DE2524703C2

DE2524703C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen der Octanzahl eines Benzinstromes

Info

Publication number: DE2524703C2
Application number: DE2524703A
Authority: DE
Inventors: Paul Albert Cheswick Pa. Budzak; Rusell Melvin Gibsonia Pa. Clinton III
Original assignee: Gulf Research and Development Co
Current assignee: Gulf Research and Development Co
Priority date: 1974-08-20
Filing date: 1975-06-04
Publication date: 1986-01-30
Also published as: DE2524703A1; FR2282632A1; IT1044743B; NL7509610A; FR2282632B3; NL186928B; CA1030364A; US3933165A; JPS5816142B2; NL186928C; GB1487468A; US4057393A; JPS5123195A

Description

(a) ein kontinuierlich fließender Seitenstrom des zu überwachenden Benzinstroms unter einem die Verdampfung verhindernden Druck gehalten wird;

(b) periodisch eine flüssige Probe dieses Benzinseitenstroms an eine im Verhältnis zu der Probe großen Rauminhalt aufweisende und fein verteiltes festes oder saugfähiges Material enthaltende Kammer herangeführt wird;

(c) mit Hilfe des Trägergases die Probe in die Kammer gedrückt wird und ein die Kammer zuerst erreichender Teil der Probe aufgrund eines in der Kammer gegenüber dem Seitenstrom niedriger gehaltenen Druckes verdampft und dem Reaktionsgefäß zugeführt wird;

(d) der restliche Teil der Probe durch Kapillarwirkung des in der Kammer befindlichen Materials gehalten wird und sodann

(e) durch Einströmen des Trägergases in die Kammer der restliche Teil verdampft und mit Hilfe des Trägergases dem Reaktionsgefäß zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als feinverteilter fester Stoff Glaswolle oder Späne aus rostfreiem Stahl eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Benzinprobe, bevor sie in die Kammer verdrängt wird, auf einer Temperatur im Bereich von 60 bis 9O⁰C gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Überführung der Benzinprobe in das Reaktionsgefäß das Trägergas 3 bis 15 Minuten durch das Reaktionsgefäß geschickt wird und daß anschließend eine neue Benzinprobe in das Reaktionsgefäß verdrängt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, bestehend aus einem Reaktionsgefäß mit einer Einlaßleitung und einer Auslaßleitung, einem in der Einlaßleitung angeordneten Ventil zum periodischen Einspritzen einer Benzinprobe mit einem Sauerstoff enthaltenden Trägergas in das Reaktionsgefäß und einem Gerät zum Messen eines zu der Octanzahl in Wechselbeziehung stehenden Parameters der in dem Reaktionsgefäß stattfindenden Verbrennungsreaktion, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) das Ventil (16) einen ersten Führungsblock (36) und einen von dem ersten Führungsblock auf Abstand stehenden und parallel zu ihm gerichteten zweiten Führungsblock (38), einen zwischen beiden Führungsblöcken (36,38) befindlichen Gleitblock (34), eine Anordnung (40-48) zum Hin- und Herführen des Gleitblockes (34) zwischen einer Durchlaufstellung für das Benzin und einer Probezuführstellung zum Reaktionsgefäß, eine durch den Gleitblock (34) hindurchgehende Benzinprobenahmebohrung (62), durch den ersten und den zweiten Führungsblock (36,38) hindurchgehende und miteinander fluchtende Benzindurchlaufbohrungen (52, 50), eine durch den ersten Fülirungsblock (36) hindurchgehende Trägergasbohrung (54), eine

ίο durch den zweiten Führungsblock (38) hindurchgehende und mit der Trägergasbohrung (54) fluchtende Probenzuführbohrung (56) und eine durch den Gleitblock (34) hindurchgehende Trägergasbohrung (60) aufweist;

(b) die Einlaßleitung (14) von der Probenzuführbohrung (56) zum Reaktionsgefäß (12) führt;
(c) Leitungen (20,22) als Seitenstromleitungen des zu überwachenden Benzinstroms mit den Benzindurchlaufbohrungen (50,52) verbunden sind und in der einen Leitung (22) ein Druckregelventil (24) angeordnet ist, das den Druck in den Benzindurchlaufbohrungen (50, 52) des Ventils (16) so hoch hält, daß das Etenzin darin in flüssigem Aggregatzustand bleibt;

