DE1673172A1

DE1673172A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung von kohlenwasserstoffhaltigen Gemischen

Info

Publication number: DE1673172A1
Application number: DE19661673172
Authority: DE
Inventors: Mclaughlin James Herbert; Fenske Elisworth Richard
Original assignee: Universal Oil Products Co
Current assignee: Universal Oil Products Co
Priority date: 1965-07-13
Filing date: 1966-07-11
Publication date: 1972-01-20
Also published as: FR1486188A; FI47934C; NL6609823A; JPS4513519B1; BR6681272D0; AT286941B; DK120669B; DE1673172B2; NL144736B; US3463613A; NO117052B; DE1673172C3; SE335806B; ES328961A1; GB1084844A; IL26079A; FI47934B; CH492219A

Description

• Universal Oil Products Company, 50 Algonquin Road, DES PLAIHES, Illinois 60016 (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung von kohlenwasserstoffhaltigen Gemischen,

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung von kohlenwasserstoffhaltigen Gemischen oder Kohlenwasserstofffraktionen und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Analysieren von Kohlenwasserstoffgemischen unter Verwendung einer Einrichtung zur Erzeugung einer stabilisierten "kalten Flamme". Die Vorrichtung gemass der Erfindung ist nicht nur im Laboratorium brauchbar, sondern insbesondere als Analysiergerät für kontinuierliche Verfahrensströme zur Verwendung in Erdölraffinerien oder chemischen Anlagen für die Anzeige, Aufzeichnung und/oder Erzeugung von llegelgrössen. -~

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Die Erscheinung der Ausbildung von kalten Flammen ist bereits früher untersucht und in technischen Veröffentlichungen beschrieben worden. Wenn ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffdämpfen und Sauerstoff oder Luft innerhalb der Explosionsgrenzen bei Druck- und Temperaturbedingungen unterhalb des normalen Zündpunkts gehalten wird, treten partielle Oxydationsreaktionen ein, die zur Bildung von Aldehyden, Eohlenmonoxyd und anderen partiell oxydierten Verbrennungsprodukten, wie Ketonen und Säuren, führen. Es kann angenommen werden, dass es sich hierbei um die Produkte einer ■Kettenreaktion handelt, die auch Ionen erzeugt, welche dann die Heaktionskette durch Angriff weiterer Kohlenwasserstoffmoleküle fortsetzen» Bei mittleren Temperaturen erzeugt die ionenangeregte Reaktion gewöhnlich stärker verzweigtkettige Moleküle, während bei höheren oder tieferen Temperaturen die Bildung von verzweigtkettigen Produkten normalerweise durch konkurrierende Reaktionen, die Ionen aufbrauchen, verringert wird. Wenn ein derartiges Gemisch so gehalten und verdichtet und/oder erhitzt wird, dass diese Kettenreaktionen mit beträchtlichen Geschwindigkeiten ablaufen, v/erden nach einer Induktionsperiode sogenannte "kalte Flammen" beobachtet. Diese kalten !Flammen zeigen Lichtemissionen, begleitet von einer Freisetzung massiger Wärmemengen, die kleiner als die Verbrennungswärme sind. Kalte Flammen neigen zu Ulibeständigkeit; sie können einfach erlöschen oder das Gemisch kann nach einer

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ZY/eiten Induktionsperiode spontan zünden und explodieren. Die letztgenannte Ersch inung ist als Selbstentzündung bekannt. Es ist auch möglich, die verbrennungsbestimmenden Grossen so zu regeln, dass sich eine kontinuierliche oder stabilisierte kalte Flamme ergibt, d.h. eine Flamme, die weder verlöscht nocli in die Selbstentzündungsphase übergeht, sondern vielmehr als eine stabile wohldefinierte Flammenfront in Erscheinung tritt, BARUSOH und PAYiBE haben in einer Veröffentlichung in "Industrial Engineering Chemistry", 43, 2329 (1951)$ die Ergebnisse von Untersuchungen beschrieben, bei denen sie eine kontinuierliche oder stabilisierte Flamme entwickelten. Die Vorrichtung dieser Autoren umfasste ein Strömungsrohr mit einer Düsenanordnung zur Einführung von Kohlenwasserstoff und Luft am einen Ende des Bohrs» und die Vorrichtung war zum Betrieb bei atmosphärischem Druck ausgebildet. Der Abstand vom Ende des Strömungsrohrs bis zur Front der kalten Flamme war, bei sonst konstanten Bedingungen, ein Hass für die Induktionszeit, das mit der Eesearch-Octanzahl von n-Heptan-Isooctan-Geniisclien und mit der Octanzanl von anderen reinen Verbindungen und gewissen Gemischen in Beziehung gesetzt werden konnte.

Die Erzeugung und Aufrechterhaltung einer kontinuierlichen oder stabilisierten kalten Flamme ist von einer Anzahl von Betriebsgrössen sowie den Abmessungen der dafür verwendeten besonderen Vorrichtung abhängig; hierzu gehören:

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A. Ungeregelte und potentiell veränderliche Grosse: KohlenwasserstoffZusammensetzung

B. Durch die Konstruktion bestimmbare aber sonst festgelegte Grossen;

1, Gestaltung des Verbrennungsrohrs, z.B. Querschnittsform, Querschnittsfläche, Länge, Ausmass der Verjüngung, sofern vorhanden, usw.

2. Ausbildung der Brennerdüse, z.B. Querschnittsflächen der Kohlenwasserstoff- und Oxydationsmittel- einlässe, Volumen und Gestalt der Mischkammer, usw.

0. Einstellbare und/oder regelbare Verbrennungspara%iter:

1. Verbrennungsdruck,

2. Kohlenwasserstoffko'hzentration in der vereinigten Beschickung.

3. Sauerstoffkonzentration in der vereinigten Beschickung.

4-, Konzentration an inertem oder das Gleichgewicht beeinflussenden Verdünnungsmittel, sofern vorhanden, in der vereinigten Beschickung, z.B. Iu, Wasserdampf oder COp.

