DE1598999B2

DE1598999B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Trübungspunkttemperatur von Öl oder einer ähnlichen Flüssigkeit

Info

Publication number: DE1598999B2
Application number: DE1598999A
Authority: DE
Inventors: George Theodore Florimond Ellesmere Port Crespin; Colin Douglas Vicars Cross Price; Donald Martin Great Boughton Roycroft
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1964-07-28
Filing date: 1965-07-26
Publication date: 1974-05-22
Also published as: DE1598999C3; FR1453943A; NL151510B; NL6509637A; DE1598999A1; GB1029165A; US3447358A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine geeignetes Signal unmittelbar gewonnen werden

Vorrichtung zum Bestimmen der Trübungstempera- kann.

tür oder einer für den Trübungspunkt mindestens Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß charakteristischen Temperatur von öl oder einer vorgesehen, daß man die ölprobe in der Weise abähnlichen Flüssigkeit, insbesondere von Mineralöl, 5 kühlt, daß sich zunächst eine Konvektionsströmung bei dem eine ölprobe von einer über der Trübungs- ausbildet und daß man mit Hilfe von in dem Öl punkttemperatur liegenden Temperatur abgekühlt durchgeführten Messungen den Zeitpunkt bestimmt, und ihr Verhalten dabei beobachtet wird. in welchem die Konvektionsströmung infolge der

Normalerweise wird der Trübungspunkt von ölen Abkühlung zum Erliegen kommt, und daß man die

oder ähnlichen Flüssigkeiten in der Weise bestimmt, io Temperatur des Öls zu diesem Zeitpunkt mißt. Die

daß man eine Probe des zu untersuchenden Öls in so gewonnene Temperatur ist die Trübungspunkt-

einem Kühlbad abkühlt, wobei man mit einer Tem- temperatur.

peratur beginnt, die höher als die zu erwartende Trü- Dieses Verfahren beruht auf der Erscheinung, daß bungstemperatur liegt. Diese ölprobe wird in vorbe- sich im Verlauf der Abkühlung in dem öl ein Kristimmten Zeitpunkten aus dem Kühlbad herausge- 15 stallgitter bildet, das die Konvektionsströmungen benommen, um festzustellen, ob eine sichtbare Aus- hindert, so daß sie zum Erliegen kommen können, scheidung von Paraffinwachs und/oder anderen fe- Die Temperatur, bei der das Kristallgitter entsteht, sten Stoffen aus dem Öl stattgefunden hat. Diese Be- stimmt im wesentlichen mit der Temperatur überein, Stimmung, bei der es sich um eine genormte Meßme- bei der eine sichtbare Trübung eintritt. Diese Tempethode handelt, ist umständlich und zeitraubend. Es 30 ratur ist daher praktisch identisch mit der Trübungsbesteht die Gefahr, das relativ große subjektive Feh- punkttemperatur oder steht zumindest in einer chaler bei der Auswertung auftreten. Ferner können bei rakteristischen Beziehung zu ihr.
Vorhandensein von Wasser Verfälschungen auftre- Das beschriebene Verfahren beruht also auf einer ten. Bei dunklen ölen ist diese Meßmethode nicht völlig andersartigen Erscheinung als die bekannten anwendbar. 25 Meßverfahren. Von einer Abkühlungskurve oder

Weiterhin ist es nicht möglich, einen Prozeß auf einer Bezugsölprobe wird kein Gebrauch gemacht;

der Basis einer solchen Trübungspunktbestimmung eine Regelung der Abkühlungsgeschwindigkeit ist

automatisch zu steuern. nicht erforderlich.