(d) an einem Teil der Probenzuführbohrung (56) in dem zweiten Führungsblock(38) eine Kammer (58) angeordnet ist, die an den Gleitblock (34) angrenzt und die ein größeres Volumen und eine größere Querschnittsfläche aufweist als die Benzinprobenahmebohrung (62); und

(e) sich in der Kammer (58) ein feinverteiltes festes oder saugfähiges Material befindet

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine durch den Gleitblock (34) hindurchgehende Benzindurchlaufbohrung (64), die bei Probenzuführstellung die Benzindurchlaufbohrungen (52,50) in den Führungsblöcken (36,38) miteinander verbindet

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß der Durchmesser der Kammer (58) mindestens das 4-fache des Durchmessers der Benzinprobenahmebohrung (62) beträgt

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, gekennzeichnet durch ein Heiz- und Steuergerät (10), das das Ventil (16) auf einer Temperatur im Bereich von bis 90° C hält.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen der Octanzahl eines Benzinstroms, bei dem dem Benzinstrom periodisch eine Probe entnommen und in ein Reaktionsgefäß eingespritzt bei Atmosphärendruck in Gegenwart eines Sauerstoff enthaltenden Trägergases nicht explosionsartig verbrannt und ein zu der Octanzahl in Wechselbeziehung stehender Parameter der Verbrennungsreaktion gemessen wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus einem Reaktionsgefäß mit einer Einlaßleitung und einer Auslaßleitung, einem in der Einlaßleitung angeordneten Ventil zum periodischen Einspritzen einer Benzinprobe mit einem Sauerstoff enthaltenden Trägergas in das Reaktionsgefäß und einem Gerät zum Messen eines zu der Octanzahl in Wechselbeziehung stehenden Parameters der in dem Reaktionsgefäß stattfindenden Verbrennungsreaktion.

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Benzin wird gewöhnlich in Erdölraffinerien durch zwischen dem Druck, der erforderlich ist, um die Flam-Verarbeiten verschiedener Erdölfraktionen zu Produkt- me an einer bestimmten Stelle des Reaktionsrohres festströmen hergestellt, die nachstehend als »Benzinströ- zuhalten, und der Octanzahl des Benzinstroms. Das in me« bezeichnet werden und im Benzinbereich sieden. der US-PS 34 63 613 beschriebene Verfahren ist jedoch Dabei kann es sich um Direktdestillat, Reformerbenzin, 5 nicht völlig zufriedenstellend. Die Methode ist nämlich Spaltbenzin, Alkylat usw. handeln. Die Benzinströme sehr empfindlich gegen die Beschaffenheit des Benzinwerden in solchen Mengenverhältnissen miteinander Stroms. Unter »Beschaffenheit« sind die Arten von Vergemischt, daß das Produkt den Normvorschriften für bindungen zu verstehen, aus denen sich der Benzin-Motorentreibstoffe entspricht und insbesondere die ge- strom zusammensetzt, und die von der Art der Verarwünschte Octanzahl aufweist Das übliche Verfahren h> beitungsanlage abhängen, in der der Benzinstrom erbesteht duiin, daß man die Benzinströme zu einem Ben- zeugt wird. Abgesehen davon bilden sich bei ständigem zin mischt, das eine niedrigere Octanzahl hat, als es der Durchfluß von Benzin durch das Reaktionsrohr Ablage-Norm für Motorentreibstoffe entspricht, und daß man rungen, die zu einer Änderung der charakteristischen die letzte Einstellung der Octanzahl durch Zusatz von Eigenschaften der Prüfvorrichtung im Laufe der Zeit Bleitetraäthyl vornimmt 15 führen.

