Способ определения температуры кипения нефтяных фракций и устройство для его осуществления

 

t. Способ определения температуры кипения нефтяных фракций, заклю «1аюа$мйСЯ в том, что непрерывно испаряют пробу айализируемого процукга , формируют каппк тяжелого остатка с заданной частотой падения, 1 при изменении частоты падения капель изменянгт температуру испарения до момента сравнения чаЬтоты падения капель с заданной частотой, а затем измеряют температуру кипения тяжелого остатка, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерения, перед формированием капель тяжелый остаток охлаждают. 2. Устройство для определения температуры кипения нефтяных фракций, содержащее технологическую колонку с размещенным в ней теплообменником, охватывакмцим испаритель, связанный с фотодатчиком, установленным снаружи формирователя капель, расположенного напротив нижнего конца испарителя , в нижней части которого установлена термопара , связанная с вторичным прибором, отличаю (Л щееся тем, что оно снабжено дополнительным теплообменником, выполненным в виде двух коцентрично установленных труб, внутренняя из которых верхним концом подсоединена к нижнему концу испарителя, а нижний конец внутренней трубы связан с формирователем капель, под которым рас- .положен фотодатчик, при этом полость ел внутренней трубки теплообменника связана с полостью технологической Юо колонки.

СОЮЗ COBETCHNX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

519) (4 i!

4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ASTOFCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3656737/24-25 . (22) 29.07.83 (46) 15, 03.85. Бюл. и 10 .(72) S.В.Цибульский, В.А.Журавлев и В.И.Захаров (71) Московское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Нефтехимавтоматика" (53) 620 ° 168.34:665.5(088.8) (56) 1. Исакович P.ß. Технологичес- .кие измерения и приборы. М., "Недра"

1979 с. 233-236.

2. Патент США В 3049907, кя. 73-17 1962 (прототип). (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ .ВЯЛЕНИЯ НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ И УСТРОЙСТ,ВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ определения температуры кипения нефтяных фракций, заклю чаюи5нйся В том, что непрерыв-. но испаряют пробу анализируемого продукта, формируют капли тяжелого остатка с заданной частотой падения,, при изменении частоты падения капель изменяют температуру испарения до момента сравнения частоты падения капель с заданной частотой, а затем измеряют температуру кипения тяжелого остатка, о т л и и а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, перед формированием капель тяжелый остаток охлаждают.

2. У"тройство для определения температуры кипения нефтяных фракций, содержащее технологическую колонку с размещенным в ней теплообменником, охватывающим испаритель, связанный с фотодатчиком, установленным снаружи формирователя капель, расположенного напротив нижнего конца испарителя, в нижней части которого установлена термопара, связанная с вторичным прибором, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительным теплообменником, выполненным в виде двух коцентрично установленных труб, внутренняя из которых верхним концом подсоединена к нижнему концу испарителя, а нижний конец внутренней трубы связан с формирователем капель, под которым рас.положен фотодатчик, при этом полость ,внутренней трубки теплообменника связана с полостью технологической колонки °

1145281

Изобретение относится к области физико-химического анализа, в частности к способам и устройствам для определения температуры кипения нефтяных фракций, и может быть исполь-: зовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и хииической отраслях проиыжленности.

Известен способ определения фракционного состава жидких смесей, ос- 10 нованный на постепенном выкипании дозы анатнвэируемого продукта при атмосферном давлении и измерении температуры паров определенных объемов дистиллята, и устройство для его осу 15 ществления, содержащее .металлическую колбу для исследуемого продукта, нагреватель, териопару, теплообменник для конденсации паров, фотодатчик, а также блок управления работой уст- 20 ройства Я .

Однако указанное устройство является анализатором циклического действяя. Иикл иаанего. анализа фракционного состава нефтепродукта состав- 25 ляет 35-40 иий. Устройство не может быть использовано s системе автоматического унразиенмя технологическим процессом. Для автоматического управления процессом необходимо иметь З0 анализатор с иеирерывныи выходным сигнаяои е

Наиболее близкии к предлагаемому является способ оаределения температуры кипения иефтпных фракций, заключающийся в том, что неирерывио испаряют пробу анализируемого нефтепродуита формируют капли тяжелого остатка с заданпой частотой иадения, при откююиеиии частоты па- 40 дения капель иэж3ииет.теипературу мснарения до момента сравнения частоты падения канеаь с задаиныи значением, а затем измеряют теипературу кипения тяжелого остатка P) .

