Научная статья на тему 'Метод фотоизображений в информационной системе контроля физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем'

Метод фотоизображений в информационной системе контроля физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
309
67
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДИСТАНЦИОННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ / ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА / МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ СИСТЕМЫ / НЕФТЕДОБЫЧА / НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА / НЕФТЕХИМИЯ / НЕФТЬ / ТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА / ФОТОИЗОБРАЖЕНИЕ / ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА / ЦВЕТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ / ЭЛЕКТРОННАЯ ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ / ЭЛЕКТРОННЫЙ СПЕКТР / ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ / COLOR CHARACTERISTICS / ELECTRON ABSORPTION SPECTRUM / ELECTRONIC PHENOMENOLOGICAL SPECTROSCOPY / ENVIRONMENTAL MONITORING / INFORMATION SYSTEM / MULTI-COMPONENT HYDROCARBON SYSTEMS / OIL / PHOTOGRAPHY / PETROLEUM INDUSTRY / PETROCHEMICAL INDUSTRY / PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES / REMOTE INVESTIGATION

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Шуляковская Дарья Олеговна, Доломатов Михаил Юрьевич, Доломатова Милана Михайловна, Еремина Светлана Андреевна

В связи с ростом объемов добычи, транспорта, хранения и переработки нефти и нефтепродуктов серьезной проблемой является разработка системы мониторинга углеводородных загрязнений окружающей среды, а также системы технического контроля производства на нефтеперерабатывающих и нефтехимических комплексах. На сегодняшний день разработаны информационные системы контроля, которые включают в себя базы данных и базы знаний в соответствующей области, в том числе новые методики технического контроля. К числу новых эффективных методик мониторинга и контроля относятся методики, основанные на корреляциях «спектр свойства» и «цвет свойства», которые входят в электронную феноменологическую спектроскопию (ЭФС). Недостатки методов оценки физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем, основанных на принципе «спектр свойства» и «цвет свойства», заключаются в необходимости использования спектрофотометра и временных затратах на регистрацию спектра в видимой области электромагнитного спектра (380-780 нм). В данной работе представлен новый способ определения физико-химических свойств, не требующий спектрометра и основанный на методе фотоизображений, а также созданные на его основе программный продукт и схема информационной системы контроля физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем на производстве. В основе метода лежит определение цветовой характеристики растворов образцов в системе МКО sRGB по фотографическим изображениям с обработкой графической информации на ЭВМ без использования приборов для регистрации электронных спектров поглощения. Совокупность свойств определяется по интегральному показателю поглощения, рассчитанному по полученной цветовой характеристике и известной концентрации раствора. При этом время определения совокупности физико-химических свойств сокращается до 5-10 минут (включая приготовление раствора). Определение свойств традиционными способами занимает время от 8 часов до нескольких суток. Метод фотоизображений может быть применим для исследования физико-химических свойств нефтей и нефтепродуктов на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях, для контроля свойств нефтей в процессе разработки месторождений, для дистанционного исследования органического вещества в системах спутникового мониторинга окружающей среды, а также для дистанционного исследования космического вещества.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Шуляковская Дарья Олеговна, Доломатов Михаил Юрьевич, Доломатова Милана Михайловна, Еремина Светлана Андреевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHOD OF PHOTOGRAPHIC IMAGES IN INFORMATION SYSTEM OF MULTI-COMPONENT HYDROCARBON SYSTEMS PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES CONTROL

