Placa de muestra para análisis de fluido en un proceso de refinería.

Conjunto de equipo para analizar un fluido seleccionado de un fluido de hidrocarburo,

una materia prima derefinería, un producto intermedio de refinería y un producto de un proceso de refinería, o un componente oproducto de reacción del mismo, que comprende:

un aparato (20, 50) portátil que contiene al menos dos dispositivos (24, 25, 26, 41, 43) analíticos diferentes,en el que cada dispositivo está adaptado para analizar un fluido seleccionado de un fluido de hidrocarburo,una materia prima de refinería, un producto intermedio de refinería y un producto de un proceso derefinería, o un componente o producto de reacción del mismo; y

una placa (1, 40) de muestra en asociación con dicho aparato portátil, teniendo la placa de muestra (i) unreceptor (2) para un fluido que va a analizarse; (ii) al menos dos canales (3, 6, 12, 31, 34, 37) de fluidoadaptados cada uno para transferir una parte de dicho fluido o un componente o producto de reacción delmismo desde dicho receptor (2) a uno de dichos dispositivos (24, 25, 26, 41, 43) analíticos contenidos endicho aparato (20, 50) portátil; (iii) al menos un sensor (13, 32, 33) que puede responder a una propiedadfísica o química de dicho fluido o un componente o producto de reacción del mismo, y opcionalmente almenos una celda (14) de muestra para contener una muestra de dicho fluido o un componente o productode reacción del mismo para un análisis espectroscópico u óptico; y (iv) al menos un canal (11, 30) de fluidoadicional adaptado para transferir una parte de dicho fluido o un componente o producto de reacción delmismo desde dicho receptor a dicho al menos un sensor.

Placa de muestra para análisis de fluido en un proceso de refinería Esta invención se refiere a una placa de muestra para su uso con un aparato portátil para el análisis de una materia prima de refinería, un producto intermedio de refinería, o un producto de un proceso de refinería.

El análisis de materia prima, por ejemplo el ensayo de petróleo crudo, es un análisis importante que se realiza normalmente antes de comprar o refinar las materias primas en una refinería de petróleo. Normalmente, una refinería de petróleo refinará un gran número de materias primas diferentes, que incluyen petróleos crudos diferentes, y combinaciones de petróleos crudos, pudiendo diferir cada uno de ellos en varias propiedades importantes. Para averiguar las condiciones óptimas para refinar cada materia prima y para evaluar el valor potencial de una materia prima, tal como los rendimientos, calidades y valores de producto que pueden obtenerse, y los efectos potenciales sobre el proceso de refinado de dicha materia prima, tales como corrosión o deposición, a menudo es necesario analizar un gran número de propiedades.

Normalmente, esto ha sido un análisis de larga duración, que requiere un volumen relativamente grande de material y tarda de 1 a 2 semanas en producir un conjunto completo de datos de análisis (ensayo) . No es poco común que las materias primas se compren sin que esté disponible un ensayo completo para el comprador, y, por tanto, el comprador debe de hacer varias suposiciones sobre el valor de la materia prima, por ejemplo, para un petróleo crudo esto puede basarse en el conocimiento de petróleos crudos anteriores de zonas similares.

Sería ventajoso si un análisis de materia prima de refinería, preferiblemente un ensayo completo, estuviera disponible rápidamente para el posible comprador o el operario de la refinería.

Además, también es deseable un análisis rápido de productos de procesos de refinería. Tales productos incluyen productos intermedios en el proceso de refinería global, alquitrán, productos del proceso de refinería global que se usan posteriormente como materias primas químicas y productos del proceso de refinería global que se usan posteriormente como combustibles o lubricantes, o como componentes de combinación para combustibles o lubricantes, así como los combustibles (por ejemplo combustibles para aviación, gasolina, diésel y marítimos) y los propios lubricantes. Además, el análisis rápido de productos, combustibles y lubricantes formulados es deseable, por ejemplo en un terminal, en un oleoducto, en el sistema de distribución, o en un punto de venta.

