專利名稱：柴油凝固點、冷濾點同期在線分析方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于煉油生產過程中油品質量在線分析領域，尤其涉及一種柴油凝固點、冷濾點同期在線分析方法及其裝置。
背景技術：
柴油凝固點、冷濾點是標示柴油低溫特性的兩個重要質量指標，在煉油生產過程中，實時監測這兩個指標，可以指導操作工人及時修正操作，實現對柴油質量卡邊控制，最大限度地提高柴油收率，經濟效益十分顯著。因此穩定可靠的柴油凝固點、冷濾點在線分析儀就變得重中之重了。
當今市場主導產品是美國GCA公司的PSG44675型冷濾點分析儀和PSG44670型通用傾點分析儀，其基本結構是參見圖1所示，它包括測試室101、樣品測量頭102、過濾網組件103、測溫元件104、致冷模塊105、冷卻水箱106、差壓變送器107；邏輯電路108、壓力脈沖儲蓄U型管109、正壓導管110、負壓導管111；進樣電磁閥112、排樣電磁閥113、溢流電磁閥114、壓力脈沖施加電磁閥115、壓力脈沖儲蓄電磁閥116、正壓放空電磁閥117、負壓放空電磁閥118。
其工作原理是(1)進油樣電磁閥112、114開啟，其余電磁閥關閉。
(2)油樣降溫所有電磁閥關閉，致冷模塊105加電。
(3)變送器歸零，壓力脈沖儲蓄放空電磁閥117、118、氣壓脈沖儲蓄電磁閥116開啟，其余電磁閥關閉。
(4)測試凝固點氣壓脈沖施加電磁閥115開啟，儲蓄在U型管中的低壓空氣擴散到測試室，直接作用差壓變送器117的正壓室，并經油樣、過濾網組件103、樣品測量頭102傳遞給差壓變送器117的負壓室，等于施加一次壓力脈沖。
每施加一次壓力脈沖，檢測一次變送器輸出信號與給定值比較，若低于給定值，重復(3)、(4)項操作。直至變送器輸出信號≥給定值時刻說明濾網已經堵塞，此時刻測溫元件104的輸出值就是油樣冷濾點。
該公司生產的PSG-44670型通用傾點(凝固點)儀與PSG-44675型濾點儀只有一點不同，取消了過濾網組件103，給定值改小其余完全一樣，不再贅述。
現有技術的特征及存在的不足(1)依半導體致冷器使測試室降溫。(2)依施加外部氣壓脈沖使測試室內的油樣產生微動。(3)用差壓變送器周期性檢測油樣動態粘滯阻力降與給定值比較。(4)一個分析周期由多個檢測周期組成。(5)每一個檢測周期，差壓變送器要重歸一次零；儲壓U型管要重儲一次氣壓脈沖；電磁閥要重復動作一次。(6)分析精度與重復檢測周期相關聯，周期長檢測孔徑大精度就差；重復周期短檢測孔徑小精度高，但電磁閥頻繁動作，壽命將會大大減短。
由于上述檢測油樣動態粘滯阻力的方法，決定了其結構的復雜性；也決定了檢測比較的周期性和兩種儀器結構高度重復，使造價大大提高。由于檢測比較的周期性，決定了分析周期長和分析精度低的情況。PSG-44675冷濾點分析儀，重復精度標稱值±1℃。PSG-44670傾點(凝固點)分析儀，重復精度標稱值±2.5℃。
發明內容
本發明所要解決的問題在于克服了現有技術的不足，提供一種柴油凝固點、冷濾點同期在線分析方法及其裝置，它集凝固點、冷濾點分析于一體，無需施加外部氣壓脈沖，在同一個分析周期內連續監視降溫過程中的油樣靜壓變化，達到閾值即刻采集凝固點和冷濾點值。
本發明所要解決的技術問題是采取以下方案來實現的1.一種柴油凝固點、冷濾點同期在線分析的方法，它以如下的步驟實現油樣置換油樣置換電磁閥一、油樣置換總電磁閥開啟，其余電磁閥關閉，用新油樣置換冷濾點分析排油管路及分析腔室中的舊油樣，舊油樣經溢流口輸油管流入油樣回收器；油樣置換電磁閥二、油樣置換總電磁閥開啟，其余電磁閥關閉，用新油樣置換導壓管路及分析腔室中的舊油樣，舊油樣經溢流口輸油管流入油樣回收器；致冷降溫給兩個半導體致冷器加電，放空電磁閥開啟，其余電磁閥關閉，讓分析腔室逐漸降溫；監測凝固點計算機連續檢測差壓變送器輸出，進行運算與閾值比較，在大于等于閾值的時刻，采集測溫元件輸出，運算后顯示凝固點值；停冷恢復給兩個半導體致冷器)斷電，油樣置換電磁閥二、放空電磁閥開啟，其余電磁閥關閉，使分析腔室逐漸升溫；監測冷濾點由計算機連續檢測差壓變送器輸出值，并進行運算與閾值比較，在大于等于閾值時刻，采集測溫元件的輸出值，運算后顯示冷濾點值，完成一個分析周期。
