Spôsob indikácie zmeny druhu kvapalnej fázy a zariadenie na vykonávanie tohoto spôsobu

Číslo patentu: 266110

Dátum: 14.11.1989

Autori: Šebeň Štefan, Gabarík Milan, Jaroš Alois

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka spôsobu indikácie zmeny druhu kvapalnej fázy v nemiešateľných kvapalných sústavách s polárnou a nepolárnou fázou ako aj zariadenia na vykonávanie tohoto spôsobu.V chemickom priemysle je potrebné pomerne často indikovat zmenu druhu kvapalnej fázy V určitom mieste chemického aparátu, lebo táto môže byt dôsledkom poruchy alebo neustálenosti technologického procesu a včasná a spoľahlivá indikácia tohoto stavu je velmi dôležitá pre predídenie vzniku havarijného stavu. Indikácia zmeny druhu kvapalnej fázy v určitom mieste resp. indikácia polohy medzifázového rozhrania je osobitne dôležitá pri separácií nemiešateľných fáz z emulzie vo fázových deličkách (separátoroch), kde dochádza k separácií fáz na základe ich rozdielnej hustoty.Na základe rozdielnej hustoty dvoch nemiešateľných fáz, tvoriacich skúmané prostredie, sú založené v praxi často používané spôsoby na sledovanie polohy medzifázového rozhrania.V pnmi sa však tiež zistilo, že tento na prvý pohlad jednoduchý a spoľahlivý spôsob máz hľadiska dlhodobej exploatácie niektoré podstatné nevýhody, ktoré využívanie tohto spôsobu znemožňujú. Podmienkou správnej funkcie prístrojov založených na tomto princípe je konštantnost hustôt obidvoch fáz hustoty sa však veľmi často v určitom rozsahu menia - či užv dôsledku koncentračných zmien v zložení jednotlivých fáz alebo v dôsledku teplotných zmien emulzie nastrekovanej do separačného uzla. Tieto negatívne faktory sa osobitne prejavujúv prípadoch, ked technologický proces v predchádzajúcom stupni nie je ustálený, čo je typické pre nábeh výroby, odstavovanie a rôzne poruchové stavy, kedy je však zvlášť potrebné spolahlivo určiť polohu medzifázového rozhrania. Výsledkom kolísania hustôt fáz je potom nespoľahlivost údajov o polohe medzifázového rozhrania, ktorá sa V dôsledku týchto hustotných fluktuácií delených fáz mení.Ďalším závažným nedostatkom zistovania polohy medzifázového rozhrania metódou založenou na rozdiele hustôt separovaných fáz je, že pri priemyselnej aplikácii separácie fáz z emulzie veľmi často dochádza po čase k tvorbe tzv. tretej fázy na medzifázovom rozhraní rôzne klky,látky smolovitého charakteru, ktoré sa v separačnom uzle postupne hromadia a často sú príčinou vyradenia indikačného systému z činnosti).Uvedené nedostatky odstraňuje spôsob indikácie zmeny druhu kvapalnej fázy v nemiešateľných kvapalných sústavách s fázou polárnou a nepolárnou podľa vynálezu. Podstata vynálezu spočíva v tom, že prechod medzi dvoma fázami, z ktorých jedna je tvorená nepolárnym rozpúšťadlom s prípadným obsahom dalších organických látok a druhá je tvorená vodným roztokom elektrolytu, sa indikuje zmenou elektrickej vodivosti. Elektrická vodivosť sa meria účinkami striedavého elektrického prúdu s frekvenciou 0,05 až 100 kHz a napätím 0,05 až 10 V, pričom skokovázmena v hodnote elektrickej vodivosti znamená zmenu druhu kvapalnej fázy.Zmenou druhu kvapalnej fázy v nemiašateľných kvapalných sústavách s jednou fázou polárnou a druhou fázou nepolárnou je možné indikovat zariadením podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že pozostáva z meracieho člena, tvoreného systémom merných elektrôd v ochrannej sonde z nevodivého materiálu, spojeného s vyhodnocovacím členom. Vyhodnocovací člen je dalej spojený s generátorom striedavého nízkofrekvenčného napätia a so zosilňovacím členomVýhoda spôsobu indikácie zmeny druhu kvapalnej fázy a zariadenia podľa vynálezu spočíva V tom, že umožňuje spoľahlivo indikovat fázové rozhranie dvoch nemiešateľných kvapalín s definovanými vlastnosťami a to bez ohladu na zmenu hustôt fáz tvoriacich skúmané prostredie.