The development of hydrocarbon pollution environmental monitoring and technical control systems in petroleum and petrochemical industries is a serious problem due to growth of oil and oil products production, transport, storage and refining. Today, information monitoring systems which include databases and knowledge bases in the corresponding area, including new technical control methods are developed. The methods based on "spectrum-properties" and "color-properties" correlations which enter electronic phenomenological spectroscopy belong to number of new effective techniques of monitoring and control. Disadvantages of methods of multicomponent hydrocarbon systems physicochemical properties definition, founded on the principle "spectrum-properties" and "color-properties", consist in need of use of spectrophotometer and time expenditure on spectrum registration in visible area (380-780 nm). In this work the new method of physicochemical properties determination, not demanding a spectrometer and based on the method of photographic images, is presented. The software product created on its basis and the scheme of the information system of industry control of multicomponent hydrocarbon systems physicochemical properties are also presented. Method of photographic images is based on the definition of the color characteristic of samples solutions in sRGB colorimetric system according to photographic images with processing of graphic information on the computer without use of devices for registration of electronic absorption spectra. Set of properties is determined by the integrated absorption indicator calculated on the received color characteristic and known concentration of solution. Thus time of determination of set of physicochemical properties is reduced till 5-10 minutes (including solution preparation). It takes time from 8 hours to several days for properties determination by traditional ways. The method of photographic images can be applicable for research of oil and oil products physicochemical properties at the petroleum and petrochemical industries, for oil properties control in the course of development of fields, for remote research of organic substance in systems of satellite monitoring of environment, and also for remote research of space substance.

Текст научной работы на тему «Метод фотоизображений в информационной системе контроля физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем»

Наноэлектроника и квантовые информационные системы

Шуляковская Д. О.

Shulyakovskaya D.O.

заместитель заведующего научноисследовательской лабораторией «Физика электронных процессов и наноматериалов» ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный университет экономики и сервиса», Россия, г. Уфа

Доломатов М.Ю.

Dolomatov M. Yu.

кандидат технических наук, доктор химических наук, профессор кафедры «Физика» ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный университет экономики и сервиса», заведующий научно-исследовательской лабораторией «Физика электронных процессов и наноматериалов», Россия, г. Уфа

Доломатова М.М. Dolomatova M.M.

жудентка

ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный университет экономики и сервиса», Россия, г. Уфа

Еремина С.А. Eremina S.A.

^удентка

ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный университет экономики и сервиса», Россия, г. Уфа

УДК 535.333, 539.19

МЕТОД ФОТОИЗОБРАЖЕНИЙ В ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ

УГЛЕВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ

В связи с ростом объемов добычи, транспорта, хранения и переработки нефти и нефтепродуктов серьезной проблемой является разработка системы мониторинга углеводородных загрязнений окружающей среды, а также системы технического контроля производства на нефтеперерабатывающих и нефтехимических комплексах. На сегодняшний день разработаны информационные системы контроля, которые включают в себя базы данных и базы знаний в соответствующей области, в том числе новые методики технического контроля. К числу новых эффективных методик мониторинга и контроля относятся методики, основанные на корреляциях «спектр - свойства» и «цвет - свойства», которые входят в электронную феноменологическую спектроскопию (ЭФС).

Недостатки методов оценки физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем, основанных на принципе «спектр - свойства» и «цвет - свойства», заключаются в необходимости использования спектрофотометра и временных затратах на регистрацию спектра в видимой области электромагнитного спектра (380-780 нм).

В данной работе представлен новый способ определения физико-химических свойств, не требующий спектрометра и основанный на методе фотоизображений, а также созданные на его основе программный продукт и схема информационной системы контроля физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем на производстве. В основе метода лежит определение цветовой характеристики растворов образцов в системе МКО sRGB по фотографическим изображениям с обработкой графической информации на ЭВМ без использования приборов для регистрации электронных спектров поглощения. Совокупность свойств определяется по интегральному показателю поглощения, рассчитанному по полученной цветовой характеристике и известной концентрации раствора. При этом время определения совокупности физико-химических свойств сокращается до 5-10 минут (включая приготовление раствора). Определение свойств традиционными способами занимает время от 8 часов до нескольких суток.

106

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Nanoelectronics and quantum data systems

Метод фотоизображений может быть применим для исследования физико-химических свойств нефтей и нефтепродуктов на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях, для контроля свойств нефтей в процессе разработки месторождений, для дистанционного исследования органического вещества в системах спутникового мониторинга окружающей среды, а также для дистанционного исследования космического вещества.

