RU154434U1 - SYSTEM FOR ANALYSIS OF COMPOSITIONS OF GAS AND / OR LIQUID TECHNOLOGICAL FLOWS OF CHEMICAL PRODUCTION - Google Patents
SYSTEM FOR ANALYSIS OF COMPOSITIONS OF GAS AND / OR LIQUID TECHNOLOGICAL FLOWS OF CHEMICAL PRODUCTION Download PDFInfo
- Publication number
- RU154434U1 RU154434U1 RU2014147232/28U RU2014147232U RU154434U1 RU 154434 U1 RU154434 U1 RU 154434U1 RU 2014147232/28 U RU2014147232/28 U RU 2014147232/28U RU 2014147232 U RU2014147232 U RU 2014147232U RU 154434 U1 RU154434 U1 RU 154434U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- pump
- analysis
- container
- sample
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Система для анализа составов технологических потоков химических производств, включающая оптическую кювету с оптическими элементами, соединенную с оптическим анализатором, состоящую из корпуса с внутренней камерой, имеющей вход и выход исследуемого технологического потока, насос, отличающаяся тем, что содержит:- устройство для измерения и регулирования температуры оптической кюветы, соединенное с оптической кюветой;- смешивающее устройство, соединенное с насосом;- емкость для хранения анализируемой пробы, соединенную с насосом;- анализатор, соединенный с емкостью для хранения анализируемой пробы;- емкость для хранения;- дополнительный насос, соединенный со смешивающим устройством и емкостью для хранения,при этом оптическая кювета дополнительно имеет отвод для отбора проб.A system for analyzing the composition of technological streams of chemical industries, including an optical cell with optical elements connected to an optical analyzer, consisting of a housing with an internal chamber with an input and output of the investigated process flow, a pump, characterized in that it contains: - a device for measuring and regulating temperature of the optical cell connected to the optical cell; - mixing device connected to the pump; - container for storing the analyzed sample connected to the pump; - analyzer connected to the container for storing the analyzed sample; - storage container; - additional pump connected to the mixing device and storage tank, while the optical cell additionally has a branch for sampling.
Description
Настоящая полезная модель относится к устройствам для анализа состава газовых и/или жидких технологических потоков химических производств непосредственно «в потоке».This utility model relates to devices for analyzing the composition of gas and / or liquid process streams of chemical plants directly “in the stream”.
В химическом производстве для определения нескольких характеристик одной единственной пробы технологического потока обычно проводят несколько анализов с использованием различных видов оборудования и соответствующих калибровочных моделей.In chemical production, several analyzes are usually performed to determine several characteristics of a single sample of a process stream using various types of equipment and appropriate calibration models.
Анализ спектроскопическими методами «в потоке» позволяет получить информацию практически без задержки во времени, поскольку время регистрации спектра составляет единицы секунд, но не дает непосредственно значений концентраций компонентов и связанных с ними характеристик и требует дополнительной градуировки (построения калибровочной модели). Для правильной калибровки (построения калибровочной модели) аналитических приборов необходимо определить соответствие между характеристикой (в частности, составом) образца и непосредственно измеряемой величиной (например, состав потока - спектр). Производственные потоки часто имеют сложный многокомпонентный состав, который, к тому же, быстро изменяется из-за происходящих в нем реакций, что существенно затрудняет калибровку, поскольку отобранный образец производственного потока меняет состав во время транспортировки до аналитического прибора, используемого для создания калибровочной модели.Analysis by spectroscopic methods "in the stream" allows you to obtain information with almost no delay in time, since the time of registration of the spectrum is units of seconds, but does not directly give the concentrations of the components and the associated characteristics and requires additional calibration (building a calibration model). For the correct calibration (construction of a calibration model) of analytical instruments, it is necessary to determine the correspondence between the characteristic (in particular, composition) of the sample and the directly measured quantity (for example, the composition of the flow - spectrum). Production flows often have a complex multicomponent composition, which, moreover, quickly changes due to the reactions occurring in it, which makes calibration difficult, since the selected sample of the production flow changes its composition during transportation to the analytical device used to create the calibration model.