Beim Betrieb der Erdölraffinerie ist man bemüht, jede Eine andere Methode zur Überwachung der Octander Verarbeitungsanlagen so arbeiten zu lassen, daß sie zahl des Benzinstroms ist in der US-PS 37 38 810 beeinen Benzinstrom mit einer Zieloctanzahl liefert, die so schrieben. Bei diesem Verfahren wird periodisch eine bemessen ist, daß beim Mischen mehrerer Benzinströ- Probe des Benzinstroms in ein Reaktionsgefäß eingeme, deren Octanzahlen so aufeinander abgestimmt sind, 20 spritzt, durch das ein sauerstoffhaltiges Gas bei einer daß die an das Produktbenzin gestellten Normanforde- Temperatur strömt, die normalerweise im Bereich von rungen erfüllt werden. Dann können die Benzinströme 275 bis 35O⁰C liegt, so daß eine nicht explosionsartige in den Mengen, in denen sie in den einzelnen Verarbei- Verbrennung stattfindet Die Heftigkeit dieser Verbrentungsanlagen erzeugt werden, in der Förderleitung ge- nung liegt damit mit Sicherheit unter dem Bereich, in mischt werden. Wenn sich das Ausgangsgut oder die 2s dem es zur Explosion kommt Die Heftigkeit und/oder Arbeitsbedingungen in den Verarbeitungsanlagen an- die Induktionsperiode dieser Verbrennung wird gemesdern, ändern sich auch die charakteristischen Mischwer- sen und zu der Octanzahl in Beziehung gesetzt, so daß te der Benzinströme, und diese Änderungen beschrän- die Messung der Heftigkeit der Verbrennung als direkken oder verhindern womöglich das Mischen in der For- tes Maß für die Octanzahl des Benzinstroms verwendet derleitung. Es war daher üblich, die einzelnen Benzin- 30 werden kann. Die Induktionsperiode kann gemessen ströme Lagerbehältern zuzuführen, von den Inhalten werden, indem man die Zeit bis zum Beginn der Reakder Lagerbehälter Proben zu nehmen und deren Octan- tion bestimmt, der sich an einem Temperaturanstieg in zahl zu bestimmen und das Benzin dann durch Mischen dem Reaktionsgefäß bemerkbar macht Die Heftigkeit der verschiedenen Ansätze herzustellen. Da die Kenn- der Verbrennung wird als Größe des Temperatur- oder werte der Benzinströme innerhalb der Zeiträume, in de- 35 Druckimpulses gemessen. Ein anderes Maß für die Hefnen die Lagerbehälter mit ihnen gefüllt werden, schwan- tigkeit der Verbrennung, das verwendet werden kann, ken können, ist es häufig notwendig, den Inhalt der ein- ist die Bestimmung der Geschwindigkeit des Temperazelnen Lagerbehälter längere Zeit zu vermischen, um in turanstiegs, sobald die Reaktion erst einmal begonnen dem ganzen Lagerbehälter eine gleichmäßige Zusam- hat Das in dieser US-PS 37 38 810 beschriebene Vermensetzung zu erzielen. Dieses ansatzweise durchge- 40 fahren ermöglicht somit eine bessere Überwachung der führte Mischverfahren ist hinsichtlich des Lagerraum- Octanzahl eines Benzinstroms, wobei es allerdings we- und Arbeitskraftbedarfs kostspielig. sentlich ist, daß die dem Reaktionsgefäß zugeführte

Um die Kosten des Mischens von Benzin herabzuset- Benzinprobe von reproduzierbarer Größe, Phase und zen, kann man die von verschiedenen Verarbeitungsan- Konzentration an sauerstoffhaltigem Gas ist. Nachteilig lagen kommenden Benzinströme direkt zu einem Pro- 45 bei diesem Verfahren ist jedoch, daß die Benzinprobe duktbenzin mit den gewünschten Kennwerten mischen. mittels einer Spritze und einer Trennwandanordnung Für ein solches Vermischen in der Förderleitung ist es eingebracht wird, wobei die Spritze automatisch mittels aber wesentlich, daß die Octanzahl der verschiedenen einer Magnetspule bedient wird. Zwar ist eine solche Benzinströme überwacht wird; auf der Grundlage einer Methode der Probeneinbringung zufriedenstellend, solchen Octanzahlbestimmung können dann die Men- 50 wenn die einzuspritzende Flüssigkeit einen engen Siegenverhältnisse der verschiedenen Benzinströme je debereich aufweist, nicht jedoch dann, wenn die Benzinnach Bedarf entsprechend den Änderungen in den Ei- probe einen wesentlich breiteren Siedebereich hat Im genschaften der Benzinströme variiert werden. Die ge- letzteren Fall verdampfen im wesentlichen die mehr normte Methode zur Bestimmung der Octanzahl eines flüchtigen Komponenten augenblicklich, während die Benzinstroms mit Hilfe einer Maschine ist aber für eine 55 weniger flüchtigen Komponenten langsamer verdampwirksame Methode zur Octanzahlbestimmung für das fen. Durch diese Unterschiede in der Verdampfungszeit Vermischen in der Förderleitung zu kostspielig. kann es zur Bildung von Benzintröpfchen kommen, die

Ein Verfahren zum Überwachen der Octanzahl eines dann zusammen mit dem Sauerstoff enthaltenden Trä-