Ключевые слова: дистанционное исследование, информационная система, многокомпонентные углеводородные системы, нефтедобыча, нефтепереработка, нефтехимия, нефть, технический контроль производства, фотоизображение, физико-химические свойства, цветовые характеристики, электронная феноменологическая спектроскопия, электронный спектр, экологический мониторинг.

METHOD OF PHOTOGRAPHIC IMAGES IN INFORMATION SYSTEM OF MULTI-COMPONENT HYDROCARBON SYSTEMS PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES CONTROL

The development of hydrocarbon pollution environmental monitoring and technical control systems in petroleum and petrochemical industries is a serious problem due to growth of oil and oil products production, transport, storage and refining. Today, information monitoring systems which include databases and knowledge bases in the corresponding area, including new technical control methods are developed. The methods based on "spectrum-properties" and "color-properties" correlations which enter electronic phenomenological spectroscopy belong to number of new effective techniques of monitoring and control.

Disadvantages of methods of multicomponent hydrocarbon systems physicochemical properties definition, founded on the principle "spectrum-properties" and "color-properties", consist in need of use of spectrophotometer and time expenditure on spectrum registration in visible area (380-780 nm).

In this work the new method of physicochemical properties determination, not demanding a spectrometer and based on the method of photographic images, is presented. The software product created on its basis and the scheme of the information system of industry control of multicomponent hydrocarbon systems physicochemical properties are also presented.

Method of photographic images is based on the definition of the color characteristic of samples solutions in sRGB colorimetric system according to photographic images with processing of graphic information on the computer without use of devices for registration of electronic absorption spectra. Set of properties is determined by the integrated absorption indicator calculated on the received color characteristic and known concentration of solution. Thus time of determination of set of physicochemical properties is reduced till 5-10 minutes (including solution preparation). It takes time from 8 hours to several days for properties determination by traditional ways.

The method of photographic images can be applicable for research of oil and oil products physicochemical properties at the petroleum and petrochemical industries, for oil properties control in the course of development of fields, for remote research of organic substance in systems of satellite monitoring of environment, and also for remote research of space substance.

Key words: color characteristics, electron absorption spectrum, electronic phenomenological spectroscopy, environmental monitoring, information system, multi-component hydrocarbon systems, oil, photography, petroleum industry, petrochemical industry, physicochemical properties, remote investigation.

В связи с ростом объемов добычи, транспорта, хранения и переработки нефти и нефтепродуктов серьезной проблемой является разработка системы мониторинга углеводородных загрязнений окружающей среды, а также системы технического контроля производства на нефтеперерабатывающих и нефтехимических комплексах. На сегодняшний день разработаны информационные системы (ИС) контроля, которые включают в себя базы данных и базы знаний в соответствующей области, в том

числе новые методики технического контроля. К числу новых эффективных методик мониторинга и контроля относятся методики, основанные на корреляциях «спектр - свойства» и «цвет - свойства», которые входят в электронную феноменологическую спектроскопию.

В рамках ЭФС разработан новый экспрессный метод оценки физико-химических свойств (ФХС) многокомпонентных углеводородных систем (МУВС) по фотоизображениям растворов. Поэтому

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

107

Наноэлектроника и квантовые информационные системы

разработка схемы ИС технического контроля и программного обеспечения, основанных на описанном новом калориметрическом методе, крайне актуальна.

Целью работы является разработка подсистемы контроля ФХС МУВС, основанной на методе фотоизображений, в ИС контроля на производстве.

