CS211918B1 - Spósob na prietočné meranie tlakových rovnováh plyn - kvapalina a/alebo oheutických reakci! plyn - kvapalina a kvapalina - kvapalina a zariadenie k uskutočňovaniu tohto spósobu - Google Patents

Description

1 211 918

Vynález sa týká spdsobu a zariadenia na prietočné meranie tlakových rovnováh plyn -- kvapalina a/alebo chemických reakcií plyn - kvapalina a kvapalina - kvapalina spojenímtlakovéj rovnovážnéj aparatúry s plynovým chromatografom.

Pri riešení problému vydel’ovania jednotlivých plynov z plynných zmesí pomocou selek-tívneho rozpúšťadla je nevyhnutné poznat’ rozpustnost’ jednotlivých zložiek zmesi pri roz-nych teplotách a tlakooh. Problém je o to zložitejáí, že mdžu existovat’ efekty ovplyvňo-vania rozpustnosti jednotlivých zložiek pritomnosťou druhých a v takýchto prípadoch súvýpočty pomooou róznych modelov iba viac alebo menej pravděpodobné.

Pre stanovenie všetkých, alebo aspoň váčšiny proměnných, charakterizujúcich sústavy,t. j. teploty, tlaky a zloženie fáz, boli vypracované mnohé postupy. Pre meranie pri vyš-ších tlakooh sa dajú využívat' čiastočné experimentálně skúsenosti nízkotlakovéj teohniky.Přitom je třeba očakávat* podstatné změny v spdsobe merania tlaku, zrovnovažovanie fáza v odbere vzoriek. Vysokotlakové zariadenie na meranie rovnováhy medzi kvapalnou a plyn-nou fázou je velmi zložité a náročné, hlavně po mechanicko - technickoj stránko.

Hlavnou súčasťou každéj vysokotlakovéj aparatúry je rovnovážná cela pre přípravu fáz.Převážná v&čšina zariadení pracuje analytickou metodou, pri ktorej sa fázy analyzujú. Ten-to postup je zvlášť výhodný pre vysokotlakové zariadenie. Jestvujú i tzv. systetickérovnovážné přístroje bez potřeby odběru vzoriek, resp. dalšie, triedené podl’a praoovnýchteplot, tlakov a pod. Za danej situácie pre klasifikáoiu rovnakýoh prístrojov je najvhod-nejším kritériom spdsob dosahovania rovnováhy. Z tohoto hl’adiska sú velmi vhodné prietočnéaparatúry, v kterých doohádza k okamžitému nastaveniu rovnováhy medzi kvapalnou a plynnoufázou.

Najváčším problémom pri meraní je stanovenie zloženia kvapalnej fázy rovnovážnéhosystému, najiná ke<f sa rozpúšťa multikomponentná plynná zmes. Vo velkej váčšine prípadovsa tento problém obchádza rdznymi matematickými modelmi, ktoré multikomponentná systémyriešia na základe experimentálnych výsledkov z binámych sústav, předpokládájúc vo váč-šine prípadov aditivně chovanie zložiek. Tento předpoklad platí len pri rdznych obmedze-niach, pričom v skutečnosti doohádza k vzájemnému ovplyvňovaniu rozpustnosti jednotlivýchzložiek pritomnosťou drahých a tým k skresleniu výsledkov.

Podlá tohoto vynálezu uskutočňuje sa spdsob na prietočné merania tlakových rovnováhplyn - kvapalina a/alebo chemických reakcií plyn - kvapalina a kvapalina - lcvapalina zavysokého tlaku do 20 MPa tak, že prúdiaoi plyn alebo kvapalina preohádza cez rozvádzacíprstenec a interaguje s rozpúšťadlom alebo kvapalnou reakčnou zložkou o teplote -200 až+200 °C a priamo sa zavádza z memej cely do analyzačnej sústavy, s výhodou plynovéhoohromatografu.

