Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 41. 8 november 1955 - Användning av radioisotoper inom petroleumindustrin, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
930
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 4. Bestämning av
en vätskas
flythastig-het genom mätning av
tiden mellan två
aktivitetstoppar.
Fig. 5. Bestämning av
en vätskas
flythastig-het genom mätning av
totalantalet y-impulser;
upptill mätning, nedtill
kalibrering.
När A och d är kända kan man ur de två ekvationerna
erhålla du som man söker. Ekv. (1) gäller exakt bara för
mycket hård y-strålning varför koefficienten 2 måste
ersättas med en empiriskt bestämd som är något mindre.
Om provet innehåller andra element än kol och väte, får
man ur ekv. (1) och (2) för högt värde på dess vätehalt.
Man måste därför dra ifrån t.ex. 5,4 °/o av provets
syrehalt och 25,4 °/o av dess svavelhalt.
Analys genom mätning av röntgenstrålnings absorption
används numera i betydande utsträckning inom
petroleumindustrin bl.a. för bestämning av svavelhalten i flytande
produkter. Metoden har dock vissa nackdelar, t.ex. att den
fordrar dyr och komplicerad utrustning, lång tid för
kalibrering av apparaturen och tillgång på skicklig personal.
Man kan emellertid minska dessa olägenheter betydligt
genom att använda järn 55 som strålningskälla i stället
för ett röntgenrör5.
Järn 55 övergår till mangan 55 genom infångning av en
K-elektron, dvs. den ena av de två elektroner som finns
närmast kärnan. Dess plats tas då av en L-elektron varvid
energiöverskottet avges huvudsakligen SOm Ka- och K
»-strålning från mangan, vars effektiva våglängd vid
absorption är ca 2,05 A.
Strålningen från radioisotopen får passera genom ett
vätskeprov i en liten kuvett, och den genomsläppta
strålningens intensitet mäts med en pulsfrekvensmätare eller
delare. Den beror på mängden svavel i provet, och dettas
svavelhalt kan därför beräknas ur absorptionen, provets
täthet och dess kända kol-väteförhållande.
Utrustningen är relativt billig — den behöver inte kosta
mer än ca 1 000 $ — och den uppges vara mycket
lättskött. Järn 55 har en halveringstid på 2,94 år, och
strålningskällan kan därför användas i minst fyra år. Den
behöver inte kalibreras oftare än var fjortonde dag, då
strålningens intensitet avtar mycket långsamt.
Metoden kan användas för bestämning av svavelhalter
på 0,05—2,7 %. Andra element än kol, väte och svavel
får inte vara närvarande i halter över 0,01 °/o.
Kol-väteförhållandet måste vara känt på 0,5 enhet när vid 0,1 %> S
eller på 1 enhet när vid 1 °/o S. Ett fel på 0,5 enhet i
kolväteförhållandet ger ett fel på 0,044 °/o i svavelhalten.
Spårämnen
Utnyttjandet av radioisotoper som spårämnen har
hittills inte fått lika stor omfattning som deras användning
till strålningskällor6. Spårämnena används mest i
strömmande vätska. Isotopen skall härvid helst vara y-strålare.
Dess halveringstid bör vara av samma storleksordning
som provningstiden för att kvarstående radioaktivitet inte
skall vålla svårigheter. Den måste vidare vara blandbar
med det material som den skall märka utan att ändra
dess beteende.
För oljeströmmar använder man för närvarande mest
trifenylstibin, innehållande ^Sb, och koboltnaftenat med
’"Co, medan 134Cs-salter används i vattenströmmar. I
Sverige anses ^Cs för riskabelt på grund av sin relativt stora
livslängd, och man föredrar därför MRb eller 24Na med
halveringstiderna 19,5 dygn resp. 15,0 h (Tekn. T. 1954
s. 505). För märkning av fasta material, t.ex. katalysatorer,
utnyttjas ^Zr som tål hög temperatur.