Las descripciones de procesos de refinería, y los productos de los mismos, se conocen bien por el experto en la técnica, y se describen, por ejemplo, en el capítulo titulado “Oil Refining”, por Walther W. Irion y Otto S. Neuwirth, en Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistr y , publicado por Wiley.

Nuestra solicitud de patente anterior en tramitación junto con la presente WO 2006/034069 describe un aparato portátil para el análisis de una materia prima de refinería o un producto de un proceso de refinería, comprendiendo dicho aparato:

(a) un primer dispositivo analítico para la determinación del perfil de punto de ebullición de una materia prima de refinería o un producto de un proceso de refinería, y

(b) al menos dos dispositivos analíticos adicionales, cada uno de los cuales contiene o está asociado con una base de datos y un algoritmo, estando adaptado al menos uno de dichos dispositivos para la determinación de la densidad de la materia prima de refinería o el producto de un proceso de refinería, y estando adaptado al menos uno de dichos dispositivos para la determinación del índice de acidez total (TAN) de la materia prima de refinería o el producto de un proceso de refinería.

Además, nuestra solicitud de patente anterior en tramitación junto con la presente WO 2006/034072 da a conocer un método para someter a ensayo una materia prima que contiene hidrocarburos, comprendiendo el método:

(a) medir el perfil de ebullición y al menos una otra propiedad de la materia prima que contiene hidrocarburos con al menos dos técnicas independientes de laboratorio diferentes en las que cada técnica independiente de laboratorio se selecciona para ser predictiva de cada propiedad respectiva;

(b) transmitir las mediciones realizadas en la etapa (a) a un procesador que pueda reconstruir un ensayo determinativo de la materia prima que contiene hidrocarburos a partir de las mediciones; y,

(c) reconstruir un ensayo determinativo del petróleo crudo a partir de las mediciones.

Este método puede llevarse a cabo ventajosamente usando el aparato del documento WO 2006/034069.

Ahora se ha encontrado un método mejorado para proporcionar muestras al aparato tal como se reivindica en el documento WO 2006/034069.

Por consiguiente, la presente invención proporciona un equipo que combina una placa de muestra con un aparato portátil que contiene al menos dos dispositivos analíticos diferentes, tal como se define en la reivindicación 1.

Se conoce en otros campos combinar una placa de muestra y un aparato analítico portátil, tal como se da a conocer por ejemplo en el documento US2005/0255001.

En el equipo de la presente invención, la placa de muestra proporciona la doble función de preparación de la muestra para un aparato analítico, y también proporciona cierta capacidad analítica en sí misma por el/los sensor (es) que contiene. En combinación con el aparato portátil, la placa de muestra forma un conjunto de equipo para analizar un fluido, que comprende una placa de muestra, en asociación con un aparato portátil que contiene al menos dos dispositivos analíticos diferentes. De manera adecuada, se proporcionan medios para la fijación de dicha placa de muestra a dicho aparato. Dichos medios de fijación pueden ser por ejemplo del tipo de ajuste mediante clic

o de tipo ranura, o pueden implicar el uso de una aleta articulada (que puede contener dispositivos de control, detección o analíticos adicionales) . Puede proporcionarse un mecanismo para permitir un movimiento deslizante o giratorio relativo, por ejemplo una rueda giratoria o mesa rotatoria, para poner las diferentes partes de la placa en línea con los diferentes componentes del aparato analítico portátil.

La placa de muestra y el conjunto de equipo de la invención son muy sencillos de usar. En uso, un usuario selecciona simplemente una placa de muestra adecuada, y la fija al aparato de análisis portátil asociado. Los canales de fluido apropiados de la placa de muestra están adaptados para unirse con los dispositivos de análisis asociados en el aparato portátil, y el/los sensor (es) en la placa de muestra está (n) adaptado (s) para unirse con cualquier conjunto de circuitos electrónicos asociado, que también pueden estar presentes en el aparato portátil. En uso, el usuario simplemente tiene que añadir el fluido que va a someterse a prueba al receptor de la placa de muestra, y entonces puede realizarse el análisis de la muestra.

