Устройство для исследования углеводородных смесей

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскккСоциалистическихРеспублик(51)М. Кл. 6 01 М 27/22 Гооударствеа)й комитет СССР по делам изабретеииЯ и открытиЯ(72) Авторы изобретения П,В, Михальков, Б.А. Альбов, Г.Ф. Тиняков и Л.М. Кравченко Волгоградский государственный научно.-исследовательский проектный институт нефтяной промЬ)шленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ Изобретение относится к исследованию фазовых равновесий системы газ-жидкость и может быть использовано для изучения физических свойств углеводородных смесей.Известно устройство для исследования газожидкостных смесей, содержащее рабочую камеру переменного объема, мешалку, термостатирующую рубашку, вискозиметр и микропресс, причем10 измерительная трубка вискозиметра помещена внутри рабочей камеры 111 .Однакохотя устройство позволяет получить параметры, характеризующие физические свойства жидкой и газовой15 фаз, но не позволяет фиксировать границы раздела фаз и проводить наблюдения за изменениями их объемов.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой 2 о ство, содержащее сосуд высокого давления с входным и выходным вентилями, мешалку с впаянным в нее постоян.ным магнитиком, соленоид, пьезометр,поршень и смотровые окна, через которые наблюдают за положением мениска между фазами и получают представление о фазовом и объемном поведении изучаемой системы 12 .Однако установка недостаточно эффективна для исследования систем в критической и вблизи критической области, где возможно образование интерфазы и появляется необходимость фиксировать верхний уровень раздела с газовой фазой, нижний - с жидкой фазой и определять объем интерфазы.Целью изобретения является повышение эффективности исследования углеводородных смесей в области близкой к критической путем обеспечения возможности определения границ и объема интерфаэы.Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее камеру с входным и выходным вентилями, мешалку в виде электрода, измерительный колебательный контур, соленоид., снаб 3 88жено мерительным лимбом, коаксиально расположенным относительно верхней части камеры, а соленоид мешалка- электрода помещен на подвижной части мерительного лимба, причем мешалка- электрод установлена с возможностью осевого перемещения,На Фиг.1 схематично показано устройство: на фиг.2 - структурная схема устройства. устройство содержит (см фиг. 1)камеру 1, которая в верхней части 2выполнена из немагнитного материалаи имеет выходной вентиль 3, соленоид4, одетый на верхнюю часть 2 камерыустановленный на подвижной части мерительного лимба 5. В нижней части камеры 1 имеет выходной вентиль 6, Внешнюю поверхность камеры 1 охватываетнагреватель 7. Внутри камеры 1 размещена мешалка-электрод 8, закрепленная на изоляторе 9, через который проходит проводник 10, электрическисоединенный через скользящие контакты11 с выходным проводником 12. Изолятор 9 нижней частью опирается на возвратную пружину 13, а на верхней части изолятора 9 закреплен сердечник14 мешалки-электрода. Камера 1 имеетвводы для подключения датчиков давления 15 и температуры 16, Камера 1соединена в нижней части через вентиль6 (см,фиг. 2) с измерительным прессомрабочей жидкости 17, а в верхней части через вентиль 3 - с пробоотборником 18 и измерительным прессом 19.Электрод 8 соединен с индуктивностью20 и входомосциллографа 21, а через индуктивность связи 22 - с выходомгенератора стандартных сигналов 23,Вход Х осциллографа 21 соединен также,с выходом генератора стандартныхсигналов 23. Таким образом, мешалкаэлектрод 8 и внутренняя поверхностькамеры 1 является электрической емкостью, а при соединении ее с индуктивностями 20 и 22 образуется резонансный колебательный контур, позволяющий определить границу раздела фазгаз-жидкость в камере 1 методом фазового сдвига двух электрическихнапряжений, что наблюдают на экране осциллографа 21.Сердечник электрода-мешалки 12 находится в магнитном поле соленои да 4, соединенного с выходом выпрямителя 24, который в зависимости от режима работы установки, обеспечивает.