Benzinstroms ist in der US-PS 34 63 613 beschrieben. gergas in das Reaktionsgefäß gelangen. Da die Größe

Bei diesem Verfahren werden ein Benzinstrom und ein 60 der Benzintröpfchen nicht gleichmäßig gesteuert wer-

sauerstoffhaltiges Gas kontinuierlich durch ein Reak- den kann, ihre Verdampfungsgeschwindigkeit schwan-

tionsrohr geleitet, das auf einer Temperatur gehalten ken und demzufolge die Zusammensetzung der Probe in

wird, bei der sich infolge der Oxidation des Benzin- dem Reaktionsgefäß unterschiedlich sein kann, können

Stroms eine kühle Flamme entwickelt. Der Druck in dem keine reproduzierbaren Werte erhalten werden.

Reaktionsrohr wird so gesteuert, daß die kühle Flamme 65 Aus der US-PS 31 60 015 ist ferner ein Probenahme-

in dem Reaktionsrohr an einer bestimmten Stelle ver- ventil bekannt, das die Aufgabe hat, einem Gaschroma-

bleibt Die Umwandlung des abgelesenen Druckes in die tographen dosierte Proben zuzuführen und das die Ge-

Octanzahl · erfolgt aufgrund einer Wechselbeziehung stak eines Schieberventils hat. Ein Seitenstrom des zu

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prüfenden Gemisches wird durch eine Bohrung im einem Steuergerät versehen, um ihn auf der gewünsch-

Schieber geleitet Durch Verschiebung des Schiebers ten Temperatur zu halten, die gewöhnlich im Bereich

gelangt die mit dem zu prüfenden Gemisch gefüllte und von 60 bis 90° C, vorzugsweise bei etwa 75° C, liegt. Das

damit scharf dosierte Probe in eine andere Leitung, die Reaktionsgefäß 12 kann z. B. eine stark isolierte Kugel

mit dem Gaschromatographen verbunden ist 5 aus rostfreiem Stahl oder Glas sein, die mit einer Heiz-

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das vorrichtung, wie elektrischen Heizkörpern, ausgestattet Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorstehend ist um das Reaktionsgefäß 12 zwischen mehreren Einabgehandelten US-PS 37 38 810 so zu verbessern, daß in spritzvorgängen auf einer konstanten Temperatur zwiein Reaktionsgefäß, das ein Sauerstoff enthaltendes Gas sehen 275 und 350° C zu halten. Das Reaktionsgefäß 12 enthält, reproduzierbare Benzindampfproben einge- to ist durch eine Einlaßleitung 14 mit einem Probenahmespritzt werden, die eine hohe Konzentration an Benzin- ventil verbunden, das in F i g. 1 allgemein mit 16 bedampfen aufweisen. zeichnet ist Eine Auslaßleitung 18 hält das Reaktionsge-

Gelöst wird diese Aufgabe bei dem Verfahren gemäß faß 12 im wesentlichen auf Atmosphärendruck. Eine

dem Kennzeichen des Anspruchs 1 und bei der Vorrich- Einlaßleitung 20 ist an den von einer Verarbeitungsanla-

tung gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 5. is ge erzeugten Benzinstrom angeschlossen, so daß ein

Die Erfindung schafft damit die Möglichkeit, in ein kontinuierlicher Seitenstrom des zu überwachenden Reaktionsgefäß, das ein Sauerstoff enthaltendes Träger- Benzinstroms durch das Probenahmeventil fließt Das gas enthält, reproduzierbare Benzindampfproben ein- durch das Probenahmeventil strömende Benzin wird zuspritzen, die eine hohe Konzentration an Benzin- durch die Auslaßleitung 22 ausgetragen. Ein in der Ausdämpfen aufweisen. Zu Anfang sind die in das Reak- 20 laßleitung 22 befindliches Regelventil 24 hält den Druck tionsgefäß gelangenden Benzindämpfe frei von Träger- in den Leitungen 20 und 22 so hoch, daß das Benzin bei gas, wodurch Schwankungen in der Trägergaskonzen- den in dem Ofen 10 herrschenden Temperaturen nicht tration der Probe vermieden werden, die auftreten verdampfen kann.