5. Indu^icio ns temperatur.

Es wurde nun gefunden, das;; es, - wenn die kalte Flamme unter äberafaaosphärischem Druck erneu;-·-, unc¹ de;.·

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Verbrennungszone ein kohlenwasserstoffhaltiges Gemisch oder eine Fraktion, deren Zusammensetzung sich von Zeit zu Zeit ändert, zugeführt wird - , möglich ist, einen oder mehrere der im vorstehenden Abschnitt 0 aufgeführten Verbrennungsparameter in solcher Weise nachzustellen und anzupassen, dass die räumliche Lage der Flamme inbezug auf das Verbrennungsrohr konstant gehalten wird. Mit anderen Worten wird also die Flammenfront inbezug auf die Brennerdüse unbeweglich, d.h. im wesentlichen stationär, gemacht. Bei früheren Arbeiten wurden alle Verbrennungsparameter im Verlauf einer gegebenen Untersuchung konstant gehalten und die Bemühungen darauf gerichtet, die Verschiebung der Flammenfront bei einer Änderung der Kohlenwasserstoffzusammensetzung festzustellen. In der Praxis wurde dabei die Flamme in vielen Fällen instabil und degenerierte unter Verlöschen oder verstärkte sich zu einer Explosion. Durch die Erfindung wird es nunmehr möglich und praktisch durchführbar, den Verbrennungsvorgang zu steuern, Bodass die kalte Flamme nicht nur stabilisiert sondern auch räumlich an Ort und Stelle gehalten wird. Noch wichtiger ist jedoch folgende Feststellung: wenn die räumliche Lage der stabilisierten kalten Flamme in dieser Weise durch Änderung eines Verbrennungsparameters geregelt wird, kann die Änderung dieses Verbrennungsparameters, die notwendig ist, um die Flamme nach einer Änderung der Kohlenwasserstoffzusammensetzung räumlich an Ort und

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Stelle zu halten, zu der Änderung der Kohlenwasserstoffzusammensetzung in Beziehung gesetzt werden und gibt diese analytisch erfassbar wider.

Die Erfindung richtet sich somit auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Analyse von kohlenwasserstoffhaltigen Gemischen auf der Grundlage der Erzeugung einer stabilisierten kalten Flamme, Die Erfindung unterscheidet sich von dem Bekannten in mindestens vier wichtigen Gesichtspunirten: (l) Durchführung der partiellen Verbrennung unter überatmosphärischem Druck; (2) Schaffung einer Einrichtung zur Feststellung der räumlichen Lage der Flamme; (3) Heranziehung einer derartigen durch die räumliche Lage der Flamme bestimmten Messgrasse zur Änderung und Anpassung eines Verbrennungsparameters in solcher Weise, dass die Flammenfront unbeweglich gemacht wird; (4) Schaffung von Einrichtungen zur Anzeige, Vidergabe oder anderweitigen Auswertung eines derartigen Verbrennungsparameters, der in der vorstehend aufgeführten Weise zu der Kohlenwasserstoffzusammensetzung in Beziehung gesetzt werden kann.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Analysieren von Kohlenwasserstoffen umfasst im v/esentlichen folgende Bestandteile: (l) eine Verbrennungskammer; (2) eine Einrichtung zur Erzeugung einer stabilisierten kalten Flamme in dieser Verbrennungskammer, die als Brennstoff ein Geminch benutzt, das den zu analysierenden Kohlenwasserstoff enthält; (3) eine

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Einrichtung zum Abfühlen und Peststellen der örtlichen Lage der Flamme in der Verbrennungskammer} (4·) eine mit der Abfühlungseinrichtung und der Flammenerzeugungseinrichtung verbundene Regeleinrichtung zur Anpassung eines Verbrennungsparameters in solcher Weise, dass die räumliche Lage der Flamine inbezug auf die Verbrennungskammer konstant gehalten wird; (5) eine Anzeigeeinrichtung, die ein Signal nach Massgabe dieses Verbrennungsparameters erzeugt, welches wiederum ein Mass für die Brennstoffzusaiamensetzung darstellt.

Bei einer bevorzugten Ausfüllung sf ο rm der Erfindung sind ein Brenner, eine mit dem Brenner verbundene Kohlenwasser stoff einlassleitung und eine Einrichtung zur Änderung des Drucks in der Verbrennungskammer vorgesehen. Ein Messgerät zur Feststellung der räumlichen Lage der Flamme befindet sich in einem vorherbestimmten Abstand von dem Brenner und ermittelt die Ausbildung der stabilisierten kalten Flamme in der Verbrennungskammer« Eine rückgekoppelte Regeleinrichtung ist mit der Abfühleinrichtung und der Druckänderungseinrichtung verbunden, um den Verbrennungsdruck so anzupassen, dass die Flamne inbezug auf den Brenner räumlich an ein und derselben Stelle gehalten wird, unabhängig von Änderungen in der Zusammensetzung der durch die Kohlenwasserstoffeinlassleitung zugeführten Kohlenwasserstoffbeschickung. Eine mit der Verbrennungskammer verbundene Anzeigeeinrichtung erzeugt ein für den Ver-.brennungsri.ruck kennzeichnendes Signal, das wiederum ein Mass

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für die Kohlenwasserstoffzusammensetzung darstellt.

Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung zur Feststellung von Änderungen der Zusammensetzung eines kohlenwasserstoffhaltigen Gemische wird ein Probestrom, d.U. ein zur Untersuchung vorgesehener Teilstrom des Gemischs, und ein Strom eines sauerstoffhaltigen Gases in das eine Ende einer Verbrennungszone «ingeführt, die bei erhöhter Temperatur und unter überatmosphärischem Druck gehalten wird· In der Verbrennungszone werden die Kohlenwasserstoff bestandteile des Untersuchungsmaterials partiell unter solchen Bedingungen oxydiert, dassfin der Zone eine stabilisierte kalte Flamme erzeugt wird, die durch eine im Abstand von dem Einführungsende befindliche, verhältnismässig eng begrenzte und wohldefinierte Flammenfront gekennzeichnet ist, Die räumliche Lage dieser Flammenfront inbezug auf das eine Ende wird festgestellt und hieraus wird ein Segelsignal entwickelt. Dieses Regelsignal wird benutzt, um einen Verbrennungsparameter, z.B. den Verbrennungsdruck, die Fliessgeschwindigkeit der Probe, die Fliessgeschv/indigkeit des sauerstoff haltigen Gases oder die Temperatur der Induktionszone, derart nachzustellen und anzupassen, dass die räumliche Lage der Flammenfront inbezug auf das Einführungsende unbeweglich gehalten wird, unabhängig von Änderungen der Kohlenwasserstoffzusammensetzung, Der nachgestellte und angepasste Parameter wird gemessen und daraus wird ein Ausgangssignal erzeugt, das auf Änderungen in der Zusammensetzung des Untersuchungsmaterialε

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anspricht und diese widergibt.

Bei der "Verwendung der Vorrichtung gemäss der Erfindung werden vorzugsweise ein vorerhitzter verdampfter Strom einer Kohlenwasserstofffraktion und ein vorerhitzter Luftstrom in das eine Ende der Verbrennungszone eingeführt; letztere wird bei erhöhter Temperatur und unter überatmosphärischem Druck gehalten, sodass die Kohlenwasserstofffraktion unter Bedingungen zur Erzeugung einer stabilisierten*kalten Flamme in dieser Verbrennungszone partiell oxydiert wird.