Zariadenie na prietočné meranie pozostáva z kovového bloku rovnovážnej cely, splyňo-vača a tlakovéj mikrostriekačky, pričom rovnovážná cela je zvrchu a zospodu utěsněná gu-movými septami a dálej opatřená rozvádzaoím prstencom plynu alebo kvapaliny umiestnenýmnad dnom po obvode rovnovážnej oely, ktorý. má na obvode 50 až 1 000 dierok o priemere 0,01 2 211 918 až 0,02 mm, tangenciálně navrtané pod uhlom 30 °, pričom splyňovač má oeobitný přívod vy-inývacieho plynu predohriateho na teplotu analýzy. Výhodou tohto vynálezu je použitie rovnovážnéj aparatáry novej koncepoie na meranietlakovýoh rovnováh viac ako dvojzložkových sústav. Vynález odstraňuje problémy, ktorénastávali pri stanovovaní zloženia kvapalnej fázy rovnovážného systému, najmá ked" sa roz-púSťala multikomponentná plynná zmes, Spósob a zariadenie na prietočné meranie rovnováhplyn - kvapalina podl’a tohto vynálezu umožňuje meranie rozpustnosti multikomponentnýchplynných zmesí v róznyoh rozpúéťadlách, zabezpečuje rýchle a dokonalé zmieSanie fáz a u-stálehie rovnováhy s tým, že odběr vzorky sa uskutečňuje tlakovou mikrostriekačkou z rovno-vážné j cely priarao do analyzátora bez transportu. Tým, že sa vzorka odoberá zariadenímumiestneným priarao v meraej cele, sa zaručuje tepelná a tlaková stabilita vzorky a zabra-ňuje sa desorpoii v rozpúSťadle rozpuštěných zložiek, takže analýza podává skutečný obrazo rovnovážných pomerooh v rovnovážnej cele, Spájanie tlakovej rovnovážnej aparatúry s ply-novým chromatografom sprostredkuje Speciálně upravený odparovač. Cez vyhrievaný spojovacípriestor medzi rovnovážnou celou a ohromatografom prúdi nosný plyn, takže tento' priestorslúži nielen na spájanie oboch zariadení, ale aj na splynenie analyzovanéj vzorky v mi-nimálnom mrtvom priestore zariadenia.

Na přiloženom obrázku je znázorněné zariadenie na prietočné meranie tlakovýoh rovno-váh podl’a vynálezu, ktoré sa skládá z kovového bloku 6 so zabudovanou rovnovážnou celou 1,Speciálně upraveného splyňovača 20 a tlakovej mikrostriekačky 12· Rovnovážná oela 1, ob-jemu oca 2,5 cm^, zabezpečuje v dynamickom prietočnom režime rozpustenie jednotlivýchkomponent multizložkovej plynnéj zmesi vo vybranom rozpúSťadle. Rovnovážná oela 1 jezvrohu a zospodu utěsněná gumovými septami 2, zabezpečujúcimi plynulý preohod ihly tla-kovej mikrostriekačky 12 z priestoru rovnovážnej oely 1 do splyňovača 20. Na dne rovno-vážnej cely 1 je umiestnený rozvádzací prstenec J plynu, ktorý má na obvode 200 dieroko priemere 0,1 mm, ktoré sú tangenoiálne navrtané pod uhlom 30 0 elektroiskrovým spósobom.Rozvádzaoí prstenec J plynu zabezpečuje homogénne zmieSanie kvapaliny s plynom, ktorývstupuje do rovnovážnej oely 1 cez vstup 4. Plyn z rovnovážnej cely 1 vystupuje oez ot-vor £. Tlaková mikrostriekačka 12 je uložená v držiaku mikrostriekačky 13 upraveného tak,že je možné nastavit* ju na dve stabilné polohy. V prvej polohe ihla tlakovej mikrostrie-kačky 12 je v priestore rovnovážnej oely 1, v druhéj polohe po propíchnutí spodného sep-ta 2 sa ihla tlakovej mikrostriekačky 12 dostává do priestoru splyňovača 20. pričom dávkavzorky z rovnovážnej oely 1 sa zplyní a vypláchne nosným plyňom do kolony plynového ohro-matograf u na analýzu. Příklad 1

