Способ автоматического определения фракционного состава жидких нефтепродуктов, выкипающих до 400 (C, и устройство для его осуществления

у и . значения температуры кипения нефтепродуктов в яшдтсой фазе ТЖ с построением зависимо 2 СТСЙ ИЗМЗНСНИЯ ИХ ОТ времени, рассчитывают значения тж И а Еж 71 с 1 т ъИ устанавливают тем а 2 т пературу начала КИПСНИЯ НСФТСПРОДУКТОВ В МОМЕНТ, когда значение а 2 Ж СТЭНОВИТСЯ равным ч Т 1 О, И температуру коъща КИПСНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В МОМСНТ ОГОЛСНИЯ термопары, когда значеШТ,ние а также становится равным О, а доли отгона от исходного объема пробы при определенных температурах РЗССЧРПЪТВЗЕОТ на ОСНОВС зависимостей ИЗМВНСНИЯ ОТ временидавления паровой Тфазы и теь/шературы испаряющейся пробы в паровой фазе путем вычисления по формуле(РТ)1 т,у о,92-г-- о,ооо 5(тк - 20), КК усгтдпат,тик где Ткк - температура выкипания последней капли испаряющейся пробы, при этом контроль температуры испаряющейся пробы в паровой фазе осуществляют путем измерения температуры кипения нефтепродуктов в жидкой фазе с последующимрасчетом температуры испаряющейся пробы в паровой фазе по формуле Тп ТЖАТер Тер тср где а - соответственно показатель симметричности, ак - показатель интенсивности при Т Тер математической модели фракционной разгонки, соответствующей формулепричем а, к и Ткк находят путем подбора по уравнению1 у таким образом, чтобы обеспечивалась линейная зависимость.2. Устройство для автоматического определения фракционного состава жидких нефтепродуктов, выкипающих до 400 С, включающее нагревательную колбу для разгонки,теплоизлучатель, измеритель температуры, холодильник, приемник конденсата от охлажденных паров кипшциэс нефтепродуктов и систему регистрации и преобразования сигналов от измерительных датчиков процесса разгонки, отличающееся тем, что нагревательная колба для разгонки имеет изнутри коническое дно, на расстоянии 23 мм от центра которого сверху закреплен измеритель температуры в виде малоинерционной термопары для измерения температуры кипения нефтепродуктов в жидкой фазе в одном из трех штуцеров,смонтированных в широкой нижней части нагревательной колбы, другой штуцер выполнен с возможностью осуществления ввода через него жидких нефтепродуктов шприцомдозатором а через третий штуцер посредством вентиля продувки, шлангов и двух тройников полость колбы, ее отводы и соединительная линия продувки колбы соединены с микрокомпрессором, входящим в состав системы непрерывного измерения давления паровой фазы испаряющейся пробы, которая содержит окруженное защитной сеткой су 2. жающее устройство, расположенное в полости верхней части горла колбы и соединенноесвободным концом с холодильником, тензодатчик, соединенный через тройник шлангами с верхней частью колбы, соединительной линией продувки колбы и ее отводами, причем в тройнике на выходе в соединительную линию продувки колбы расположена диафрагма с отверстием, а также микрокомпрессор и вентилятор, при этом система регистрации и преобразования сигналов от измерительных датчиков процесса разгонки выполнена в виде электронной схемы, включающей силовую и измерительную системы, соединенные с тензодатчиком и теплоизлучателем и расположенные в одном блоке основного изолированного корпуса устройства, соединенного также с компьютером, расположенным внеизолированного корпуса устройства и выполняющим управляющие технологические и расчетные операции.Лабораторный автомат для определения фракционного состава светлых нефтепродуктов ЛАФС Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - Киев Киевский завод аналитических приборов, 1966. - бОс.Изобретение относится к определению характеристик нефтепродуктов и может быть использовано в нефтехгпиической, нефтеперерабатывающей, химической и смежных отраслях промьшшенности. Для характеристики нефтяных продуктов необходима информация о составе компонентов, которые при нагревании вьпсипают в определенных температурных интервалах, т.е. фракциях. Определение фракциоъшого состава производят для технологического контроля производства нефтепродуктов и оценки их эксплуатационных свойств. Фракционный состав - один из основных показателей качества бензинов, керосинов и др. нефтепродуктов. АИзвестны стандартные методики и установки для определения фракционного состава жидких нефтепродуктов 1, 2. Известны способы и устройства, основанные на принципах, отличающихся от стандартных. При этом используется и анализируется информация, как правило, одной какойлибо характеристики фракционной разгонки нефтепродукта З.