本發明所要解決的技術問題還可以采取以下方案來實現的如前述的方法，所述的凝固點、冷濾點的判斷依據是由以下分析式得出P3＝P2/P1＝HYMY·P(T2)/HYMY＝P(T2)………………………(4)2.根據前述的方法中用的一種柴油凝固點、冷濾點同期在線分析裝置，該裝置以分析腔室為中心，在其上下兩端分別經上、下絕熱管、與上、下油路板以靜壓方式固定連接；在所述的分析腔室左右兩面分別安裝致冷器一、致冷器二，在所述的分析腔室前面或后面經導壓管與下油路板連通；分析腔室內下方安裝濾網組件；在致冷器一外側安裝冷卻水箱一，在致冷器二外側安裝冷卻水箱二；上油路板頂面安裝一支測溫元件，且測溫元件下端伸到分析腔室中部，上油路板側面油樣溢流口經輸油管與油樣回收器連通；下油路板左側或右側油樣置換口一經輸油管與油樣置換電磁閥一出口連通；下油路板左側或右側油樣置換口二經輸油管與油樣置換電磁閥二出口連通；下油路板左或右側靜壓取樣口經導壓管與差壓變送器正壓室連通，差壓變送器負壓室連通大氣；油樣置換電磁閥一的入口與油樣置換電磁閥二的入口與油樣置換總電磁閥出口與放空電磁閥入口經輸油管連通，油樣置換總電磁閥入口連通油樣采集口，放空電磁閥出口連通油樣回收器；差壓變送器、測溫元件及所有電磁閥的電信號端分別與計算機連接。
上述的方法，原理確切，其裝置結構簡單，可使儀器的造價降低一倍；可使用戶水、電、氣、油消耗節約一倍；工作效率提高一倍。重復分析精度達±0.5℃，優于PSG-44670和PSG-44675。優于國家標準《GB510、GB386》。
圖1是習用技術的結構示意圖；圖2是本發明的試驗裝置示意圖；圖3是本發明裝置的結構圖；圖4是圖3的C-C向剖視圖。
具體實施例參見圖2，通過實驗說明本發明的機理。
我們可以取一根300毫米高的試管(201)，在其底部開一個孔，經導流管(202)與一個放空閥(203)連接。在距離底部34毫米處試管內安裝一片363鉬的濾網(204)；在距離底部50毫米處試管壁上再開一個孔，經導壓管(205)與差壓變送器(206)正壓室連接，差壓變送器負壓室與大氣相通。差壓變送器的信號輸出端連接一塊壓力數顯表(207)。試管內再安裝一根測溫元件(208)，測溫元件輸出端連接一塊溫度數顯表(209)。把特定溫度的柴油標準樣品慢慢倒入試管，使壓力數顯表顯示一個恒定值。準備工作就緒，把試管放入冷阱(210)內降溫試驗，。
開始時刻溫度逐漸降低，靜壓值不變；后來靜壓值也隨溫度的降低開始慢慢降低而且越來越快，注意記錄下凝固點對應的靜壓值。至此完成一個試驗周期的前半周期。
取出試管開啟試管底部放空閥，在常溫下觀察油樣溫度和靜壓值的復原過程，由于慣性，開始時刻溫度和靜壓值都繼續下降只是速度越來越慢至零；接著溫度和靜壓值都開始回升，速度同樣越來越慢至零；接著溫度繼續回升靜壓值開始下降，這時要注意記錄冷濾點對應的靜壓值，至此一個試驗周期結束。
這樣的試驗可以重復幾十次甚至幾百次，審查所做記錄我們會發現與凝固點對應的一族靜壓值幾乎是相同的；冷濾點對應的一族靜壓值幾乎也是相同的。把凝固點靜壓值和冷濾點靜壓值分別求平均就得到了凝固點和冷濾點的分析判據，不過這樣得到的判據只適用于特定油樣溫度的條件，實際生產過程中在線分析，油樣溫度是在一定范圍內波動的。
依據前述的試驗分析機理如下凝固點分析因為油品的粘滯阻力FN是溫度T的函數即FN＝F(T)；油品的體積VY也是溫度T的函數即VY＝V(T)。油品的密度MY是溫度T和組分分率I的雙元函數即MY＝M(T，I)。