könnten, wenn die Trägergasströmung zum Reaktions- Eine von einer nicht dargestellten Quelle kommende gefäß nicht unterbrochen werden und das Trägergas 25 Trägergas-Zuführungsleitung 26, in der das Sauerstoff verwendet würde, um die gesamte Benzinprobe in das enthaltende Trägergas sich vorzugsweise auf einer Reaktionsgefäß zu spülen. Die Reproduzierbarkeit des Temperatur von ungefähr 75° C befindet, führt zu dem in das Reaktionsgefäß (ohne Trägergas) eingespritzten Probenahmeventil 16 und steht durch die Bohrungen in ersten Anteils der Probe trägt zu der Genauigkeit der dem Ventil hindurch mit der Einlaßleitung 14 in Verbin-Überwachung des Benzins bei. Die große Oberfläche 30 dung. Ein bevorzugtes Sauerstoff enthaltendes Gas ist des feinteiligen festen oder saugfähigen Materials in der Luft Wenn als Trägergas ein Gas verwendet wird, das Kammer beschleunigt die Verdampfung der schwereren keinen Sauerstoff enthält, z. B. Stickstoff, muß dem Refraktionen der Benzinprobe und verhindert außerdem, aktionsgefäß Sauerstoff von einer anderen Quelle zugedaß flüssige Benzintröpfchen in das Reaktionsgefäß ge- führt werden.

langen können. Die schnelle Verdampfung der schwere- 35 Ein Registriergerät 28 zeigt die Heftigkeit der in dem

ren Fraktionen der Probe hat zur Folge, daß die in dem Reaktionsgefäß 12 stattfindenden Verbrennung an. Das

Reaktionsgefäß während der Induktionsperiode befind- Registriergerät und seine Arbeitsweise sind in der US-

lichen Kohlenwasserstoffe für den der Probenahme un- PS 37 38 810 beschrieben. Wie in der US-PS 37 38 810

terworfenen Benzinstrom repräsentativ sind. Es ist sehr ausgeführt wird, kann das Registriergerät diejenigen

wesentlich, daß das Einspritzen von Tröpfchen in das 40 Parameter der Heftigkeit oder Induktionsperiode der

Reaktionsgefäß vermieden wird, weil sich die Größe Verbrennung anzeigen, die mit der Octanzahl des Ben-

von Tröpfchen — wie bereits erwähnt — nicht genau zins in Wechselbeziehung stehen. Das Registriergerät

steuern läßt und die Tröpfchen daher mit sehr unter- kann z. B. so gebaut sein, daß es die Zeitspanne anzeigt

schiedlichen Geschwindigkeiten verdampfen können. die nach dem Einspritzen einer Probe des Benzinstroms

Die Octanzahl-Überwachungsvorrichtung gemäß der 45 bis zum Beginn der Oxidationsreaktion verstreicht, oder Erfindung kann verwendet werden, um die Octanzahl daß es die Höhe eines Temperatur- oder Druckimpulses von Mischbenzin sowie auch die Octanzahlen der ein- anzeigt Zu Zwecken der Erläuterung wird hier die Hefzelnen Benzinströme zu überwachen, aus denen das tigkeit der Verbrennung verwendet um die Octanzahl Mischbenzin zusammengesetzt wird. Besonders geeig- des Benzins anzuzeigen. Die Einzelheiten des Reginet ist die Erfindung zum Mischen von bleifreien Benzi- 50 striergerätes und des Zeitschaltmechanismus gehören nen, weil bei diesen eine letzte Korrektur der Octanzahl nicht zu der Erfindung und sind daher in F i g. 1 nur durch Erhöhung oder Verminderung der Konzentration durch die Verbindungsieitung 30 angedeutet die das von Bleitetraäthyl nicht möglich ist Registriergerät mit einem in dem Reaktionsgefäß ange-

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die ordneten Thermoelement 32 verbindet

Zeichnungen Bezug genommen. 55 Wie F i g. 2 zeigt, weist das Probenahmeventil 16 ei-

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Vor- nen Gleitblock 34 auf, der zwischen einem oberen Block

richtung zum Oberwachen der Octanzahl eines Benzin- 36 und einem unteren Block 38 hin- und hergleiten kann.