Die Ausdrücke "Kohlenwasserstoffanalysiervorrichtung" oder "Kohlenwasserstoffanalyse", wie sie hier benutzt werden, beziehen sich nicht auf eine Analyse zur Ermittlung aller Einzelverbindungen, d.h. nicht auf eine Analyse des Typs, wie sie mit Geräten, wie Massenspektrometern oder Dampfphasenchromatographen durchgeführt werden. Die Analyse ergibt vielmehr ein kontinuierliches oder im wesentlichen kontinuierliches Ausgangssignal, das auf die Kohlenwasserstoffzusammensetzung anspricht, für diese kennzeichnend ist und vor allem in eine empirische Beziehung mit einer oder mehreren herkömmlichen Kenngrössen oder Spezifikationen von Erdölprodukten gesetzt werden kann, z.B. mit dem Reid-Dampfdruck, ASiEM- oder Engler-Destillationen und - bei Motorkraftstoffen - Klopfeigenschaften, Wie der Research-Octanzahl, der Motoroctanzahl u* dgl· Die besondere Art der gegenseitigen Beziehung ist von der Zusammensetzung und der Kohlenstoffzahl abhängig und wird weiterhin

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durch die Anwesenheit oder Abwesenheit von Paraffinen, Isoparaffinen, Olefinen, Diolefinen und Polyolefinen, Aromaten, langkettigen substituierten Aromaten, mehrkernigen Aromaten uswe, beeinflusst. Die Analysiervorrichtung gemäss der Erfindung wird für ein besonderes Kohlenwasserstoffgemisch oder Einsatzmaterial geeicht, wobei verhältnismässig kleine Abweichungen in der Zusammensetzung durch lineare Extrapolation berücksichtigt werden können. Beispielsweise kann sich eine unterschiedliche Eichung als notwendig erweisen, wenn bei der Kohlenwasserstoffanalyse von einem katalytisch reformierten Benzin zu einem katalytisch gekrackten Benzin übergegangen wird. Diese Eigenschaft beeinträchtigt jedoch die Brauchbarkeit und die technischen Vorteile der Erfindung in keiner Weise und ist ohne jede Bedeutung, wenn die Vorrichtung als Analysiergerät für kontinuierliche Verfahrens ströme zur Messung und/oder Regelung eines bestimmten Verfahrensstroms benutzt wird, da die möglichen Abweichungen in der Zusammensetzung bei einer solchen Anwendung verhältnismässig klein aber bekanntlich für den Betrieb der Anlage von sehr grosser Bedeutung sind, in solchen Fällen schafft die Erfindung eine rasch und einfach arbeitende Einrichtung zur Peststellung von Änderungen in der Zusammensetzung und zur Lieferung von Informationen bezüglich der erforderlichen Riclitung und Grosse von betrieblichen Korrekturmassnahmen, die auf eine geregelte Betriebsbedingung angewendet werden müssen, um die Produktziisammensetzung wieder auf lie geforderten Spezifikationen zu bringen»

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Der Ausdruck "Ausgangssignal", mit dem das von der Anzeigeeinrichtung (readout means) erzeugte Signal bezeichnet wird, ist in seinem breitesten Sinne zu verstehen und umfasst Analogsignale aller Arten, z.B. amplituden-modulierte, phasenmodulierte oder frequenz-modulierte elektrische Signale oder Drucksignale durch herkömmliche pneumatische übertragungsmedien, sowie Digitalwidergaben der vorgenannten Signale· Der Begriff Ausgangssignal umfasst weiterhin einfache mechanische Bewegungen oder Verschiebungen eines Übertragungsgliedes, sei dies mechanisch, elektrisch oder pneumatisch mit einer visuellen Anzeigeeinrichtung, z.B. einem Zeigerarm, einem Aufzeichnungsstift oder einer Digitalwidergabetafel (digital display board), gekuppelt oder nicht, einschliesslich z.B. Ausdehnung oder Kontraktion eines Bourdon-Eohrs, einer Druckspirale oder Schnecke, Lageveränderung einer Anordnung mit Balgklappe, Düse-IIembraii oder Differentialtransformator-Kern (bellowsflapper, nozsle-diaphram or differential transformer-core assembly), Bewegung eines auf !Temperatur ansprechenden Bimetallelementε oder Bewegung des Schiebers eines selbstabgleichend en Potentiometers. Das Ausgangssignal kann ohne visuelle Darstellung direkt übertragen werden, um ein endgültiges Eecelglied, z.B. ein Kembranmotorventil oder eine Lachrecelschleife (sub-control loop) in einem Kaskadensystem, nachzustellen. Vorzugsweise ist die Widergabe- oder Auswert-

anordnung jedoch mit einer Anzeige- oder Aufzeichnungseinrichtung versehen beziehungsweise gekuppelt, wobei die Skala

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oder Aufzeichnungskarte derselben weiterhin in Einheiten der gewünschten kennzeichnenden Eigenschaft der kohlenwasserstoffhaltigen Probe, z.B. Octanzahl, Anfangssiedepunkt, '90 #-Punkt, Dampfdruck u. dgl., geeicht sein kann.

Nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung gemäss der Erfindung können sowohl normalerweise gasförmige als auch normalerweise flüssige kohlenwasserstoffhaltige Gemische analysiert werden, die entweder mindestens einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen je Molekül in Mischung mit einem oder mehreren Nichtkohlenwasserstoffen, z.B» Hg, N₂* ^» ^°2* ^H2^ ^{und H}2^» ^oäer mindestens zwei, verschiedene Kohlenwasserstoffe mit 1 bis etwa 22 Kohlenwasserstoff atomen ge Molekül umfassen. Die obere Grenze der Kohlenstoff zahl ist durch die Betriebserfordernis festgelegt, dass die Probe in dem Luftstrom unter Verbrennungsbedingungen verdampfbar sein muss, ohne vor ihrer partiellen Oxydation irgendeine wesentliche thermische Zersetzung zu erfahren. Bei dem Kohlenwasserstoff oder den Kohlenwasserstoffen kann es sich um Normalparaffine, Isoparaffine, Monoolefine, Diolefine oder Polyolefine, Oycloparaffine, Oycloolefine, einkernige Aromaten oder mehrkernige Aromaten handeln. Als Beispiele für Kohlenwasserstoffverbindungen, die in den kohlenwasserstoffhaltigen Proben anwesend sein können, seien genannt: Methan, A'than, Propan, η-Butan, Isobutan, Pentane, Hexane, Heptane, Octane und Homologe bis zu Eicosanenj Ithylen, Propylen, 1-Buten, 2-Buten, Isobutylen, Pentene, Hexene, Butadiene, Pentadiene,

