Устройство для исследования фазовых переходов нефтепродуктов Советский патент 1993 года по МПК G01N25/02 

Изобретение относится к технике оценки качества нефтепродуктов по численным значениям показателей качества, характеризующих фазовые превращения, а именно к оценке температур плавления (кристаллизации) па рафинов и других высокоплавких кристаллических нефтепродуктов. Оно может быть использовано на объектах нефте-1 химической промышленности и других отраслях народного хозяйства, а также в нефтеперерабатывающей промышленности для экспресс-анализа фазовых переходов нефтепродуктов.

Цель изобретения - сокращение времени и повышение достоверности определения.

Проведенные экспериментальные исследования позволили установить следующее. Для более достоверного определения температуры фазового превращения высокоплавких кристаллических нефтепродуктов необходимо производить определение температур перехода из жидкого состояния в твердое и наоборот.

Для реализации данного способа с фик сацией температур плавления (Тпл) и кристаллизации (ткр) разработано устройство, принципиальная схема которого приведена на чертеже.

Устройство состоит из кварцевого резонатора 1, генератора 2, блоков питания 3 и 4, измерителя амплитуды колебаний кварцевого резонатора 5, аналого-цифрового преобразователя 6, тактового генератора 7, оперативно-запоминающего устройства 8, устройства сравнения сигналов 9, блока измерения температуры 10, аналого-цифрового преобразователя 11,устройства отображения значения температуры 12,дозатора испытуемого продукта 13, блока измерения темпе00

ю ю

О

сл с

рэтуры 14, камеры 15, генераторов синхроимпульсов 16 и 17, устройства обнуления 18, порогового элемента 19.

Кварцевый резонатор 1 соединен с генератором 2 и измерителем амплитуды 5 и помещен в камеру 15. Выход измерителя амплитуды 5 соединен со входом АЦП 6.

Устройство работает следующим образом. На кварцевый резонатор 1. дозатором 13 подается в кристаллическом виде наве- ска испытуемого продукта. Измерителем амплитуды колебаний 5 измеряется начальная амплитуда колебаний резонатора и запоминается ОЗУ 8. Блоком изменения температуры 14 камера 15с кварцевым ре- зонатором нагревается. Устройство сравнения сигналов 9 имеет два входа: (bi 0,01 В; Ь2 0,1 В); 2 - U 0. Работой АЦП б и ОЗУ 8 управляет тактовый генератор 7, который периодически дает команду на вы- вод сигнала из АЦП и ОЗУ на вход устройства сравнения.

Начальная скорость нагрева 4-5°С в минуту устанавливается блоком изменения температуры, При этом сравнение сигналов устройства 9 проводится через каждые 5-10 с.

При нагревании навески амплитуда колебаний кварцевого резонатора сначала остается неизменной, а затем начинает постепенно снижаться. При подходе темпе- ратуры навески к температуре плавления (примерно за 4-5°С до температуры плавления) происходит более быстрое падение амплитуды колебаний кварцевого резонатора. В этот период разница предыдущего и по- следующего сигналов превышает величину bi 0,01 В и блок сравнения выдает команду на регистр блока изменения температуры на уменьшение скорости нагрева до 1° С в 1 мин. После этого блок сравне- ния проводит сравнение сигналов уже через каждые 2-3 с.

При достижении температуры плавления происходит массовый переход навески из кристаллического в жидкое состояние и амплитуда колебаний в этот момент резко падает. При отличии сигнала на блоке сравнения на величину не менее чем b 0,1 В он выдает команду на регистр блока измерения температуры 10, а от него через АЦП 11 на устройство отображения значения температуры 12. Значение данной температуры фиксируется и принимается за температуру плавления Тпл продукта.

При дальнейшем нагревании навеска продукта переходит полностью в жидкое состояние и амплитуда колебаний стабилизируется. На устройство сравнения сигналов

поступают одинаковые сигналы (разница равна нулю) и оно выдает команду на регистр блока изменения температуры на прекращение нагрева. После этого происходит постепенное охлаждение камеры с кварцевым резонатором. При достижении температуры кристаллизации за счет повышения сил внутреннего трения навески происходит срыв колебаний резонатора и общее напряжение,поступаемое с измерителя амплитуды 5 на пороговый элемент 19,будет равно нулю (U 0). Пороговый элемент при падении напряжения до нуля выдает сигнал на блок измерения температуры 10, который фиксирует значение данной температуры. Эту температуру принимают за температуру кристаллизации Ткр продукта.

Пример. Предлагаемое устройство было проверено в лабораторных условиях и1 подтвердило эффективность предлагаемого решения.

Для анализа были взяты индивидуальные парафины - октадекан и геэйкозан. а также промышленные образцы смесей парафиновых углеводородов, выделенных из нефти, с температурами плавления 50,0 и 55,1° С.

Навеску испытуемого продукта массой помощью дозатора наносили на кварцевый резонатор и производили определение на заявляемом устройстве.

Экспериментальные данные приведены в таблице.

Таким образом, данное устройство позволяет сократить время, повысить достоверность и упростить определение.

Формула изобретения

Устройство для исследования фазовых переходов нефтепродуктов, содержащее камеру с размещенным в ней кварцевым резонатором, дозатор, генератор, блок изменения температуры и измеритель амплитуды колебаний кварцевого резонатора, при этом кварцевый резонатор соединен с генератором и измерителем амплитуды колебаний, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени и повышения достоверности определения, оно снабжено аналого-цифровым преобразователем, блоком сравнения сигналов и оперативно-запоминающим устройством, при этом выходы аналого-цифрового преобразователя и оперативно-запоминающего устройства соединены с входом блока сравнения сигнала, выходы которого соединены с входом блока изменения температуры.

Сущность изобретения: устройство состоит из кварцевого резонатора, на который с помощью дозатора подается в кристаллическом виде навеска испытуемого продукта, генератора, измерителя амплитуды колебаний, кварцевого резонатора, блока измерения температуры, анапого-цифрового преобразователя, блока сравнения сигналов и оперативно-запоминающего устройства, при этом кварцевый резонатор соединен с генератором и измерителем амплитуды колебаний, а выходы аналого-цифрового преобразователя и оперативно-запоминающего устройства соединены с входом блока сравнения сигнала, выходы которого соединены с входом блока изменения температуры испытуемого продукта. 1 ил., 1 табл.