Способ определения количества целевого компонента в потоке

" 479026 Союз Советских Социалистических Республик(61) Зависимо вт. овидетельст 3-26 22) Заявлено 18.07,72 (21) 1811291 л. б 01 п 1506б 01 п 1/10 В 011 3/08 присоединением явкиГасударственный камитеСовета Министрав СССРпа делам изабретениаи аткрытий 3) Приорит Бюллетень28 Опубликовано 30,07.7Дата опубликования(088.8) ания 01.03.7 вторыобретения А. В, Машбиц, А. ф, Анисимов, И. Е,кий и Э. П. Скорняков 1) Заявитель Специальное конструкторское бюро по автоматике в нефтепереработкеи нефтехимии СОБ ОПР ЕВОГО К ЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВ ОНЕНТА В ПОТОКЕ(54 я является повышениеколичества целевого газообразного или жидИзобретение относится к области химии и найдет применение для расчета технико-экономических параметров технологических аппаратов химических производств,Известен способ определения количества целевого компонента в потоке газообразного или жидкого продукта с переменным во времени расходом и химическим составом, при котором периодически производят отбор постоянных проб из потока и измеряют его расход, В отобранных пробах измеряют концентрацию целевого компонента, результаты измерений расхода и концентрации регистрируют и по истечении заданного интервала времени определяют количество целевого компонента как сумму частных произведений измеренных концентраций на величины расходов продукта в моменты отбора проб,Известный способ имеет невысокую точность ввиду того, что временной интервал между отдельными измерениями концентраций ключевого компонента очень продолжителен, Измерение концентрации осуществляется анализатором качества, например хроматографом, который является прибором периодического действия. Продолжительность цикла анализа одной пробы анализатором для определения концентрации ключевого компонента в потоке продукта со сложным составом может продолжаться 1 - 1,5 час и поэтому при использовании одного анализатора минимальная величина временного интерваламежду соседними измерениями концентрациианализатором имеет такую же продолжи 5 тельность, как и цикл анализа одной пробы.Столь редкие измерения концентрации ключевого компонента в потоке вносят значительную погрешность в результаты определения его количества.10 Целью изобретениточности определениякомпонента в потокекого продукта,Эта цель достигается тем, что в каждую15 отбираемую пробу продукта добавляютинертный разбавитель в зависимости от расхода продукта при отборе пробы, из получаемой смеси отбирают постоянные пробы и накапливают их в течение заданного интервала20 времени с последующим измерением в накопленной смеси концентрации целевого компонентапропорциональной количеству этогокомпонента в потоке за заданный интервалвремени,На чертеже приведена схема одного извозможных вариантов устройства, реализующего, предлагаемый способ определения количества целевого компонента в потоке жидкости.О Рабочая полость дозатора 1 через кл3ны 2 и 3 соединена с технологическим аппаратом 4, сменная или суточная выработка которого определяется по ключевому компоненту, а через клапан 5 - со смесителем б. Бачок 7, заполненный жидкостью - инертным разбавителем, через дроссель 8 и клапан 9 также соединен со смесителем 6. Выход смесителя 6 через клапан 10 связан с линией сброса, а через клапан 11 - с рабочей полостью дозатора 12, которая через клапан 13 соединена с накопительной емкостью 14, связанной через вентиль 15 с линией сброса. Вход расходомера 16, непрерывно измеряющего расход потока продукта, подключен к технологическому аппарату 4, а выход - к входу делительного устройства 17. Выход делительного устройства 17 соединен с управляющей цепью клапана 9, Управляющие цепи клапанов 2, 3 и 5, привод дозатора 1 и делительное устройство 17 соединены с выходом Р командного устройства 18, клапан 11 и привод дозатора 12 - с выходом Р", а клапаны 10 - 13 - с выходом Р". Бачок 7 соединен с источником газа с постоянным давлением Рд.Определение количества целевого коыпонента производится следующим образом.В исходном положении сигналы на выходах командного устройства 18 имеют нулевые значения (Р = Р" = Р" = О). Клапаны 2 и 3 открыты, а клапаны 5, 9, 10, 11 и 13 закрыты, Через рабочую полость дозатора 1 протекает жидкий продукт, вырабатываемый аппаратом 4. Накопительная емкость 14 опорожнена, а вентиль 15 закрыт.Цикл подготовки и ввода каждой пробы в накопительную емкость 14 состоит из двух последовательных этапов.Первый этап включает отбор постоянной пробы из потока продукта, вырабатываемого аппаратом 4, и добавление в пробу инертного разбавителя в количестве, обратно пропорциональном расходу продукта в момент отбора пробы,При формировании сигнала Р =, на выходе командного устройства 18 происходит переключение клапанов 2, 3 и 5 и подача команд на включение привода дозатора 1 и делительного устройства 17.Дозатор 1 отключается от технологического аппарата 4 и подключается к смесителюб, куда будет вытеснена из дозатора 1 отдозированная проба продукта постоянного объема, концентрация целевого компонента С, в которой равна текущей концентрации этого компонента в потоке. Количество целевого компонента Р;, поступившего из дозатора 1 в смеситель 6, равно: где: К, - постоянная величина.