所以我們必須保證每次裝入試管中的柴油液注高度是恒定的；油樣溫度是恒定的，從而保證差壓變送器檢測到的初始靜壓值P是恒定的。
P＝HYMY。………………(1)HY試管液注高度。MY試管液注密度。
當試管被致冷漸漸降溫時，試管中油樣的粘滯阻力隨溫度降低而上升即T↓FN↑；油樣的體積隨溫度降低而縮小即T↓VY↓。由于這兩種現象發生速度不一樣，FN↑變化快；VY↓變化慢，因此造成了試管中微小空隙的產生，我們把這種現象稱為液注被降溫過程中的騰空現象。
令試管油樣被致冷前，差壓變送器檢測到的靜壓值為P1＝P；試管油樣被致冷到凝固點T2時刻，差壓變送器檢測到的靜壓值為P2，正是上述騰空現象使得P2＜P1，因此得到P1＝HYMY………………(2)P2＝HYMY·P(T2)…………………(3)式中P(T2)為減壓系數，我們把這種減壓現象稱為騰空效應。
實際生產過程中油樣溫度、組分分率都在一定范圍內變化，因此上式中MY＝M(T，I)是不確定因子，(3)式不能直接作為凝固點判據。
令P3＝P2/P1＝HYMY·P(T2)/HYMY＝P(T2)…………………(4)由(4)式可見靜壓值P3與凝固點T2唯一對應，P3作為凝固點判據，重復分析精度可達±0.5℃，優于國家標準《GB510》。
冷濾點分析國家標準(GB386)規定的測試方法是在規定的條件下冷卻試樣并在1961Pa(200mmH2O)壓力下抽吸，使試樣通過一個363鉬過濾器。當試樣冷卻到一定溫度，以1℃間隔降溫，測定堵塞過濾器時刻的溫度。
GB386中所講的抽吸法是保持濾網一面為常壓狀態，另一面為負壓200mmH2O狀態，這樣濾網兩面的差壓值為200mmH2O。本發明所述的靜壓分析方法是保持濾網底面為常壓狀態，上面利用油樣液注高度產生正壓200mmH2O狀態，同樣濾網兩面的差壓值為200mmH2O。
GB386中所講的抽吸法，是在油樣降溫過程中尋找濾網剛剛堵塞時刻的溫度。本文所講靜壓法，是油樣從凝固點以下的低溫狀態溫度回升的過程中，尋找濾網剛剛疏通時刻的溫度。上述凝固點分析判據式(4)同樣適用于濾點分析，不再重復。依此冷濾點重復分析精度可達±0.5℃。優于國家標準《GB386》請參見圖3、圖4，以純銅或純鋁材料制作的分析腔室(301)為中心，在其上下兩端分別經聚四氟乙烯材料制作的上、下絕熱管(302)、(303)與鋁合金或銅合金制作的上、下油路板(304)、(305)靜壓連接；在其左右兩面分別經半導體致冷器一(306)、半導體致冷器二(307)與冷卻水箱(308)、(309)靜壓連接；在其前(后)面經絕熱材料制作的導壓管(310)與下油路板連通；分析腔室內下方安裝濾網組件(311)。
上油路板頂面安裝一支測溫元件(312)且測溫元件下端伸到分析腔室中部。上油路板側面油樣溢流口經輸油管(313)與油樣回收器連通。
下油路板左(右)側油樣置換口之一經輸油管(314)與油樣置換電磁閥一(315)出口連通。下油路板左(右)側油樣置換口之二經輸油管(316)與油樣置換電磁閥二(317)出口連通。下油路板左(右)側靜壓取樣口經導壓管(318)與差壓變送器(319)正壓室連通，差壓變送器負壓室連通大氣。
油樣置換電磁閥一(315)入口與油樣置換電磁閥二(317)入口與油樣置換總電磁閥(320)出口與放空電磁閥(321)入口經輸油管連通。油樣置換總電磁閥(320)入口連通油樣采集口，放空電磁閥(321)出口連通油樣回收器(322)。
差壓變送器(319)、測溫元件(312)、所有電磁閥(315)、(317)、(320)、(321)的電信號端分別與計算機連接，為計算機提供采集信號和受控于計算機(323)。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作任何的簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的范圍
權利要求