Správná funkoia aparatúry sa overuje absorpoiou pyrolýzneho plynu pri tlaku 1,05 MPaa teplote -32 °C. Tlak počas rovnovážnyoh meraní sa meria vo výstupnom prúde z rovnováž-nej oely citlivým manometrem. Teplota sa meria termočlánkom umiestneným v kovovom blokurovnovážnej oely, kompenzačnou metodou pomooou referenčného termočlánku udržovaného na 3 211 9.1. konštantnej teplota v zmesi vody s 1’adom. Aparatura sa temperuje na nízké teploty odparováním tekutého dusíka v kanálooh kovového bloku, pričom nastavonio potrebnej teplotya jej regulácia sa realizuje vhodným nastavením čerpaoej rýohlosti rotačněj olejovej vý-vevy. Změnu rýohlosti čerpania možno dosiahnút* změnou otvorenia ihlového ventila. Zatýohto podmienok sa rozpúšťajú zložky pyroplynu v acetone a viacnásobnou analýzou kvapalnej fázy sa sleduje reprodukcia jej zloženia. Tepelná izolácia meracej sústavy je z pěnového polyuretánu.

Zloženie pyroplynu v příklade je nasledovné: »2 21,10 % obj. C02 21,24 % obj °2 0,25 # obj. * C2H4 21,76 % obj N2 0,13 $ Obj. C2H6 0,23 % obj CO 11,08 # obj. C2H2 9.00 % obj CH4 15,21 % obj. Výsledky analýz piatioh reprodukčnýoh meraní zloženia kvapalnej fázy z rovnovážnéjtlakovéj aparatury: látka ' obj. # meranie 6. 1. IX. III. IV. V. CO 0,31 0,31 0,28 0,35 0,27 ch4 0,41 0,41 0,39 0,43 0,38 co2 13,90 14,79 13,63 14,26 14,10 C2H4 5,71 6,09 5,48 5,92 5,65 C2H6 0,13 0,12 0,11 0,11 0,11 C2H2 18,16 19,24 18,43 18,63 19,14 (ch3)2co 61,37 59,02 61,68 60,28 60,35 Příklad 2 Výsledky merania rozpustnosti zmesi COg a C2H^ v ace6Óne pri teplote -30 °C a zlo-ženít 12,94 # mol. COgj 87,02 jí mol. CgH^f 0,04 % mol. inertu. Pri meraní sa postupovaloako v příklade 1.

Paroiálny tlak acetonu 0,0014 MPa.

Claims (2)

211 918 p celíc. (MPa) zložka P pare. (MPa) mol. v acetone 0,12 co2 0,0153 0,90 C2H4 0,1032 2,15 0,20 co2 0,0257 1,53 C2H4 0,1728 3,65 o,4o c°2 0,0516 2,73 C2H4 0,3469 7,83 0,60 co2 0,0775 4,34 C2H4 0,5209 13,01 0,80 co2 0,1033 5,67 C2H4 0,6949 19,96 1,00 C02 0,1292 6,30 C2H4 0,8690 25,36 PŘED MET VYNÁLEZU

1. Spdsob na prietočné meranie tlakovýoh rovnováh plyn - kvapalina a/alebo chemio-kých reakci! plyn - kvapalina a kvapalina - kvapalina za vysokého tlaku do 20 MPa,vyznačujúci sa tým, že prúdiaoi plyn alebo kvapalina preohádza oez roz-vádzaoí prstenec a interaguje s rozpúéťadlom alebo kvapalnou reak&amp;iou zložkou o teploto- 200 až +200 °C a priamo sa zavádza z memej oely do analyzačnej sústavy, a výhodouplynového chromátografu.

2. Zariadenie na prietočné meranie podl*a bodu 1 pozostávajúoe z kovového bloku rovnovážnej oely, splyňovača a tlakovéj mikrostriekačky, vyznačujúoe sa týže rovnovážná cela (l) je zvrohu i zospodu utěsněná gumovými septami (2) a opatřená rozvádzaoím prstenoom (3) plynu alebo kvapaliny umiestneným nad dnom po obvode rovnovážnejcely, ktorý má na obvode 50 až 1 000 dierok o priemere 0,01 až 0,02 mm, tangenoiálnenavrtané pod uhlom 30 °, pričom splyňovač (20) má osobitný přívod vymývaoieho plynu predohriateho na teplotu analýzy. 1 výkres