Одновременно на выходе делительного устройства 17 формируется единичный сигнал с продолжительностью, обратно пропорциональной текущему значению расхода про.4дукта в потоке Я, Этот сигнал откроет клапан 9, и из бачка 7 через дроссель 8 в смеситель 6 будет поступать инертный разбавитель, расход которого будет постоянным 5 ввиду постоянства перепада давления надроссель 8 и его проводимости. Время открытия клапана 9 равно продолжительности сигнала на выходе делительного устройства 17, вследствие чего количество инертного раз- О бавителя 6 поступившего из бачка 7 всмеситель 6, будет пропорционально продолжительности сигнала на выходе делительного устройства 17, а следовательно, обратно пропорционально текущей величине расхода про дукта в потоке (, т. е.(2)Яю где: К - постоянная величина,20 После перемешивания пробы продукта синертным разбавителем концентрация целевого компонента С ,. в смесителе 6 с учетом выражений (1) и (2) будет равна:(4) Д= К 4 СЯ,55 где: У(, = К,б - постоянная величина, 50 Таким образом, концентрация целевогокомпонента С в смесителе б прямо пропорциональна произведению текущих значений расхода потока продукта Я; и концентрации целевого компонента С; в этом 35 потоке.При исчезновении единичного сигнала Рс выхода командного устройства 18 клапаны 2, 3, и 5 возвращаются в исходное положение и рабочая полость дозатора 1 снова 40 подключается к технологическому аппарату 4.Второй этап включает отбор постояннойпробы из смеси продукта и инерпного разбавителя и перенос этой пробы в накопитель ную емкость 14.При подаче сигнала Р"= 1 происходитвключение привода дозатора 12 и открывание клапана 11. Рабочая полость дозатора 12 заполняется смесью продукта и инертного раз бавителя из смесителя 6. Далее, сигнал Р"снимается (Р"=О) и подается сигнал Р"= 1, при этом клапаны 10 и 13 откроются, а клапан 11 закроется. Смесь, оставшаяся в смесителе 6 после заполнения дозатора 12, сбра сывается в дренаж, а смесь из рабочей полости дозатора 12 полностью вытесняется в накопительную емкость 14.Количество ключевого компонента д1которое поступит в накопительную емкость 1460 с учетом постоянства количества смеси 6,вводимой дозатором 12, равно:5Соотношение (4) показывает, что количество целевого компонента д,., поступающее в емкость 14 из дозатора 12, в одной порции пробы пропорционально произведению текущих значений расхода продукта Я, и концентрации целевого компонента СПосле снятия сигнала Р" (Р"=О) клапаны 10 и 13 возвращаются в исходное положение и цикл подготовки и ввода одной порции пробы в накопительную емкость 14 заканчивается.Частота отбора проб из потока определяется эмпирически в зависимости от динамических свойств потока продукта, вырабатываемого технологическим аппаратом 4, и задается командным устройством 18. В течение заданного интервала времени (смена, сутки) в накопительную емкость 14 поступит У проб смеси из продукта и инертного разбавителя.Средняя концентрация С ключевого компонента в накопительной емкости 14 равна: 4790266После истечения заданного временногоинтервала производится анализ пробы из накопительной емкости 14. Значение концентрации целевого компонента С , полученной5 в результате анализа, пропорционально егоколичеству, т. е, выработке аппарата по ключевому компоненту за заданный интервал времени,1 О После отбора пробы на анализ смесь из накопительной емкости 14 через вентиль 15 сливается в дренаж.Точность определения количества целево 15 го компонента в предлагаемом способе независит от длительности анализа проб на анализаторе качества, поскольку анализ производится только один раз после истечения заданного интервала времени, Способ допуска 20 ет высокую частоту отбора проб и поэтомуколичество целевого компонента может быть определено с высокой точностью.(6) К,где; К 5 = и - постоянная величина,Х 61=1Как следует из соотношения (6), средняя концентрация С,целевого компонента в накопительной емкости 14 пропорциональна сумме частных произведений текущих значений, расхода потока продукта Я,. и концентрации целевого компонента С,. в нем, 25 Предмет изобретения Способ определения количества целевогокомпонента в потоке газообразного или жидкого продукта с переменным во времени расходом и химическим составом путем отбора постоянных проб,из потока и измерения его расхода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, в каждую отбираемую пробу продукта добавляют инертный разбавитель в зависимости от количества продукта в пробе, из получаемой смеси отбирают постоянные пробы и накапливают нх в течение заданного интервала времени с последующим измерением в на 4 о копленной смеси концентрации целевогокомпонента, пропорциональной количеству этого компонента в потоке за заданный интервал времени.479026 Составитель В, Кириллов Техред А. Камышникова Корректор Л. Денискина Редактор Е, Шепелева МОТ, Загорский филиал Заказ 7688 Изд. Мо 1653 Тираж 902 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5