Экспериментальной основой метода фотоизображений является ЭФС [1], разработанная в конце 80-х и первой половине 90-х годов М.Ю. Долома-товым [2, 3]. ЭФС является новым направлением в электронной спектроскопии, которое решает обратную задачу спектроскопии - определение электронных свойств вещества, не выделяя при этом отдельных характеристических полос спектра. Усредненную информацию об электронной структуре в спектрах может дать интегральная сила осциллятора в (ИСО), которая представляет квантовый континуум и является суммой сил осциллятора отдельных частиц. В качестве ИСО можно использовать интегральный показатель поглощения, физический смысл которого - непрерывный континуум электронных состояний системы, поглощающей электромагнитное излучение. Направления применения ЭФС [4] - нефтехимия, химическая технология, нанотехнологии, медицина, криминалистика, экологический мониторинг и др.

В основе определения свойств МУВС методами ЭФС - корреляции «спектр - свойства» и «цвет - свойства». В работах [2, 3, 5] была показана возможность определения значительного числа ФХС по корреляциям «спектр - свойства»:

[Л 2

Z = а+а2 • eigs, где 0lgs = Lg e(X) dX , (1)

J Х\

где Z - физико-химическое свойство МУВС, например, относительная плотность, среднечисловая молекулярная масса, коксуемость по Конрадсону, энергия активации вязкого течения, характеристики реакционной способности и т. д.; в - логарифмический интегральный показатель поглощения, рассчитываемый по электронным абсорбционным спектрам поглощения излучения как площадь под кривой поглощения, нм; ар а2 - эмпирические коэффициенты, зависящие от исследуемого физико-химического свойства и класса МУВС; s(X) - молярный коэффициент поглощения при длине волны X, 10-1 • м2/моль; X, Х2 - длины волн, определяющие границы спектра поглощения в УФ, видимой и ближней ИК областях, 180 и 1200 нм соответственно.

В работах [6, 7] было показано, что аналогичное определение свойств можно выполнить по цветовым характеристикам (ЦХ):

Z = Р+Р2 q, (2)

где Z - физико-химическое свойство МУВС; q -цветовая характеристика оптически прозрачного раствора МУВС; в1, в2 - эмпирические коэффициенты, зависящие от типа цветовой характеристики, стандартного источника света и класса МУВС.

Следует отметить, что описанные методы были разработаны для различных классов МУВС в отдельности. Этот недостаток был преодолен в работе [8], в которой удалось получить улучшенные универсальные зависимости для широкого диапазона МУВС: для нефтей, остаточных и окисленных битумов, гудронов, мазутов, нефтяных остатков термических процессов, бензинов и газойлей термических процессов, асфальтов деасфальтизации, асфальтенов и смол, а также для группы углеводородов нефти и каменноугольной смолы. Применительно к этим системам была исследована совокупность ФХС: относительная плотность, средняя числовая молекулярная масса, коксуемость по Кон-радсону, энергия активации вязкого течения и др.

Общим недостатком улучшенных методов является зависимость от аппаратуры - электронных спектрометров. К недостаткам метода оценки ФХС по ЦХ также можно отнести применимость для растворов только строго определенной концентрации и необходимость в расчете совокупности ЦХ в нескольких стандартных источниках излучения.

Целью разработанного метода фотоизображений [9] являлось упрощение и повышение производительности способа определения ФХС МУВС. Объектами исследования в предлагаемом методе могут быть: различные нефти, природные и синтезированные битумы, битуминозные материалы, высококипящие и средние нефтяные фракции, бензины и газойли термических процессов, асфальтосмолистые вещества, продукты процессов пиролиза углеводородов и процесса Фишера - Тропша. Кроме того, метод применим для групповых компонентов нефти и каменноугольной смолы. Поставленная цель достигается за счет того, что предлагаемый способ имеет повышенную экспрессность, широкий диапазон классов исследуемых МУВС, расширенные возможности по исследованию веществ. Способ предусматривает упрощение технологии в связи с упрощением используемой аппаратуры.

