Анализатор для определения содержания серы в нефтепродуктах, преимущественно светлых

 

Сущность изобретения: анализатор включает реактор для сжигания пробы нефтепродукта, размещенный в реакторе инжектор-смеситель с внешней трубой для подвода кислорода и внутренней трубой для подвода нефтепродукта, размещенный в реакторе на выходе инжектора-смесителя воспламенитель струи пробы, размещенный вне реактора, охладитель смесителя, дозатор пробы, привод дозатора, устройство контроля расхода кислорода и детектор содержания оксидов серы в продуктах сгорания пробы. При этом дозатор между стенкой корпуса смесителя и выходным концом трубки для подачи пробы превышает размер выходного патрубка смесителя не более, чем в 4 раза. 1 ил.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано предприятиями и организациями, связанными с производством и потреблением нефтепродуктов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является анализатор для определения содержания серы в нефтепродуктах, преимущественно светлых, включающий реактор для сжигания пробы нефтепродукта, размещенный в реакторе инжектор-смеситель, содержащий внешнюю трубку для подвода газа (кислорода) и внутреннюю трубку (иглу) для подвода анализируемой пробы, дозатор пробы, привод дозатора, устройство контроля расхода кислорода и детектор содержания оксидов серы в продуктах сгорания (1).

Недостатками анализатора являются: недостаточно высокая точность анализа из-за накопления во внутренней трубке (игле), нагреваемой выше температуры кипения пробы, соединений серы, которые не участвуют в анализе; недостаточно широкий диапазон определяемых концентраций серы из-за ограниченной возможности изменения скорости дозирования пробы, большая длительность анализа из-за ограничения скорости дозирования пробы, малой интенсивности и горения и необходимости разбавления пробы при расширении определяемого диапазона.

Целью изобретения является расширение диапазона определяемых концентраций серы, повышение точности и ускорение анализа.

Поставленная цель достигается тем, что анализатор снабжен размещенным на выходе инжектора-смесителя воспламенителем струи пробы, размещенным вне реактора охладителем смесителя, а зазор между соплом смесителя и выходным концом трубки для подачи пробы превышает диаметр выходного патрубка смесителя не более, чем в 4 раза.

На чертеже изображен предлагаемый анализатор.

В реакторе 1 установлен инжектор-смеситель 2 со штуцером для ввода кислорода и уплотнением 3 для герметичной установки капилляра (внутренней трубки) 4 (иглы шприца). Инжектор-смеситель сообщается с зоной сжигания отводящим патрубком (соплом) с отверстием "d", сечение которого определено из условия пропускания струи смеси пробы с кислородом со скоростью, превышающей скорость горения этой смеси. Капилляр 4 фиксируется ограничителем 5 так, чтобы зазор "S" между поверхностью сопла и выходным концом капилляра превышал сечение отверстия "d" не более, чем в 4 раза. Такая величина зазора обеспечивает обтекание конца капилляра струей кислорода со скоростью, позволяющей увлечь весь продукт из пробы, поступающей из капилляра в сопло. Указатель расхода 6 индицирует величину расхода кислорода, а регулятор 7 служит для установления его расхода, достаточным для полного сгорания пробы при температуре не ниже 1450^о С. Охладитель 8 охлаждает входную зону реактора. Реактор снабжен устройством 9 воспламенения струи смеси пробы и кислорода, истекающей из сопла. Капилляр связан с дозатором пробы 10 (шприц). Привод дозатора 11 способен осуществлять дозирование пробы с заданной скоростью. С приводом дозатора связано устройство 12 контроля расхода пробы. Выход реактора 1 связан с детектором 13 оксидов серы. В зоне сжигания реактора размещена газопроницаемая огнеупорная перегородка 14.

Устройство работает следующим образом.

В реактор 1 через инжектор-смеситель 2 подают кислород, расход которого устанавливает регулятором 7 и контролируют по индикатору расхода кислорода 6. Включают охладитель 8. В дозатор 10 пробы с капилляром 4 набирают пробу нефтепродукта, вводят капилляр через уплотнение 3 в инжектор-смеситель, фиксируют его в положении, заданном ограничителем 5, и при помощи привода дозатора 11 подают пробу через капилляр с заранее заданной и согласованной с расходом кислорода скоростью. При этом кислород, проходя с высокой скоростью через зазор "S", подхватывает поступающий из капилляра 4 жидкий продукт пробы (например, бензин), распыливает его и через сопло сечением "d" выносит в зону сжигания в виде струи смеси тонко распыленного продукта с кислородом, где смесь зажигают устройством воспламенения 9. Поскольку скорость истечения смеси через сопло "d" больше скорости ее горения, то пламя не распространяется внутрь инжектора-смесителя и находится постоянно на некотором расстоянии от сопла. Поэтому в инжекторе-смесителе смесь пробы с кислородом остается холодной, чему способствует и работа охладителя. При этом, а также из-за высокой скорости и минимального пути смеси, время пребывания ее в инжекторе мало, что обеспечивает выход пробы в зоне сжигания преимущественно в жидком виде. Сведение к минимуму испарения пробы внутри инжектора-смесителя исключает возможность образования в нем осадка соединений серы до их поступления в факел и повышает точность анализа. Распыливание пробы кислородной струей способствует высокой полноте сгорания при минимальном избытке кислорода и достижению температуры факела, значительно превышающей 1450^о С. При этой температуре все соединения серы превращаются в диоксид серы. Газопроницаемая перегородка 4 резко снижает скорость струи смеси, что локализует зону горения и способствует повышению температуры в этой зоне. Продукты сгорания поступают в детектор серы 13, выдающий информацию об общем количестве серы, поступившем в виде диоксида. Информацию о расходе пробы получают от устройства 12 контроля расхода пробы.

По результатам совместной обработки данных о количестве серы и расходе пробы судят об абсолютном или относительном содержании серы.

При горении распыленной пробы в струи кислорода скорость горения возрастает на несколько порядков, что способствует ускорению анализа.

Таким образом, комплексное применение инжектора-смесителя, охладителя и устройства воспламенения пробы обеспечивают подачу пробы в камеру сгорания в виде жидкости, хорошо распыленной в струе кислорода, ее воспламенение и полное сжигание.

Формула изобретения

АНАЛИЗАТОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СЕРЫ В НЕФТЕПРОДУКТАХ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО СВЕТЛЫХ, включающий реактор для сжигания пробы нефтепродукта, размещенный в реакторе инжектор-смеситель с выходным соплом, содержащий размещенные коаксиально внешнюю трубку для подвода кислорода и внутреннюю трубку для подвода анализируемой пробы, дозатор пробы, привод дозатора, устройство контроля расхода кислорода и детектор содержания оксидов серы в продуктах сгорания пробы, отличающийся тем, что он снабжен размещенным в реакторе на выходе инжектора-смесителя воспламенителем струи пробы, размещенным вне реактора охладителем смесителя, а размер зазора между соплом и выходным концом капилляра превышает размер выходного отверстия сопла не более чем в 4 раза.

РИСУНКИ

Рисунок 1