Устройство для отбора проб сжиженных газов Советский патент 1990 года по МПК G01N1/10 

10

15

25

Изобретение относится к физико-техническим измерениям свойств веществ в процессе технологии их получения, а именно определению концентрации компонентов жидких смесей под давлением или состава сжиженных газов, и может быть использовано в технологических процессах получения и очистки углеводородов и их гало- идопроизводных, а также при изучении свойств технически важных веществ, в частности рабочих тел холодильных мащин.

Цель изобретения - повышение точности определения состава сжиженного газа. На чертеже изображена схема устройства.

Устройство для отбора проб сжиженных газов содержит жидкостную камеру 1 с верхним 2 и нижним 3 днищами, причем на верхнем днище расположен впускной вентиль 4 с входным щтуцером 5. Соосно жидкостной камере 1 герметично присоединена камера 6 расширения. Нижнее 20 днище жидкостной камеры выполнено с центральным отверстием, в котором установлено седло 7 перепускного вентиля, имеющего общий шток 8 с впускным .вентилем 4. На верхнем днище жидкостной камеры расположен контрольный вентиль 9, а на поверхности камеры расширения - выпускной вентиль 10.

Устройство работает следующим образом. Устройство с помощью штуцера 5 присоединяется к емкости, содержащей сжиженный газ и снабженной запорным вентилем. Затем шток 8 устанавливается в среднее положение, при котором впускной и перепускной вентили открыты и камеры 1 и 6 соединены между собой. После этого открываются выпускной вентиль 10 и запорный вентиль емкости, содержащей сжиженный газ. Таким образом производится продувка устройства сжиженным газом. Затем шток 8 устанавливается в положение, при котором жидкостная камера 1 отсоединяется от камеры 6 расширения, закрывается выпускной вентиль 10, а контрольный вентиль 9 открывается. Происходит заполнение камеры 1 жидкостью до появления струи жидкости из контрольного вентиля 9. Тогда вентиль 9 и запорный вентиль емкости закрываются, шток 8 устройства переводится в положение, при котором впускное отверстие жидкостной камеры 1 перекрывается, а камеры 1 и 6 соединяются между собой. Происходит расширение жидкости, находившейся в камере 1, до гомогенного газообразного состояния. Так как объемы камер подобраны с соблюдением условия 1(р /()-)-k, после расширения в камерах про оотборного устройства находится гомогенная паровая фаза, состав которой иденлиза гомогенного вещества, изменение количества которого в пробоотборном устройстве не влияет на его состав.

Повышение точности определения состава сжиженного газа достигается за счет нового конструктивного рещения, приводящего к исключению погрешности, рбусловлен- ной гетерогенностью пробы, что вызывает существенное отличие состава анализируемой пробы от состава сжиженного газа в технологической емкости, а также плохую воспроизводимость анализов пробы при последовательных измерениях.

В пробоотборном устройстве в процессе отбора сжиженного газа достигается гомогенность вещества.

Масса отобранной на анализ жидкой фазы

,

W bW j

(1)

где VL

объем жидкостной камеры пробоотборного устройства; р - плотность насыщенной жидкости при температуре технологической

емкости, содержащей сжиженный

газ.

После открытия перепускного вентиля отобранная жидкость массой /п- ерасширяется до гомогенного газообразного состояния в объеме, равном суммарному объему жидкостной камеры V и камеры рас2Q ширения 1

(,

PV

(2)

35

40

где р - плотность пара в пробоотборном устройстве в состоянии насыщения при температуре проведения анализа.

Так как масса отобранного из технологической емкости вещества при расщи- рении не изменилась, справедливо равенство

с-Р«(р + 1)-Р

откуда

(3)

(1

Характеристический коэффициент к имеет значение больще 1 и вводится в формулу (4) в связи с необходимостью обеспечения полной газификации отобранной пробы сжиженного газа. Численные значения гл коэффициента определяются погрешностями геометрических размеров камер Vp, Vi реального пробоотборного устройства и зна чений плотностей жидкой и паровой фаз вещества fXj, рл.

Пример. Прн производстве гексафторида

тичен составу жид кости, отобранной из ем-55 серы отбор пробы из технологической емкости со сжиженным газом в камеру 1.кости производится при температуре (-10± Таким образом, однозначно обеспечивается±5)°Си(1 (1,623±0,002) г/cм гaзoxpoмa- возможность многократного проведения ана-тографический анализ пробы проводится

лиза гомогенного вещества, изменение количества которого в пробоотборном устройстве не влияет на его состав.