In neuerer Zeit wurde ein anderes Verfahren zum Das zum Erliegenkommen der Konvektionsströ-Bestimmen des Trübungspunktes bei ölen vorge- 30 mungen kann in der verschiedensten Weise nachgeschlagen. Danach wird die Abkühlungskurve der öl- wiesen werden, z. B. optisch, mechanisch oder akuprobe, d. h. die Temperatur des Öls in Abhängigkeit stisch. Vorzugsweise dient zur Bestimmung des Zeitvon der Zeit, ermittelt. Dieses Verfahren basiert auf punktes, in welchem die Konvektionsströmung zum der Annahme, daß in dem Zeitpunkt, in welchem bei Erliegen kommt, der Temperaturunterschied zwider Abkühlung Parrafinwachs auszukristallisieren 35 sehen zwei auseinanderliegenden Punkten, zwischen beginnt, die bei dem Kristallisationsvorgang frei wer- denen sich am Beginn der Messung Konvektionsströdende latente Wärme die Abkühlung des Öls verzö- mungen ausbilden, in der ölprobe ermittelt wird. Begert. Die Abkühlungskurve hat daher einen waage- züglich dieses bevorzugten Meßverfahrens sei berechten Abschnitt dort, wo die Kristallisation des Pa- merkt, daß es sich gezeigt hat, daß die Wärmeüberraffinwachses beginnt. Bei der diesem waagerechten 40 tragung in der Ölprobe bei höheren Temperaturen in Abschnitt entsprechenden Temperatur soll es sich erster Linie auf Konvektion zurückzuführen ist, wähmindestens annähernd um die Trübungspunkttempe- rend sie bei Temperaturen unterhalb der Trübungsratur des Öls handeln. Unabhängig davon, ob die punkttemperatur oder einer dieser Temperatur nahediesem Verfahren zugrunde liegende Annahme richtig kommenden Temperatur auf Wärmeleitung beruht, ist oder nicht, ist auch diese Meßmethode immer 45 da sich bei der letzteren Temperatur ein mehr oder noch zeitraubend und als solche nicht zur automati- weniger starres Kristallgitter ausbildet. Wenn die ölschen Steuerung eines Prozesses geeignet. probe abgekühlt wird und die beiden auseinanderlie-

Das zuletzt genannte Verfahren wurde daher etwas genden Punkte so gewählt sind, daß am Beginn Konabgeändert, um die Schaffung einer automatisch ar- vektionsströmungen zwischen diesen Punkten auftrebeitenden Meßeinrichtung zu ermöglichen. Das abge- 50 ten, kann sich das zum Erliegenkommen der Konwandelte Verfahren wurde verkompliziert, um das vektionsströmungen augenblicklich in einen Tempe-Arbeiten nach einem Differentialverfahren zu ermög- raturunterschied zwischen den beiden Punkten ausliehen, bei dem zwei gleichzeitig ablaufende Abküh- wirken.

lungsvorgänge miteinander verglichen werden. Dabei Die beiden Punkte werden zweckmäßig so gewird einerseits das zu untersuchende öl abgekühlt 55 wählt, und zwar in Abstimmung auf das angewandte und andererseits ein ähnliches Bezugsöl, das vorher Abkühlverfahren, daß in dem Zeitpunkt, in welchem entwachst worden ist, und zwar in einem solchen die Konvektionsströmungen zum Stillstand kommen, Ausmaß, daß während der Trübungspunktbestim- sich der Temperaturunterschied zwischen den beiden mung kein Paraffinwachs mehr auskristallisieren Punkten einem konstanten Wert nähert, der gleich kann; hierbei muß die Abkühlungsgeschwindigkeit ßo Null sein kann, oder daß vorzugsweise ein vorbeder ölprobe in Abhängigkeit von der Zeit sorgfältig stimmter, gegebenenfalls einstellbarer Wert, insbegesteuert werden. sondere ein Nullwert durchlaufen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung wenn die Abkühlung der ölprobe ausschließlich oder einer für den Trübungspunkt charakteristischen 65 im wesentlichen ausschließlich in einer seitlichen Temperatur vorzuschlagen, mit welchen auf zuver- Richtung bewirkt wird und der Temperaturunterlässige und einfache Weise der Trübungspunkt derart schied zwischen zwei Punkten gemessen wird, die bestimmbar ist, daß eine für eine Prozeßregelung durch einen senkrechten Abstand voneinander ge-

trennt sind. Die Ergebnisse lassen sich noch dadurch verbessern, daß man das die ölprobe enthaltende Probengefäß nur über einen Teil seiner Höhe abkühlt und die Messung zwischen zwei Punkten durchführt, die bezüglich ihres senkrechten Abstandes unsymmetrisch zu dem Bereich angeordnet sind, innerhalb dessen die seitliche Abkühlung erfolgt.