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Hexadiene, Cyclobutan, Gyclopentan, Cyclohexan, Cycloheptane Benzol, Toluol, o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol, Ithylltenzol, . n-Propylbenzol, Cumol, Acetylen, [Petramethylbenzole, Pentamethylbenzole, Hexainethylbenzole, Naphthalin, Anthracen und Phenanthrene Als spezifische Beispiele für technisch auftretende kohlenwasserstoffhaltige Ströme, die unter Anwendung der Erfindung analysiert werden können, seien genannt: Erd- oder Naturgas, Raffinerieabgas, Wasserstoffrückführströme in katalytischen Reformier- und katalytischen Hydrokrackanlagen, die typischer Weise neben Wasserstoff beträchtliche Mengen an Coi-Gc Kohlenwasserstoffen enthalten, Pyrolysegas, Abgas aus der katalytischen Wirbelschicht- oder Fließbettkrackung, Polymerisationsbeschickungen, Straightrun—Benzin, Krackbenzin, Polymerbenzin, Motoralkylat, katalytisch reformiertes Benzin, Hydrokrackerprodukte, Produkte der Benzol-Toluol-Xylol-Fraktionierung, Detergenfc-salkylat, schwere Naphthas, Kerosin, Dieselöl, leichtes Kreislauföl,'schweres Kreislauföl, leichtes Vakuumgasöl und schweres Vakuumgasöl.

Bei dem im Verfahren und mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendeten Oxydationsmittel handelt es sich vorzugsweise um ein sauerstoff haltiges Gas, wie Luft, im wesentlichen reinen Sauerstoff oder ein künstlich hergestelltes Gemisch aus Sauerstoff und einem inerten oder das Gleichgewicht beeinflussenden Verdünnungsmittel, z.B. Np, C(Xj oder Wasserdampf. Wenn der nachgestellte Verbrennungs-

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parameter die Kohlenwasserstoffkonzentration, die Sauerstoffkonzentration oder die Verdünnungsmittelkonzentration in der vereinigten Beschickung ist, kann diese Regelung erfolgen, indem man die Fliessrate des Kohlenwasserstoffs, des Sauerstoffs oder des Verdünnungsmittels ändert, je nach Lage des Falles, oder indem man gleichzeitig die Fliessraten von zwei dieser Ströme variiert, um ein konstantes Luft/Kohlenwasserstoff-Verhältnis oder ein konstantes Kohlenwasserstoff/ Verdünnungsmittel-Verhältnis aufrecht zu erhalten.

Wie vorstehend angegeben, erfolgt die Erzeugung der stabilisierten kalten Flamme unter überatmosphärischem Druck und bei erhöhter Temperatur. Allgemein kann der Druck im Bereich von etwa 1,22 Atm bis etwa 11,2 Atm abs. liegen, mit einer maximalen Flammenfronttemperatur in der Gegend von 316-538⁰O. Zur Hessung der Zusammensetzung einer Kohlenwasserstofffraktion im Benzinbereich werden vorzugsweise Drücke im Bereich von 1,2-4,4 Atm und insbesondere im Bereich von 1,7-3|4 Atm abs. angewendet, in Verbindung mit Induktionszonen temperaturen im Bereich von 288-454°C. Die Regelung der Induktionszonentemperatur kann durch das Ausmass der Vorerhitzung, das den eintretenden Probe- und Luftströmen erteilt wird, und weiterhin durch Wärmezuführung aus einer äusseren Quelle zu der Verbrennungskammer selbst erfolgen. In allen Fällen können die zulässigen Grenzen, innerhalb derer der Druck und die Temperatur ohne Verlassen einer stabilen Betriebsweise imab-

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hängig geändert werden können, durch einen einfachen 'Vorversuch für die im Einzelfall vorliegende Art des Untersuchunssmaterials bestimmt werden·

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Ausführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen weiter veranschaulicht·

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform der Analysiervorrichtung·

Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Flammenlagenabfühl- und Regelanordnung, wie sie in Verbindung mit der Vorrichtung gemäß Figur 1 verwendet wird.

Figur 3 zeigt ein typisches Temperaturprofil, wie es in der Vorrichtung gemäß Figur 1 vorliegt, wobei in dem Diagramm χ die Rohrlänge - in cm bzw, Zoll - und y die Verbrennungfirolirteaiperatur - in ⁰O bzw· ⁰F - bedeuten·

Figur 4 zeigt eine typische Kurve der Beziehung zwischen Oktanzahl und Druck, wobei χ die Research-Okfcanzahl und y den Verbrennungsdruck - in Atm abs. bzw· psi abs· bedeuten.

Die Figuren 5» 6 und 7 zeigen schematische Fließbilder von anderen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen ,jeweils andere Verbrennungsparameter zur Regelung der Lage der Flammenfront geändert werden.

GeiiälT Figur 1 unifaßt die Vorrichtung ein äusseres Gehäuse oder einen Behälter 10 mit einem geschlossenen unteren

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Ende und einem offenen oberen Ende· Der Behälter 1.0 ist mit einer Einlaßleitung 11 für ein Heizmedium und mit einer Heizmediumauslaßleitung 12 versehen. Das obere Ende des Behälters ist zu einem Flansch 13 geformt. Eine Deckelplatte 14, die auf einer ringförmigen Dichtungsscheibe 15 sitzt, ist mittels einer Anzahl von über den Umfang verteilten Bolzen 16 an dem Flansch 13 befestigt. Die Platte 14 und der Behälter 10 bilden somit ein gas- und flüssigkeitsdiclites wärmehaltendes Gehäuse, das für eine ordnungsgemäße Aufnahme des Verbrennungsrohrs oder der Verbrennungskammer geeignet ist. Sofern gewünscht, kann das JLussere des Behälters 10 und der Platte 14 von ein oder mehreren Schichten eines Isoliermaterials und/oder einer adiabatischen Verkleidung umgeben sein·

Durch die Platte 14 führt ein langgestrecktes dünnwandiges Verbrennungsrohr 17 nach unten. Das untere Ende des Rohrs 1? ist offen, während das obere Ende durch eine Kappe 18 geschlossen ist. Das Rohr 17 ist mittels einer kreisförmigen Schweissnaht 19 an der Platte 14 befestigt und wird von dieser getragen» Eine Brennerdüsenanordnung, die zusammengefaßt mit 20 bezeichnet ist, ist an dem unteren Ende des Rohrs 17 angebracht. Diese Düsenanordnung umfaßt einen Düsenblock 21 mit Gewindebüchse, der über das untere Ende des Rohrs 17 geschoben ist. Eine entsprechend ausgebildete Gewindemanschette 24, die über einen Metalldichtring

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angreift, steht in Eingriff mit der Gewindebüchse des Blocks 21 und zieht den Block in gas- und flüssigkeitsdichte pressende Berührung mit der Wand des Eohrs 17· Der Block 21 ist mit einer unteren axialen Austrittsöffnung 22 versehen, die sich in ein die Mündung verlängerndes Gehäuse 23 öffnet.