Повышение точности определения состава сжиженного газа достигается за счет нового конструктивного рещения, приводящего к исключению погрешности, рбусловлен- ной гетерогенностью пробы, что вызывает существенное отличие состава анализируемой пробы от состава сжиженного газа в технологической емкости, а также плохую воспроизводимость анализов пробы при последовательных измерениях.

В пробоотборном устройстве в процессе отбора сжиженного газа достигается гомогенность вещества.

Масса отобранной на анализ жидкой фазы

,

W bW j

(1)

где VL

объем жидкостной камеры пробоотборного устройства; р - плотность насыщенной жидкости при температуре технологической

емкости, содержащей сжиженный

газ.

После открытия перепускного вентиля отобранная жидкость массой /п- ерасширяется до гомогенного газообразного состояния в объеме, равном суммарному объему жидкостной камеры V и камеры расширения 1

(,

PV

(2)

где р - плотность пара в пробоотборном устройстве в состоянии насыщения при температуре проведения анализа.

Так как масса отобранного из технологической емкости вещества при расщи- рении не изменилась, справедливо равенство

40

с-Р«(р + 1)-Р

откуда

(3)

(1

Характеристический коэффициент к имеет значение больще 1 и вводится в формулу (4) в связи с необходимостью обеспечения полной газификации отобранной пробы сжиженного газа. Численные значения коэффициента определяются погрешностями геометрических размеров камер Vp, Vi реального пробоотборного устройства и зна чений плотностей жидкой и паровой фаз вещества fXj, рл.

Пример. Прн производстве гексафторида

серы отбор пробы из технологической емкости производится при температуре (-10± ±5)°Си(1 (1,623±0,002) г/cм гaзoxpoмa- тографический анализ пробы проводится

в условиях лаборатории при температуре окружающей среды (20±2)°С, тогда после расширения вещества про1боотборное устройство содержит газ плотностью о (0,1925±0,00б8)г/см Для полиого анализа состава гексафрорида серы необходимо 160 г вещества, тогда размеры камер про- боотборного устройства равны 1(100± ±1) см и 4 (780+1) см1 Тогда в соответствии с принятыми значениями погрешностей величин формулы (4) коэффициент k равен 1,05, что увеличивает объем расширительной камеры и гарантирует отсутствие жидкой фазы после расширения гексафто- рида серы в реальном пробоотборном устройстве.

Устройство может найти применеиие при отборе проб сжиженных газов (углеводородов и их галоидопроизводных) и других низкокипящих веществ, в том числе агрессивных, так как все детали устройства выполнены из коррозионностойких материа- лов.

Формула изобретения

Устройство для отбора проб сжиженных газов, содержащее жидкостную камеру в виде трубы с верхним и нижним днищами, впускной, выпускной вентили н входной шту

0

0

5

5

цер, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения состава сжиженного газа, оно снабжено камерой расширения, выполненной в виде стакана и установленной соосно с жидкостной камерой со стороны нижнего днища, при этом нижнее днище выполнено с центральным отверстием, снабженным перепускным вентиле имеющим общий шток с впускным вентилем, жидкостная камера снабжена контрольным вентилем, расположенным на верхнем днище, а выпускной вентиль расположен на поверхности камеры расширения, причем внутренний объем камеры расширения удовлетворяет условию

()

где - внутренний объем камеры расширения;

fe - характеристический коэффициент;

внутренний объем жидкостной камеры;

р - плотность насыщенной жидкости

при температуре емкости, содержащей сжиженный газ;

р - плотность пара в устройстве в состоянии насыщения при температуре определения состава отобранной пробы.

Устройство для отбора проб относится к области физико-технических измерений свойств сжиженных газов в процессе их производства и определения концентрации (состава) жидких смесей под давлением. Цель изобретения - повышение точности определения состава сжиженного газа. Устройство для отбора проб сжиженных газов содержит жидкостную камеру 1 с верхним 2 и нижним 3 днищами, причем на верхнем днище расположены впускной вентиль 4 с входным штуцером 5 и контрольный вентиль 9. Соосно жидкостной камере 1 герметично присоединена камера 6 расширения. Нижнее днище жидкостной камеры выполнено с центральным отверстием, в котором установлено седло 7 перепускного вентиля, имеющего общий шток 8 с впускным вентилем 4. На поверхности камеры расширения расположен выпускной вентиль 10. Объем камеры расширения определяется из условия V_р = K^.V_ж(ρ_ж/ρ_п-1), где V_ж - внутренний объем жидкостной камеры

ρ_ж - плотность насыщенной жидкости при температуре емкости, содержащей сжиженный газ

ρ_п - плотность пара в устройстве в состоянии насыщения при температуре определения состава

K - характеристический коэф-т. 1 ил.