Das beschriebene Verfahren läßt sich in jedem Fall anwenden, in dem der Trübungspunkt einer Flüssigkeit von Interesse ist. Der Trübungspunkt von ölen, insbesondere von Mineralölen, ist von besonderer Bedeutung, denn solche öle umfassen sämtliche Arten von leichten, mittelschweren und schweren Kohlenwasserstoffgemischen. Unter bestimmten Umständen kann das zu untersuchende öl mit einem Lösungsmittel für das betreffende öl verdünnt werden, z. B. um die Viskosität der ölprobe herabzusetzen. Die Ermittlung des Trübungspunktes für verschiedene Verdünnungsgrade und eine Extrapolation der Ergebnisse auf den Verdünnungsgrad Null liefert dann der Trübungspunkt des zu untersuchenden Öls.

Die Messungen von Temperaturen und Temperaturunterschieden werden vorzugsweise mit Hilfe von Thermometern durchgeführt, z.B. von Widerstandsthermometern, Thermoelementen oder Heißleitern. Letztere eignen sich insbesondere zur Messung von Temperaturunterschieden.

Zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ist eine Vorrichtung mit einem Probengefäß für das zu untersuchende öl, einer Kühlvorrichtung zum Abkühlen des Probengefäßes und einer Temperaturmeßeinrichtung zum Messen einer Öltemperatur im Probengefäß vorgesehen, die gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zum Beobachten von Konvektionsströmungen im Probengefäß aufweist. Die Vorrichtung zum Beobachten von Konvektionsströmungen umfaßt zwei Thermometer, insbesondere Heißleiter, die in dem Probengefäß an verschiedenen Punkten angeordnet sind. Die Thermometer zur Beobachtung der Konvektionsströmung sind als thermoelektrische Thermometer, insbesondere Heißleiter, ausgebildet, und liegen in einer Wheatstoneschen Brückenschaltung, deren Ausgangsspannung an eine vorzugsweise transistorisierte Gleichstrom-Relaisstufe, gegebenenfalls über eine Zeitverzögerungsschaltung, angelegt ist, die eine zwangläufige Betätigung eines Relais bei kleinen Änderungen der zugeführten Gleichspannung gewährleistet. Die Brückenschaltung und die Relaisstufe sind in einem thermostatisch gesteuerten Gehäuse untergebracht.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mit einer thermoelektrischen Kühlung der ölprobe gearbeitet, die insbesondere eine doppelte Schicht von Frigistor- bzw. KaItleitermoduln aufweist. Diese doppelschichtigen Kühlmoduln haben eine äußere mit Wasser gekühlte Schicht und eine innere in thermischer Berührung mit dem Probengefäß oder mit einem dieses umgebenden Metallklotz stehende innere Schicht. Wenn man die Richtung des durch die Moduln fließenden elektrischen Stroms umkehrt, arbeiten die Moduln als Heizelemente. Diese Umschaltung kann in der Pause zwischen zwei Trübungspunktbsstimmungen zweckmäßig sein.

Wenn die beschriebene Vorrichtung im Rahmen der Steuerung eines Prozesses, z.B. eines Destillations-, Entwachsungs- oder Mischprozesses verwendet werden soll, wird das Probengefäß an eine Probenleitung für eines der Produkte des Prozesses, z. B. Gasöl, angeschlossen. Nach jeder Messung wird die Probenzelle ausgespült und mit einer neuen Produktprobe gefüllt. Die Kühlung kann während des Aus-S spülens unterbrochen werden; erforderlichenfalls kann während dieser Zeit geheizt werden. Alle diese Vorgänge können automatisch mit Hilfe der schon erwähnten Relaisstufe durchgeführt werden. Ein Signal, das der Temperatur der Probe in dem Zeitpunkt