питание соленоида 4 либо постоянным 5 1 О 15 го 25 30 35 40 45 50 55 ляют по методу фазового сдвига двух напряжений, поступающих на входы , и Х осциллографа 21 (метод эллипса) . В процессе определения (поиска) током, либо импульсами тока. Датчикдавления 15 соединен с индикаторомдавления 25, а термодатчик 16 - синдикатором температуры 26,Принцип действия устройства дляисследования углеводородных смесейсводится к следующему,Камеру 1 заполняют рабочей жидкостью (например жидким нетоксичнымметаллическим сплавом). Определенноеколичество углеводородной смеси изпробоотборника 18 прессом 19 переводят в камеру 1, при этом часть рабочей жидкости при определенном давлении отбирают из камеры 1 прессом17. В отобранной пробе при определенных давлении и температуре проводятпоиск границы раздела газа и жидкости путем осевого перемещения электрода 8,Фиксирование границы раздела фазпроизводят следующим образом,На колебательный контур 1,8,20и 22 с генератора стандартных сигналов 23 подают немодулированные стабильные колебания высокой частоты(Г=ЗМГц). При положении мешалкиэлектрода 8 в жидкой или газовой Фазах частота собственных колебанийконтура Ц,) не равна частоте колебаний генератора стандартных сигналов23 (1, 1 ;-) и поэтому напряжение,поступающее с колебательного контура 1,8,20 и 22 на входосциллографа 21, сдвинуто по фазе относительнонапряжения, поступающего на вход(на экране осциллографа наблюдают эллипс 1. В момент нахождениямешалки-электрода 8 на границе раздела фаз газ-жидкость частота собственных колебанийконтура 1,8,20и 22 становится равной частоте колебаний генератора (1,) стандартныхсигналов 23 (1,). В колебательном.контуре возникает явление резонанса, при этом сдвиг по фазе междунапряжениями, поступающими на входыи Х осциллографа 21, равен 0 или130 (на экране осциллографа наблюдают одну четкую линию, расположенную под некоторым углом относительнокоординатных осей экрана осциллографа), Таким образом, границу разделаФаз газ-жидкость в камере 1 опреде881598 Формула изобретения границы раздела фаз газ-жидкость в камере 1 соленоид 4 питается от выпрямителя 24 постоянным током, обеспечивающим создание внутри верхнейнемагнитной) части 2 сильного магнитного поля. Под действием магнитного поля сердечник 14 и жестко скрепленная с ним мешалка-электрод 8 занимают определенное положение, которое на уровне раздела фиксируется на чальным отсчетомй - см ) на мериьтельном лимбе 5. После того, какграница раздела фаз (отсчет Р) , давление (Р) и температура Т) зафиксированы, при закрытом вентиле Э и 1% открытом вентиле 6 включают нагреватель 7 и ступенями поднимают температуру пробы в камере 1. На каждой ступени, с целью установления фазового равновесия пробы, включают мешалку 264,8 и 14). При этом, питание обмотки соленоида 4 осуществляют от выпрямителя 24 импульсами тока, По показаниям индикаторов 25 и 26 фиксируют давление Р и температуру Т;. После установления фазового равновесия пробы питание обмотки соленоида 4 импульсами тока прекращают (т.е. выключают мешалку) и в обмотку соленоида 4 от выпрямителя 24 включают поточный ток, ЗО Сердечник 14, а, следовательно, и электрод 8, занимают определенное положение в камере 1, определяемое положение соленоида 4, Соленоид 4 имеет возможность перемещаться по образующей цилиндра 2, где положение его . фиксируется при помощи мерительного лимба 5 с точностью отсчета порядка 0,1 мм см.фиг.1), При этом сердечник 14 и жестко скрепленная с ним мешалка- электрод 6, имеют осевое перемещение внутри камеры 1,Мешалку- электрод 8 перемещают в осевом направлении до получения на экране осциллографа 21 одной четкой ли-нии, показывающей, что электрод 8 находится на границе раздела фаз бгаз-жидкость. По шкале мерительного лимба снимают отсчет К 1 см). Разница в отсчетах М;11, показывает измерениефобъема жидкой фазы, Фиксируют давление ги температуру Т,При достижении температуры, близкой к критической, фиксируют границу раздела с газовой фазой, снимают отсчет М 1(см) на мерительном лимбе 5 и продолжают перемещение мешалки- электрода 8 в сторону жидкой фразы до тех пор, пока на экране осциллографа 21 останется одна четкая линия В момент раздвоения четкой линии (начало появления эллипса) снимают отсчет 1111 см ). Разница в отсчетах Й 1-Фопределяет объем интерфазы. Таким путем достигается увеличение эффективности исследования фазового и объемного поведения углеводородной смеси в области близкой к критической. Устройство для исследования углеводородных смесей, содержащее камеру с входным и выходным вентилями, мешалку в виде электрода, соленоид и измерительный колебательный контур, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности ис-, . следований углеводородных смесей в, области близкой к критической, оно снабжено мерительным лимбом , коак-. сиально расположенным относительноверхней части камеры, а соленоид мешалки-электрода помещен на подвижнойчасти мерительного лимба, причем мешалка-электрод установлена с возможностью осевого перемещения,Источники информациир принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР У 42319, кл. 6 01 й 11/00, 1968.2, Циклис Д.С. Расслоение газовых смесей. "Химия", 1969, с.154-155 (прототип) .881598 г 1 г.2 ррректор М 11 ож писно каз 9961/66 Тираж ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра910 Подо комитета СССРи открытийушская наб., д. 4/ЩМ ЕПатент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал Составитель В. Гусевактор М. Погориляк Техред Р.Олиян