Способ осуществляют устройствои, содержащим колонку, где размещен зиеевиковый теплоебиенник, охватывающий: трубчатый вертикальный иснаритель, формирователь капель, терио- Ю пару,.установленную внутри трубчатого испарителя, фотодатчик и устройство.для автоматического поддержания теплового режима испарителя (2) .

Недостатком этого способе и уст- И ройства является невысокая точность: измерения показателя качества. Это обьясняется следующим. При определении температуры кипения нефтяных фракций известным способом частота падения капель может отклоняться от заданного значения не эа счет изменения свойств анализируеиого продукта, а за счет изменения величины капли, вызванного отложениеи частиц кокса на поверхности каплефориирователя, в процессе эксплуатации устройства при высоких температурах. Такии образом, в результате изменения частоты падения капель независимо от изменения свойств анализируемого продукта измеренная температура кинения тяжелого остатка не соответс1вует истинной температуре кипения анализируемой фракции.

Цель изобретения — повыпение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения тем» пературы кипения нефтяных фракций, заключающемуся в том, что непрерыв, но испаряют пробу анализируемого продукта, формируют капли тяжелого остатка с заданной частотой падения, при изменении частоты падения капель изменяют температуру испарения до момента сравнения частоты падения капель с заданной частотой, а затем измеряют температуру кипения тяжелого остатка, перед формированием капель тяжелый остаток охлаждают.

Поставленная цель достигается теи, что устройство для осуществления предлагаемого способа, содержащее технологическую колонку с размещенным в ней теплообменником, охватывающим испаритель, связанный с фотодатчиком, установленным снаружи формирователя капель, расположенного напротив нижнего конца испарителя, в нижней части которого установлена терионара, связанная с вторичныи прибором, снабжено дополнительныи теплообменником, выполненный в виде двух концентрично установленных труб, внутренняя из которых верхним концои подсоединена к нижнему концу испарителя, а нижний конец внутренней трубы связан с фориирователеи капель, под которым расположен фотодатчик, при этом полость внутренней трубки теплообменника связана с полостью технологической колонки

1145281 4

На чертеже представлена схема устройства для осуществления пред. лагаемого способа.

Устройство состоит иэ технологической колонки 1, регулирующего устройства 2, дозирующего .насоса 3 и вторичного прибора 4. Внутри технологической колонки установлен вертикальный испаритель 5, оканчивающийся электрическими выводами 6, а в 10 нижней части испарителя помещена термопара 7. Испаритель 5 охвачен змеевиковым теплообменником 8. В сферической части технологической колонки t закреплены штуцер 9 для 1 вывода дистиллята и дополнительный теплеобменник для охлаждения тяжелого остатка. Последний выполнен в .гвиде двух концентрично расположенных труб 10 и 11. Внутренняя труба 10 10 верхним концом оканчивается воронкой

12, подсоединенной к нижней части иснарителя S, а на ее нижнем конце закреплен формирователь 13 капель, под которым расположен фотодатчик. И

Верхний конец. наружной трубы 11 до"

Молнительного теплообменника введей во внутреннюю полость технологической ,колонки 1.

Фотодатчик состоит иэ осветителя 30

14 и фотодиода 15, который соединен электрически с регулирующим устройством 2, с выхода последнего сигнал поступает к выводам 6 испарителя 5.

Устройство работает следующим об- 35 разом.

Аналнэируемай продукт потока одно:временно подается на дозируюший насое 3 и дополнительный теплообменник.