ίο entspricht, in welchem der Trübungspunkt erreicht ist, d. h. ein Signal für die Trübungspunkttemperatur oder eine damit in Beziehung stehende Temperatur, wi'rd dann einem Regler zur Steuerung des Prozesses derart, daß das Produkt des Prozesses mindestens annähernd eine konstante Trübungspunkttemperatur annimmt oder das alternativ verhindert wird, daß der Trübungspunkt des Produktes einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, zugeführt und das Ausgangssignal des Reglers dient zur Prozeßsteuerung im angegebenen Sinne. Der Ausgang der Relaisstufe ist mit einer Vorrichtung zum Anzeigen der Temperatur der Ölprobe verbunden, durch welche die für ^- den Trübungspunkt charakteristische Temperatur zur \_ Anzeige oder Registrierung freigegeben wird.

Die Temperatur, welche die Ölprobe im Verlauf der Abkühlung annimmt, kann gegebenenfalls mit Hilfe eines Registriergeäts aufgezeichnet werden (Sägezahndiagramm), oder es wird nur die Trübungspunkttemperatur registriert, d. h. die Spitzenwerte des Sägezahndiagramms.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher-erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausbildungsform einer Vorrichtung zur automatischen Bestimmung der Trübungspunkttemperatur eines zu untersuchenden Öls. In der Praxis weicht die mit Hilfe der Einrichtung ermittelte Temperatur nicht von der Trübungspunkttemperatur ab, die mit Hilfe des Norm-Verfahrens IP 15/60 ermittelt wird, bzw. es treten nur geringfügige Abweichungen auf. Die bestimmbare Temperatur liegt stets innerhalb der IP-Grenzen der Reproduzierbarkeit und nahezu stets innerhalb der IP-Grenzen der Wiederholbarkeit. In manchen Fällen weicht sie überhaupt nicht von einem bemerkbaren Ausmaß vom IP-Wert ab. Bei· dem IP-Verfahren wird die Ölprobe auf etwa 15° C über die zu erwartende Trübungspunkttemperatur erwärmt und im Anschluß daran unter Einhaltung bestimmter Bedingungen abgekühlt, wobei nach Abkühlung um jeweils 1°C nachgesehen wird, ob sich eine Trübung oder ein Schleier bereits ausgebildet hat. Die Temperatur zu dem Zeitpunkt, zu dem erstmals eine Trübung beobachtet wird, ist die Trübungspunkttemperatur.

Ein Probengefäß 1, das aus Glas oder Kunststoff besteht und das zu untersuchende Öl enthält, wird so in einen Metallklotz 2 eingesetzt, daß der Boden des Gefäßes um etwa 10 mm nach unten herausragt. Die Kühlung des Öls wird mit Hilfe einer thermoelektrisehen Kühleinrichtung bewirkt, die eine doppelte Schicht von Fri'gistor-Kühlmoduln 3 auf den einander gegenüberliegenden Seiten des Metallklotzes umfaßt. Bei diesen Moduln wird der Peltier-Effekt ausgenutzt, um Wärme aus dem Metallklotz zu einer wassergekühlten Wärmesenke zu pumpen. Diese Wärmesenke wird durch eine Kammer 4 auf der Außenseite der Moduln gebildet und mit Hilfe eines Wasserstroms 5 gekühlt. Ein hier nicht gezeigter Mi-