Ďalšou výhodou je, že vhodnou voľbou materiálu meracích elektród a ich usporiadaním sa dosiahne dlhodobá spoľahlivá funkcia zariadenia aj v tých prípadoch, ked na medzifázovaní rozhraní dochádza k tvorbe tzv. tretej fázy.Výhodou zariadenia podľa vynálezu je aj to, že ochranná sonda s mernými elektrödami je galvanicky oddelená od ostatných častí zariadenia (vyhodnocovací člen, generátor striedavé CS 266 110 B 1 3ho nizkofrekvenčného napätia a zosilňovací člen) a je napájaná striedavým elektrickým prúdoms napätím 0,05 až 10 V cez oddeľovaci transformátor, čo pri vhodnom kcnštrukčnom riešení sondy umožňuje jej použitie aj v prostredí s nebezpečim výbuchu.Poslednou výhodou je, že do chemického aparátu je možné umiestniť niekolko elektródo vých párov v rôznych výškach a opticky sledovat postupný pohyb medzifazového rozhrania v jednotlivých zönach, čo je vhodné najmä vo fázcvých deličkách.Zariadenie podľa vynálezu je schematicky znázornené na pripojenom výkrese.Zariadenie pozostáva z meracieho člena l, tvoreného systémom merných elektröd V ochrannej sonde z nevodivého materiálu, spojeného s vyhodnocovacim členom g, ktorý je dalej spojený s generátorom A striedavého nizkofrekvenčného napätia a so zosilňovacim členom A s funkčnými spinacími obvodmi.Merné elektrödy meracieho člena 1 v tvare drôtika, plieška alebo vaľčeka vyrobenéz elektrovodivého materiálu, dostatočne korozivne stáleho v danom prostredi sú umiestnenév ochrannom púzdre z nevodivého materiálu ktoré ich v podstatnej miere chráni pred nežiadúcimi účinkami skúmaného prostredia a sú pripojené k vyhodnocovaciemu členu 3, ktorý je napájaný zo zdroja striedavého napätia - generátora Ä. Vyhodnocovací člen g vyhodnocuje dva základné stavy elektródového páru stav zapnutia, ked medzi elektrôdami je elektricky vodivá fázaa stav rozopnutia, ked medzi elektrödami je elektricky nevodivá fáza. optickú alebo elektroakusticku signalizáciu druhu kvapalnej fázy v určitej častí zariadenia resp. potrubnej trasy zabezpečuje zosilňovací člen 4 s funkčnými spínacimi obvodmi, ktorý je pripojený na vyhodno covaci člen 2.signalizuje sa základný aj výnimočný stav signalizácia výnimočného stavu umožňuje spustenie resp. blokovanie iných zariadení, najčastejšie čerpadiel alebo ovládacích ventilov,čím sa vytvára základ pre zjednodušenie a automatizáciu manipulácie s dvojfázovými zmesami v aparátoch na ich separáciu a manipuláciu.Uvedené príklady ilustrujú, ale neobmedzujú predmet vynálezu. P r i k l a d l (porovnávaci)Do íázového separátora s objemom 63 m 3 bola nastrekovaná emulzia tvorená ťažšou vodnou fázou s obsahom do 15 hmot. anorganických solí a do 20 hmot. sodnej soli 4-nitrözodifenylamínu a lahšou toluénovou fázou s obsahom do 10 hmot. organických látok smolovitého charakteru (deriváty difenylamínu). Na indikáciu medzifázového rozhrania v separátore bol inštalovaný pristroj založený na princípe rozdielnej hustoty obidvoch fáz.vplyvom kolísania hustôt obidvoch fáz však boli údaje prístroja nespoľahlivé a po čase meranie celkom zlyhalo vzhľadom na postupné vylučovanie látok smolovitého charakteru na stenách separátora ako aj na medzifázovom rozhrani.V dôsledku prítomnosti nečistôt na polohe medzifázového rozhrania dochádzalo k pretokom jednej fázy do druhej s negatívnym dopadom na nasledujúce technologické stupne.Do modelového fázového separátcra bola kontinuálne nastrekovaná emulzia tvorená tažšou vodnou fázou s obsahom do 20 hmot. anorganických solí a Iahšou toluénovou fázou s obsahom do 10 hmot. organických látok smolovitého charakteru (deriváty difenylaminu). Na indikáciu polohy fázového rozhrania boli do separátora inštalované dva meracie členy l sondy vo výške 1/3 a 2/3 separátora. V každej sonde boli dve platinové elektródy s rozmerami 1,5 x 1,5 cm,vzdialenosť medzi elektródami bola cca 2 cm. Elektrôdy boli umiestnené v ochrannom puzdrez elektricky nevodivého materiálu a boli