Традиционные оптические кюветы не могут обеспечить пробоотбор с одновременным получением данных для калибровки, таких как: температура, спектр и данные по составу, которые необходимы для подготовки калибровочных моделей.Conventional optical cuvettes cannot provide sampling while obtaining calibration data, such as temperature, spectrum and composition data, which are necessary for preparing calibration models.
Кроме того, разница температуры исследуемого образца, отобранного из потока и калибровочной модели, может привести к существенной погрешности в результате анализа. Любое отклонение измеренной температуры исследуемого образца по отношению к фактической температуре образца «в потоке» приводит к дополнительной погрешности при создании калибровочной модели. Используемые в настоящее время устройства для анализа состава технологических потоков химических производств непосредственно «в потоке» не настроены на работу с такими температурными градиентами.In addition, the temperature difference between the test sample taken from the flow and the calibration model can lead to significant errors in the analysis. Any deviation of the measured temperature of the test sample with respect to the actual temperature of the sample "in the stream" leads to an additional error in creating the calibration model. Currently used devices for analyzing the composition of technological streams of chemical plants directly "in the stream" are not configured to work with such temperature gradients.
При измерении оптической плотности при определенной температуре пробы измерительную кювету помещают в термостат. Если в анализируемой среде протекает химическая реакция с выделением тепла, также необходимо его отвод. Такие кюветы описаны в патентах США №5296195 [опубликовано 22.03.1994] и №5162236 [опубликовано 10.11.1992]. Указанные измерительные устройства не обладают высокой прочностью, поэтому неприменимы в условиях высоких давлений и значительных механических нагрузок, которые имеют место при использовании в производственных условиях.When measuring optical density at a specific sample temperature, the measuring cell is placed in a thermostat. If a chemical reaction occurs in the analyzed medium with the release of heat, its removal is also necessary. Such cuvettes are described in US patent No. 5296195 [published March 22, 1994] and No. 5162236 [published November 10, 1992]. These measuring devices do not have high strength, therefore, are not applicable under conditions of high pressures and significant mechanical loads that occur when used in a production environment.
В условиях технологического процесса появляются дополнительные требования к измерительным устройствам из-за высоких механических нагрузок при высоком давлении и большой скорости производственных потоков, а также разрушающего действия среды. Большинство измерительных устройств применяется для решения именно таких технических задач. Для уменьшения механических нагрузок на стекла кюветы в патенте РФ №80240 [опубликовано 27.01.2009] предусмотрены специальные каналы для ввода и вывода анализируемой жидкости, расположенные под углом к осевому отверстию для прохождения светового луча. В патенте РФ №2263303 [опубликовано 27.10.2005] описана измерительная кювета, которая прочно закреплена в корпусе оригинальной конструкции. Каналы ввода и вывода жидкости также расположены под углом. Прочный корпус может быть выполнен из нейтральной пластмассы, что увеличивает срок службы при контакте с разрушающими потоками. В патенте США №6297505 [опубликовано 02.10.2001] описана измерительная кювета для проведения оптических измерений в условиях высокого давления, окна которой выполнены из особо прочного материала.In the process, there are additional requirements for measuring devices due to high mechanical loads at high pressure and high speed of production flows, as well as the destructive action of the medium. Most measuring devices are used to solve just such technical problems. To reduce the mechanical stresses on the cuvette glass, RF patent No. 80240 [published on January 27, 2009] provides special channels for the input and output of the analyzed fluid, located at an angle to the axial hole for the passage of the light beam. In the patent of the Russian Federation No. 2263303 [published on 10.27.2005] a measuring cell is described, which is firmly fixed in the housing of the original design. The fluid inlet and outlet channels are also angled. Rugged housing can be made of neutral plastic, which increases the service life when in contact with destructive flows. In US patent No. 6297505 [published 02.10.2001] describes a measuring cell for optical measurements under high pressure, the windows of which are made of especially durable material.