В основном все устройства для фракционного анализа создаются работающими в непрерывном или циклическом полуавтоматическом или автоматическом режиме.Известны методы оперативной оценки фракционного состава по характерным температурам кривой фракционного состава. Кривая фракционного состава описывает зависи мость определенных температур и концентраций выкипевших фракций, где оценивается характерная температура начала перегонки (начало кипения) Т и максимальная темпера тура конца перегонки (конец кипения) Ткк. Известны автоматические анализаторы, где эксплуатируется анализ и интерпретация одной характерной точки кривой фракционного состава - Т. или Ткк или одного из показателей, например, выкипаемости промежуточных фракций или выкипаемости при заданной температуре и испаряемости 4, 5.Указанные методы и устройства обладают рядом недостатков значительным объемом анализируемого вещества (на цикл измерения более одного литра) продолжительным временем подготовки к анализу (пробоподготовка), длительностью предварительного нагрева и собственно анализа (за цикл - от 5 до 124-15 мин), малой информативностью (по одному показателю).Кроме того, имеются и специфические недостатки, присущие отдельным способам и устройствам. Например, ненадежность работы анализаторов, при проведении исследований в режимах высоких температур (100180 9 С) необходимость дополнительного использования газа-носителя (гелий, аргон, в зависимости от типа детектора) и соответственно, высокая стоимость анализа громоздкость и значительная масса автоматических анализаторов.Общеизвестен способ определения фракционного состава (стандартный метод) нефте продуктов и устройство для его выполнения по Энглеру 1, 2. Этот способ применяется для анализов в лабораторной практике.Способ включает отбор обезвоженного и подогретого (20 а 3 С) анализируемого образца светлых нефтепродуктов объемом 100 см в стеклянную колбу (Энглера), нагрев нефтепродукта таким образом, чтобы время предварительного нагрева при перегонке бензина и лигроина составляло 54-10 мин, керосина, реактивного и легкого дизельного топлива - 1020 мин, постепенное испарение нефтепродукта во времени т И конденсация его паров при охлаждении в холодильнике с образованием жидкого продукта - конденсата(дистиллята), объем которого замеряется мерным стеклянным цилиндром, при этом отмечается как доля собранного отгона ут по отношению к исходному объему, так и температурный интервал выкипания эгтой доли. По мере конденсации паров нефтепродукта устанавливают температуру начала перегонки как Тнк в момент выпадения из холодильника первой капли конденсата и температуру конца кипения - максимальную температуру конца кипения нефтепродукта - Ткк. При фракционной перегонке по известному способу контролируется температура паров испаряющейся пробы.По результатам перегонки нефтепродукта строят кривые фракционного состава двумя способами а) задаваясь несколькими значениями концентраций (например, 10 50 90 9798 ) определяют температуру выкипающих фракций б) задаваясь несколькими значениями температуры (75, 100, 200, 260, 270 С) определяют доли отгона выкипевших фракций и строят зависимости доли отгона от температуры. На фиг. 1 представлены эти кривые. ЪДля двух параллельных перегонок допускается расхождение для температуры начала перегонки 4 С, а для конца И промежуточных точек фракционного состава 2 С или 1 смз.Способ реализуется в устройстве, представленномна фиг. 2, состоящим из аппаратов для разгонки и вспомогательных измерительных инструментов. Аппарат включает колбу(стеклянную) 1 для разгонки с боковым отводом, отходящим от узкой части горловины(ГОСТ 10394-63), термометра ТН-7 (ГОСТ 400-64) 2, закрепленного в пробке горла колбы таким образом, чтобы пары кипящего нефтепродукта контактировали с ртутным шариком термометра на уровне их выхода в холодильник 3, в котором циркулирует охлаждающая вода, температура которой также регламентируется (вход 05 С и выход - не ниже 30 С). Нагрев осуществляется электрическим нагревателем 4 либо газовой горелкой с регуляторами натрева (размера пламени) б. Измерение конденсата паров производится стеклянным измерительным цилиндром 5 с номинальной вместимостью 10 и 100 мл (ГОСТ 1770-64). Контроль времени осуществляется с помощью секундомера.