Способ защиты от статической электризации жидких диэлектриков

 

Изобретение относится к технике защиты от статического электричества и может быть использовано в газовой, нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Цель изобретения - повысить эффективность снижения статической электризации жидких диэлектриков при их транспортировке и закачке в резервуары с целью исключения возможности взрыва или пожара. Сущность способа заключается в определении конкретной для каждого жидкого диэлектрика температуры, соответствующей нулевому потенциалу, и ее поддержании при выполнении технологических операций. 1 ил., 4 табл.

Изобретение относится к технике защиты от статической электризации и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности где имеет место перекачивание, транспортировка и заполнение различного рода резервуаров диэлектрическими жидкостями, что в определенных условиях приводит к взрыву и пожару.

Известен способ снижения статической электризации жидких и сыпучих материалов и устройство для его осуществления путем воздействия на среду в области расслаивания внешним электрическим полем с полярностью противоположной полярности поля между средой и распылителем без внешнего поля (см. а.с. N 649984, кл. Н 05 F 1/00, 1978, опубл. в БИ N 40, 1979).

Недостаток этого способа в том, что поле накладывают на область расслаивания, а не на весь объем хранимых диэлектрических материалов, поэтому статическая электризация снижается только в области расслаивания. Использование способа для всего объема малоэффективно, так как требует значительных затрат энергии на создание электрического поля, в противном случае часть заряда статического электричества будет оставаться в жидком диэлектрике.

Наиболее близким к предложенному способу является способ снятия зарядов статического электричества с поверхности движущегося диэлектрика при стирании термопластической записи нагревом.

Недостатком известного способа является его невысокая эффективность, так как температура нагрева устанавливается произвольно. Кроме того на поверхности движущегося диэлектрика остается часть осажденных зарядов, что требует вторичного стирания.

Цель изобретения - повысить эффективность способа при транспортировке и хранении различных типов жидких диэлектриков.

Поставленная цель достигается тем, что в способе снижения статической электризации жидких диэлектриков путем воздействия на них нагревом, согласно изобретению, перед нагревом диэлектрика сначала определяют температуру нулевого потенциала используемого жидкого диэлектрика, а затем воздействуют на него нагревом, поддерживая температуру диэлектрика соответствующего его нулевому потенциалу.

Необходимость перед нагревом диэлектрика определять температуру, при которой диэлектрик имеет нулевое значение потенциала, вызвана тем, что величина этой температуры для каждого типа жидких диэлектриков конкретна, и данных в источниках литературы и технике не имеется.

Соответствие предлагаемого способа критерию "существенные отличия" доказывается следующим.

Известно в литературе и технике (см. Справочник химика, 2-е изд., т.2, М-Л: Химия 1964, с.398, таблица), где содержится сходный отличительный признак предлагаемого способа, а именно температуры кипения, плавления, воспламенения органических веществ (жидких диэлектриков), но не содержится температур, соответствующих нулевому значению потенциала конкретного жидкого органического вещества (жидкого диэлектрика), которую в предлагаемом способе сначала определяют, а затем применяют для уменьшения степени электризации жидкого диэлектрика. Из сказанного следует, что сходный существенный признак в предлагаемом способе несет новую функцию - поддержание температуры жидкого диэлектрика, соответствующей значению его нулевого потенциала. Сочетание признаков способа позволяет повысить его эффективность. Проведенный анализ позволяет считать предлагаемый способ соответствующим критерию "существенные отличия".

Для осуществления способа была использована испытательная установка (см.чертеж), которая включала трехзажимную измерительную ячейку 1 с измерительным электродом 2, охранным электродом 3 и корпусом 4, усилитель постоянного тока 5 (У5-9), цифровой вольтметр 6 (В7-22а), термостат 7 (ИТИ-4) с термометром (не показан). Были испытаны: газовые конденсаты Южно-Соленинского месторождения из скважин NN 150, 121, составы которых приведены в табл.3, и ацетон.

Способ осуществляется следующим образом: жидкий диэлектрик - газовый конденсат из скважины N 150 - с начальной температурой 23^оС (возможна другая температура, например, 22^оС) заливают в полость трехзажимной измерительной ячейки 1, помещают ее в термостат 7. К измерительному электроду 2, соединенному с охранным электродом 3, и корпусу 4 измерительной ячейки 1 подключают усилитель постоянного тока 5, к выходу которого присоединяют вольтметр 6. На усилителе постоянного тока 5 устанавливают коэффициент усиления по напряжению К_u, равный 30 B/B. Индикатором усилителя 5 фиксируют потенциал N при 23^оС, который равен - 2,0 В, а вольтметром 6 фиксируют потенциал ϕ , равный - 67 mВ. Измерения потенциала производились двумя различными приборами (У5-9 и В7-22а) для того, чтобы снизить ошибку определения истинного потенциала испытуемого жидкого диэлектрика. Для получения среднего значения потенциала жидкого диэлектрика необходимо полученный потенциал N(B) разделить на коэффициент усиления по напряжению К_u (B/B), затем прибавить к результату значение показания по вольтметру потенциала ϕ (mB) и разделить на две (т.е. ϕ _ср = 1/2 (N/K_u+ ϕ ). В результате получим значение потенциала жидкого диэлектрика, равное - 67 mB (N/K_u = -2,0 B/30 B/B = -0,067 B = -67 mB). В табл.1 (графа 4) приведены средние значения потенциала испытуемого жидкого диэлектрика.

Выдерживают испытательную ячейку 1 с жидким диэлектриком 30 мин, затем включают термостат 7 и нагревают ячейку 1 с диэлектриком до 24^оС, выдерживают 5 мин при этой температуре, фиксируют потенциалы N и ϕ . Температуру, а также соответствующие им зафиксированные потенциалы N и ϕ заносят в табл. 1. Аналогичные действия производят через каждый градус до температуры ячейки 1 с жидким диэлектриком, при которой потенциалы N и ϕ будут равны нулю, затем действия продолжают повторять 3-4 раза до изменения потенциала, что позволяет убедиться в правильности определения температуры, соответствующей нулевому потенциалу для данного диэлектрика.

Аналогично были проведены опыты с газовым конденсатом Южно-Соленинского месторождения (скважина N 121 - см.табл.2) и ацетоном (см.табл.4).

Из приведенных опытов (см.таблицы 1, 2, 4) было определено, что для газового конденсата из скважины N 150 нулевому потенциалу соответствует температура 47^оС, для газового конденсата из скважины N 121: 56^оС, для ацетона: 34^оС. После определения для вышеупомянутых жидких диэлектриков температур, соответствующих значениям нулевых потенциалов, эти диэлектрики были нагреты до указанных ранее температур и хранились при этих температурах в течение 10 сут. Контрольные замеры потенциалов при этих температурах остались неизменными.

Преимущество предлагаемого способа заключается в повышении эффективности снижения степени электризации жидких диэлектриков за счет того, что нагрев жидких диэлектриков производится для каждого типа жидких диэлектриков до конкретной температуры, соответствующей нулевому потенциалу, что исключает возможность взрыва и пожара при перекачке, транспортировке и хранении жидких диэлектриков.

Формула изобретения

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ ЖИДКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ путем определения зависимости электризации от физических параметров жидкости и установки величины этих параметров в области минимальных значений электризации, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа для газовых конденсатов, в качестве указанной зависимости выбирают функцию электризации жидкости от ее температуры, а величину температуры устанавливают соответствующей нулевому значению потенциала жидкого диэлектрика и поддерживают ее в этом значении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6