С доэирующего насоса 3 продукт с по- а стоянным расходом подводится к технологической колонке t на эмеевиковый теплообменник 8, с которого он поступает на вертикальный испаритель

5. 43

Продукт с;дополнительного теплообменника возвращается в технологическую линию. Проба, стекая пленкой по испарителю 5, частично испаряется. ,пары конденсирувтся и в виде дистил- g0 лята через штуцер 9 выводятся из технологической колонки 1. Неиспарившаяся часть — тяжелый остаток—

; стекает в воронку 12 дополнительно1 го теплообменника. Тяжелый остаток, у пРоходя через дополнительный теплообо менник, охлаждается до 60-100. С и поступает на формирователь 13 капель, в котором формируются капли определенной величины. Сформированные капли, пересекая луч осветителя 14, вызывают на фотодатчике 15 электрический сиг- . нал,пропорциональный частоте капель.

Этот сигнал подается на регулирующее устройство 2 ° где сравнивается с сигналом задания, определяющим соотношение дистиллята н тяжелого остатка.

При равенстве сигналов с фотодиода

15 и задания регулирующее устройство

2 поддерживает режим испарения неиз-менным, при этом частота падения капель остается постоянной, что свидетельствует о том, что анализируемый продукт не меняет свои свойства. При изменении качества анализируемого продукта нарушается соотношение тяжелого остатка и дистиллята, что приводит к отклонению частоты падающих капель. Величина сигнала с фотодиода 15 отличается от сигнала эадания, при их сравнении появляется сигнал рассогласования, который поступает на регулирующее устройство 2.

Последнее, изменяя напряжение на испаритель 5, воздействует на тепловой режим испарения в том направлении, чтобы восстановить прежнее соотношение дистиллят — тяжелый остаток и привести частоту падения капель к saданной величине. При достижении частоты падающих капель заданного значения сигнал рассогласования станет равен нулю, регулирующее устройство екратит изменение напряжения на парителе, наступит установившийся- . режим работы анализатора. В момент установившегося режима термопара 7 измеряет температуру тяжелого остатка, результаты измерения регистрируются на вторичном приборе 4.

Режим» испарения исследуемого продукта выбирается таким, чтобы показания анализатора соответствовали температуре. кипения заданного нроцента отгона при определении фракционного состава этого продукта в лабораторных условиях по методике

ГОСТ 2177-82.

Способ определения температуры кипения нефтяных фракций на потоке осуществляется следующим образом.

Пробу нефтяной фракции из потока (например, дизельное топливо) с постоянным расходом 1,5-1,8 л/ч нагревают до 300-360 С (в зависимости от контролируемого показателя качест

1145281 ва). Нагретый продукт частично испаряется,а неиспарившаяся часть тяжелый остаток - охлаждается до .

- 60-100 С. При указанной темпе, ратуре не происходит разложения . органических веществ нефтепродукта, а следовательно, не наблюдается процесс отложения частиц " кокса на поверхности формирователя капель. Охлажденный тяжелый остаток формируется в капли с заданной частотой порядка 120 i 1 капель в ми- нуту для дизельного топлива). При этой заданной частоте падения ка пель температура кипения тяжелого, остатка соответствует температуре кипения анализируемой фракдии, определяемой в лабораторных условиях по методике ГОСТ 2177-82, т.е. параметру качества анализируемого продукта.

При отклонении частоты падения капель от заданной величины, что свидетельствует об изменении качества продукта, изменяют температуру нснарителя до момента сравнения час» тоти падения капель с заданнъж значением.

В момент установившегося теплового режима измеряют температуру кипе5 ния тяжелого остатка, которая характеризует качество анализируемого продукта.

Использование предлагаемого способа и устройства для его осуществления позволяет. повысить точность определения температуры кипения нефтяных фракций по сравнению с прототипом и базовым объектом — анализатором температуры кипения светлых нефтепродуктов типа АКТК-10.

Повышение точности определения температуры кипения нефтяных фракций достигается sa счет охлаждения тяжелого остатка до температуры 60100 С, что исключает возможность отложения частиц кокса на поверхнос.и формирователя капель, тем самым .частота падения капель, характериз7В щая температуру кипения фракций, бу2 дет зависеть только от изменения качества анализируемого продукта..

1145281. ЗНЫИПИ Зазиэ 1164/33 Тмраа 897 Зфдинсзюе