Сущность метода фотоизображений [9] заключается в том, что определение физико-химических свойств: относительной плотности, средней числовой молекулярной массы, коксуемости по Конрад-сону, энергии активации вязкого течения МУВС - производится путем определения цветовой характеристики растворов образцов в системе МКО sRGB по фотоизображениям. Далее по цветовой

108

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Nanoelectronics and quantum data systems

характеристике и известной концентрации раствора определяется интегральный показатель поглощения вещества, который линейно коррелирует с определяемыми ФХС. При этом отсутствует необходимость в каком-либо специальном лабораторном оборудовании.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Небольшую навеску исследуемой МУВС растворяют в оптически прозрачном растворителе. Полученный раствор должен быть оптически прозрачным в диапазоне 380-780 нм. Раствор наливают в прозрачную кювету и получают фотоизображение с источниками излучения: дневным

солнечным светом и люминесцентной лампой. Фотографирование может производиться цифровым фотоаппаратом с разрешением 10 мегапикселей (размер матрицы 3872^2592 пиксела) и более.

Первично получают координаты цвета (RsRGB, GsRGB, B^gb) исследуемого раствора в колориметрической системе sRGB путем обработки фотоизображения в графическом редакторе.

Рассчитывают координаты цвета фотоизображения X, или Y, в колориметрической системе

photo photo А А

XYZ с использованием известного алгебраического преобразования:

4XYZphoto —

Xphoto

Yphoto.

0,4124564 0,3575761 0,1804375 0,2126729 0,7151522 0,0721750

, RsRGB'

• GsRGB

-BSRGB-

(3)

где qXYZphoto - цветовая характеристика фотоизображения раствора образца в колориметрической системе XYZ: Xphoto или Yphota; Krgv BRGB - ко°р-

динаты соответственно красного, зеленого и синего цветов в колориметрической системе sRGB, определяемые по фотоизображению.

Рассчитывают координаты цвета (X, Y) исследуемой МУВС для стандартного источника излучения D65 CIE. Для этого полученную координату цвета фотоизображения Xphoto или Yphoto корректируют по зависимостям, учитывающим как различие освещения при фотосъемке от стандартного, так и особенности фотоаппаратуры:

qXYZ=C0+C1 • qXYZphoo (4)

где qXYZ - цветовая характеристика, рассчитанная по спектрам поглощения и зависящая от стандартного источника D65 CIE; qXYZphoto - цветовая характеристика, определенная по фотографическому изображению; C, Ср - константы, зависящие от стандартного источника, особенностей фотоаппаратуры и условий снятия фотоизображений, полученные по модельным соединениям - красителям (табл. 1).

Коррекционная зависимость (4) была построена путем изучения связи фотоизображений и данных электронных абсорбционных спектров растворов красителей (рис. 1).

Таблица 1

Статистические характеристики связи ЦХ растворов красителей, рассчитанных по электронным спектрам и определенных по фотоизображениям

ЦХ (по спект- рУ^ qxYZ ЦХ (по фотоизображению), qXYZphoto Источ- ник излУче- ния* Коэффициенты зависимости (4) Коэффи- циент корреляции Коэффициент вариации, % Стандартное отклонение

С,

XD xphoto № 1 0,6769 11,3354 0,97 5,94 4,73

YD Y photo № 1 0,6449 13,1002 0,97 6,08 4,89

XD xphoto № 2 0,6497 9,2205 0,98 4,46 3,55

YD Y photo № 2 0,6184 10,5108 0,99 3,84 3,09

* Источник № 1 - дневной солнечный свет; источник № 2 - люминесцентная лампа

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

109

Наноэлектроника и квантовые информационные системы

Рис. 1. Зависимости координат цвета растворов красителей, рассчитанных по спектрам и определенных по фотографиям

Определяется интегральный показатель поглощения по ЦХ по корреляционным зависимостям (рис. 2):

Gk=Do+Di • Ln(qxrz)’

где D0 =A0 • c41, D= B0 • c81, (5)

где Ok - интегральный показатель поглощения для видимого диапазона электромагнитного спектра 380-780 нм; qXYZ - цветовая характеристика раствора X D или Y D образца МУВС в колориметрической системе XYZ, скорректированная на стандартный источник излучения D65 по (4); D D1 - коэффициенты, являющиеся функциями концентрации

растворов и зависящие от типа ЦХ и стандартного источника излучения, в котором данная ЦХ рассчитана; А А В0, В1 - коэффициенты, зависящие от типа цветовой характеристики и стандартного источника излучения (табл. 2); с - концентрация раствора образца МУВС.