Все описанные в указанных патентах проточные кюветы предназначены исключительно для оптических измерений и не предусматривают возможности одновременной съемки спектра и отбора пробы анализируемой среды, что необходимо для точного соответствия между спектром и анализом, проведенным независимым методом.All flow cells described in these patents are intended solely for optical measurements and do not provide for the possibility of simultaneously recording the spectrum and sampling the analyzed medium, which is necessary for an exact match between the spectrum and the analysis carried out by an independent method.
В настоящем описании предложена система оптического анализа составов газовых и/или жидких технологических потоков химических производств, при использовании которой устраняется вышеуказанный недостаток, что позволяет проводить спектральный анализ «в потоке» и параллельно проводить анализ этой пробы независимым методом с минимальной разницей по времени.In the present description, a system is proposed for optical analysis of the compositions of gas and / or liquid technological streams of chemical plants, the use of which eliminates the above drawback, which allows spectral analysis "in the stream" and in parallel to analyze this sample by an independent method with a minimum time difference.
Предложена система для анализа составов технологических потоков химических производств, включающая оптическую кювету с оптическими элементами соединенную с оптическим анализатором, состоящую из корпуса с внутренней камерой имеющей вход и выход исследуемого технологического потока, насос.A system is proposed for analyzing the composition of technological flows of chemical industries, including an optical cuvette with optical elements connected to an optical analyzer, consisting of a housing with an internal chamber having an input and output for the process stream under study, and a pump.
При этом система содержит:The system contains:
- устройство для измерения и регулирования температуры оптической кюветы, соединенное с оптической кюветой;- a device for measuring and controlling the temperature of the optical cuvette connected to the optical cuvette;
- смешивающее устройство, соединенное с насосом;- a mixing device connected to the pump;
- емкость для хранения анализируемой пробы, соединенная с насосом;- a container for storing the analyzed sample, connected to the pump;
- анализатор, соединенный с емкостью для хранения анализируемой пробы;- an analyzer connected to a container for storing the analyzed sample;
- емкость для хранения;- storage tank;
- дополнительный насос, соединенный со смешивающим устройством и емкостью для хранения,- an additional pump connected to the mixing device and the storage tank,
- оптическая кювета дополнительно имеет отвод для отбора проб.- The optical cuvette additionally has a tap for sampling.
Система для анализа включает оптическую кювету, которая имеет внутреннюю жидкостную камеру, определяемую внутренней поверхностью корпуса. Оптическая кювета может быть настроена, как система анализа ближнего инфракрасного спектра, однако могут использоваться другие конфигурации и спектры анализа.The analysis system includes an optical cuvette that has an internal fluid chamber defined by the internal surface of the body. An optical cuvette can be configured as a near infrared spectrum analysis system, however, other configurations and analysis spectra can be used.
Внутренняя жидкостная камера может иметь любую форму и размер для измерения различных характеристик жидкостей.The inner fluid chamber may be of any shape and size to measure various characteristics of fluids.
Система для анализа включает оптический элемент, настроенный на направление электромагнитного излучения через часть жидкости, проходящей через внутреннюю жидкостную камеру. Оптический элемент может содержать оптоволокно, либо один или несколько, либо оптоволокно и коллиматор.The analysis system includes an optical element tuned to direct electromagnetic radiation through a portion of the fluid passing through the internal fluid chamber. The optical element may contain optical fiber, or one or more, or optical fiber and a collimator.
Система для анализа включает объемный насос, либо насосы поршневого или шприцевого типа.The analysis system includes a positive displacement pump or piston or syringe type pumps.
Насос может быть соединен с отводом для отбора проб и емкостью для хранения анализируемой пробы через клапан, контролирующий вход и выход пробы в насос.The pump can be connected to a sampling outlet and a container for storing the analyzed sample through a valve that controls the input and output of the sample to the pump.