niaturthermostat kann an einer oder beiden Wärme- Abkühlung der Ölprobe und es treten Konvektionssenken angebracht sein, um die Kühlmoduln für den strömungen in ihr auf. Dieser Vorgang ist in F i g. 2 Fall zu schützen, daß die Kühlwasserversorgung un- dargestellt. Das relativ kalte öl strömt nach unten zu terbrochen wird. Man kann Verbindungen in der dem unteren Heißleiter 11. Wenn sich der Konvek-Weise herstellen, daß die Energiezufuhr zu den Mo- 5 tionsstrom längs der Mittelachse des Probengefäßes duln unterbrochen wird, wenn die Temperatur der nach oben bewegt, passiert er den oberen Heißleiter Wärmesenken ©inen Wert von 35° C überschreitet. 12, bevor eine erneute Abwärtsbewegung einsetzt. Eine Gleichstromquelle 6 für die Moduln, die an Unter diesen Umständen ist der Heißleiter 12 wärein Stromversorgungsnetz 7 angeschlossen ist, führt mer als der Heißleiter 11 und die unterschiedliche den Moduln über einen Umpolschalter 8, einen thermische elektromotorische Kraft weist eine beGleichstrom zu. Beim Umlegen des Schalters kehrt stimmte Polarität und einen bestimmten Wert auf, sich die Stromrichtung um, so daß die Moduln als der sich gewöhnlich ändert. Wenn die Wachsaus-Heizelem&ntewirken. Scheidungstemperatur, d.h. der Trübungspunkt er-Die Temperatur der Ölprobe wird mit Hilfe eines reicht worden ist, kommt die Konvektionsströmung als Thermoelement ausgebildeten Thermometers 9 15 total zum Stillstand. Den unteren Heißleiter trifft gemessen, das an eine Anzeige und/oder Registrier- jetzt der kalte Strom, der sich längs der Wände des einrichtung 10 angeschlossen ist. An Stelle eines Probenbehälters 1 bewegte, nicht mehr. Auch der Thermoelements kann auch ein Widerstandsthermo- Heißleiter 12 ist nicht mehr der Wärme des aufsteir meter oder ein Heißleiter verwendet werden. Das genden Konvektionsstroms ausgesetzt. Vielmehr wird Thermometer 9 ist vorzugsweise in der Mitte des 20 der obere Heißleiter dadurch abgekühlt, daß Wärme Probengefäßes 1 auf halber Höhe der Kühlmoduln durch Leitung an den den Probenbehälter 1 umgeangeordnet. Auf der Mittelachse des Probengefäßes 1 benden Metallklotz 2 abgegeben wird. Infolgedessen sind ferner an zwei auseinanderliegenden Punkten je- wird der Unterschied der thermischen elektromotoriweils ein Heißleiter 11 und ein Heißleiter 12 vorgese- sehen Kraft an den beiden Heißleitern plötzlich kleinen. Der Heißleiter 11 ist an einem Punkt unterhalb 25 ner, so daß tatsächlich eine Umkehrung der Polarität der Kühlmoduln angeordnet, während der Heißleiter eintritt. Die Ausgangsspannung der Brückenschal-12 annähernd in der Mitte zwischen dem Thermoele- tang 13 ist ein Maß für diese unterschiedliche thermiment 9 und der Oberseite der Kühlmoduln liegt. sehe elektromotorische Kraft. Zusammen mit der

Die Heißleiter liegen in einander gegenüberliegen- von der Vorspannungsquelle 14 zugeführten Vorden Zweigen einer Wheatstoneschen Brückenschal- 30 spannung wird dieses Signal dem Eingang des tung 13 zur Messung von Temperaturunterschieden. Schmitt-Triggers 16 zugeführt. Die Umkehr der Po-Die die Ausgangsspannung der Brücke führende Lei- larität wird durch die Trigger-Schaltung der Relaistung ist mit einer Vorspannungsquelle 14 und einer stufe 16 festgestellt, die dann die Temperaturanzeige-Verzögerungsschaltung 15 mit einer Gleichstrom-Re- vorrichtung 10 festlegt oder auslöst, die dann die laisstufe 16 in Reihe geschaltet. Die Relaisstufe 16 ist 35 Temperatur des mittleren Thermoelements 9 am vorzugsweise als transistorisierte Gleichstrom-Relais- Wachsausscheidungs- oder Trübungspunkt anzeigt stufe (Schmitt-Trigger) ausgebildet. Diese Stufe ge- Gleichzeitig wird der den Kühlmoduln 3 zugeführte währleistet eine zwangläufige Betätigung eines Re- elektrische Strom mittels des durch den Schmittlais bei kleinen Änderungen der zugeführten Gleich- Trigger getriggerten Umpolungsschalters 8 umgepolt, spannung. Ferner umfaßt die Schaltung einen transi- 40 so daß die Kühlmoduln jetzt als Heizelemente wirstorisierten Gleichstromverstärker und eine Emitter- ken.