La placa de muestra puede reutilizarse, de manera adecuada después de limpiarse. Alternativamente, debido a que en algunas realizaciones la placa de muestra de la invención puede construirse de manera muy económica, puede considerarse como desechable. Por tanto, puede proporcionarse una pluralidad de placas de muestra en asociación con un único aparato portátil. Cada placa de muestra puede estar destinada para un único uso, desechándose después de dicho uso, o para un número pequeño de usos. El uso de una placa nueva en cada ocasión de uso evita problemas que surgen por la contaminación de la placa con muestras anteriores de fluido. Toda la pluralidad de placas de muestra puede tener la misma construcción. Alternativamente, la pluralidad de placas de muestra puede incluir dos o más tipos diferentes de placas que tienen una construcción diferente, estando adaptada la construcción de cada tipo de placa para su uso con un tipo particular del fluido que va a analizarse. Por ejemplo, en el campo del refinado de petróleo, un tipo de placa de muestra puede contener uno o más sensores particularmente adecuados para su uso en el análisis de un producto particular de una refinería, por ejemplo de combustible diésel o gasolina, mientras que un tipo diferente de placa de muestra puede contener uno o más sensores particularmente adecuados para su uso en el análisis de petróleo crudo. También pueden proporcionarse conexiones adecuadas para cada sensor y/o celda... [Seguir leyendo]

1. Conjunto de equipo para analizar un fluido seleccionado de un fluido de hidrocarburo, una materia prima de refinería, un producto intermedio de refinería y un producto de un proceso de refinería, o un componente o producto de reacción del mismo, que comprende:

un aparato (20, 50) portátil que contiene al menos dos dispositivos (24, 25, 26, 41, 43) analíticos diferentes, en el que cada dispositivo está adaptado para analizar un fluido seleccionado de un fluido de hidrocarburo, una materia prima de refinería, un producto intermedio de refinería y un producto de un proceso de refinería, o un componente o producto de reacción del mismo; y una placa (1, 40) de muestra en asociación con dicho aparato portátil, teniendo la placa de muestra (i) un receptor (2) para un fluido que va a analizarse; (ii) al menos dos canales (3, 6, 12, 31, 34, 37) de fluido adaptados cada uno para transferir una parte de dicho fluido o un componente o producto de reacción del mismo desde dicho receptor (2) a uno de dichos dispositivos (24, 25, 26, 41, 43) analíticos contenidos en dicho aparato (20, 50) portátil; (iii) al menos un sensor (13, 32, 33) que puede responder a una propiedad física o química de dicho fluido o un componente o producto de reacción del mismo, y opcionalmente al menos una celda (14) de muestra para contener una muestra de dicho fluido o un componente o producto de reacción del mismo para un análisis espectroscópico u óptico; y (iv) al menos un canal (11, 30) de fluido adicional adaptado para transferir una parte de dicho fluido o un componente o producto de reacción del mismo desde dicho receptor a dicho al menos un sensor.

2. Conjunto de equipo según la reivindicación 1, en el que la placa (1, 40) de muestra comprende también 20 medios para la fijación de dicha placa de muestra a dicho aparato (20, 50) portátil.

3. Conjunto de equipo según la reivindicación 1 o reivindicación 2, en el que la placa (1, 40) de muestra comprende también medios para unir cualquier sensor (13, 32, 33) y/o celda (14) de muestra en la placa de muestra al conjunto de circuitos electrónicos y/o medios (24, 25, 26, 41, 43) de análisis espectroscópico u óptico asociados que están contenidos en el aparato (20, 50) portátil.

4. Conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la placa (1, 40) de muestra comprende también un mecanismo para permitir el movimiento deslizante o giratorio de dicha placa o cualquier parte de la misma de manera que en uso las diferentes partes de dicha placa pueden asociarse con componentes diferentes de dicho aparato (20, 50) portátil.

5. Conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la placa (1, 40) de 30 muestra comprende una pluralidad de sensores o celdas de muestra en forma de una serie (33) .

6. Conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la placa (1, 40) de muestra contiene al menos un dispositivo (35) de fluido para la separación del fluido que va a analizarse en componentes y/o la conversión del fluido en uno o más productos de reacción.

7. Conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la placa (1, 40) de 35 muestra incluye medios para almacenar partes de líquido sobre la placa.

8. Conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la placa (1, 40) de muestra tiene una o más microbombas (4) .

9. Conjunto de equipo según la reivindicación 8, en el que la una o más microbombas (4) se seleccionan de bombas de engranajes, bombas de diafragma, bombas de jeringa y bombas peristálticas.

10. Conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la placa (1, 40) de muestra tiene una o más microválvulas (5, 10) .

11. Conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que incluye al menos 5 dispositivos analíticos diferentes, siendo al menos uno de ellos en forma de un sensor ubicado sobre la placa (13, 32, 33) de muestra o incluyendo una celda de muestra ubicada sobre la placa (14) de muestra.

45 12. Conjunto de equipo según la reivindicación 11, en el que cada sensor (13, 32, 33) y/o celda (14) de muestra contenido en la placa (1, 40) de muestra está unido con el conjunto de circuitos electrónicos y/o medios (24, 25, 26, 41, 43) de análisis espectroscópico u óptico asociados que están contenidos en el aparato (20, 50) portátil.

13. Conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el aparato portátil comprende:

(a) un primer dispositivo analítico para la determinación del perfil de punto de ebullición de una materia 5 prima de refinería o un producto intermedio de refinería o un producto de un proceso de refinería, y (b) al menos un dispositivo analítico adicional asociado con una base de datos y un algoritmo y que puede medir al menos una propiedad física o química de una materia prima de refinería o un producto de un proceso de refinería; pudiendo dicho conjunto de equipo determinar al menos el perfil de punto de ebullición, el índice de acidez total (TAN) , y la densidad de una materia prima de refinería o producto de un proceso de refinería.

14. Conjunto de equipo según la reivindicación 13, que puede determinar además al menos uno de: índice de basicidad total, propiedad de flujo en frío, viscosidad, índice de octano medido en laboratorio, índice de octano motor, índice de cetano, punto de humo, índice de correlación del departamento de minas, índice de refracción, conductividad, contenido en azufre, contenido en nitrógeno, contenido en níquel y contenido en vanadio.

15. Conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende medios para separar un fluido en uno o más componentes (24, 43, 104) y/o medios para convertir un fluido en uno o más productos de reacción antes de analizar dicho (s) componente (s) y/o producto (s) de reacción.

16. Conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que el aparato (20, 50)

portátil comprende dos o más dispositivos analíticos seleccionados de un microdispositivo de destilación, un microespectrómetro de NIR, un dispositivo microoscilador y un micro-CG.

17. Conjunto de equipo según la reivindicación 16, que comprende también un sensor de oscilación adicional y un sensor electroquímico.

18. Conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que una o más partes de la

placa (1, 40) de muestra pueden calentarse y/o enfriarse en uso usando medios de calentamiento y/o enfriamiento contenidos en el aparato portátil.

19. Conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, que comprende una pluralidad de placas (1, 40) de muestra.

20. Conjunto de equipo según la reivindicación 19, en el que cada una de la pluralidad de placas (1, 40) de 30 muestra tiene la misma construcción.

21. Conjunto de equipo según la reivindicación 19, en el que la pluralidad de placas (1, 40) de muestra incluye dos o más tipos diferentes de placa que tienen una construcción diferente, estando adaptada la construcción de cada tipo de placa para su uso con un tipo particular de fluido o componente o producto de reacción del mismo que va a analizarse.

22. Método para analizar un fluido seleccionado de un fluido de hidrocarburo, una materia prima de refinería, un producto intermedio de refinería y un producto de un proceso de refinería, o un componente o producto de reacción del mismo, que comprende llevar a cabo el análisis usando un conjunto de equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21.

23. Método según la reivindicación 22, en el que se analiza una materia prima de refinería, un producto 40 intermedio de refinería, o el producto de un proceso de refinería.

24. Método según la reivindicación 23, en el que los resultados del análisis incluyen al menos el perfil de punto de ebullición, la densidad, y el índice de acidez total del fluido o componente o producto de reacción del mismo que va a analizarse.