Дополнительный насос, может быть соединен со смешивающим устройством и емкостью для хранения реагента через клапан, контролирующий вход и выход пробы из емкости для хранения реагента в насос.An additional pump can be connected to a mixing device and a container for storing reagent through a valve that controls the entrance and exit of the sample from the tank for storing reagent to the pump.
Система для анализа включает устройство для измерения и регулирования температуры оптической кюветы, которое состоит из датчика температуры, осуществляющего измерение температуры во внутренней жидкостной камере, либо контроллера температуры, осуществляющего контроль температуры в оптической кювете, либо датчик и контроллер. Температура оптической кюветы устанавливается в требуемом температурном диапазоне или точке температуры. В качестве контроллера температуры может использоваться нагреватель, кулер, теплообменник и т.д. Также температура может контролироваться алгоритмом управления, выполняемым через компьютер для управления процессом.The analysis system includes a device for measuring and controlling the temperature of the optical cell, which consists of a temperature sensor that measures the temperature in the internal liquid chamber, or a temperature controller that monitors the temperature in the optical cell, or a sensor and controller. The temperature of the optical cell is set to the desired temperature range or temperature point. As a temperature controller, a heater, cooler, heat exchanger, etc. can be used. Also, the temperature can be controlled by a control algorithm executed through a computer to control the process.
Электромагнитное излучение, проходящее через жидкость внутренней жидкостной камеры системы для анализа, имеет длину оптического пути приблизительно от 0,1 мм до приблизительно 100 мм.The electromagnetic radiation passing through the liquid of the internal liquid chamber of the analysis system has an optical path length of from about 0.1 mm to about 100 mm.
Система для анализа может находиться в жидкостном взаимодействии с элементом окисления, концентратором, реактором на установке химической переработки, емкостью на установке химической переработки, емкостью на установке производства пищевых продуктов, емкостью медицинских проб, или комбинацией названного.The analysis system may be in fluid interaction with an oxidizing element, a concentrator, a reactor in a chemical processing plant, a container in a chemical processing plant, a container in a food processing plant, a medical sample tank, or a combination thereof.
Система для анализа может находиться в жидкостном взаимодействии с узлом окисления кумола, узлом концентрирования гидропероксида кумола (ГПК), узлом разложения ГПК, узлом очистки фенола, узлом очистки ацетона, узлом переработки α-метилстирола (АМС), стадией очистки, гидрирования, стадией производства паракумилфенола, или узлом очистки паракумилфенола, или комбинацией названного.The analysis system may be in liquid interaction with the cumene oxidation unit, the cumene hydroperoxide concentration unit (CCP), the CCP decomposition unit, the phenol purification unit, the acetone purification unit, the α-methyl styrene processing unit (AMC), the purification, hydrogenation, and para-cumylphenol production stages or a purification unit of paracumylphenol, or a combination of the above.
Система для анализа может включать анализатор, осуществляющий анализ, по крайней мере, части, содержимого емкости для анализируемой пробы. Анализатор может осуществлять спектральный и химический анализ, а также определять физические характеристики анализируемой пробы.The analysis system may include an analyzer that analyzes at least a portion of the contents of the container for the sample to be analyzed. The analyzer can perform spectral and chemical analysis, as well as determine the physical characteristics of the analyzed sample.
Отдельные (самостоятельные) элементы системы, по которым проходят жидкие либо газообразные вещества соединены между собой технологическими линиями (капиллярами, трубками, трубопроводами). Технологические линии могут иметь небольшую длину для того, чтобы временная задержка проходящих через них веществ была минимальна.Separate (independent) elements of the system through which liquid or gaseous substances pass are interconnected by technological lines (capillaries, tubes, pipelines). Technological lines can be short in order to minimize the time delay of substances passing through them.
