流量計(jì)、第二流量計(jì)以及第三流量計(jì)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備被配置為執(zhí)行存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)軟件指令以執(zhí)行包括下列各項(xiàng)的操作分別從第一流量計(jì)、第二流量計(jì)以及第三流量計(jì)接收第一組質(zhì)量流和密度讀數(shù)，第二組質(zhì)量流和密度讀數(shù)以及第三組質(zhì)量流和密度讀數(shù)， 確定所述采樣容量中的碳?xì)浠衔锪黧w的濃度，以及傳輸控制所述第一閥門被打開的級別以維持第一流量計(jì)和第二及第三流量計(jì)之間的質(zhì)量平衡的信號。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，所述操作還包括基于所述第一組質(zhì)量流和密度讀數(shù)，來確定流過所述第一流量計(jì)的第一質(zhì)量流； 基于所述第二組質(zhì)量流和密度讀數(shù)，來確定流過所述第二流量計(jì)的第二質(zhì)量流； 基于所述第三組質(zhì)量流和密度讀數(shù)，來確定流過所述第三流量計(jì)的第三質(zhì)量流； 將所述第一質(zhì)量流與所述第二質(zhì)量流和所述第三質(zhì)量流的總和進(jìn)行比較； 在確定所述第一質(zhì)量流小于所述總和之后，増加所述第一閥門被打開的級別，或在確定所述第一質(zhì)量流大于所述總和之后，降低所述第一閥門被打開的級別。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括耦接到所述第二流量計(jì)以接收與所述碳?xì)浠衔锪黧w分離的所述酸催化劑混合物的電導(dǎo)率傳感器，所述電導(dǎo)率傳感器被配置為測量所述酸催化劑混合物的電導(dǎo)率，其中，所述電導(dǎo)率傳感器可操作地耦接到所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備以向所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備傳輸所測量的電導(dǎo)率。
11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括耦接到所述第二流量計(jì)以接收與所述碳?xì)浠衔锪黧w分離的所述酸催化劑混合物的壓カ傳感器，所述壓カ傳感器被配置為測量所述酸催化劑混合物的壓力，其中，所述壓カ傳感器可操作地耦接到所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備以向所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備傳輸所測量的壓カ。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，所述操作還包括基于所接收的電導(dǎo)率，來確定所述酸催化劑混合物中的水的濃度，其中，水的濃度與所測量的電導(dǎo)率成比例；基于從所述第三流量計(jì)接收到的第三組質(zhì)量流和密度讀數(shù)，來確定所述酸催化劑混合物中的酸的濃度，其中，所述酸的濃度與所述第三組中的密度讀數(shù)成比例；以及按照水的濃度和酸的濃度的總和與100%的差來確定所述ASO的濃度。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，所述操作還包括基于所述采樣容量中的碳?xì)浠衔锪黧w的濃度和所述酸催化劑混合物中的水、酸以及ASO中的每ー個的濃度，來確定所述采樣容量中的水、酸以及ASO中的每ー個的濃度。
14.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述酸是氫氟酸。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，還包括耦接到第一流量計(jì)、第二流量計(jì)以及第三流量計(jì)，并被配置為允許由所述第一流量計(jì)接收到的所述采樣容量只流向所述第二流量計(jì)或只流向所述第三流量計(jì)或同時流向這兩個流量計(jì)的閥門。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述閥門是三向閥。
17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分離容器包括接收所述采樣容量的第一入 ロ，所述分離容器的大小被設(shè)置為基于所述酸催化劑混合物的密度和所述碳?xì)浠衔锪黧w的密度的差來分離所述酸催化劑混合物和所述碳?xì)浠衔锪黧w。
18.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一流量計(jì)是使用彎管的Coriolis流量計(jì)。
19.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二流量計(jì)是使用直管的Coriolis流量計(jì)。
20.一種用于確定多相流體的成份的濃度的方法，所述方法包括接收包括第一流體和第二流體的流體流，其中，所述第一流體和第二流體是不互溶的；生成所述流體流的ー個或多個測量值；至少部分地分離所述第一流體和所述第二流體；接收所述第二流體或者所述第一流體和所述第二流體的混合物，其中，所述混合物中的第二流體與第一流體的比例大于所述流體流中的第二流體與第一流體的比例；生成所述第二流體或所述第一流體和所述第二流體的混合物的ー個或多個測量值；接收所述第一流體；生成所述第一流體的一個或多個測量值；以及基于所述流體流的一個或多個測量值，來自所述第二流量計(jì)的所述第二流體或所述第一流體和所述第二流體的混合物的一個或多個測量值，以及所述第一流體的ー個或多個測量值，來確定所述流體流中的第二流體的濃度。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述第二流體包括第一成份、第二成份以及第三成份，其中，所述方法還包括確定所述第二流體中的第一成份、第二成份以及第三成份中的每ー個的濃度。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述方法還包括基于所述第二流體中的第一成份、第二成份以及第三成份中的每ー個的濃度，以及所述流體流中的第一流體的濃度，來確定所述流體流中的第一成份、第二成份以及第三成份中的每ー個的濃度。
23.一種用于確定四成份多相流體的成份的濃度的方法，所述方法包括 接收包括第一成份、第二成份、第三成份以及第四成份的流體流；生成所述流體流的ー個或多個測量值；將所述流體流分離為包括第一、第二以及第三成份的第一混合物和包括第四成份的第 ニ混合物；接收所述第二混合物；生成所述第二混合物的ー個或多個測量值；接收所述第一混合物；生成所述第一混合物的ー個或多個測量值；以及基于所述流體流的ー個或多個測量值，所述第二混合物的一個或多個測量值，以及所述第一混合物的ー個或多個測量值，來確定所述流體流中的第四成份的濃度。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述方法還包括基于所述流體流的ー個或多個測量值，來控制所述第二混合物的一個或多個測量值，以及所述第一混合物的ー個或多個測量值，所述第一混合物的級別以維持所述第一混合物和所述第二混合物之間的質(zhì)量平
25.如權(quán)利要求M所述的方法，其中，所述方法還包括確定所述第一混合物中的第一成份、第二成份以及第三成份中的每ー個的濃度。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述方法還包括基于所述流體中的第四成份的濃度，以及所述第一混合物中的第一成份、第二成份以及第三成份中的每ー個的濃度，來確定所述流體中的第一成份、第二成份以及第三成份中的每ー個的濃度。
全文摘要
公開了確定混合物的成份的濃度的系統(tǒng)和方法。用于確定多相流體的成份的濃度的系統(tǒng)包括接收流體流并生成包括第一和第二流體的流體流的測量值的第一流量計(jì)，第一和第二流體不互溶；接收流體流并至少部分分離第一和第二流體的分離容器；通過閥門接收第二流體或第一和第二流體的混合物并生成第二流體或者第一和第二流體的混合物的測量值的第二流量計(jì)，混合物中第二與第一流體的比例大于流體流中第二與第一流體的比例；接收第一流體并生成第一流體的測量值的第三流量計(jì)；可操作地耦接到第一、第二和第三流量計(jì)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其從第一流量計(jì)接收流體流的測量值；從第二流量計(jì)接收第二流體或第一和第二流體的混合物的測量值；從第三流量計(jì)接收第一流體的測量值，以及確定流體流中第二流體的濃度。
文檔編號G01N27/00GK102565132SQ20111039333
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者M·P·亨利 申請人:因文西斯系統(tǒng)公司