1.一種柴油凝固點、冷濾點同期在線分析的方法，其特征在于它以如下的步驟實現油樣置換油樣置換電磁閥一(315)、油樣置換總電磁閥(320)開啟，其余電磁閥關閉，用新油樣置換冷濾點分析排油管路及分析腔室(301)中的舊油樣，舊油樣經溢流口輸油管(313)流入油樣回收器(322)；油樣置換電磁閥二(317)、油樣置換總電磁閥(320)開啟，其余電磁閥關閉，用新油樣置換導壓管路(310)及分析腔室(301)中的舊油樣，舊油樣經溢流口輸油管(313)流入油樣回收器(322)；致冷降溫半導體致冷器(306)、(307)加電，放空電磁閥(321)開啟，其余電磁閥關閉，分析腔室(301)逐漸降溫；監測凝固點計算機(323)連續檢測差壓變送器(319)輸出，進行運算與閾值比較，在大于等于閾值的時刻，采集測溫元件(312)輸出，運算后顯示凝固點值；停冷恢復半導體致冷器(306)、(307)斷電，油樣置換電磁閥二(315)、放空電磁閥(321)開啟，其余電磁閥關閉，分析腔室(301)逐漸升溫；監測冷濾點的步驟計算機(323)連續檢測差壓變送器(319)輸出，進行運算與閾值比較，當大于等于閾值的時刻，采集測溫元件(312)輸出，運算后顯示冷濾點值，完成一個分析周期。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于凝固點、冷濾點的判斷依據是由以下分析式得出P3＝P2/P1＝HYMY·P(T2)/HYMY＝P(T2)
3.根據權利要求1或2所述的方法中用的一種柴油凝固點、冷濾點同期在線分析裝置，其特征在于該裝置以分析腔室(301)為中心，在其上下兩端分別經上、下絕熱管(302)、(303)與上、下油路板(304)、(305)靜壓連接；在所述的分析腔室左右兩面分別安裝致冷器一(306)、致冷器二(307)，在所述的分析腔室前面或后面經導壓管(310)與下油路板連通；分析腔室內下方安裝濾網組件(311)；在致冷器一(306)外側安裝冷卻水箱一(308)、在致冷器二(307)外側安裝冷卻水箱二(309)；上油路板頂面安裝一支測溫元件(312)，且測溫元件下端伸到分析腔室中部，上油路板側面油樣溢流口經輸油管(313)與油樣回收器連通；下油路板左或右側油樣置換口一經輸油管(314)與油樣置換電磁閥一(315)出口連通；下油路板左或右側油樣置換口二經輸油管(316)與油樣置換電磁閥二(317)出口連通；下油路板左或右側靜壓取樣口經導壓管(318)與差壓變送器(319)正壓室連通，差壓變送器負壓室連通大氣；油樣置換電磁閥一(315)的入口與油樣置換電磁閥二(317)的入口與油樣置換總電磁閥(320)出口與放空電磁閥(321)入口經輸油管連通，油樣置換總電磁閥(320)入口連通油樣采集口，放空電磁閥(321)出口連通油樣回收器(322)；差壓變送器(319)、測溫元件(312)及所有電磁閥的電信號端分別與計算機(323)連接。
全文摘要
一種柴油凝固點、冷濾點同期在線分析方法及其裝置,本發明之方法通過進行油樣置換、致冷降溫、監測凝固點、停冷恢復、監測冷濾點等各步驟的操作,解決了在同一周期內對同一油樣的凝固點、冷濾點作出精確分析的難題。前述方法中用的在線分析裝置是在分析腔室上下兩端分別經上、下絕熱管與上、下油路板、靜壓連接,在分析腔室左、右兩面分別安裝致冷器,分析腔室內安裝濾網組件,在致冷器外側安裝冷卻水箱,上油路板頂面安裝一支測溫元件,下油路板的靜壓取樣口經導壓管與差壓變送器正壓室連通,差壓變送器負壓室連通大氣。本發明裝置結構簡單、分析原理確切,節電、省水、省油、省氣,集凝固點、冷濾點分析于一體,同期在線分析一機兩用,儀器成本降低一倍。
文檔編號G01N25/02GK1381719SQ01144239
公開日2002年11月27日 申請日期2001年12月14日 優先權日2001年12月14日
發明者朱德祥 申請人:朱德祥