Главная -> Словарь

Дискового контактора

Пассивация железа в растворах солей угольной кислоты исследовалась также с помощью вращающегося дискового электрода. При этом Д.Х. Дэвисом и др. обнаружено, что в деаэрированном растворе после предварительной пассивации железа , потенциал самопроизвольно смещался до значения минус 615 мВ , вследствие полного раз-

М. Шульцем и др. с помощью вращающегося дискового электрода обнаружено, что образованию на поверхности стали защитных пленок способствуют карбонат-ионы, а хлориды препятствуют их возникновению.

К преимуществам метода предварительного испарения относят возможность анализа большой навески пробы. При работе по методу пропитки масса эффективно испаряемой пробы составляет 40—50 мг, по методу двухстадийного испарения — 60— 70 мг, вращающегося дискового электрода — 20—400 мг. Этим в значительной мере объясняется сравнительно невысокая чувствительность прямых методов анализа. При предварительном постепенном испарении основы мы практически ограничены лишь объемом канала, который заполняется золой пробы. В связи с тем что зольность нефтепродуктов обычно невысокая, можно испарять большую навеску пробы и добиться высокой чувствительности анализа. С увеличением навески пробы чувствительность анализа повышается по двум причинам: увеличивается количество анализируемого вещества и снижается удельное количество материала электрода, приходящегося на единицу массы испаряемой пробы. Это, в свою очередь, ослабляет фон и уменьшает влияние содержащихся в электродах примесей определяемых элементов.

Среди прямых эмиссионных методов анализа нефтепродуктов наибольшее распространение получил метод вращающегося электрода. В Советском Союзе этому способствовали в значительной мере работы Чайкина . Промышленность выпускает десяти- и двенадцатиканальные тактометры, оборудованные штативом для анализа смазочных масел методом вращающегося электрода. Применение метода предусмотрено при техническом диагностировании тепловозных и тракторных двигателей. Суть метода заключается в следующем . Жидкую пробу вводят в зону разряда посредством вращающегося в вертикальной плоскости нижнего дискового электрода 3 . Электроды обычно изготавливают из угля или графита, иногда для анализа растворов — из меди или алюминия. Для определения малых примесей используют дуговое возбуждение спектра, для высоких концентраций — дугу и искру. Диск, частично погруженный в ванночку с пробой 4, вращаясь, увлекает пробу в зону разряда. По мере подъема жидкости и приближения к зоне разряда она нагревается и испаряется. При использовании дугового возбуждения при достаточно медленном вращении электрода к 'моменту входа в зону разряда участок электрода полностью освобождается от летучей основы пробы. Таким образом, непосредственному анализу подвергается не жидкая проба, а значительно концентрированный сухой остаток . Благодаря этому существенно повышаются чувствительность и точность анализа. При искровом возбуждении электрод и проба нагреваются меньше, и к моменту подхода к зоне разряда основа не успевает полностью испариться. Участок электрода после прохождения зоны разряда по мере вращения электрода частично отдает тепло окружающей атмо-

Рис. 4. Зависимость интенсивности сигнала / от частоты вращения п дискового электрода:

струя воздуха обдувает поверхность пробы и нижнюю половину дискового электрода, а во втором случае 'воздух обдувает ванночку и электроды широким потоком. Для управления расходом воздуха в штативе предусмотрены два регулятора: на вытяжном штуцере 1 и на входном окне 8. Для контроля разрежения в штативе имеется водяной манометр 9. При описании методик анализа обычно указывают разрежение в штативе. Так, для анализа масла серии М 14 рекомендуется разрежение 10 Па , а для анализа масел М 12—10—30 Па . В связи с тем что штативы негерметизированы, разрежение в них при одинаковом расходе воздуха может быть различным. Поэтому интенсивность отсоса воздуха лучше подбирать для каждого штатива индивидуально. Обычно, когда окно 5 закрыто, а воздух поступает в штатив по трубке 7, наклон графиков увеличивается . Это объясняется увеличением продолжительности пребывания атомных паров ib зоне разряда.

Глубина погружения дискового электрода в пробу на аналитический сигнал непосредственно не влияет, но ее косвенное влияние на результаты анализа велико. С увеличением глубины погружения усиливается нагрев пробы, увеличивается ее расход и испарение, появляется большая опасность воспламенения пробы. Поэтому оптимальным является вариант, когда электрод лишь касается поверхности пробы.