Зависимость (5) является уточненной, т. к. известные ранее линейные зависимости ЦХ и интегрального показателя поглощения были расширены на большое количество МУВС и приняли логарифмический вид, как видно из рисунка 2.

Коэффициенты зависимости интегрального показателя поглощения и некоторых ЦХ

Таблица 2

ЦХ (по спектру), qXYZ Коэффициенты зависимости (5) Коэф. корреляции

A A B0 Bi

X (стандартный источник D65) 2838,2579 -0,9292 -620,0630 -0,9287 1,00

Y° (стандартный источник D65) 2374,3760 -0,9923 -512,1944 -0,9938 1,00

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Определяют ФХС исследуемого образца МУВС по рассчитанному интегральному показателю поглощения &к по зависимости:

Z = E0 + E ■ (6)

где Z - одно из физико-химических свойств: от-

носительная плотность, средняя числовая молекулярная масса, коксуемость по Конрадсону или энергия активации вязкого течения; E0,E1 - константы, определяемые исследуемым свойством, (см. табл. 3).

110

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Nanoelectronics and quantum data systems

Рис. 2. Зависимость координат цвета и интегрального показателя поглощения растворов различных

МУВС с концентрацией с = 0,2 г/л

Таблица 3

Коэффициенты линейной корреляционной зависимости (6) совокупности ФХС МУВС и интегрального показателя поглощения

Физико-химическое свойство Коэффициент

Зависимость (6) Корреляции Вариации, %

E1 E0

Относительная плотность 0,0001 0,9250 0,98 1,20

Средняя числовая молекулярная масса, г/моль 0,9843 289,4033 0,99 11,73

Коксуемость по Конрадсону, % мас. 0,0316 1,4990 1,00 5,86

Энергия активации вязкого течения, кДж/моль 0,0752 -1,6880 1,00 7,77

Преимущества метода фотоизображений перед стандартными методами заключаются в следующем:

1. Для определения совокупности ФХС достаточно одного фотографического изображения и одной цветовой характеристики.

2. Упрощается аппаратура, так как специальные лабораторные приборы (например, электронный спектрометр) заменены фотоаппаратом.

3. Сокращается время определения совокупности ФХС до 5-10 минут (включая приготовление раствора).

4. Подходит для растворов любых концентраций, при которых оптическая плотность растворов не превышает значения 3,5-4,0.

5. Способ подходит как для жидких, так и для твердых многокомпонентных углеводородных систем, например, нефтяных асфальтенов и смол.

6. Использование небольшого количества ве-

щества (порядка 10 мг) для определения совокупности ФХС.

На основе описанного метода фотоизображений разработана принципиальная схема подсистемы ИС контроля ФХС МУВС на производстве (рис. 3). Согласно представленной блок-схеме способ контроля ФХС по фотоизображениям на производстве состоит из следующих этапов:

- отбор небольшого количества МУВС с установки нефтехимпереработки через определенные интервалы времени и приготовление оптически прозрачных растворов;

- получение фотоизображения раствора в специальной камере с последующей цифровой обработкой фотоизображения в графическом редакторе;

- автоматическое занесение данных в специальную программу [10] для оценки ФХС МУВС на ЭВМ либо координат цвета (R, G, B), программа производит корректировку ЦХ на стандартные ис-

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

111

Наноэлектроника и квантовые информационные системы

точники с применением коррекционных зависимостей, построенных на модельных объектах - красителях;

- оценка ФХС исследуемого образца по интегральному показателю, который определяется по ЦХ;

- производится оценка отклонения ФХС образца от стандарта и ТУ с использованием базы данных по ФХС нефтяных дисперсных систем и последующее предоставление технологам данных по ФХС исследуемой МУВС.

