§ 13.3. Средства измерений температур перегонки для характерных точек кривой фракционного состава

Информация о температуре начала и конца перегонки, а также о температуре перегонки промежуточных фракций может быть полу­чена с помощью более простых анализаторов, обладающих высо­кой надежностью и малой инерционностью по сравнению с рассмот­ренными в § 13.2. На рис. 13.4 приведена прин­ципиальная схема ана­лизаторов температуры начала перегонки не­прерывного действия. В основу работы данного анализатора положен принцип перегонки, назы­ваемый однократным ис­парением. Перегонка осу­ществляется в колонке высотой 30 см при усло­вии полного орошения. Из блока подготовки 1, где стабилизируется давление и расход анализируемого вещества, а само анали­зируемое вещество очи­щается и подогревается до некоторой постоянной температуры, меньшей температуры начала перегонки, оно посту­пает в колонку 2, уровень в которой поддерживается с помощью пе­реливной трубки 3. Здесь анализируемое вещество нагревается на­гревателем 4, питающимся от блока питания 5, до температуры,большей температуры начала перегонки. Мощность, подводимую к нагревателю, подбирают при настройко анализатора в зависимости от вида анализируемого вещества. Образовавшиеся пары поступа­ют в верхнюю часть колонки 2, снабженную водяной рубашкой б, и конденсируются.

Таким образом, рассматриваемый анализатор действует как однотарельчатая перегонная колонна. В зоне конденсации паров размещен термоэлектрический чувствительный элемент 7, сигнал которого, пропорциональный температуре начала перегонки, посту­пает на нормирующий преобразователь 8, а из этого устройства на электронный потенциометр 9 и электропневматический преобразо­ватель 10. Для удаления водяных паров и несконденсировавшихся компонентов паровое пространство колонны 2 продувается возду­хом с небольшим расходом (250 см³/мин). Р асход воды и воздуха стабилизируется регуляторами расхода 12 и 11.

Рис. 13.4. Схема автоматического анализатора температуры начала перегонки

Данный анализатор при соответствующем выборе места распо­ложения термоэлектрического чувствительного элемента позволяет получать информацию о температуре выкипания 10% фракций.

Диапазон измеряемых данным анализатором температур 65— 180°С; расход анализируемого вещества 3000—4500 см³/ч; погреш­ность измерения температуры начала перегонки ±4°С; погрешность измерения темпера­туры выкипания 10% фракции — ±2°С; время реакции 3— 5 мин.

Рис. 13.5. Схема автоматического анализатора темпе­ратуры конца перегонки

Для автоматиче­ского измерения тем­пературы конца пе­регонки применяется анализатор, схема которого показана на рис. 13.5. Это уп­рощенный вариант анализатора фракци­онного состава, осу­ществляющего пере­гонку в ускоренном режиме. Назначение всех узлов этого ана­лизатора аналогично упомянутому (см. рис. 13.2). В рассматриваемом анализаторе температуры конца перегонки отсутствует устройство для измерения количества сконденсировавшихся фрак­ций. Температура конца перегонки, соответствующая 97—98 % вы­кипания пробы анализируемого вещества, определяется как макси­мальная температура в процессе перегонки (см. рис. 13.1, б, в). Объем пробы анализируемого вещества 50 см³; расход анализируемого вещества на один цикл 700—900 см³; диапазон измерений темпера­тур конца перегонки 60—360°С; время одного цикла 12,5 мин; по­грешность ±2°С.

Для целей управления процессами, связанными с переработкой нефти и нефтепродуктов, часто бывает необходимо иметь инфор­мацию о темпера­турах перегонки про­межуточных фрак­ций, например 30, 50 или 90% фракций. Схема анализатора непрерывного дейст­вия, применяемого для измерения этих температур, приведе­на на рис. 13.6.

В этом анализа­торе однократное ис­парение анализируе­мого вещества осу­ществляется по мето­ду «падающей пленки». Анализируемое вещество из блока подготовки 1 с по­стоянными темпера­турой и объемным расходом поступает в змеевик 7, где оно нагревается до некоторой температуры за счет энергии паров, образовавшихся при испарении предыдущих порций анализируемого вещества. Затем анализируемое вещество посту­пает в устройство 6, обеспечивающее его равномерное распределе­ние по поверхности испарителя 8. Вещество стекает пленкой 9 по поверхности испарителя и частично испаряется. Пары конденсиру­ются на стенке емкости 10, снабженной водяной рубашкой 11, и выводятся из анализатора по трубке 17. Оставшиеся на испарителе фракции стекают в каплеобразователь 13, предварительно омывая спай термоэлектрического чувствительного элемента 12. Из каплеобразователя неиспарившиеся фракции в виде капель определенно­го размера удаляются, пересекая при своем падении луч, поступаю­щий от лампы 16 через окна 15 к фотоприемнику 14, электрические импульсы которого поступают в электронный регулятор 5. Послед­ний, изменяя напряжение, подводимое к испарителю 8, поддержи­вает постоянным число капель, образующихся в единицу времени. Сигнал термоэлектрического чувствительного элемента 12 преобра­зуется нормирующим преобразователем 2 в унифицированный, а сигнал последнего посылается на электронный потенциометр 3 и электропневматический преобразователь 4. Путем изменения зада­ния регулятору 5 можно перенастраивать данный анализатор для измерения температуры перегонки промежуточных фракций, так как фактически регулятор поддерживает заданное значение неиспарив­шейся фракции.

Р ис. 13.6. Схема автоматических анализаторов температуры выкипания промежуточных фракций

Диапазон измерений температур перегонки данного анализато­ра ПО—360°С, расход анализируемого вещества 3000—4500см³/ч; погрешность ±2°С; время реакции 3—5 мин.