Durch eine Leitung 26, einen Durchflußregler 27 und ein Bohr 28 wird der vorstehend beschriebenen Düsen-• anordnung Luft zugeführt. Das Eohr 28 läuft durch eine etwas größere Öffnung 29 in der Deckelplatte 14 und ist mittels einer verschraubten Muffe-Eragen-Pressfassung 30 (threaded sleeve and collar compression fitting 30) an dem Deckel dicht angebracht. Im Innern des Behälters 10 weist das Eohr 28 einen spiralförmig gewundenen Abschnitt 31 in konzentrischer Lage um das Eohr 17 auf, um eine geeignete Wärmedurchgangsfläche für die Luftvorerhitzungszone zu schaffen. Das untere Ende des Eohrs 28 führt durch die Seitenwand des Gehäuses 23« Die Eohlenwasserstoffprobe wird der Düsenanordnung durch eine Leitung 33» einen Durchflussregler 34 und ein Eohr 35 zugeführt,, Das Eohr 35 läuft durch eine etwas größere Öffnung 36 in der Deckelplatte und ist mittels einer verschraubten Muffe-Eragen-Pressfassung 37 dicht an dem Deckel befestigt. Der innerhalb des Behälters 10 befindliche Abschritt des Eohrs 35 bildet die Kolil enwas s er stoff Verdampfung- und -vorerhitzungszone, Das

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untere Ende des Rohrs 35 führt durch die Endwand des die Mündung verlängernden Gehäuses 23» dann konzentrisch in dem Gehäuse 23 und der Austrittsöffnung 22 nach oben und es endet in einer Spitze oder inneren Düse 32 bündig mit dem oberen Ende der Austrittsöffnung 22.

In einem kurzen Abstand über der Brennerdüse ist quer durch den Innenraum des Rohrs 17 ein Strömungsverteiler oder Diffusor 38 angeordnet. Dieser Strömungsverteiler kann aus rostfreier Stahlwolle oder Glaswolle bestehen, oder es kann sich statt dessen um eine poröse gesinterte Metallplatte oder eine poröse Keramikplatte handeln. Austrittsgase, die die partiellen Oxydationsprodukte der stabilisierten kalten Flamme enthalten, v/erden aus dem Verbrennungsrohr durch eine Leitung 39, die einen Gegendruckragier 4-0 aufweist, abgezogen. Sofern gewünscht, können die Abgase durch eine thermische oder katalytisch^ Oxydationszone, die stromaufwärts oder stromabwärts von dem Druckregler 4-0 angeordnet sein kann, geführt werden, um eine vollständige Verbrennung der Produkte zu Kohlendioxyd und Wasser herbeizuführen,,

Die Front der stabilisierten kalten Flamme befindet sich in einem verhältnismäßig eng begrenzten wohldefinierten quer durch das Rohr laufenden Abschnitt, der in. eineai vorherbestimmten Abstand über der Düsenanordnung liejt. Bei der erörterten Ausführungsform erfolgt die Feststelluno; der räumlichen Lag;e der Plamme durch eine ;.\uf Temperatur anspre-

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chende themoelektrische Einrichtung. Andere äquivalente Mittel v/erden weiter unten beschrieben. Gemäß den Figuren 1und 2 umfaßt die Meßeinrichtung zur Feststellung der Flammenlage ein Paar axial im Abstand zueinander angeordneter Thermoelemente 41 und 42, die in dünnwandige bleistiftartige Thermohülsen 4$ bzw. 44 eingesetzt sind; diese Thermohülsen haben vorzugsweise eine geringe Wärmekapazität in Verbindung mit einer verhältnismäßig hohen Wärmeleitfähigkeit in der Längsrichtung. Bei den Thermoelementen 41 und 42 kann es sich beispielsweise um Eisen-Konstantan-Elemente handeln, die in Spannungsmessschaltung verbunden sind» Die Spitzen der Thermoelemente sind in Achsenrichtung um einen Abstand "d" von etv/a 0,6 cm bis etv/a 3»1 cm voneinander entfernt. Ein größerer Abstand sollte im allgemeinen vermieden werden, da sonst die Hessempfindlichkeit in zu starkem Masse zurückgehen kann. Die Anschlussdrähte 45 und 46 der Thermoelemente sind durch keramische isolierende Durchtrittsstopfen 47, die durch die Deckelplatte 14 führen und an dieser befestigt sind, aus dem Eehälter 10 herausgeführt. Die Anschlussdrähte 45 und 46 sind mit den·Eingangsklemmen eines geeigneten ^Denperaturdiff erenzreglers 43 verbunden.

Bei diesen Regelgerät kann es sich um ein herkömmliches selbstab^leichendes Potentiometer in Verbindung mit einer pneumatischen Regeleinrichtung handele. Eine geeignete Ei:ifür den Regler 48 kann -5 bis +5 Millivolt

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betragen, und das Ausgangssignal des Reglers, das durch eine Leitung 49 übertragen wird, kann ein herkömmliches Instrumentenluftsignal sein (z.B. 0,2 bis 1 Atm). Dieses Kegelsignal wird. ' durch die Leitung 49 abgenommen, um die Einstellung des Gegendruckreglers 40 entsprechend nachzustellen. Die Anzeigeeinrichtung besteht bei dieser Ausführungsform aus einem Druckanzeiger und -schreiber 50, der über eine Druckabgriffsleitung 51 an einer Stelle stromaufwärts von dem Segler 40 mit der Leitung 39 verbunden ist.

Die Figur 3 zeigt ein typisches Temperaturprofil einer derartigen Vorrichtung zur Erzeugung einer stabilisierten kalten !flamme, welche mit einer Benzinfraktion in einem 2,5 cm Bohr unter einem Druck von 2,0 - 3»4 Atm abs, brennt. Die Bohrlänge ist dabei von der Brennerdüse gemessen. Die Buchstaben a und b kennzeichnen die örtliche Lage der Thermoelemente 42 biw· 41, Die Temperatur der Induktionszone beträgt etwa 332 °0. Im Bereich der Hammenfront steigt die Temperatur stark an, erreicht eine Spitase bei etwa 399 ⁰C und fällt dann rasch auf etwa 338 ⁰O ab» Wenn sich die ELammenfront genau zwischen den Thermoelementen 41 und 42 befindet, werden beide Thermoelemente etwa die gleiche Temperatur haben und die Nettospannung, die am Eingang des Differenzdruckregler 48 erscheint, ist dann etwa null» Vorzugsweise wird die Vorrichtung jedoch mit einer kleinen Nettospannungsdifferenz, entweder positiv oder negativ, entsprechend einer Temperaturdifferenz in der Grosse von

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5,6 - 22,2 ⁰O betrieben. Dies bedeutet, dass die Flammenfront dann inbezug auf die Thermoelemente 41 und 42 etwas asymetrisch ist. Obwohl mit dieser Arbeitsweise eine grössere Empfindlichkeit erzielt wird, stellt sie keine kritische oder zwingend erforderliche Bedingung dar und man kann auch gute Ergebnisse erzielen, wenn die Regelung auf eine Differenz von UuIl abgestellt wird.