Исследовано влияние основы сырых нефтей на чувствительность анализа методом вращающегося электрода . К хлороформным растворам определяемых металлов добавляли сырые нефти различного происхождения , а также н-триаконтан. Применяли искровое возбуждение спектров , частота вращения дискового электрода 6 об/мин. Измеряли интенсивности линий Fe 302,0 нм, Ni 341,4 нм, V 318,3 нм, V 309,3 нм и Со 340,5 нм . Установлено, что с повышением концентрации добавки нефти и н-триаконтана от 0 до 78 г/л интенсивность линий всех элементов снижается. При этом абсолютный предел обнаружения ухудшается для железа и ванадия до 10 раз, для меди до 25 раз, для никеля до 50 раз. Снижение интенсивности линий в первом приближении прямо пропорционально молекулярной массе добавки. Но даже для таких близких по свойствам металлов, как железо, кобальт и никель, степень снижения ^неодинакова. Поэтому с изменением количества добавки существенно меняется форма традуировоч-ной кривой в координатах he, шДсо — концентрация. Как следствие этого, ухудшается точность анализа. При анализе растворов без добавок относительное стандартное отклонение составляет для всех элементов 3,9—4,8%, с добавкой 50 г н-триаконтана на 1 л раствора — 4,1—6,2%, а с добавкой 80 г/л — 6,2— 11,9%. Влияние добавок объясняется изменением теплоты испарения раствора и времени пребывания атомов в плазме искрового разряда. Но, по-видимому, здесь дело обстоит значительно проще. При добавлении к хлороформу до 78 г/л нефти или н-триаконтана вязкость смеси существенно повышается. Следовательно, увеличивается толщина пленки образца на дисковом электроде, и в зону разряда поступает не сухой остаток после испарения основы , а жидкая пленка значительной толщины. Вследствие этого — разбрызгивание образца, ухудшение чувствительности и точности анализа.

Очень эффективным средством повышения чувствительности анализа является увеличение навески испаряемой пробы. Однако большинство прямых методов анализа нефтепродуктов не позволяет воспользоваться этим приемом. Так, при работе по методу двухстадийного испарения количество пробы ограничивается емкостью кратера электрода. При значительном увеличении диаметра и глубины кратера существенно ухудшаются условия испарения вещества и возбуждения спектров примесей. Чувствительность метода пропитки в значительной степени зависит от адсорбционной способности электродов. При работе по методу вращающегося электрода количество анализируемого вещества можно увеличить путем удлинения экспозиции, увеличения силы тока дуги и повышения скорости вращения дискового электрода. Увеличение тока дуги приводит к воспламенению пробы. Этим приемом невозможно воспользоваться даже при работе в инертной атмосфере, так как в результате сильного нагрева пробы изменяется ее вязкость, она интенсивно испаряется и т. д. Все это ухудшает результаты анализа. Для предотвращения воспламенения пробы применяют обдув пробы и аналитического промежутка воздухом. А для удлинения экспозиции увеличивают размеры ванночки. Все это позволяет испарить до 400 мг вещества . При использовании метода фульгуратора испаряется 10—20 мг пробы. И никаких реальных возможностей по увеличению этого количества не имеется.

Метод вращающегося электрода с искровым возбуждением спектров использован также для определения ванадия, никеля, железа и меди в нефтепродуктах . Для предотвращения воспламенения пробы ее разбавляют хлороформом в 20 раз Эталоны готовят из ацетилацетонатов железа и меди, оксиаце-тилацетоната ванадия и дипиридилацетилацетоната никеля. В образцы и эталоны вводят в качестве внутреннего стандарта кобальт в форме ацетилацетоната. Использован спектрограф Q-24 фирмы «Цейс». Оптимальные частота вращения дискового электрода 6 об/мин, аналитический промежуток 2 мм, индуктивность источника 5,0 мГн, емкость 6,0 нФ, экспозиция 2 мин. Аналитические линии V 309,3 нм, V 318,3 нм, № 341,4 нм, Fe 302,0 нм, Си 327,3 нм, линия сравнения Со 340,5 нм. Достигнуты следующие пределы обнаружения : ванадия — 2,0; никеля — 2,3; железа — 3,1; меди — 0,6.

Перед началом работы корректируют положение входной щели прибора по линии V 318,40 нм. Приготовленные эталоны и пробы анализируют на спектральной установке при следующих условиях. Сила тока дуги 5 А, верхний электрод диаметром 6 мм заточен на полусферу, частота вращения дискового электрода 3 об/мин, направление вращения дискового электрода— против часовой стрелки, размер ванночки 16X55 мм, обжиг 20 с, экспозиция 60 с, ширина входной щели 0,02 мм. Используют следующие аналитические линии : V 318,40 нм , Ni 341,48 нм , Fe 302,11 нм , Си 327,46 нм , Со 242,49 нм . Коэффициент вариации результатов анализа при концентрации металлов 5—10 мкг/г не превышает 15%. Пределы обнаружения составляют : меди— 0,1, ванадия и никеля — 0,3, железа— 1,6.

Сырье насосом 1 подается через теплообменник 2 в деаэратор 3. В теплообменнике оно нагревается жидким фурфуролом, отводимым из колонны "26. Деаэрация проводится водяным паром в вакууме . Воздух и пары воды отсасываются с помощью и вакуум-создающей системы. Забираемое с низа деаэратора 3 насосом 6 сырье охлаждается в теплообменнике 8, воздушном и водяном холодильниках 9 к 10 и поступает в нижнюю часть ро-торно-дискового контактора 12. В верхнюю часть этого контактора насосом 27 подается сухой фурфурол из буферного сборника, расположенного ниже колонны 26. Предварительно сухой растворитель охлаждается в теплообменнике 2 и воздушном холодильнике 7'.