В качестве смешивающего устройства может использоваться статический смеситель, при использовании которого происходит равномерное, воспроизводимое и надежное перемешивание реагента и пробы.As a mixing device, a static mixer can be used, using which there is uniform, reproducible and reliable mixing of the reagent and the sample.
В емкости для хранения может содержаться растворитель и/или реагент прекращающий реакцию.The storage container may contain a solvent and / or a reagent that terminates the reaction.
На фиг. 1 изображена схема системы для анализа 100.In FIG. 1 shows a diagram of a system for
Система для анализа 100 включает:The
- оптическую кювету 102, которая имеет внутреннюю камеру 104, корпус 106, технологический вход 108, технологический выход 110;- an
- датчик температуры 134;-
- котроллер температуры 136;-
- оптический элемент 112, состоящий из оптоволокна 114, соединенного с коллиматором 116 для направления электромагнитного излучения через внутреннюю жидкостную камеру 104, возвратное оптоволокно 118, соединенное с возвратным коллиматором 120;- an
- отвод для отбора проб 122;- tap for
- шприцевой насос 126;-
- емкость для хранения 130;-
- шприцевой насос 124;-
- смешивающее устройство 132;- mixing
- емкость для хранения анализируемой пробы 128;- capacity for storage of the analyzed
- анализатор 138.-
Пример 1.Example 1
Работа системы для анализа 100 осуществляется следующим образом.The system for
Для проведения анализа часть технологического потока (пробу) пропускают через внутреннюю камеру 104. Проба поступает во внутреннюю камеру 104 по технологическому входу 108 и возвращается обратно в технологический поток в неизмененном виде по технологическому выходу 110.For analysis, part of the process stream (sample) is passed through the
Пробу анализируют методом абсорбционной спектроскопии при использовании оптического элемента 112, встроенного в камеру 104. При этом электромагнитное излучение, поступает от источника-оптоволокна 114 через коллиматор 116 и проходит через анализируемую пробу. Часть электромагнитного излучения возвращается к оптическому анализатору через возвратное оптоволокно 118 и возвратный коллиматор 120. Полученный спектр хранится и анализируется программным обеспечением.The sample is analyzed by absorption spectroscopy using an
Одновременно по отводу для отбора проб 122 из оптической кюветы насосом 124 отбирают часть пробы, которая поступает в смешивающее устройство 132, куда также поступает прекращающий реакцию реагент и растворитель из емкости для хранения 130.At the same time, a portion of the sample is taken from the optical cuvette by a
Вещества из емкости для хранения 130 подают в устройство 132 при использовании насоса 126. Насос 126 соединен трубкой с емкостью для хранения 130 и снабжен трехходовым клапаном, через который происходит его наполнение реагентом и растворителем из емкости 130.Substances from
Как только насос 126 наполнен необходимым количеством реагента и растворителя, трехходовой клапан переключают для подачи по трубке его содержимого по направлению к оптической кювете в смешивающее устройство 132.Once the
Поскольку оба насоса являются объемными, насос 124 работает со скоростью меньшей, чем скорость насоса 126. Разница в скоростях соответствует количеству отобранной пробы и соотношению прекращающего реакцию реагента или растворителя к полученной пробе.Since both pumps are volumetric, the
Часть пробы, смешанная с прекращающим реакцию реагентом и растворителем в смешивающем устройстве 132 по трубке поступает в емкость для хранения анализируемой пробы 128 для анализа в анализаторе 138 (например, ядерно-магнитный резонанс, ИК-излучение, жидкостная хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография, газовая хроматография и т.д.).A portion of the sample mixed with the reaction-terminating reagent and solvent in the
