Автоматизированный комплекс для определения констант фазового равновесия узких углеводородных фракций Советский патент 1989 года по МПК G01N25/12 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промьшшенности.

Целью изобретения является повышение точности определения.

На чертеже изображена схема автоматизированного комплекса.

Автоматизированный комплекс состоит из колонки 1 четкого фракционирования, кубика 2 для исследуемой сложной нефтегазовой смеси, конденсатора 3 для конденсации паров и создания орошения в колонке 1, холодильника 4, измерительного модуля 5 давления насьш1енных паров, содержащего измерительную камеру 6 с размещенным -В ней полым конусным диспергатором 7, загрузочную камеру 8 со свободно пе- ремещаю1цимся поршнем 9, соединенные между собой жидкостным 10 и паровым

11 каналами с вентилями 12 и 13, и привод 14 полого конусного дисперга- тора 7, задатчика 15 соотношения объемов паровой и жидкой фаз и управля- кмцего вычислительного модуля (УВМ) 16. Задатчик 15 соотношения объемов паровой и жидкой фаз состоит из глад- костенного дозирующего цилиндра 17 с размещенным в нем поршнем 18. На порщне имеются фторопластовые уплот- нительные кольца 19, поршень соединен через винтовую пару 20 и блок 21 эксцентриков с реверсивным электродвигателем 22. К цилиндру 17 подведены линия 23 напуска исследуемой фракции, линия 24 связи с атмосферой и линия 25 связи с измерительным модулем 5 с соответствующими вентилями 26-28. УВМ 16 состоит из четырех аналого- цифровых преобразователей (ЛЦП) 29- 32, четырех блоков 33-36 индикации

сл

со ю

4

(БИ) и микро-ЭВМ 37 с цифропечатакт- 1ДИМ устройством (ЦПУ) 38j устройством 39 ввода аналоговых сигналов управления (УВАСУ) и устройством 40 ввода дискретной информации (УБДи). Колонка 1 четкого фракщшнирования и кубик 2 для исследуемой смеси снабжены электронагревательными элементами 41 и окружены слоем теплоизоляции 42,

Задатчик температурного режима определения давления насьпценных паров состоит из термодатчиков 43 и 44, соединенных через А1Щ 29 и 30 со входом микро-ЭВМ 37, соединенной через УВАСУ 39 с колонкой 1.

Автоматизированньй комплекс работает следующим образом.

Исследуемую нефтегазовую смесь разделяют в колонке 1 четкого фрак- ционирования„ Интенсивность нагрева колонки контролируют термодатчиком 43S интервал выкипания фракций контролируют термодатчиком 44, Сигналы от термодатчиков 43 и 44 поступают через АЦП 29 и 30 на вход микро-ЭВМ 37. Микро-ЭВМ 37 через УВАСУ 39 управляет работой колонки t. Отобранная узкая углеводородная фракция поступает из конденсатора 3 в холодильник 4, где охлаждается до 0-4°С в соответствии с методикой определения давления насьоценных паров, Затем охлажденная проба поступает по линии 23 в дозирующий цилиндр 17 задатчика 15 соотношения объемов паровой и жидкой фаз. При этом вентиль 27 на линии 24 связи с атмосферой открыт, а вентиль 28 на линии 25 закрыт. Поршень 18 в это время находится в крайнем левом положении5 излишки пробы по линии 24 перетекают в дренажную емкость. По сигналу от термодатчика 44 УВМ 16 подает команды на закрытие вентилей 26 и 27 и на открытие вентиля 28 (после достижения заданной температуры отбора очередной узкой фракции) Работой задатчика Т5 соотношения объемов паровой и жидкой фаз управляет УБМ 16, Обратная связь с УВМ осуществляется посредством блока 21 эксцент- риков, в котором эксцентрики поочередно замьгкают контакты микропереключателей МК-1-МК-5|, сигнализируя о достижении поршнем 18 очередного контрольного положения. Дозирование исследуемой фракции в измерительный модуль 5 осуществляется следукацим образом, По команде УБМ