prepojené koaxiálnym káblom s vyhodnocovacím členom 3, tvoreným zapojením na princípe Wheetstonovho mostíka. Na elektrödy bolo privádzané striedavé napätie 0,5 V s frekveciou 1 kHz.Ked bolo medzifázové rozhranie V separátore v požadovanom rozsahu (medzi 1/3 a 2/3 výšky), bola spodná elektrôda V stave zapnutom a horná v stave rozopnutom, čo bolo opticky signalizované ako normálny stav. Pri posune medzifázového rozhrania (zmena druhu kvapalnej fázy) mimo požadovaného rozsahu (nad rozsah-obidve elektrődy v stave zapnutom, pod rozsah-obidve elektrôdy v stave rozopnutom) bola táto skutočnosť opticky a akusticky siqnalizovaná,co umožňovalo včasný a operatívny zásah obsluhy separátora a prieniky fáz boli prakticky vylúčené. Elektrôdy boli odolné proti usadeninám a zariadenie pracovalo dlhodobo spoľahlivo.Do fazového separátora pracujúceho za podmienok ako V príklade 2 boli inštalované 4 elektrědy v rôznych výškach v spoločnom ochrannom puzdre z nevodivého materiálu a na každú z týchto elektród bolo privedené striedavé napätie deliča. Elektricky vodivá kostra seaprátora tvorila spoločnú elektrődu pre 4 elektrödy inštalované v separátore.Vyhodnocovacie zariadenie, konštruované na princípe merania prúdu prechádzajúceho odporovým deličom, vyhodnocovalo stav elektröd proti kostre separátora (zapnutý, rozopnutý),ktorý odpovedal polohe medzifázového rozhrania V separátore a táto skutočnosť bola opticky signalizovaná pomocou LED diöd na paneli.Emulzia vodnej fázy s obsahom 20 hmot. síranu sodného a toluénovej fazy s obsahom 40 hmot. N-nitrôzodifenylamínu sa viedla do separátora, odkiaľ toluénová fáza natekala do zásobníka, z ktorého sa čerpala (odberovým hrdlom v istej vzdialenosti od dna zásobníka) do dalšieho technologického stupňa - prešmyku N-nitrôzodifenylamínu na 4-nitrôzodifenylamín v bezvoumprostredí. V zásobníku toluénového roztoku N-nitrőzodifenylamínu sa však po dlhšej dobe usadilo na dne určité množstvo vodnej fázy nedokonale oddelenej v separátore a hrozilo nebezpečie jej prieniku do reaktora prešmyku s negatívnymi technologickými následkami.V potrubnej trase toluénového roztoku N-nitrözodifenylamínu v tesnej blízkosti zásobníka boli inštalované elektrődy v meracej sonde, spojené s vyhodnocovacim členom a nápajané striedavým napätím 0,5 V s kmitočtom 1 kHz.V prípade prieniku vodnej fázy do meracej sondy dôjde k zapnutiu elektrôd a spínací člen zariadenie odblokuje čerpadlo a spustí svetelnú a optokú signalizáciu, čo prakticky znemožňuje prienik vodnej fázy do nevodného prostredia pre mykových reaktorov.zariadenie pracovalo dlhodobo spoľahlivo.1. spôsob indikáciezmeny druhu kvapalnej fázy v nemiešateľných kvapalných sústavách s jednou fázou polárnou a druhou fázou nepolarnou, vyznačujuci sa tým, že prechodmedzi dvoma fázami sa indukuje zmenou elektrickej vodivosti meranej účinkami striedavého elektrického prúdu S frekvenciou 0,05 až 100 kHz a s napätím 0,05 až 10 V, pričom skoková zmena v hodnote elektrickej vodivosti indikuje zmenu druhu kvapalnej fázy.2. Zariadenie na indikáciu zmeny druhu kvapalnej fázy v nemiešateľných kvapalných sústavách podľa bodu 1, vyznačujúce sa tým, že pozostáva z meracieho člena (1), tvorenéhosystémom merných elektröd V ochrannej sonde z nevodivého materiálu, spojeného s Vyhodnocovacím členom (2), ktorý je čalej spojený s generátorom (3) striedavého nĺzkofrekvenčného napätiaa so zosilñovacím členom (4) s funkčnými spínacími obvodmi.

MPK / Značky

MPK: B01J 19/00

Značky: indikácie, spôsob, druhu, spôsobu, zariadenie, tohoto, vykonávanie, změny, fázy, kvapalnej

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-266110-sposob-indikacie-zmeny-druhu-kvapalnej-fazy-a-zariadenie-na-vykonavanie-tohoto-sposobu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob indikácie zmeny druhu kvapalnej fázy a zariadenie na vykonávanie tohoto spôsobu</a>

Podobne patenty