Отработанную кислоту в количестве 10 см3/мин подавали из отстойника 8 в абсорбер 4 при минус 4 °С Свежее пропан-пропиленовое сырье подавали в абсорбер 5 при минус 1 °С. Непрореагировавшую в этом абсорбере часть сырья отделяли в отстойнике 2 и возвращали в абсорбер 4. Углеводородная фаза , отделенная в отстойнике 1, содержала 11,8% диизопропилсульфата. Кислотную фазу из абсорбера 5, отделенную в отстойнике 2 и содержащую 80,6% изопропилсульфата и 15,3% кислого изопро-пилсульфата, направляли в верхнюю часть ротационного дискового контактора-экстрактора 6. Туда же подавали изобутановое сырье.

Вместо с тем вязкость экстрактного раствора обычно меньше вязкости рафинатного раствора, поэтому когда тяжелая фаза является сплошной, то диспергирование и контактирование более вязкой легкой фазы облегчаются, поэтому желательно иметь более высокий уровень раздела фаз. Аппараты ротационного типа. Процесс экстракции эффективно осуществляется также в аппаратах, основанных па использовании для контактирования и разделения фаз центробежной силы. На рис. 10. 29 изображена принципиальная схема ротационного дискового контактора. Подобный контактор состоит из ряда секций, образованных в вертикальном цилиндрическом корпусе серией колец статора. В центре каждой секции размещен плоский вращающийся диск, укрепленный на валу. Вращающиеся диски при противоточпом движении массо-обиенивающихся фаз обеспечивают хорошее их контактирование. Аппараты этого типа применяются при очистке масел.

105, 107 роторно-дискового контактора

Технологическая схема. Технологическая схема очистки масел фурфуролом приводится на рис. 87. Масляная фракция сырьевым насосом Н-1 подается в деаэратор /С-/, где масло с помощью водяного пара освобождается от растворенного воздуха. Из деаэратора К-1 через подогреватель Т-1 масло направляется в среднюю часть дискового контактора К-2. Сверху вводится нагретый в подогревателе Т-2 фурфурол. В нижней части контактора отстаивается экстрактный раствор. Здесь из экстракта выделяется вторичный рафинат в результате снижения температуры низа контактора К-2 и ввода из колонны К-7 экстракта, освобожденного от растворителя. Рафи-натный раствор с верха контактора К-2 насосом Н-3 подается через теплообменник Т-3 и печь П-1 на отпар-ку растворителя последовательно в колонны К-3 и К-4.

Сырье насосом / подается через теплообменник 2 в деаэратор 3. В теплообменнике оно нагревается жидким фурфуролом, отводимым из колонны 26. Деаэрация проводится водяным паром в вакууме . Воздух и пары воды отсасываются с помощью вакуум-создающей системы. Забираемое с низа деаэратора 3 насосом 6 сырье охлаждается в теплообменнике 8, воздушном и водяном холодильниках 9 и 10 и поступает в нижнюю часть ротор но-дискового контактора 12. В верхнюю часть этого контактора насосом 27 подается сухой фурфурол из буферного сборника, расположенного ниже колонны 26. Предварительно сухой растворитель охлаждается в теплообменнике 2 и воздушном холодильнике 7.

Опыт дальнейшей эксплуатации показал, что производительность установки увеличена на 25%; можно ожидать, что путем некоторого внутреннего переоборудования экстрактора или использования роторно-дискового контактора удастся достигнуть общего увеличения мощности почти на 50%. В табл. 6 сравниваются эксплуатационные показатели при работе на сульфолане с достигавшимися при работе по первоначальному процессу юдекс.

Принципиальная конструкция типового дискового контактора приведена на рис. 7.24. Его применяют, в частности, на установках селективной очистки масел фурфуролом. Диаметр цилиндрического корпуса аппарата 3 м, высота 13 м. Внутри аппарата к корпусу приварены стальные кольцевые перегородки на расстоянии 0.3 м одна от другой с шириной кольца 0.3...0,4 м. В аппарате вращается концентрично расположенный с ним вал, на котором закреплены круглые диски диаметром 0,12 м. Каждый диск делит расстояние между неподвижными кольцевыми перегородками пополам.

В 1983 г. было завершено строительство установки КМ—2 на ПО «Ярославльнефтеоргсинтез», начаты пуеконаладочные работы. В процессе пуска и освоения установки внедрялись результаты исследований, получены в период выполнения научно—исследовательской части в ГрозНР1И и «Грозгипронефтехим» . В технологическую схему КМ—2 был включен блок очистки гудрона фурфурол—пропана с применением ротационного дискового контактора.

ленгликолем с применением ротационного дискового контактора

ЭКСТРАКЦИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ РОТОРНО-ДИСКОВОГО КОНТАКТОРА