Данный способ и устройство имеют ряд недостатков у1. Достаточно большой объем пробы, используемой для анализа (100 мл)2. Большая продолжительность анализа, обусловленная значительным объемом анализируемой пробы и строго регламентируемыми условиями перегонки времени перегонки. скорости перегонки, температуры исходной пробы (20 С). Это вызывает необходимость предварительного нагрева пробы и предварительного прогрева прибора. Продолжительность аналнза составляет от 1520 до 506 О мин, в зависимости от вида анализируемого нефтепродукта. у3. Значительные трудозатраты и невысокая надежность способа, связанные с необходимостью (ручной) регулировки нагревательного прибора (газовой горелки, либо электроплиты). Данная регулировка обусловлена строгим регламентом по времени предварительногонагрева нефтепродукта (до первой капли конденсата) и переменным режимом дальнейшего нагрева пробы. Кроме того, процесс перегонки оценивается объемом дистиллята (визуально), собираемого и измеряемого в мерном цилиндре. Нарушение скорости перегонки приводит к необходимости исключения результатов анализа и повторному анализу данного образца.4. Существенные ошибки (оцениваемых параметров) при проведении стандартной разгонки, т.е. невысокая воспроизводимость результатов. Ошибки связаны с тем, что в процессе перегонки нефтепродукта измеряется температура в парах кипящего образца. Таким образом, измеряется не истинная температура кипения определенных фракций нефтепродуктов, а паров нефтепродуктов, кипевших несколько мгновений раньше. Кроме того, измерение по данному способу осуществляется стеклянным ртутньщ термометром,обладающего инерционностью (показывает несколько ниже температуру на 1030 С в сравнении с истинной температурой кипения жидких продуктов) б.л 5. К недостатку способа и устройства относится и ограниченный результирующий анализ фракционного состава нефтепродуктов в виде расчетных данных, либо графической кривой зависимости долей отгона от температуры кривая фракционной разгонки нефтепродукта (ФРН), которая выполняется вручную.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ автоматического определения фракционного состава жидких светлых нефтепродуктов и устройство для его выполнения 7.В данном способе анализ фракционного состава аналогичен вышеописанному стандартному способу. А устройство (ЛАФС - лабораторный анализатор фракционного состава) отличается тем, что контроль температуры разгонки, осуществляемой в вышеописанной стандартной колбе, производят не стеклянным термометром со ртутным шариком, а тер. мопарой 2, закрепленной в корковой пробке горла разгонной колбы, на уровне выхода па ров в холодильник 3. А измерение скорости разгонки осуществляется не визуальньпи замером собранного объема дистиллята в мерном цилиндре 5 и времени его сбора по секундомеру, а автоматическим контролем как скорости падения капель конденсата, так и уровня собранного дистиллята в мерном стеклянном Цилшндре (по нижнему мениску) с помощью фоточувствительных элементов 7, 8, усилителя и преобразователя световых сигналов в электрические 9, 10 и с их помощью графического автоматического построения через самопишущее устройство 11 в форму кривой фракционной разгонки нефтепродуктов (ФРН).Данному способу присущи ранее приведенные недостатки (кроме 5). К недостаткам устройства можно также отнести то, что измеритель температуры - термопара закреплена в верхней части горла разгонной колбы, что, как это выше описано, приводит к искажению показателей ФРН. Кроме того, автомат ЛАФС - не является частью компьютернойсистемы, позволяющей выполнять на основе данных ФРН управляющие (технологические) и расчетные операции. Существенным недостатком прибора ЛАФС является его громоздкость и значительная масса (габариты прибора, мм 96 Ох 34 О 640 масса - 92 кг).Вышеуказанные недостатки препятствуют оперативному использованию способа и устройства (прибора) на установках нефтеперерабатывающего и нефтехимического комбинатов.Задачей предлагаемого технического решения является сокращение времени определения фракционного состава, повышение его надежности в точности и воспроизводимости результатов, увеличение области использования данного анализа в технологии нефтепереработки, улучшение эксплуатационных свойств.Поставленная задача решается тем, что в способе автоматического определения фракционного состава жидких нефтепродуктов. выкипающих до 400 С включающем отбор анализируемой пробы жидких нефтепродуктов, ее нагрев теплоизлучателем для постепенного испарения, охлаждение паров во времени, установление температуры начала ки