Stroms; Der Gleitblock 34 besteht vorzugsweise aus Polytetra-

F i g. 2 ist ein schematischer Vertikalschnitt durch ein fluoräthylen und ist als rechteckiger Block ausgebildet

verwendetes Probenahmeventil in der Stellung, die es 60 der mit der ebenen Oberfläche des unteren Blockes 38

zwischen zwei Octanzahlbestimmungen einnimmt; und der ebenen Unterfläche des oberen Blockes 36 in

F i g. 3 ist ein schematischer Vertikalschnitt durch das gas- und flüssigkeitsdichter Berührung steht Um Unin F i g. 2 dargestellte Probenahmeventfl in der SteDung, dichtigkeiten zu verhindern, werden die Blöcke durch die es beim Einspritzen einer Probe des Benzinstroms in geeignete Mittel, z. B. durch (in der Zeichnung nicht das Reaktionsgefäß zwecks Überwachung der Octan- 65 dargestellte) einstellbare, unter Druck stehende Spiralzahl einnimmt federn, gegeneinander gedruckt Die Verschiebung des

Gemäß F i g. 1 befindet sich das Reaktionsgefäß 12 in Gleitblockes 34 zwischen dem unteren Block 36 und

einem Ofen 10. Der Ofen 10 ist mit einer Heizung und dem oberen Block 38 wird durch eine kraftschlüssig

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angetriebene Verbindungsstange 40 gesteuert. In der in dert wird, und die in der Kammer 58 enthaltene Füllung den Zeichnungen dargestellten Vorrichtung, in der das hat eine ausreichende spezifische Oberfläche, um dieje-Probenahmeventil pneumatisch betrieben wird, ist die nige Flüssigkeit, die vor dem Trägergasstrom noch nicht Verbindungsstange 40 mit einem Kolben 42 verbunden, verdampft ist, in Form eines dünnen Films festzuhalten, der sich in einem Zylinder 44 befindet. Der Zylinder 44 5 so daß das Trägergas keine flüssigen Benzintröpfchen in ist durch Luftleitungen 46 und 48 mit einer nicht darge- das Reaktionsgefäß mitreißen kann. Da ein großer Teil stellten Steuer- und Zeitschaltanordnung verbunden, der Benzinprobe bei der in dem Probenahmeventil herrum den Gleitblock 34 periodisch zwischen der in F i g. 2 sehenden Temperatur in flüssigem Zustand bleibt, ist es dargestellten Durchlaufstellung und der in F i g. 3 dar- zweckmäßig, daß der Durchmesser der Kammer 58 gestellten Probenahmestellung hin- und herbewegen zu io mindestens das 4-fache des Durchmessers der Benzinkönnen, probenahmebohrung 62 beträgt.

Durch den unteren Block 38 führt eine Benzinboh- Beim Betrieb der Vorrichtung gemäß der Erfindung rung 50 bis zur Oberfläche des unteren Blockes. Die wird der Ofen für eine ausreichende Zeitdauer auf etwa Bohrung 50 ist an ihrem unteren Ende an die Benzinein- 75°C erhitzt, um das Ventil 16 und die Leitungen 20 und laßleitung 20 angeschlossen. Eine durch den oberen 15 26 auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Durch Block 36 führende Benzinbohrung 52, deren Einlaßende Leitung 20 wird dem Ventil 16 ein Seitenstrom des zu sich in der Unterfläche des oberen Blockes befindet, überwachenden Benzinstroms zugeführt, und dieser fluchtet mit der Bohrung 50 und ist mit ihrem Auslaßen- Seitenstrom fließt durch die Bohrungen 50,62 und 52 in de an die Auslaßleitung 22 angeschlossen. Durch den die Auslaßleitung 22. Das Druckregelventil 24 hält den oberen Block 36 führt eine an die Trägergas-Zufüh- 20 Druck in der Auslaßleitung 22 so hoch, daß das Benzin rungsleitung 26 angeschlossene Trägergasbohrung 54, nicht verdampfen kann. Das durch die Auslaßleitung 22 deren Auslaßende in der Unterfläche des oberen Blök- strömende Benzin wird durch das Ventil 24 ausgetragen, kes liegt. Eine Probenzuführbohrung 56 in dem unteren Das Sauerstoff enthaltende Trägergas, vorzugsweise Block 38, die mit ihrem unteren Ende an die Einlaßlei- Luft, wird durch Leitung 26 der Bohrung 54 zugeführt, tung 14 zum Reaktionsgefäß 12 angeschlossen ist, fluch- 25 Das Gas strömt dann durch die Bohrung 60 in die Kanntet senkrecht mit der Trägergasbohrung 54. Am oberen mer 58 und von dort durch die Bohrung 56 und Leitung Ende der Probenzuführbohrung 56 befindet sich eine 14 in das Reaktionsgefäß 12. Inzwischen wird die Temerweiterte Kammer 58, die bis zu der Oberfläche des peratur des Reaktionsgefäßes 12 durch (nicht dargeunteren Blockes 38 reicht Die Kammer 58 ist mit einem stellte) elektrische Heizkörper auf einen Bereich von feinverteilten Stoff, wie Glaswolle, Spänen aus rostfrei- 30 275 bis 350⁰C erhöht