Vätskors flythastighet bestäms vanligen genom mätning
av den tid ett spårämne behöver för vandring från en
tvärsektion av en ledning till en annan. Denna mätning utförs
enklast i ett rakt rör med känd diameter (fig. 4).
Spårämnet införs snabbt vid en punkt strax före
mätsektioner-na varigenom skarpa maxima i radioaktivitet erhålls vid
dessa. De GM-räknare, som är placerade vid dem, är
kopplade till samma förstärkare så att deras utslag registreras
av samma skrivare. Rörets volym mellan mätsektionerna
dividerad med tiden mellan de två maxima i radioaktivitet
ger direkt flythastigheten.
Vid en nyare metod används bara en detektor (fig. 5),
och man behöver inte känna volymen mellan två
tvärsektioner av rörledningen. Förfarandet är grundat på att
totala antalet y-impulser, som registreras av en
GM-räknare vid en rörledning är omvänt proportionellt mot
flythastigheten när en given mängd av en radioisotop
passerar. Totala impulsantalet är nämligen oberoende av
isotopens koncentration längs vätskeströmmen, om dennas
flythastighet är konstant.
Mätprincipens riktighet kan bekräftas matematiskt, och
man har också vid fältförsök funnit att totala
impulsantalet blir detsamma i två rörsektioner, så långt från
varandra att en betydande spridning av spårämnet skett
mellan dem.
För att erhålla ett absolut värde på flythastigheten ur
totala impulsantalet N måste man kalibrera mätdonet.
Härvid fyller man en avskuren bit av rörledningen (försedd
med botten) med en känd lösning av en radioisotop och
mäter impulshastigheten Nr impulser/s med en GM-räknare
ansluten till rörbiten på samma sätt som till rörledningen.
Är den vid kalibreringen använda lösningens
koncentration Ar/Vr mC/m3, där Ar är aktiviteten och Vr lösningens
volym, kan en kalibreringsfaktor F erhållas ur ekvationen
F = NrVr/Ar (3)
men
Nr_Ar__N^A
T:v7 ~ 7: v
och alltså
V/t = FA/N (4)
där t är den tid som vid mätning behövs för isotopens
passage, V är under tiden t passerad vätskevolym och A
tillsatt mängd spårämne. Känner man F och A, kan man
alltså erhålla vätskans flythastighet V/t ur totala
impulsantalet N. Man behöver givetvis inte känna de absoluta
värdena på Ar och A utan bara deras förhållande.
Fluidiserade katalysatorers flythastighet i ett
cirkulationssystem kan erhållas genom mätning av tidsdifferensen
mellan aktivitetstoppar i två tvärsektioner av en ledning
på i princip samma sätt som för vätskor. Vid katalytisk
krackning utskiljs kol på katalysatorkornen vilka måste
reaktiveras kontinuerligt genom kolets avbränning i en
ugn. Katalysatorn måste därför cirkulera med en viss
hastighet, och denna kunde tidigare inte mätas exakt nog när
katalysatorn transporteras pneumatlskt.
Numera blandar man vid flera anläggningar den vanliga
katalysatorn med en liten mängd korn impregnerade med
95Zr. När ett sådant korn passerar genom en rörledning vid
vilken två GM-räknare är placerade (fig. 6) registreras
tiden mellan de två aktivitetspulser som uppstår.
Tids-intervallet är normalt ca 1 min. Katalysatorns
cirkulationshastighet erhålls genom division av ledningens volym
mellan mätsektionerna med tiden.
Metoden är inte kontinuerlig, men 2—3 radioaktiva
katalysatorkorn på 2 • 1010 inaktiva ger tillräckligt täta
avläsningar. Spårämnesmetoden uppges vara avsevärt
noggrannare än tidigare använda metoder3. I ett fall kunde man
t.ex. med den konstatera att rubbningar i driften vid en
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