Wenn alle anderen Verbrennungsparame^er konstant sind, verursacht eine Drucksteigerung ein Zurückweichen der Flammenfront in Richtung auf die Düse, während eine Drucksenkung zu einem Vorrücken der Flammenfront- in Richtung weg von der Düse führt. Wenn sich demgemäss die Kohlenwasserstoffzusammensetzung in einer solchen Weise ändert, dass die Flammenfront in Richtung auf die Düse zurückweichen will, zeigt das !Thermoelement 42 einen Temperaturanstieg und das !Thermoelement 41 einen Temperaturrückgang an und der Temperaturdifferenzregler 48 führt über den Regler 40 eine Verringerung des Verbrennungsdrucks herbei, bis die glamrnenfront wieder in ihre ursprüngliche Lage gebracht ist. Wenn sich umgekehrt die Kohlenwasserstoffzusammensetzung derart ändert, dass die Flammenfront das Bestreben hat, sich von der Düse wegzubewegen, zeigt das Thermoelement 41 einen Temperaturanstieg und das !Thermoelement 42 einen Temperaturrückgang an, worauf der Temperaturdifferenzregler 43 eine Steigerung des Verbrennungsdrucks herbeiführt, bis die Flammenfront wieder ihre ursprüngliche Lage eingenommen hat» In allen Fällen steht

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die Änderung des Verbrennungsdrucks, die erforderlich ist, um die Flammenfront nach einer Änderung der Zusammensetzung in die ursprüngliche Lage zu bringen, d.h- unbeweglich zu machen, in einer eindeutigen und analytisch erfassbaren Beziehung zu dieser Änderung der Einsatzmaterialzusaminensetzungo

Im Hinblick auf die Betriebsweise der Analysiervorrichtung wird das Verbrennungsrohr vorzugsweise in senkrechter Stellung angeordnet und betrieben, wie das in der Figur 1 angedeutet ist, sodass die Flammenfront selbst etwa waagrecht liegt· Wenn die Flamme in einem horizontalen Rohr erzeugt wird, neigt die diskusförmige (discular) Flammenfront dazu, etwas überzukippen und unter dem Einfluss der Schwerkraft eine schwache Neigung gegenüber der Senkrechten anzunehmen, was wiederum die Empfindlichkeit der Flammenlagen-Fest st eil einrichtung verringert.

Bei dem in dem Behälter 10 durch die Leitung 11 eingeführten Heizmedium kann es sich um Luft, Aboase, gesättigten oder übersättigten Wasserdampf, öl, Alkohol, gesc: nolsenes Salz oder irgend ein anderes geeignetes Medium handeln, das von einer äusseren thermostatgeregelten Quelle zugeführt wird. Alternativ kann man an Stelle eines zirkulierenden Heiamediuias ein das Rohr 1? umgebendes umschlossenes Flüssigkeitsbad verwenden, welches geheizt und thermostatisch geregelt werden kann, z.B. durch einen elektrischen Taucherhitzer, "wasserdampf schlangen usw. Die Temperatur des Heizmediumc oder des Bades konstanter Tenperatur wird im allgemeinen im Jjereica von

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etwa 232 ⁰O bis etwa 482 ⁰G gehalten. Die eintretenden Ströme von Kolilenwasserstoff und Luft werden auf eine !Temperatur innerhalb etwa 1,1-11 °0 uia die Badtemperatur erhitzt. Typische Kenngrössen oder Spezifikationen für ein Benzinanalysiergerät, das allgemein gemäss Figur 1 ausgebildet und in Einheiten der Research-Octanzahl (ASOM-Prüfvorschrift Kr, D908-65} vgl. ASOM-Handbuch für die Bewertung von Motorkraftstoffen nach Motor- und Research-Methoden, 5· Ausgabe, 1964) geeicht ist, sind nachstehend zusammengestellt:

Verbrennungsrohr:

Rostfreies Stahlrohr von 73»8 cm Länge, 2,5 cm Aussendurchmesser und 2,23 cm Innendurchmesser.

Brenneranordnung: Luftmündung (22): Mündungsgehäuse (23):

Kohlenwasserstoff

einspritzspitze

(32):.

1,9 mm Durchmesser.

Rohr von 2,5 cm Länge und 0,4-7 cm Innendurchmesser.

Injektionskanüle von 1,25 nsm Aussendurchmesser und 0,825 nuß Innendurchmesser,

Luftvorerhitzer:

Rohr mit 3$1 Dim Aussendurchmesser und 1,7 ium Innendurchmesser;. 20 Wick-i lungen von 7» 5 cm Durchmesser mit einem Abstand von 2,5 cm,

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Abstand "d" der 2,5 cm.
Thermoelemente:

Kohlenwasserstoff fluss s 24 cnr⁵ Flüssigkeit ge Stunde,

Luftdurchsatz : 3500 cur/min bei Standardbedingungen,

Bad von konstanter 343 0.
Temperatur:

Anstieg der Flammen- 55»5
temperatur:

Lage der Flamme, gemes- 53»8 cm, sen vom Einlass:

Verbrennungsdruck: 1,7 bis 3»4 Atm abs·

Die Kurve der Figur 4 gibt eine typische Beziehung swis^chen der Cetanzahl und dem Druck für die vorstehend beschriebene und in der angegebenen Weise betriebene Analysiervorrichtung bei Verwendung von synthetischen Gemischen au£ n-Heptan und Isooctan als Testproben wider, Der 'Verbrennungsdruck, der auf dfetr Ordinate aufgetragen ist, wurde am Druck-r anzeigegerät 50 abgelesen« Die Kurve ist bei Octanzahlen über praktisch linear und zeigt bei tieferen Octanzahlen eine schwache Aufwärtskrümmung, Da der Ausgang der Analysiervorrichtung ein kontinuierliches Analogsignal ist, kann die

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Analysiervorrichtung leicht in eine herkömmliche Verfahrensregeleinrichtung eingefügt werden.