folgeschaltung zur Betätigung des Relais. Diese An- Danach, d. h. wenn sich die ölprobe erwärmt hat, Ordnung gewährleistet, daß das Relais entweder voll- wird der Temperaturunterschied zwischen den Heißständig eingeschaltet oder vollständig ausgeschaltet leitern 11 und 12 wieder gleich Null. An diesem ist. Wenn das Relais getriggert worden ist, bleibt es 45 Punkt kehrt der Schmitt-Trigger in den urspriinglibei allen weiteren Erhöhungen der Eingangsspan- chen Zustand zurück, wodurch die Stromquelle 6 von nung im eingeschalteten Zustand . Verringert sich die den Kühlmoduln getrennt und die Untersuchung Eingangsspannung, bleibt das Relais im eingeschalte- beendet wird.

ten Zustand bis die Eingangsspannung bis kurz un- Da der Temperaturunterschied zwischen den terhalb der Abfallspannung zurückgeht. In diesem 50 Heißleitern 11 und 12 zu Beginn der Untersuchung Augenblick wird das Relais erneut getriggert und in gleich Null ist, würde der Schmitt-Trigger an sich soseinen ausgeschalteten Zustand gebracht. fort ansprechen und die Temperaturanzeigeeinrich-

Der Brückenschaltung 13, der Vorspannungs- tung 10 festlegen bzw. auslösen und den Umpolquelle 14 und der Gleichstrom-Relaisstufe 16 wird schalter 8 betätigen. Um dieses unerwünschte Andie erforderliche elektrische Energie aus einer am 55 sprechen zu verhindern, wird die dem Schmitt-Trig-Stromversorgungsnetz 7 liegenden stabilisierten ger zugeführte Eingangsspannung über eine Zeitver-Stromquelle 17 zugeführt. zögerungsschaltung 15, 'die im wesentlichen einen

Die Relaisstufe 16 legt die Temperaturanzeigeein- Schalter umfaßt, zugeführt.

richtung 10 in dem Zeitpunkt fest, in welchem der Die Temperaturanzeigevorrichtung 10 kann ein

Trübungspunkt erreicht ist. 60 Galvanometer sein.

Um die beschriebene Vorrichtung in Betrieb zu Beim Niederdrücken des Einschaltknopfes 18 an setzen, drückt man einen Einschaltknopf 18 nieder, der Stromquelle 6 wird der Schalter in der Zeitverso daß die Stromquelle 6 den Kühlmoduln einen zögerungsschaltung 15 gleichzeitig geöffnet und Strom zuführt, um eine Kühlung der ölprobe zu be- bleibt während einer bestimmten Zeitspanne von wirken. Gleichzeitig wird die Zeitverzögerungsschal- 65 z.B. 45see geöffnet, so daß während dieser Zeittungl5 aus noch zu erläuternden Gründen ausge- spanne keine Eingangsspannung an den Schmittschaltet. Trigger 16 gelangen kann und ein Ansprechen der

Werden die Kühlmoduln eingeschaltet, beginnt die Relaisstufe zu Beginn der Messung vermieden ist.

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Die erwähnte Zeitspanne wird so gewählt, daß der zwischen den Heißleitern 11 und 12 auftretende Temperaturunterschied auf Grund der Kühlung durch die Kühlmoduln ausreicht, um ein unerwünschtes Ansprechen des Schmitt-Triggers am Beginn der Untersuchung zu vermeiden.

Versuche mit mehreren verschiedenen ölproben, deren Trübungspunkte nach dem Verfahren IP 15/60 gemessen wurden und im Bereich von +10° bis —18° C lagen, zeigten eine hervorragende Überein-Stimmung zwischen der Trübungstemperatur, die mit Hilfe des Normverfahrens gemessen wurde und der Temperatur, bei welcher der Temperaturunterschied Null zwischen den Heißleitern 11 und 12 beobachtet wurde.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Vorrichtung, die zum halbkontinuierlichen Registrieren des Produktes in einem Prozeßstrom dienen kann. Diese Vorrichtung ähnelt derjenigen nach Fig. 1 weitgehend. Der Unterschied zwischen den beiden Vorrichtungen besteht im wesentlichen in den Mitteln zum Zuführen der Probe und zur automatischen Wiederholung der Messungen. Ein Probenstrom des Produktes des Prozesses, das untersucht werden soll, wird durch eine ortsfeste Probenleitung 19 geleitet und passiert dabei ein Solenoidventil 20, das derart umstellbar ist, daß das Probengefäß 1 von dem zu untersuchenden Produktstrom durchgeströmt wird.