В процессе проведения анализа датчик температуры 134 измеряет температуру во внутренней жидкостной камере 104, а контроллер 136 поддерживает температуру оптической кюветы 102 в требуемом диапазоне. Датчик температуры 134 находится в тепловом контакте с камерой 104. Контроллер 136 получает данные с датчика температуры 134 и регулирует температуру в оптической кювете 102.During the analysis, the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014147232/28U RU154434U1 (en) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | SYSTEM FOR ANALYSIS OF COMPOSITIONS OF GAS AND / OR LIQUID TECHNOLOGICAL FLOWS OF CHEMICAL PRODUCTION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014147232/28U RU154434U1 (en) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | SYSTEM FOR ANALYSIS OF COMPOSITIONS OF GAS AND / OR LIQUID TECHNOLOGICAL FLOWS OF CHEMICAL PRODUCTION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU154434U1 true RU154434U1 (en) | 2015-08-27 |
Family
ID=54015814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014147232/28U RU154434U1 (en) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | SYSTEM FOR ANALYSIS OF COMPOSITIONS OF GAS AND / OR LIQUID TECHNOLOGICAL FLOWS OF CHEMICAL PRODUCTION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU154434U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626021C1 (en) * | 2016-05-25 | 2017-07-21 | Левин Вадим Адольфович | Device for reproducing and transmitting mass concentration units of gases in liquid and gas media |
-
2014
- 2014-11-24 RU RU2014147232/28U patent/RU154434U1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626021C1 (en) * | 2016-05-25 | 2017-07-21 | Левин Вадим Адольфович | Device for reproducing and transmitting mass concentration units of gases in liquid and gas media |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN211877738U (en) | Spectrophotometric assay and liquid handling system | |
US7755763B2 (en) | Attenuated total reflection sensor | |
US20090145485A1 (en) | Microfluidic methods and apparatuses for fluid mixing and valving | |
Huffman et al. | UV-Vis based determination of protein concentration | |
CN106959350A (en) | A kind of QPQ technologies base salt cyanic acid radical content fully-automated synthesis analytical instrument | |
RU154434U1 (en) | SYSTEM FOR ANALYSIS OF COMPOSITIONS OF GAS AND / OR LIQUID TECHNOLOGICAL FLOWS OF CHEMICAL PRODUCTION | |
CN1749750A (en) | High efficiency liquid phase chromatograph | |
Schütze et al. | Determination of phase transfer parameters for the uptake of HNO3, N 2 O 5 and O 3 on single aqueous drops | |
US9084975B2 (en) | Real-time online determination of caustic in process scrubbers using near infrared spectroscopy and chemometrics | |
US11674892B2 (en) | Discrete sample introduction module (DSIM) for gas analysis by laser absorption spectroscopy | |
CN106018863A (en) | Measuring device and process for measuring by virtue of standard addition method | |
Tyson et al. | A continuous-dilution calibration technique for flame atomic-absorption spectrophotometry | |
GB2294761A (en) | Automatic sampling, diluting and analysing module | |
US20200232912A1 (en) | Optical analysis and sampling systems | |
Cerdà et al. | Automatic pre-concentration and treatment for the analysis of environmental samples using non-chromatographic flow techniques | |
US3572952A (en) | Float cuvette | |
CN209016017U (en) | A kind of Proton transfer reaction mass spectrometry sampling system | |
US11397141B2 (en) | Method for diluting a sample liquid and dilution unit for a subsequent analysis | |
RU119890U1 (en) | FLOW CUVET FOR MEASURING ELECTROMAGNETIC RADIATION ABSORPTION IN THE STREAM OF THE MIXING LIQUID AND / OR GAS PHASES | |
CN219675824U (en) | Liquid mercury meter analysis system | |
CN220154268U (en) | Online analyzer for formaldehyde in ambient air | |
JP2001124757A (en) | Self diagnosis method of system in trimorphic nitrogen- analyzing system | |
JPH11304711A (en) | Automatic calibration method and apparatus in three-phase nitrogen analysis in water | |
CN110865197A (en) | Method for analyzing discrete sample aliquots of analytes | |
RU2486504C1 (en) | Method for flow spectrophotometric measurement of concentration of chemical elements in liquids and apparatus for realising said method |