СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНАСЫЩЕНИЯ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
METHOD FOR DETERMINATION OF LIQUID'S GAS SATURATION AND DEVICE FOR ITS REALISATION

Изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, в которых процесс протекает при высоком давлении и высокой температуре. Способ определения газонасыщения жидкости может быть использован для контроля концентрации растворенного газообразного реагента в жидком реагенте, при проведении гетерогенно-каталитических газожидкостных реакций, протекающих при высоком давлении и температуре, например - реакции гидрирования, окисления и некоторые другие.
Известны устройства для отбора проб газов высокого давления (пат. РФ №2152017, G01N 1/22), (пат. РФ №2193178, G01N 1/22), применяемые в ракетно-космической технике, авиации, машиностроении и др. отраслях промышленности. Особенностью устройств является то, что они позволяют отбирать пробы только газов из магистралей высокого давления.
Известно устройство для отбора проб из трубопровода (пат. РФ 105399, G01N 1/10), применяемое в нефтедобываемой промышленности. Особенностью устройства является то, что оно предназначено для отбора проб жидких углеводородов, транспортируемых под высоким давлением.
В процессе патентного поиска не выявлено заявок, в которых был бы предложен способ определения газонасыщения жидкостей при проведении газожидкостных реакций.
Перед авторами стоит задача: разработать способ определения газонасыщения жидкости и устройство для отбора проб жидкости, насыщенной газом, находящейся под высоким давлением (10-15 МПа), разделить их и измерить количество компонентов пробы.
Поставленная задача реализуется с помощью устройства для определения газонасыщения жидкости (фиг.). Устройство состоит из пробоотборника и измерительного прибора. Пробоотборник включает в себя входной вентиль точной регулировки 1, капилляр 2, калибровочную микроемкость 3 и выходной вентиль точной регулировки 4, измерительный прибор включает в себя мерную бюретку 5, внутреннюю трубку 6, измерительную трубку 7, заполненную запорной жидкостью, вспомогательную емкость 8.
С учетом того, что отбор проб производится из реактора высокого давления, применяются вентили точной регулировки высокого давления, игольчатой конструкции, а между входным вентилем точной регулировки 1 и калибровочной микроемкостью 3 установлен капилляр 2 для того, чтобы предотвратить гидроудар при заполнении микроемкости 3.
Способ определения газонасыщения жидкости и отбора проб осуществляется следующим образом: нормальное положение вентилей 1 и 4 пробоотборника - закрытое; входной вентиль точной регулировки 1, установленный на штуцере реактора, плавно открывают, при этом жидкость, насыщенная газом, через капилляр 2 заполняет калибровочную микроемкость 3, затем входной вентиль 1 закрывают; выходной вентиль точной регулировки 4 плавно открывают, жидкость, насыщенная газом, под собственным давлением вытекает и попадает в мерную бюретку 5 измерительного прибора. При дросселировании жидкости происходит разделение пробы на газовую и жидкую составляющие и снижение температуры пробы до комнатной. Выделившийся газ поступает через внутреннюю трубку 6 в верхнюю часть измерительной трубки 7 и выдавливает запорную жидкость из кольцевого пространства во вспомогательную емкость 8. По разности исходного и конечного уровней запорной жидкости определяют объем газовой составляющей, а объем жидкости измеряют в мерной бюретке 5. Поскольку отбор проб осуществляется через калибровочную микроемкость, то объем жидкости в мерной бюретке будет практически постоянным.
После каждого отбора проб жидкость сливают из мерной бюретки 5, при этом избыточное давление газа в измерительной трубке 7 снимается удалением газа через внутреннюю трубку 6.
К достоинствам способа можно отнести несложность конструкции устройства, простоту и быстроту отбора проб, минимальное количество отбираемых реагентов, не нарушающее технологический процесс.
Техническим результатом изобретения является возможность комфортного и безопасного отбора проб, точное определение количества растворенного газового компонента в жидком реагенте, находящемся под высоким давлением (10-15 МПа), точное определение количества жидкой составляющей пробы, которые в дальнейшем могут быть использованы для контроля протекания газожидкостных реакций и для расчета химических реакторов.
Таким образом, поставленная задача решена.