Dieser Schaltvorgang wird durch eine Befehlsoder Steuervorrichtung 21 eingeleitet, die durch das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 16 gesteuert wird. Im folgenden ist die Folge von Vorgängen beschrieben, die sich bei einer Messung abspielen.

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1. Das Probengefäß 1 wird während einer vorbestimmten Zeitspanne von z.B 2 min durchgespült, wozu das Ventil 20 gegenüber seiner Ruhestellung verstellt wird.

2. Am Ende der Spülperiode schließt das Ventil, wodurch eine Probe des abgezweigten Probenstroms im Probengefäß eingeschlossen wird und auf ihre Trübungspunkttemperatur hin untersucht werden kann.

3. Die ölprobe wird mit Hilfe der Kühlmoduln abgekühlt, die aus dem Metallklotz 2, den Kühlmoduln 3 und der Wasserkühlung 4, S gebildete Vorrichtung ist in Fig. 3 insgesamt mit 2' bezeichnet. Dieser Kühlvorgang wird ebenfalls durch die Steuervorrichtung 21 über den Umpolungsschalter 8 eingeleitet.

. 4. Ist. der Trübungspunkt erreicht, betätigt der Schmitt-Trigger 16 die Steuervorrichtung 21 derart, daß während einer vorbestimmten Zeitspanne das Solenoidventil 20 in seine Spülstellung gebracht und der Umschalter 8 umgestellt wird, so daß die Kühlmoduln als Heizelemente wirken. Außerdem verhindert die Zeitverzöge- :rungsschaltung 15, daß ein Eingangssignal zur Triggerschaltung gelangt. Die Zeitspannen, in denen diese drei Vorgänge ablaufen, brauchen nicht die gleiche Länge zu haben.

Die Zeit, die man zur Durchführung eines vollständigen Arbeitsspiels benötigt, richtet sich letztenendes nach dem Trübungspunkt der zu untersuchenden Probe. Wenn man die Abmessungen des Probengefäßes verkleinert und/ oder die Kühlleistung erhöht, läßt sich die Dauer eines Arbeitsspiels verringern.

Die Aufzeichnung der Temperatur der ölprobe, die mit Hilfe des Registriergeräts 10 gewonnen wird, hat eine Sägezahnform, aus der sich der Trübungspunkt leicht ermitteln läßt. Das Registriergerät 10 kann durch eine Vorrichtung zum Bestimmen des Spitzenwertes ergänzt werden, die ein Signal erzeugt, das stets der zuletzt gemessenen Spitzentemperatur entspricht, d.h. der zuletzt gemessenen Trübungstemperatur bzw. der für den Trübungspunkt charakteristischen Temperatur. Dieses Signal kann zur Regelung des Prozesses dienen, damit Gewähr dafür besteht, daß das Produkt eine konstante oder im wesentlichen konstante Trübungstemperatur hat, oder um sich zu verpflichten, daß der Trübungspunkt des Produktes einen vorgeschriebenen Grenzwert überschreitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bestimmen der Trübungspunkttemperatur oder einer für den Trübungspunkt mindestens charakteristischen Temperatur von öl oder einer ähnlichen Flüssigkeit, insbesondere von Mineralöl, bei dem eine ölprobe von einer über der Trübungspunkttemperatur liegenden Temperatur abgekühlt und ihr Verhalten dabei beobachtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die ölprobe in der Weise abkühlt, daß sich zunächst eine Konvektionsströmung ausbildet und daß man mit Hilfe von in dem öl durchgeführten Messungen den Zeitpunkt bestimmt, in welchem die Konvektionsströmung infolge der Abkühlung zum Erliegen kommt und daß man die Temperatur des Öls zu diesem Zeitpunkt mißt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Zeitpunktes, in welchem die Konvektionsströmung zum Erliegen kommt, der Temperaturunterschied zwischen zwei auseinanderliegenden Punkten, zwischen denen sich zu Beginn der Messung Konvektionsströmungen ausbilden, in der ölprobe ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung der ölprobe ausschließlich oder im wesentlichen ausschließlieh in einer seitlichen Richtung bewirkt wird und daß der Temperaturunterschied zwischen zwei Punkten gemessen wird, die durch einen senkrechten Abstand voneinander getrennt sind.