Die Figur 5 veranschaulicht eine weitere Ausfübrungsform der Vorrichtung und Arbeitsweise gemäss der Erfindung, bei der der angepasste Verbrennungsparameter die Kohlenwasserstoff f Ii essrate ist. Teile, die mit denen der Figur 1 übereinstimmen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, In diesem Fall wird der Verbrennungsdruck durch den Regler 40 konstant gehalten. Der Steuerausgang des Differenzreglers 48, der durch die leitung 4-9 übertragen wird, wird zur Verstellung des Kohlenwasserstoffdurchflussreglers 34 benutzt. Die Anzeigeeinrichtung besteht aus einem Durchflussschreib- und-anzeigegerät 60, das über eine Leitung 61 mit dem Regler 34 verbunden ist. Wenn alle übrigen Verbrennungsparameter konstant sind, verursacht eine Steigerung des Kohlenwasserstoffflusses eine Verschiebung der Flammenfront in Richtung weg von der Düse, während eine Verringerung des Kohlenwasserstoffdurchsatzes ein Zurückweichen der Flammenfront in Richtung auf die Düse herbeiführt. Wenn sich demgemäss die Kohlenwasserstoffzusammensetzung in einer solchen Weise ändert, dass die Flammenfront das Bestreben hat, sich in Richtung auf die Düse zurückzubewegen, bewirkt der Regler 48 eine Erhöhung des Kohlenwasserstoffflusses, bis die Flammenfront wieder in ihre ursprüngliche Lage gebracht worden ist. Wenn sich umgekehrt die Kohlenwasserstoffzusammensetzung derart ändert, dass die Flammenfront das Bestreben hat_t sich weiter von der Düse

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wegzubewegen, bewirkt der Hegler 48 eine Verringerung des Kohlenwasserstoffflusses, bis die Flammenfront wieder in ihre ursprüngliche Stellung gebracht worden ist_e

Die Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der der Luftdurchsatz, d.h. die je Zeiteinheit durchgesetzte Luftmenge, als jeweils nachgeregelter Verbrennung sparameter dient. Gleiche !Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in der Figur 1 versehen. Bei dieser Ausführungsform wird ebenfalls der Verbrennungsdruck durch den Regler konstant gehaltene Der Steuerausgang des Temperaturdifferenzreglers 48 wird durch die Leitung 49 übertragen, sodass er den Luftdurchflussregler 27 nachstellt. Die Anzeigeeinrichtung besteht aus einem Durchflussschreib- und-anzeigegerät 60, das über eine Leitung 62 mit dem Regler 27 verbunden ist. Wenn alle übrigen Verbrennungsparameter konstant sind, verursacht eine Steigerung des Luftdurchsatzes eine Verlagerung der Flammenfront in Richtung weg von der Düse. Wenn sich demgemäss die Kohlenwasserstoff zusammensetzung in einer solchen Weise ändert, dass die Flammenfront das Bestreben hat, sich rückwärts in Richtung auf die Düse zu bewegen, bewirkt der Regler 48 eine Erhöhung des Luftdurchsatzes, bis die Flammenfront wieder auf ihre ursprüngliche Lage gebracht ist. Wenn sich umgekehrt die Kohlenwasserstoffzusammensetzung derart ändert, dass sich die Flammenfront weiter von der Düse wegbewegen will, führt der Regler 48 eine Verringerung des Luftdurchsatzes herbei, bis die Flammenfront wiederum auf ihre

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ursprüngliche Lage gebracht worden ist.

In der Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der als veränderlicher Verbrennungspararaeter die Induktionszonentemperatur nachgestellt wird. Gleiche Teile wie in der Figur 1 sind mit den gleichen BezuGszeichen versehen. Der Verbrennungsdruck wird durch den Regler 40 konstant gehalten· Die Induktionszonentemperatur wird durch ein kombiniertes Temperaturanzeige-, -aufzeichnungs- und -regelgerät 70 gesteuert, wobei der Eingang zu diesem Gerät von einem Thermoelement 71 stammt, das in der Induktionszone innerhalb des Verbrennungsrohrs 17 angeordnet ist« Der Ausgang aus dem Regler 70 wird durch eine Leitung 73 übertragen, sodass er ein Membranmotorventil %2 treibt, das in Reihe in die Leitung 12 geschaltet ist· Wenn in dieser Weise der Fluss des Wärmeübertragungsmediums durch den Behälter 10 gedrosselt oder erhöht wird, was wiederum die WärmedurchgangB-ko effizienten und die mittleren Temperaturdifferenzen beeinflusst, kann die Gesamtwärmezuführung zu den Beschickungsströmen und zu dem Verbrennungsrohr 17 geändert werden und dies beeinflusst wiederum die Induktionszonentemperatur, Der Steuerausgans des Temperaturdifferenzreglers 48 wird durch die Leitung 4-9 übertragen, sodass er das Temperaturanzeige- und -regelgerät 70 nachstellt. Die Anzeigeeinrichtung besteht in diesem Falle einfach aus dem Stift und der Karte des Aufzeichnungsund -regelgeräts 70·

alle anderen Verbrennungsparameter konstant

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sind, verursacht eine Erhöhung der Flammeninduktionszonentemperatur ein Ztirückweichen der Flamnenfront in Richtung auf die Düse, während eine Verringerung der Temperatur eine Ver-• Schiebung der Flamnienfront in Richtung weg von der Düse herbeiführt. Wenn sich den_oemäöö die Kohlenwasserstoffzusammensetzung derart ändert, dass sich die Flammenfront zurück in Richtung auf die Düse bewegen will, bewirkt der Temperaturdifferenzregler 4-8 eine Senkung der Flammeninduktionszorieiitemperatur, bis die Flainnenfront wieder ihre ursprüngliche Lage eingenommen hat. Wenn sich umgekehrt die Kohlenwasserstoffzusammensetzung so ändert, dass sich die Flammenfront weiter· weg von der Düse bewegen will, bewirkt der Temperaturdifferenzregler 48 eine Erhöhung der Flainmeninduktionszonentemperatur, bis die Flammenfront wieder in ihre ursprüngliche Lage gebracht worden ist.

Alternativ kann der Durchsatz des Eeizmediums auf eine vorher bestimmte Höhe festgelegt und der Ausgang des Temperaturreglers ^O benutzt werden, um die Temperatur des strömenden Ileiamediums an der Stelle, v/o dieses Medium erhitzt wird, entsprechend zu ändern.

Im Hinblick auf die Wärmekapazitäten der Ströme und der Baumaterialien wird die Flammenlagen-Regeleinrichtung gemäss Figur 7 normalerweise etwas langsamer und weniger stabil arbeiten, als die vorausgehend in Verbindung mit den Figuren 1, 5 und 6 erläuterten Ausführungsformen.

Das Verhalten und Ansprechen der Ausführungsformen

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gemäß den Figuren 5» 6 und 7 ist ähnlich dem der Ausführungsform gemäss Figur 1, indem in jedem Falle ein kontinuierliches Ausgangsaiialogsignal erzeugt wird, das in reproduzierbarer V/eise Inderungen der Kohlenv/asserstoffzusammensetzung widergibt. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 wird eine Beziehung zwischen dem Kohlenwasserstofffluss und der Kohlenwasserstoff zusammensetzung hergestellt» Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 besteht die Beziehung zwischen dem Luftdurchsatz und der Kohlenwasserstoffzusammensetzung. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 besteht die Beziehung zwischen der Temperatur der Flamrnenindulrbionszone und der Kohlenwasserstoff zusammensetzung.

