
- •Глава 13
- •§ 13.1. Современная концепция оценки качества нефтей и нефтепродуктов
- •§ 13.2. Средства измерений фракционного состава
- •§ 13.3. Средства измерений температур перегонки для характерных точек кривой фракционного состава
- •§ 13.4. Средства измерений выкипаемости при заданной температуре и испаряемости
- •§ 13.5. Средства измерений температуры вспышки
- •§ 13.6. Средства измерений октанового числа
§ 13.4. Средства измерений выкипаемости при заданной температуре и испаряемости
Выкипаемость (или степень отгона) (см. § 13.2) может быть определена в объемных (чаще), массовых или мольных концентрациях. На рис. 13.7 показана схема"' автоматического анализатора выкипаемости циклического действия, реализующего эвапорографический метод анализа [34]. В режиме работы «Подготовка» анализируемое вещество поступает из блока подготовки 1 в автоматический дозатор золотникового типа с мембранным приводом (см. § 12.3). При этом подвижная пластина 6 находится в крайнем левом (на рис. 13.7) положении и отверстие 5, которое является дозирующим объемом, промывается анализируемым веществом. После завершения режима «Подготовка» под действием пневматических сигналов Р1 и P2, поступающих от блока управления 13, подвижная пластина 6 перемещается в крайнее правое (на рис. 13.7) положение. Отверстие 5, заполненное анализируемым веществом, совмещается с полостью 4 в неподвижной пластине 3.
Начинается режим работы «Анализ». За счет теплоты, подводимой к неподвижной пластине 7 нагревателем 12, происходит постепенное выкипание части пробы анализируемого вещества. По мере выкипания образующиеся пары подхватываются потоком газа-носителя, поступающим из блока подготовки газов 2, и транспортируются в денситометрический или равночувствительный газовый детектор 8 (см. рис. 10.2, г или 11.2, а), сигнал которого интегрируется и запоминается на один цикл работы анализатора вычислительным устройством 9. Унифицированный выходной сигнал последнего, пропорциональный массе или объему выкипевших при данной температуре нагревателя 12 фракций, измеряется и регистрируется потенциометром или вторичным пневматическим прибором 10 в зависимости от электрического или пневматического исполнения анализаторов.
Рис. 13.7. Схема автоматических анализаторов выкипаемости при заданной температуре
Дозатор и детектор размещены в термостате 14. Путем подачи электроэнергии или пара регулятор 11 поддерживает постоянной температуру нагревателя 12. Эту температуру принимают равной температуре, при которой измеряется выкипаемость анализируемого вещества.
В данном анализаторе расход анализируемого вещества 4000— 5000 см3/ч, расход газа-носителя 2000—4000 см3/ч (зависит от типа детектора), продолжительность одного цикла 5 мин, класс точности 3.
Испаряемость жидких веществ, используемых в качестве топлива, является одной из важнейших характеристик, определяющих их моторные свойства. Исключительно важна роль испаряемости для нормального протекания процесса горения топлива в карбюраторных дизельных реактивных двигателях, так как процессу горения топлива в них предшествует процесс его распыления, имеющий целью испарение топлива. От испаряемости топлива зависит образование паровоздушных пробок в трубопроводах двигателей и явление кавитации в насосах при перекачке топлива. Учет испаряемости очень важен при хранении топлива. Испаряемость определяется количеством (объемом или массой) паров, испаряющихся с единицы поверхности жидкости в единицу времени. Приближенно об испаряемости судят по фракционному составу, однако этого во многих случаях недостаточно.
На рис. 13.8, а приведена схема автоматического анализатора испаряемости. Он реализует эвапорографический метод анализа испаряемости и работает циклически. В режиме работы «Подготовка» анализируемое вещество из блока подготовки 1 поступает в автоматический дозатор с мембранным приводом. При этом подвижная пластина 8 находится в крайнем левом (на рисунке) положении и отверстие 6, которое является дозируемым объемом, промывается анализируемым веществом. После завершения режима «Подготовка» под действием пневматических сигналов Р1 и P2, поступающих от блока управления 15, подвижная пластина 8 перемещается в крайнее правое положение, отверстие 6, заполненное анализируемым веществом, совмещается с полостью 5 в неподвижной пластине 3. Начинается режим работы «Анализ». Поток газа-носителя, поступающий из блока подготовки газов 2 через сопло 4 перпендикулярно поверхности анализируемой жидкости, постепенно испаряет ее при температуре, несколько меньшей температуры начала перегонки. Испаряющиеся фракции выводятся через штуцер 7 газом-носителем и транспортируются в равночувствительный газовый детектор 10 (см. гл. 11, 12). Сигнал U последнего при постоянном объемном расходе газа-носителя и постоянной площади поперечного сечения отверстия 6 пропорционален в кажДьІй момент времени мгновенной объемной скорости испарения и для нефтяных топлив имеет форму кривой, называемой эвапорограммой (рис. 13.8,6).
Рис. 13.8. Схемы испаряемости автоматических анализаторов
Вычислительное устройство 11 определяет площадь сигнала, продолжительность испарения, т. е. разность (τ2—τ1), и отношение указанной площади к продолжительности испарения. Унифицированный выходной сигнал вычислительного устройства пропорционален средней за отрезок времени (τ2—τ1) объемной скорости испарения, принимаемой в качестве характеристики испаряемости нефтяных топлив. Этот сигнал измеряется и регистрируется потенциометром или вторичным пневматическим прибором 12 (в зависимости от электрического или пневматического исполнения анализатора). Дозатор и детектор размещены в термостате 16, температура в котором стабилизируется регулятором 14 путем подачи электрической энергии или пара к нагревателю 13.
Расход анализируемого вещества 4000—5000 см3/ч, расход газа-носителя (воздух или водород) 2000—40000 см3/ч (зависит от типа детектора), продолжительность одного цикла 5 мин, класс точности 3.