em Stahl oder einem sonstigen saugfähigen Material, Der Kolben 42 wird in dem Zylinder 44 periodisch

gefüllt, das eine so große Oberfläche und so kleine öff- von der in F i g. 2 dargestellten Lage in die in F i g. 3

nungen aufv/eist, daß derjenige Teil der Benzinprobe, dargestellte Lage verschoben, so daß die Benzinprobe-

der nicht verdampft ist, bevor das der Probe nachfol- nahmebohrung 62 in fluchtende Verbindung mit der

gende Trägergas in die Kammer 58 gelangt, durch Ka- 35 Trägergasbohrung 54 und der Kammer 58 kommt Das

pillarwirkung in der Kammer festgehalten wird. Als bei der Verschiebung des Gleitblockes 34 nach rechts in

saugfähiges Material kann man in der Kammer 58 auch der Benzinprobenahmebohrung 62 eingeschlossene

einen einstückigen Block verwenden. Benzin wird von dem Sauerstoff enthaltenden Träger-

Der Gleitblock 34 weist eine senkrechte Trägergas- gas in die Kammer 58 verdrängt Das Benzin unterbricht bohrung 60 und eine senkrechte Benzinprobenahme- 40 die Trägergasströmung zur Kammer 58, bis das Trägerbohrung 62 auf. Der Abstand zwischen diesen beiden gas die Oberfläche 66 der Probe nach unten in die Kam-Bohrungen ist der gleiche wie derjenige zwischen den mer 58 gedruckt hat Das Einspritzen von Benzinproben öffnungen der durch die Unterfläche des oberen Blök- in die Kammer kann etwa einmal je 3 Minuten bis einkes 36 hindurchgehenden Bohrungen 52 und 54. Gemäß mal je 15 Minuten oder noch weniger häufig erfolgen, der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Aus- 45 Die Zeitspanne zwischen zwei Octanzahlbestimmungen führungsform der Erfindung ist in dem Gleitblock 34 unterliegt keiner Begrenzung; jedoch werden die Vorauch noch eine senkrechte Benzindurchlaufbohrung 64 teile und Zwecke der Octanzahlüberwachung nicht voll auf der der Trägergasbohrung 60 abgewandten Seite ausgenutzt, wenn die Probenahme nicht häufig genug der Benzinprobenahmebohrung 62 derart angeordnet, erfolgt Die Mindestzeitspanne zwischen zwei Probendaß sie mit den Bohrungen 50 und 52 fluchtet, wenn das 50 ahmen richtet sich nach der Zeit, die erforderlich ist, um Probenahmeventil sich in der in F i g. 3 dargestellten die Kohlenwasserstoffe und die Reaktionsprodukte aus Prcber.ahrr.esteüiir.g befindet der Kammer 58 und insbesondere aus dem Reaktions-

Wie F i g. 2 und 3 zeigen, haben die Bohrungen 60 und gefäß 12 auszuspülen. Eine Häufigkeit von einer Octan-

64 vorzugsweise einen größeren Durchmesser als die zahlbestimmung in je 5 Minuten stellt einen ausgezeich-

Bohrung 62 Der Durchmesser der Bohrung 62 ist so 55 neten Kompromiß zwischen häufigen Octanzahlbestim-

bemessen, daß das Volumen dieser Bohrung eine Probe mungen und wirksamem und sicherem Ausspülen des

von der gewünschten Größe liefert Bei dem Verfahren Reaktionsgefäßes 12 dar. Wenn das Probenahmeventil

zur Überwachung der Octanzahl werden kleine Proben, sich in der in F i g. 3 dargestellten Probenahmestellung

vorzugsweise mit einem Volumen von 2 bis 25 μΐ, ver- befindet, strömt Benzin durch die Benzindurchlaufboh-

wendet Die Einlaßleitung 20 und die Trägergas-Zuführ- 60 rung 64, so daß es nicht nötig ist, die Probenahmeleitun-

leitung 26 haben solche Abmessungen, daß der durch gen nach jeder Probenahme lange auszuspülen,

die Bohrung 62 fließende Benzinstrom und das durch die Da in der Kammer 58 ein niedrigerer Druck herrscht