Für den Fachmann auf dem Gebiet der Regeltechnik ist es ohne weiteres ersichtlich, daß auch andere Einrichtungen zur Feststellung der räumlichen Lage der Flamme im Eahmen der Erfindung zur Anwendung kommen können. Beispielsweise können im Abstand voneinander angeordnete Widerstandskolben (resistance bulbs) oder einfach ein Paar im Abstand voneinander straff durch das Verbrennungsrohr gespannte Widerstandsdrähte, die in einen üblichen Brückenkreis geschaltet sind, anstelle von thermoelektrischen Elementen verwendet werden. Alternativ können optisch-elektrische Einrichtungen, z.B. Strahlungspyrometer oder photoelektrische Pyrometer, benutzt werden. Da die Flammenfront eine beträchtliche Konzentration an organischen Radikalen und Ionen aufweist,

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kann ihre Lage auch durch ionenempfindliche Mittel festgestellt werden. Beispielsweise kann der Flammenbereich einen Kondensator im Topf- oder Schwingungskreis eines Hochfrequenzoszillators aufweisen, so daß eine lineare Verschiebung der Flamme die dielektrische Eonstante des Kondensators und damit die Resonanzeigenschaft des Oszillators verändert. Nach einer weiteren Ausführungsfona kann der Flammenbereich auch einen Gleichstromionisationsspalt aufweisen.

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Claims

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Patentansprüche

1. Verfahren zur Untersuchung von kohlenwasserstoffhaltigen Gemischen, insbesondere zur Feststellung von Änderungen in der Zusammensetzung derartiger Gemische, dadurch gekennzeichnet, daß man

(1) einen Probenstrom des Gemischs und einen Strom eines sauerstoffhaltig^ Gases in eine Verbrennungszone einführt, die eine Induktionszone umfasst und bei erhöhter Temperatur und überatmosphärischem Druck gehalten wird,

(2) die Ko-ilenwasserstoffbestandteile der Probe unter Bedingungen aur Erzeugung einer stabilisierten kalten Flara:...-, welche eine verhältnismäßig eng begrenzte wohlaefinierte Flammenfront im Abstand von der Einführung st eile aufweist, in der Verbrennungszone partiell oxydiert,

(5) die Lage der Flammenfront in bezug auf die Einführungsstelle feststellt und daraus ein Regelsignal erzeugt, ¹It- dem Hegel signal einen Verbremiuiigsparameter, und zwar den Verbrennungsdruck, die je Zeiteinheit durch- ;_erctEte Menge der Probe, die je Zeiteinheit durchge-

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setzte Menge des sauerstoffhaltigen Gases oder die Induktionszonentemperatur, derart nachstellt, daß die Flammenfront in ihrer räumlichen Lage in Bezug auf die" Einführungsstelle unabhängig von Änderungen in der Probenzusammensetzung unbeweglich gemacht und am gleichen Ort gehalten wird, und

(5) den nachgestellten Parameter misst und daraus ein Ausgangssignal, das Änderungen der Probenzusammensetzung widergibt, erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Probenstrom verwendet, bei dem Änderungen der Kohlenwasserstoff zusammensetzung von Änderungen der Oktanzahl begleitet sind, und Ausgangssignale erzeugt, die auf die Änderungen der Oktanzahl ansprechen.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur der Verbrennungszone stromaufwärts von der Flammenfront im Bereich von 238 - 4-54-⁰C hält.

4·. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Druck der Verbrennungszone im Bereich von 1,36 - 4,4-2 Atm, vorzugsweise im Bereich von 1»70 - 3,4- Atm, hält.

5t Vorrichtung zum Analysieren von Kohlenwasserstoffen, insbesondere zur Durchführung' des Verfahrens geinäi⁷ einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch (1) eine Verbrennungskammer (17)>

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(2) eine Einrichtung (2Off.) zur Erzeugung einer stabilisierten kalten Flamme in der Verbrennungskammer unter Verwendung eines G-emischs, das den zu analysierenden Kohlenwasserstoff enthält, als Brennstoff,

(3) eine Einrichtung (41,42f£.) zur Feststellung der räumlichen Lage der Flamme in der Verbrennungskammer,

(4) eine mit der Feststelleinrichtung und der Flammenerzeugungseinrichtung verbundene Hegeleinrichtung (4-Off.) sur Nachstellung eines Verbrennungsparameters in solcher Weise, daß die räumliche Lage der Flamme in Bezug auf die Verbrennungskammer konstant gehalten wird, u:.d

O) eine Anaeigeeinrichtung (50j60j70) aur Erzeugung eines auf diesen Verbrennungsparameter ansprechenden Signals als Messgröße für die Brennstoffzusammensetzung.

ö«, Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (17) in senkrechter itichtung langgestreckt ausgebildet ist und eine Brennereinrichtung (20) an ihrem Boden und eine mit der Brennereinrichtung verbundene Kohlenwasserstoffeinlaßleitung (32-t35) aufweist.

7· Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (17) mit einer .einrichtung (39»40) zur !lachstellung des in der Verbrennungskammer herrschenden Drucks" als dem Verbrennungsparameter verbunden ist.

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8_β Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7» dadurch gekennzeichnet, daß an die Verbrennungskammer (17) an einem Punkt in axialem Abstand von der Lrennereinrichtung (20) eine Ab{fsauslassleitung (39) angeschlossen ist, die eine üegendruckregeleinrichtung (4-0) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Änderung des Ciegendrucks einen Kückdruckregler (40) umfasst.

10, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 9> dadurch gekennzeichnet, dass die Ab fühl- und ü'eststellungseinrichtung ein Paar axial im Abstand voneinander angeordneter temperaturempfindlicher Messelemente (4-1,42) umfasst,

11 β Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 und 8-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (48,49,34·) zur ilachstellung der Kohlenwasserstofffliessrate als dem Verbrennungsparameter angeschlossen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 und 8-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (20) mit einer Oxydationsmittel einlassleitung (26 - 28) verbunden ist, welche eine Einrichtung (27,48,49) zur Änderung der Zuführung an Oxydationsmittel als dem nachzustellenden Verbrennungsparameter aufweist,

13« Vorrichtung nach einem der Ansprüche f>, 6 und 8-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskammer

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(17) eine Induktionszone aufweist und mit einer Einrichtung (43,49,70-73) zur Änderung der in der Induktionszone herrschenden Temperatur als dem nachzustellenden Verbrennungs-■oarameter verbunden ist.

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