Рис. 3. Блок-схема контроля ФХС МУВС по фотоизображениям растворов

Для реализации приведенной схемы контроля и автоматизации определения ФХС МУВС по фотоизображениям растворов создана программа [10]. Результатом работы программы является вывод значений ФХС: относительной плотности, средней числовой молекулярной массы, коксуемости по Конрадсону, энергии активации вязкого течения, температуры начала деструкции, эффективного потенциала ионизации и сродства к электрону, ширины запрещенной зоны. Области применения - контроль качества сырья и продуктов нефтехим-переработки, экологический мониторинг углеводородных загрязнений воды и почвы. Расчет ФХС реализован путем определения интегрального показателя поглощения по цветовым характеристикам фотоизображений. Данный программный продукт написан на языке программирования Microsoft Visual Basic for Applications.

Таким образом, разработанная подсистема информационной системы контроля ФХС МУВС на нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах, основанная на методе фотоизображений, отвечает задачам оперативного контроля производств и позволяет быстро и эффективно

определять совокупность ФХС МУВС, а также может быть применима для экологического мониторинга углеводородных загрязнений. Кроме того, метод фотоизображений может быть применим для контроля процессов разработки нефтяных месторождений, транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов.

Отметим, что метод фотоизображений может быть распространен на любое ФХС. Не исключена перспектива использования метода в системах спутникового мониторинга и космического дистанционного исследования органического вещества в гигантских молекулярных облаках, космических телах, поверхностях планет, метеоритах, кометах и т. п.

Список литературы

1. Доломатов М.Ю. Фрагменты теории реального вещества: от углеводородных систем к галактикам [Текст] / М.Ю. Доломатов. - М.: Химия, 2005. - 208 с.

2. Доломатов М.Ю. Применение электронной спектроскопии в физикохимии многокомпонентных стохастических и сложных молекулярных си-

112

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Nanoelectronics and quantum data systems

стем [Текст] / М.Ю. Доломатов. - Уфа: ЦНТИ, 1989. - 47 с.

3. Доломатов М.Ю. Применение электронной феноменологической спектроскопии для идентификации и исследования сложных органических систем [Текст] / М.Ю. Доломатов //Химия и технология топлив и масел. - 1995. - № 1. - С. 29-32.

4. Dolomatov M.Yu. Electron Phenomenological Spectroscopy and Application in Investigating Complex Substances in Chemistry, Nanotecynology and Medicine [Text] / M.Yu. Dolomatov, G.R. Mukaeva, D.O. Shulyakovskaya // Journal of Materials Science and Engineering B. - 2013. - Vol. 3. - № 3. - Р. 183-199.

5. Доломатов М.Ю. Применение феноменологической электронной спектроскопии для исследования физико-химических свойств молекулярных систем [Текст] / М.Ю. Доломатов, Г.Р. Мукаева // Нефтепереработка и нефтехимия. - 1995. - № 5. - С. 22-26.

6. Доломатов М.Ю. Цветовые характеристики углеводородных нефтехимических систем [Текст] / М.Ю. Доломатов, О.Т. Кыдыргычова, Л.А. Долома-това, В.В. Карташева // Журнал прикладной спектроскопии. - 2000. - Т 67. - № 3. - С. 387-389.

7. Доломатов М.Ю. Взаимосвязь физикохимических и цветовых свойств углеводородных систем в колориметрических системах RGB и XYZ [Текст] / М.Ю. Доломатов, ГУ. Ярмухаметова, Л.А. Доломатова // Прикладная физика. - 2008. -№ 4. - С. 43-49.

8. Доломатов М.Ю. Оценка физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем по интегральным характеристикам электронных спектров поглощения [Текст] / М.Ю. Доломатов, Д.О. Шуляковская // Химия и технология топлив и масел. - 2013. - № 2. - С. 49-52.