4. Verfahren nach Anspruch· 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Trübungspunkt charakteristische Temperatur des Öls dann gemessen wird, wenn infolge der Abkühlung der Temperaturunterschied einen vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet, insbesondere den Wert Null.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Trübungspunkt charakteristische Temperatur des Öls an einem Punkt gemessen wird, der zwischen den beiden Punkten, zwischen denen der Temperaturunterschied ermittelt wird, liegt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Probengefäß für das zu untersuchende öl, einer Kühlvorrichtung zum Abkühlen des Probengefäßes und einer Temperaturmeßeinrichtung zum Messen einer öltemperatur im Probengefäß, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (11, 12, 13) zum Beobachten von Konvektionsströmungen im Probengefäß (1).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Beobachten von Konvektionsströmungen zwei Thermometer (11, 12) vorzugsweise Heißleiter, umfaßt, die in dem Probengefäß (1) an verschiedenen Punkten angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung als thermoelektrische Kühlvorrichtung, insbesondere mit einer doppelten Schicht von Kühlmodulen (3), gebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6

bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Seitenwand oder mehrere Seitenwände des Probengefäßes (1) in Berührung mit der Kühlvorrichtung stehen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kühlvorrichtung nur über einen Teil der Höhe des Probengefäßes (1) erstreckt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Probengefäß (1) seitlich von einem Metallklotz (2) umgeben ist und das untere Ende des Probengefäßes nach unten aus dem Metallklotz herausragt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermometer (11, 12) zum Beobachten der Konvektionsströmung in dem Probengefäß (1) in unterschiedlicher Höhe angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermometer (11,12) nicht nur in einem senkrechten Abstand voneinander, sondern unsymmetrisch gegenüber der Kühlvorrichtung bzw. dem Metallklotz (2) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermometer (11,12) zur Beobachtung der Konvektionsströmung als thermoelektrische Thermometer ausgebildet sind und in einer Brückenschaltung (13) liegen, mit der eine Gleichstrom-Relaisstufe (16), gegebenenfalls über eine Zeitverzögerungsschaltung (15), verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Relaisstufe (16) mit einer Vorrichtung (10) zum Anzeigen der Temperatur der Ölprobe verbunden ist, durch welche die für den Trübungspunkt charakteristische Temperatur zur Anzeige und/oder Registrierung freigegeben wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Relaisstufe (16) mit einem Umpolungsschalter (8) in der Stromzuführungsleitung zur thermoelektrischen Kühlvorrichtung verbunden ist. /

_

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 v_ bis 16, gekennzeichnet durch eine automatische Ausspülvorrichtung für das Probengefäß, deren Spülventil durch die Relaisstufe (16) steuerbar ist. 18.' Verfahren zum Steuern eines Prozesses, insbesondere eines Destillations-, Entwachsungs- oder Mischprozesses, nach Maßgabe des Trübungspunktes des Produktes des Prozesses, dadurch gekennzeichnet, daß ein Probenstrom des Produktes einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17 zugeführt, die Trübungspunkttemperatur oder eine für den Trübungspunkt charakteristische Temperatur der ölprobe gemessen und ein der gemessenen Temperatur entsprechendes Signal erzeugt und einem Regler zur Steuerung des Prozesses derart, daß das Produkt des Prozesses mindestens annähernd eine konstante Trübungspunkttemperatur annimmt oder das alternativ verhindert wird, daß der Trübungspunkt des Produktes einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, zugeführt wird.