д

0 5 0 0 с

0

5

16 открывается вентиль 28 на линии 25, включается реверсивн 1Й электродвигатель 22, при этом поршень 18 перемещается посредством винтовой пары 20 и вытесняет в линию 25 исследуемую фракцию. В момент достижения поршнем первой контрольной точки в блоке 21 эксцентриков замыкается пер- вьш микропереключатель МК-1, Сигнал от микропереключателя идет на вход УБМ 16J где фиксируется первое соотношение объемов паровой и жидкой фаз. Микропереключатель замыкает цепь управляющего контактора, нормально замкнутый контакт которого отключает реверсивный электродвигатель 22, дозирование прекращается, В УВМ производится сравнение вытесненного объема исследуемо фракции с заданным, исходя из требуемого соотношения объемов паровой и жидкой фаз, Если объем не достиг заданного, УВМ 16 подает команду на включение реверсивного двигателя и дозирование продолжается.

Выбор требуемых соотношений паровой и жидкой фаз производят соответствующей настройкой блока 21 эксцентриков. Конструкция задатчика соотношения объемов паровой и жидкой фаз обеспечивает любое соотношение фаз в диапазоне от 1:4 до 20:1, Таким образом, заданный объем исследуемой фракции поступает по линии 25 в под- поршневое пространство загрузочной камеры 8 измерительного модуля 5,

После окончания дозирования по команде УВМ 16 открываются вентили 12 и 13 на жиД|Костном 10 и паровом 11 каналах измерительного модуля 5, за-, грузочная 8 и испарительная 6 камеры образуют замкнутую систему, В измерительном модуле 5 измеряют величину давления насыщенных паров исследуемой фракции при температурах, заданных УБМ 16, Количество значений температур определения давления насыщенных паров задает оператор в диапазоне от 3 до 7, Величины давления насьпценных паров и температуры анализов поступают через АЦП 31 и 32 на вход микро-ЭВМ 37. После завершения измерения давлений насыщенных паров исследуемой фракции по команде УВМ 16 в задатчик 15 соотношения объемов паровой и жидкой фаз из колонки 1 поступает следующая фракция, и цикл измерения повторяется. Информацию о соотношении объемов паровой и жидкой

фач в KOHKjieTHOM массообменном процессе, велич1 ну атмосферного давления (необходимую для расчета поправки при вычислении давления насьпцен- ных паров) и требуемые интервалы выкипания отдельных фракция задает в

микро-ЭВМ оператор через УВДИ АО, 1

Микро-ЭВМ рассчитывают зависимост

констант фазового равновесия от температуры по следующему алгоритму:

Л.-в;/С;+ё

PS; 10

значение давления насыгцен- ных паров i-той фракции при 15

температуре t; коэффициенты уравнения Антуана для 1-той фракцииj температура определения

давления насьпценных паров. К i (t) Pg./P,

- константа фазового равновесия i-той фракции;

20

Р - )(миее даиление исследуемой системы.

Результаты расчетов в виде таблиц и графиков выводятся на ЦПУ 38.

Формула изобретения

Автоматизированный комплекс для определения констант фазового равновесия узких углеводородных фракций, состоящий из колонки четкого фракционирования, соединенной с экспресс- анализатором температурной зависимости давления насыщенных паров, и управляющего вычислительног о модуля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, экспресс-анализатор снабжен задатчи- ком температурного режима определения давления насыщенных паров и задатчи- ком соотношения объемов паровой и жидкой фаз.

Изобретение относится к химической технологии , в частности, к устройствам для определения констант фазового равновесия жидких топлив. Цель изобретения - повышение точности определения - достигается путем оснащения устройства, состоящего из колонки четкого фракционирования, экспресс-анализатора температурной зависимости давления насыщенных паров и управляющего вычислительного модуля, задатчиком температурного режима определения давления насыщенных паров и задатчиком соотношения объемов паровой и жидкой фаз. 1 ил.

J