9. Патент РФ Доломатов М.Ю., Шуляковская Д.О., Доломатова М.М. Способ определения физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем // Заявлено 15.11.2013, № 2013151041.

10. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа расчета

физико-химических свойств нефтей и высококипящих нефтяных фракций по фотоизображениям растворов / М.Ю. Доломатов, Д.О. Шуляковская / Заявка № 2014610262 от 09.01.2014 г.

References

1. Dolomatov M.Ju. Fragmenty teorii real'nogo veshhestva: ot uglevodorodnyh sistem k galaktikam [Tekst] / M.Ju. Dolomatov. - M.: Himija, 2005. - 208 s.

2. Dolomatov M.Ju. Primenenie jelektronnoj spektroskopii v fiziko-himii mnogokomponentnyh stohasticheskih i slozhnyh molekuljarnyh sistem [Tekst] / M.Ju. Dolomatov. - Ufa: CNTI, 1989. - 47 s.

3. Dolomatov M.Ju. Primenenie jelektronnoj fenomenologicheskoj spektroskopii dlja identifikacii i issledovanija slozhnyh organicheskih sistem [Tekst] / M.Ju. Dolomatov //Himija i tehnologija topliv i masel. - 1995. - № 1. - S. 29-32.

4. Dolomatov M.Yu. Electron Phenomenological Spectroscopy and Application in Investigating Complex Substances in Chemistry, Nanotecynology and Medicine [Text] / M.Yu. Dolomatov, G.R. Mukaeva, D.O. Shulyakovskaya // Journal of Materials Science and Engineering B. - 2013. - Vol. 3. - № 3. - P. 183-199.

5. Dolomatov M.Ju. Primenenie fenomenologicheskoj jelektronnoj spektroskopii dlja issledovanija fiziko-himicheskih svojstv molekuljarnyh sistem [Tekst] / M.Ju. Dolomatov, G.R. Mukaeva // Neftepererabotka i neftehimija. - 1995. - № 5. -S. 22-26.

6. Dolomatov M.Ju. Cvetovye harakteristiki uglevodorodnyh neftehimicheskih sistem [Tekst] / M.Ju. Dolomatov, O.T.

Kydyrgychova, L.A. Dolomatova, V.V. Kartasheva // Zhurnal prikladnoj spektroskopii. - 2000. - T. 67. - № 3. - S. 387-389.

7. Dolomatov M.Ju. Vzaimosvjaz' fiziko-himicheskih i cvetovyh svojstv uglevodorodnyh sistem v kolorimetricheskih sistemah RGB i XYZ [Tekst] / M.Ju. Dolomatov, G.U. Jar-muhametova, L.A. Dolomatova // Prikladnaja fizika. - 2008. -№ 4. - S. 43-49.

8. Dolomatov M.Ju. Ocenka fiziko-himicheskih svojstv mnogokomponentnyh uglevodorodnyh sistem po integral'nym harakteristikam jelektronnyh spektrov pogloshhenija [Tekst] / M.Ju. Dolomatov, D.O. Shuljakovskaja// Himija i tehnologija topliv i masel. - 2013. - № 2. - S. 49-52.

9. Patent RF Dolomatov M.Ju., Shuljakovskaja D.O., Dolomatova M.M. Sposob opredelenija fiziko-himicheskih svojstv mnogokomponentnyh uglevodorodnyh sistem // Zajavleno 15.11.2013, № 2013151041.

10. Svidetel'stvo o gosudarstvennoj registracii programmy dlja JeVM. Programma rascheta fiziko-himicheskih svojstv neftej i vysokokipjashhih neftjanyh frakcij po fotoizobrazhenijam rastvorov / M.Ju. Dolomatov, D.O. Shuljakovskaja / Zajavka № 2014610262 ot 09.01.2014 g.

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

113

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.