Bohrung 60 strömende Sauerstoff enthaltende Träger- als in der Leitung 22 beginnt das Benzin beim Einströ-

gas sich im wesentlichen auf der Temperatur des Ofens men in die Kammer aus der Bohrung 62 sofort zu ver-

befinden. Die Kammer 58 hat einen so großen Durch- 65 dampfen. Auf diese Weise wird ein im wesentlichen

messer und ein so großes Volumen, daß es nicht zum durch Trägergas unverdünnter Anteil von Kohlenwas-

Zurückblasen der Benzinprobe in die Trägergasleitung serstoffdämpfen schnell in das Reaktionsgefäß 12 einge-

kommt, wenn der auf der Probe lastende Druck vermin- spritzt Die Zeit, die für die Umsetzung zwischen dem

Benzin und dem Sauerstoff in dem Reaktionsgefäß 12 erforderlich ist, um die Temperatur ia dem Reaktionsgefäß 12 zu erhöhen und ein Signal zu erhalten, das aufgrund der Wechselbeziehung die Octanzahl des Benzins anzeigt, richtet sich nach den jeweiligen Kennwerten des Benzins. Die erforderliche Zeitdauer hängt von der Temperatur, auf der das Reaktionsgefäß gehalten wird, und von der Octanzahl des Benzinstroms ab. Gewöhnlich sind 1 bis 20 Sekunden erforderlich, um die Reaktion so weit fortschreiten zu lassen, daß ein Signal erhalten to wird.

Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß die zu Anfang in das Reaktionsgefäß 12 strömenden Kohlenwasserstoffdämpfe nicht in dem Trägergas enthalten sind. Der Pfropfen, den die Benzinprobe in der Bohrung 62 bildet, wirkt als Sperrschicht, die die Strömung des Trägergases in die Kammer 58 für einen Augenblick unterbricht, wenn das Probenahmeventil in die in F i g. 3 gezeigte Stellung geschaltet wird. Sobald die Benzinprobe vollständig aus der Bohrung 62 verdrängt worden ist, strömt das Trägergas in die Kammer 58, läßt denjenigen Teil der Benzinprobe, der noch in der Kammer verblieben ist, schnell verdampfen und nimmt ihn in das Reaktionsgefäß mit. Auf diese Weise wird die Benzinprobe dem Reaktionsgefäß in reproduzierbarer Weise zugeführt, die bei graphischer Darstellung einen scharfen Anfangspunkt für die Reaktion mit dem Sauerstoff enthaltenden Trägergas in dem Reaktionsgefäß bildet Dabei schließt sich an den ersten verdampften Anteil schnell ein an den schwereren Benzinfraktionen reiches Gemisch an, so daß die Kohlenwasserstoffe in dem Reaktionsgefäß 12 während der Induktionsperiode ein repräsentatives Anzeichen für die Eigenschaften des Benzinstroms bilden.

Sobald die Probe aus der Bohrung 62 verdrängt worden ist, kehrt der Gleitblock 34 aus der in F i g. 3 darge- stellten Stellung in die in F i g. 2 gezeigte Stellung zurück. Dann wird ein Seitenstrom des Benzinstroms durch die Einlaßleitung 20, die Benzinprobenahmebohrung 62 in dem Ventil 16 und die Auslaßleitung 22 geleitet, bis der Zeitpunkt für die nächste Probenahme ge- kommen ist In dem Zeitraum, in dem sich das Probenahmeventil in der in F i g. 2 gezeigten Stellung befindet strömt das Trägergas durch die Bohrungen 54, 60 und 56 in das Reaktionsgefäß 12, wodurch die Reaktion des dem Reaktionsgefäß 12 zugeführten Benzins mit dem Sauerstoff vervollständigt und das Reaktionsgefäß 12 für die Zuführung der nächsten Benzinprobe vorbereitet wird. Die Reaktionsprodukte und das Trägergas werden durch die Auslaßleitung 18 ausgetragen.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Oberwachen der Octanzahl eines Benzinstroms, bei dem dem Benzinstrom periodisch eine Probe entnommen und in ein Reaktionsgefäß eingespritzt, bei Atmosphärendruck in Gegenwart eines Sauerstoff enthaltenden Trägergases nicht explosionsartig verbrannt und ein zu der Octanzahl in Wechselbeziehung stehender Parameter der Verbrennungsreaktion gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß