JP2016045078A - Sampling device of heavy oil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、重質油のサンプリング装置に関するものである。 The present invention relates to a heavy oil sampling device.
コークス炉において石炭を乾留してコークスを製造する際に副生する成分として、重質油であるコールタールや、コールタール誘導体であるコールタールピッチ類(ソフトピッチ、中ピッチ、硬ピッチ等の各種工程から得られるピッチを含む)がある。また、石油精製工程においては、原油を蒸留し、ナフサ、灯油、軽油等を得る際に重質油として発生する石油系ピッチがある。これらのコールタールピッチ類や石油系ピッチ類は、粘度が高いため、サンプリングノズルや、サンプル缶への付着が生じ易く、取扱いが困難である。 Coal tar, which is a heavy oil, and coal tar pitches, which are coal tar derivatives (soft pitch, medium pitch, hard pitch, etc.), are produced as by-products when carbonizing coal in a coke oven. Including the pitch obtained from the process). In the oil refining process, there is a petroleum pitch that is generated as heavy oil when crude oil is distilled to obtain naphtha, kerosene, light oil and the like. Since these coal tar pitches and petroleum pitches have high viscosity, they tend to adhere to the sampling nozzle and the sample can and are difficult to handle.
従来、これらのサンプリングは、製造工程から直接抜き出すため、kgのスケールで採取しており、分析を行うために必要とされる試料量の約1000倍以上の量をサンプリングしている。一方、近年分析機器の精度向上により、供試サンプルの少量化が行われているものの、粘度が高く、低温域では固化してしまう重質油では、正確に少量を秤取ることが困難であり、分析機器に供するサンプル量を得るために多大な労力を費やしている。過去より、コールタールやコールタールピッチ類を取り扱うプラント(プロセス)において、溶剤不溶分を測定するために、少量のコールタールピッチ類をサンプリングする方法が提案されている。 Conventionally, since these samplings are extracted directly from the manufacturing process, they are collected at a scale of kg, and an amount of about 1000 times or more of the sample amount required for performing the analysis is sampled. On the other hand, in recent years, due to the improvement in accuracy of analytical instruments, the amount of test samples has been reduced, but it is difficult to accurately weigh small amounts of heavy oil that has high viscosity and solidifies at low temperatures. A great deal of effort is expended to obtain a sample amount for use in an analytical instrument. In the past, a method of sampling a small amount of coal tar pitches has been proposed in order to measure solvent-insoluble components in plants (processes) that handle coal tar and coal tar pitches.
例えば、3方弁を2つ組み合わせ、コールタールピッチ類を通液させ、3方弁を接続している配管内を一端コールタールピッチ類で満たした後、2つの3方弁の流路を切替え、コールタールピッチ類に対して溶解性を示す流体(溶剤)で押し流し、サンプリングする方法が提案されている(特許文献1)。 For example, combine two three-way valves, let coal tar pitches flow, fill the pipe connecting the three-way valves with one end coal tar pitch, and switch the flow path of the two three-way valves A method of sampling with a fluid (solvent) that is soluble in coal tar pitch has been proposed (Patent Document 1).
特許文献1においては、2つの3方弁間を接続する配管の容量がサンプリング量となるため、1cm3以下といった微少量のサンプリングを行うことは困難であった。また、サンプリング量が多くなると、溶剤で押し流されないコールタールピッチ類が配管内に残留する場合があることや、溶剤不溶分の測定を行う際には、サンプリング後の希釈液をさらに2つの3方弁を用いてサンプリングし、希釈する必要があることから、高いサンプリング精度が確保できないという問題がある。
In
ところで、これに対し、コールタールピッチ類を4方弁に通液させ、4方弁の流路をコールタールピッチ類等で満たした後、流路を切替え、コールタールピッチ類等に対して溶解性を示す流体で押し流し、サンプリングする方法が考えられる。 On the other hand, after coal tar pitches are passed through the four-way valve and the flow path of the four-way valve is filled with the coal tar pitch, the flow path is switched and dissolved in the coal tar pitch, etc. A method of sampling by flushing with a fluid exhibiting the property can be considered.
4方弁を用いる方法は、4方弁内の流路のコールタールピッチ類等をサンプルとすることができるので、サンプリング量を1cm3以下の微少量とすることが可能となる。この方法であれば、コールタールピッチ類が配管内に残留することによる誤差や、溶剤で押し流されないことによる誤差が解消されることが期待される。しかしながら、サンプリング量が少量化されることにより、サンプリング量自体にバラツキが生じ、誤差が大きくなるという新たな問題が発生する。このため、4方弁を用いるだけでは相変わらず高いサンプリング精度が確保できないという問題がある。 In the method using a four-way valve, the coal tar pitch of the flow path in the four-way valve can be used as a sample, so that the sampling amount can be a very small amount of 1 cm 3 or less. With this method, it is expected that errors due to coal tar pitches remaining in the piping and errors due to not being swept away by the solvent are eliminated. However, when the sampling amount is reduced, a new problem arises that the sampling amount itself varies and the error increases. For this reason, there is a problem that a high sampling accuracy cannot be ensured by using only a four-way valve.
そこで、本発明は、4方弁を用いて、コールタール、コールタールピッチ類又は石油から発生する石油系ピッチ類等を含む重質油のような高粘度の流体を簡便な方法で、かつ、高い精度でサンプリングすることが可能なサンプリング装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention uses a four-way valve, a high-viscosity fluid such as coal oil, coal tar pitches or heavy oil containing petroleum-based pitches generated from petroleum, etc. in a simple method, and It is an object of the present invention to provide a sampling device capable of sampling with high accuracy.
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは、弁部がどの方向にもシール材と接している4方弁を用いることにより、重質油という粘度が高いためにサンプリング精度を上げにくいサンプルであっても、正確に微少量をサンプリングすることができることを発見し、本発明を完成するに至ったのである。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a sampling accuracy because the viscosity of heavy oil is high by using a four-way valve in which the valve portion is in contact with the sealing material in any direction. The present inventors have found that even a sample that is difficult to raise can be sampled with a very small amount accurately, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の要旨は下記[1]〜[10]に存する。
[1]配管内を流れる重質油をサンプリングする装置であって、前記の重質油のサンプリングを4方弁の流路の切り替えによって行い、この4方弁は、4つの配管接続口を有すると共に、内部に、回動によって流路を切り替えることのできる弁部を有し、この弁部は、その内部を貫通する貫通孔を有し、その貫通孔は、それぞれ、前記4つの配管接続口のうちの2つの配管接続口に接続された2つの配管を連通させて第1流路を構成することができると共に、この弁部を回動させることにより、その貫通孔は、前記4つの配管接続口のうちの他の2つの配管接続口に接続された2つの配管を連通させて第2流路を構成することができ、前記弁部の回動によって、2つの流路が切り替えられる前後において、前記弁部の外面における前記貫通孔の周縁部は、シール材と接することを特徴とする重質油のサンプリング装置。
That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [10].
[1] A device for sampling heavy oil flowing in a pipe, wherein the sampling of the heavy oil is performed by switching the flow path of a four-way valve, and the four-way valve has four pipe connection ports. In addition, a valve portion that can switch the flow path by rotation is provided inside, and the valve portion has a through hole that penetrates the inside, and each of the through holes has the four pipe connection ports. The two pipes connected to the two pipe connection ports can be communicated to form the first flow path, and by rotating this valve portion, the through-hole is formed in the four pipes. Two pipes connected to the other two pipe connection ports among the connection ports can be communicated to form the second flow path, and before and after the two flow paths are switched by the rotation of the valve portion. In, the through hole in the outer surface of the valve portion Peripheral portion, the sampling device of heavy oil, characterized in that in contact with the sealing member.
[2]前記シール材は、前記弁部を収納するハウジングと前記弁部との間の空間を埋める部材であり、かつ、前記4方弁の4つの配管接続口、及び前記弁部を回動させるための操作軸が通る部分に孔が開けられた部材であることを特徴とする[1]に記載の重質油のサンプリング装置。
[3]前記第1流路を構成する2つの配管にそれぞれ開閉バルブを配することにより、前記4方弁をこれら2つの開閉バルブによって挟む構造とすることを特徴とする[1]又は[2]に記載の重質油のサンプリング装置。
[2] The seal material is a member that fills a space between the valve portion and a housing that houses the valve portion, and rotates the four pipe connection ports of the four-way valve and the valve portion. The heavy oil sampling device according to [1], wherein the member is a member having a hole formed in a portion through which an operation shaft for passing is passed.
[3] A structure in which the four-way valve is sandwiched between the two open / close valves by disposing an open / close valve in each of two pipes constituting the first flow path [1] or [2] ] The heavy oil sampling device as described in the above.
[4]前記第1流路を前記重質油が移送されるとともに、前記第2流路を溶剤が移送される構造を有することを特徴とする[3]に記載の重質油のサンプリング装置。
[5]前記第1流路に重質油が移送される状態で前記2つの開閉バルブを閉止することにより、サンプリングする重質油がラインから遮断される構造を有し、かつ、サンプリングする重質油の量が1cm3以下であることを特徴とする[4]に記載の重質油のサンプリング装置。
[6]前記2つの開閉バルブを閉止することによって、前記貫通孔内に貯留した重質油を、前記弁部の回動により、前記4方弁の流路を第2流路に切り替え、前記溶剤とともに移送する構造を有することを特徴とする[5]に記載の重質油のサンプリング装置。
[4] The heavy oil sampling device according to [3], wherein the heavy oil is transferred through the first flow path and the solvent is transferred through the second flow path. .
[5] The heavy oil to be sampled is shut off from the line by closing the two on-off valves while the heavy oil is transferred to the first flow path, and the heavy oil to be sampled The heavy oil sampling device according to [4], wherein the amount of the quality oil is 1 cm 3 or less.
[6] By closing the two on-off valves, the heavy oil stored in the through-hole is switched to the second flow path by switching the four-way valve by rotating the valve portion, The heavy oil sampling device according to [5], wherein the heavy oil sampling device has a structure of being transferred together with a solvent.
[7]100℃における粘度が15000mPa・s以下である重質油のサンプリングに用いることを特徴とする[1]〜[6]のいずれか1項に記載の重質油のサンプリング装置。
[8]重質油としてコールタール、コールタールピッチ、石油系ピッチから選択される何れかを含有することを特徴とする[1]〜[7]のいずれか1項に記載の重質油のサンプリング装置。
[9]溶剤がキノリンを含むことを特徴とする[4]〜[8]のいずれか1項に記載の重質油のサンプリング装置。
[10]配管の内径が10mm以下であることを特徴とする[1]〜[9]のいずれか1項に記載の重質油のサンプリング装置。
[7] The heavy oil sampling device according to any one of [1] to [6], which is used for sampling heavy oil having a viscosity at 100 ° C. of 15000 mPa · s or less.
[8] The heavy oil according to any one of [1] to [7], wherein the heavy oil contains any one selected from coal tar, coal tar pitch, and petroleum pitch. Sampling device.
[9] The heavy oil sampling device according to any one of [4] to [8], wherein the solvent contains quinoline.
[10] The heavy oil sampling device according to any one of [1] to [9], wherein an inner diameter of the pipe is 10 mm or less.
本発明は、重質油のサンプリングにおいて、4方弁の弁部(ボール)がどの方向にもシール材と接している4方弁を用い、この4方弁の弁部(ボール)から採取した重質油を溶剤により押し出すことで、粘度の高い重質油を、正確に微少量をサンプリングすることができる。 In the sampling of heavy oil, the present invention uses a four-way valve in which the valve part (ball) of the four-way valve is in contact with the sealing material in any direction, and is collected from the valve part (ball) of the four-way valve. By extruding heavy oil with a solvent, a very small amount of heavy oil with high viscosity can be sampled accurately.
以下に、本発明をその実施形態により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施形態によって限定されるものではない。
この発明は、配管内を流れる高温かつ粘度の高い重質油のサンプリングを4方弁の流路の切り替えにより行う、微少量をより正確にサンプリングするサンプリング装置である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments as long as the gist thereof is not exceeded.
The present invention is a sampling device that performs sampling of high-temperature and high-viscosity heavy oil flowing in a pipe by switching the flow path of a four-way valve, and more accurately samples a minute amount.
[重質油]
前記重質油は、一般に重質油と呼ばれるものであれば限定されないが、具体的には、コールタール、コールタール誘導体であるコールタールピッチ類(ソフトピッチ、中ピッチ、硬ピッチ等の各種工程から得られるピッチを含む)、石油精製工程から発生する石油系ピッチ類が挙げられ、さらには、前記コールタール、コールタールピッチ類、石油系ピッチ類にコールタール精製工程又は石油精製工程から発生する軽質油(重質油以外の留分)を混合したものも含まれる。前記のコールタールとしては、好ましくは、粗鋼用コークス炉で生成するコークス炉ガスを段階的に冷却し、沸点の高いものを凝縮して得たコールタールがあげられる。また、前記のコールタールピッチ類は、コールタール、好ましくは上述のコークス炉から得たコールタールを蒸留により軽質な芳香族成分を除去したものである。
[Heavy oil]
The heavy oil is not limited as long as it is generally called heavy oil. Specifically, coal tar, coal tar pitches that are coal tar derivatives (soft pitch, medium pitch, hard pitch, and other various processes) In addition to the pitch obtained from the petroleum refining process, and the coal tar, the coal tar pitch, and the petroleum pitch are generated from the coal tar refining process or the petroleum refining process. Also included is a mixture of light oil (fraction other than heavy oil). The coal tar is preferably coal tar obtained by gradually cooling a coke oven gas produced in a coke oven for crude steel and condensing one having a high boiling point. The coal tar pitches are obtained by removing light aromatic components by distillation of coal tar, preferably coal tar obtained from the above-mentioned coke oven.
前記の石油精製工程から発生する石油系ピッチ類は、好ましくは、石油精製工程における常圧蒸留残油又は減圧蒸留残油であり、それらの残油を流動接触分解装置により処理した残油も含まれる。これらのピッチ類等の中には、芳香族成分、アルキル側鎖やヘテロ環化合物、硫黄や窒素や酸素などが含まれていてもよい。 The petroleum-based pitches generated from the petroleum refining process are preferably atmospheric distillation residual oil or vacuum distillation residual oil in the petroleum refining process, including residual oil obtained by treating these residual oils with a fluid catalytic cracking apparatus. It is. These pitches and the like may contain aromatic components, alkyl side chains, heterocyclic compounds, sulfur, nitrogen, oxygen and the like.
本発明の装置においてサンプリングの対象とされる重質油は、コールタール、コールタールピッチ類、石油系ピッチ類から選択される少なくとも何れかを含むものであることが好ましく、これらの混合物であってもよい。また、複数のコールタールの混合物、複数のコールタールピッチ類の混合物、複数の石油系ピッチ類の混合物であってもよい。
また、測定試料としては、ピッチ類等と溶剤以外の任意の化合物や単体を含有していてもよい。
The heavy oil to be sampled in the apparatus of the present invention preferably contains at least one selected from coal tar, coal tar pitches, and petroleum pitches, and may be a mixture thereof. . Further, it may be a mixture of a plurality of coal tars, a mixture of a plurality of coal tar pitches, or a mixture of a plurality of petroleum pitches.
Moreover, as a measurement sample, pitches etc. and arbitrary compounds other than a solvent and a single-piece | unit may be contained.
(重質油の粘度)
重質油の粘度は限定されないが、配管の閉塞を防止するため、100℃における粘度が好ましくは15000 mPa・s以下、より好ましくは13000mPa・s以下、更に好ましくは10000mPa・s以下であることが望ましい。ここで重質油の粘度は、B型粘度計で測定した値をいう。
(Viscosity of heavy oil)
The viscosity of the heavy oil is not limited, but in order to prevent clogging of the piping, the viscosity at 100 ° C. is preferably 15000 mPa · s or less, more preferably 13000 mPa · s or less, and even more preferably 10000 mPa · s or less. desirable. Here, the viscosity of heavy oil refers to a value measured with a B-type viscometer.
[溶剤]
本発明のサンプリング装置は、前記の重質油をサンプリングするに際し、溶剤を使用することが出来る。ここで「溶剤」とは、重質油が均一に溶解されるものである必要は無く、重質油との混合状態において懸濁液となるものであってもよいが、重質油を構成する成分のうち少なくとも一部を溶解するものであることが好ましい。
この溶剤としては、例えば、キノリン、トルエン、N−メチルピロリドン、ピリジン、アセトン、ヘキサン、ニトロベンゼン、モルホリン、クロロホルム、アルコールなどが挙げられるが、好ましくはキノリン、トルエン、ピリジン、N−メチルピロリドンであり、重質油に対して、高い溶解性を持つという観点から、キノリンがより好ましい。
本発明のサンプリング装置において溶剤を使用する方法は限定されず、サンプリングする重質油自体を予め希釈するために用いてもよいし、後述する通り、配管内や弁内部の重質油を押し出す(洗い流す)ために用いてもよい。更には、サンプリング装置内部を洗浄するために用いてもよい。
[solvent]
The sampling apparatus of the present invention can use a solvent when sampling the heavy oil. Here, the “solvent” does not need to dissolve the heavy oil uniformly, and may be a suspension in a mixed state with the heavy oil. It is preferable that at least a part of the components to be dissolved is dissolved.
Examples of the solvent include quinoline, toluene, N-methylpyrrolidone, pyridine, acetone, hexane, nitrobenzene, morpholine, chloroform, alcohol, and the like, preferably quinoline, toluene, pyridine, N-methylpyrrolidone, Quinoline is more preferable from the viewpoint of high solubility in heavy oil.
The method of using the solvent in the sampling apparatus of the present invention is not limited, and may be used to dilute the heavy oil to be sampled in advance, or extrude the heavy oil inside the pipe or inside the valve as described later ( May be used to wash out). Further, it may be used for cleaning the inside of the sampling apparatus.
[重質油のサンプリング方法]
前記の重質油のサンプリング方法としては、一般に、定量ポンプによる送液や、3方弁を組み合わせて重質油と溶剤の流路を切替えてサンプリングする方法があるが、定量ポンプによる送液では、重質油の粘度が高いため、少量の重質油を安定して送液することが困難である。さらに重質油に含まれるスラッジが、定量性を支配するシリンダー部に噛み込むため、故障に至る確率が高いという問題点がある。3方弁を用いたサンプリングでは、2つの3方弁を接続している配管の長さと径に依存し、サンプリング量が決まる。このため、サンプリング量を減らすためには、配管の長さを短くする必要があるが、3方弁と配管の接続部の距離が必要となるため、ある一定の長さ以下にはならない。また、配管径を小さくすることでサンプリング量を減らすことも可能であるが、配管径を小さくするとピッチ類のスラッジにより配管が閉塞するという問題がある。従って、サンプリング量は1cm3を超えるため、サンプリングした重質油を分析する際には、希釈を行う必要があり、少量のサンプリングとは言えない。
これに対し、4方弁を用いて重質油と溶剤の流路を切替えてサンプリングする方法が挙げられる。4方弁を用いたサンプリングでは、4方弁の弁部(ボール)の容積がサンプリング容積となるため、1cm3以下の少量サンプリングが可能となり、望ましい。
[Sampling method of heavy oil]
As a sampling method of the above heavy oil, there are generally a method of sampling by liquid feeding by a metering pump or switching a flow path of heavy oil and a solvent by combining three-way valves. Since the viscosity of heavy oil is high, it is difficult to stably feed a small amount of heavy oil. Furthermore, since the sludge contained in heavy oil bites into the cylinder part which controls quantitativeness, there is a problem that the probability of failure is high. In sampling using a three-way valve, the sampling amount is determined depending on the length and diameter of the pipe connecting the two three-way valves. For this reason, in order to reduce the sampling amount, it is necessary to shorten the length of the pipe. However, since the distance between the connection portion of the three-way valve and the pipe is required, it is not less than a certain length. Although the sampling amount can be reduced by reducing the pipe diameter, there is a problem in that the pipe is blocked by pitch sludge if the pipe diameter is reduced. Therefore, since the sampling amount exceeds 1 cm 3 , it is necessary to perform dilution when analyzing the sampled heavy oil, and it cannot be said that the sampling is a small amount.
On the other hand, the method of sampling by switching the flow path of heavy oil and a solvent using a four-way valve is mentioned. In sampling using a four-way valve, the volume of the valve part (ball) of the four-way valve becomes a sampling volume, so that a small amount of sampling of 1 cm 3 or less is possible, which is desirable.
[4方弁]
ところで、この4方弁1は、図1(a)や図2(a)(b)に示すように、4つの配管接続口5a、5b、5c、5dを有し、4つの配管5a’、5b’、5c’、5d’と連結される。また、4方弁1のハウジング2内部に、回動によって流路(配管5a’から配管5b’へ流れる第1流路Fと、配管5c’から配管5d’へ流れる第2流路S)を切り替えることのできる弁部(ボール)3を有し、また、この弁部3は、その内部を貫通する貫通孔3aを有する。そして、その貫通孔3aは、それぞれ、前記4つの配管接続口5a、5b、5c、5dのうちの2つの配管接続口5a、5bにつなげ、配管5a’と配管5b’とを連通させて第1流路Fを構成することができると共に、この弁部3を回動させることにより、その貫通孔3aは、前記4つの配管接続口のうちの他の2つの配管接続口5c、5dにつなげ、配管5c’と配管5d’とを連通させて第2流路Sを構成する。
[4-way valve]
By the way, this four-
なお、図2(b)においては貫通孔3aを直線状に形成させているが、貫通孔3aは、弁部に対して90度方向に隣接した配管によって流路が形成されるような構造であってもよい。すなわち、図2(b)において配管接続口5aと5cによって第1流路Fが形成され、配管接続口5bと5dによって第2流路Sが形成されるような構造であってもよい。しかしながら、このような構造とすると、弁部3の流路を切替える際に第2流路への漏れ出しや漏れ込みが生じ易いため、サンプリング量に誤差が生じる可能性がある。これは、貫通孔3aが90度方向で配管に接続する構造であると、流路を切り替えるために180度の回転が必要となるが、途中、90度回転した時点で貫通孔3aは一端が第2流路、他端が第1流路と接する状態を経ることとなるためである。このため、貫通孔3aは直線状に形成されていることが好ましい。
In FIG. 2B, the through
ところで、通常の4方弁では、図4(a)に示すような、厚みをもったリング状のシール材6が用いられる。このシール材6は、図4(b)(c)に示すように、配管接続口5a及び5bの端縁部に、配管接続口5a及び5bが弁部3の貫通孔3aと連通するように設けられる。このため、弁部3の貫通孔3aは、第1流路Fと連通する状態では、貫通孔3aの外面の周縁部は、シール材6と密着するものの、第2流路Sと連通する状態では、貫通孔3aの外面の周縁部は、シール材6が配されない状態となる。このため、この4方弁を用いて、サンプリングを繰り返すと、弁部3の回動を繰り返すことになり、シール材6の内側のハウジング2と弁部3との隙間の部分に、重質油が溜まり、この溜まった重質油の影響により、サンプリング精度が悪化するという問題点がある。
By the way, in a normal four-way valve, a ring-shaped
この発明においては、前記弁部3の回動によって、2つの流路(第1流路Fと第2流路S)が切り替えられる前後において、前記弁部3の外面における前記貫通孔3aの周縁部が、シール材と密接するようにする。これにより、弁部3の回動を繰り返しても、ハウジング2と弁部3との隙間の部分に、重質油が溜まるのを防止することができる。
In this invention, before and after the two flow paths (the first flow path F and the second flow path S) are switched by the rotation of the
このシール材の例としては、図1(b)に示すようなシール材7、すなわち、前記4方弁1の弁部3が収められるハウジング2の内部の形状を外径として有し、内部に弁部3が収納できると共に、弁部3と全面で接することのできる空隙部を有し、さらに、前記4つの配管接続口5a、5b、5c、5dとつながる位置、及び弁部3を回動させるための操作軸4が通る部分に孔が開けられた部材である。このシール材7は、弁部3を収納するハウジング2と弁部3との間の空間を埋める状態となる。
As an example of this sealing material, the sealing
このシール材7を用いると、4方弁の弁部(ボール)3が、2つの流路(第1流路Fと第2流路S)が切り替えられる前後において、前記弁部3の外面における前記貫通孔3aの周縁部が、シール材7と密接するので、前記ハウジング2と弁部3との隙間に、重質油が溜まることのできる溜まり部がなくなり、定量精度が向上するという特徴を発揮し得る。
When this sealing
なお、ハウジング2の材質及び形状がシール材としての機能を有する場合は、ハウジング2自体によってシール材7が代替されていてもよい。すなわち、ハウジング2及びシール材7が一体不可分な構造であってもよい。換言すれば、図1(b)に示されたような構造自体でハウジングが形成されているものも本発明に包含される。
また、4方弁における弁の形状や構造に制限は無い。弁の構造としては、図1(a)に示すようにボール状の内部に貫通孔を形成した弁部3であってもよいし、円板状の弁が操作軸4によって回動するものであってもよい。但し、本発明においては、弁の内部に貯留した重質油を、流路を切り替えることによって押し流すことが可能な構造であることが好ましいため、ボール状の弁が好適である。
When the material and shape of the
Moreover, there is no restriction | limiting in the shape and structure of a valve in a 4-way valve. As the structure of the valve, as shown in FIG. 1 (a), a
[重質油の温度及び粘度]
4方弁を流れる重質油の温度は、粘度を下げる目的で、100〜300℃であることが望ましいが、配管通液時の抵抗を低減させ、さらに配管内を流れる重質油の蒸気圧を低くする目的で、好ましくは、120〜260℃、より好ましくは、130〜200℃である。
[Temperature and viscosity of heavy oil]
The temperature of the heavy oil flowing through the four-way valve is preferably 100 to 300 ° C. for the purpose of lowering the viscosity. However, the resistance of the heavy oil flowing through the pipe is reduced by reducing the resistance when the pipe is passed through. For the purpose of lowering, the temperature is preferably 120 to 260 ° C, more preferably 130 to 200 ° C.
(重質油の移送時の(移送温度における)粘度)
4方弁に重質油を流す際、そのときの温度における重質油の粘度は、限定されないが、配管の閉塞を防止するため、好ましくは15000 mPa・s以下、より好ましくは13000mPa・s以下、更に好ましくは10000mPa・s以下であることが望ましい。ここで粘度の測定はB型粘度計で測定した値をいうが、4方弁内を流れる重質油の粘度を直接測定することは困難であるので、温度、流速等の諸条件を4方弁内と同一条件としてB型粘度計で測定すればよい。
(Viscosity at the time of heavy oil transfer (at transfer temperature))
When flowing heavy oil through the four-way valve, the viscosity of the heavy oil at the temperature at that time is not limited, but is preferably 15000 mPa · s or less, more preferably 13000 mPa · s or less, in order to prevent clogging of the piping. More preferably, it is desirable that the pressure be 10,000 mPa · s or less. Here, the viscosity measurement is a value measured with a B-type viscometer, but it is difficult to directly measure the viscosity of heavy oil flowing in the four-way valve. What is necessary is just to measure with a B-type viscometer as the same conditions as the inside of a valve.
[測定試料]
本発明のサンプリング装置によってサンプリングされた重質油は、通常、測定試料として何らかの分析(測定)に供される。
前記溶剤と前記重質油とを混合させる方法は特に限定されないが、重質油は粘性が高いので、撹拌しながら混合することが好ましい。
また、その撹拌で得られた溶液の一部を抜き出し、その抜き出した溶液をさらに希釈した溶液を測定試料としてもよい。ここで「溶液」とは、溶剤によって均一に溶解されたものに限らず、懸濁液も包含する。
[Measurement sample]
The heavy oil sampled by the sampling device of the present invention is usually subjected to some analysis (measurement) as a measurement sample.
Although the method for mixing the solvent and the heavy oil is not particularly limited, it is preferable to mix the heavy oil with stirring because the heavy oil has high viscosity.
Alternatively, a part of the solution obtained by the stirring may be extracted, and a solution obtained by further diluting the extracted solution may be used as a measurement sample. Here, the “solution” is not limited to a solution that is uniformly dissolved by a solvent, but also includes a suspension.
[測定手段]
前記測定試料は、実施する分析方法に応じて、そのままで、又は溶解若しくは溶剤除去を目的とした蒸留及び/若しくはろ過を行い、分析に供される。この測定方法の例としては、吸光度を測定する方法を例として挙げることができる。
[Measuring means]
The measurement sample is subjected to analysis as it is or after distillation and / or filtration for the purpose of dissolution or solvent removal depending on the analysis method to be performed. As an example of this measuring method, a method of measuring absorbance can be mentioned as an example.
吸光度を測定する方法を採用する場合、前記の重質油と溶剤との混合溶液(測定試料)に含まれる溶剤不溶分の含有割合は、可視光の波長から赤外光の波長領域の範囲で吸光度を測定することが可能な吸光光度計を用いて算出することができる。
この吸光光度計としては、2つ以上の波長領域における測定波長での吸光度を同時に測定するセンサーを備えることが好ましい。
When the method for measuring absorbance is adopted, the content ratio of the solvent-insoluble matter contained in the mixed solution (measurement sample) of the heavy oil and the solvent is in the range from the wavelength of visible light to the wavelength range of infrared light. It can be calculated using an absorptiometer capable of measuring absorbance.
The absorptiometer preferably includes a sensor that simultaneously measures the absorbance at the measurement wavelengths in two or more wavelength regions.
すなわち、前記の測定試料に、可視光の波長から赤外光の波長領域における所定の1つの光を照射し、その波長における吸光度を計測し、その吸光度から溶剤不溶分の含有割合を算出することができる。
また、前記の測定試料に、可視光の波長から近赤外光の波長領域の光と、赤外光とを照射し、それぞれの波長における吸光度を計測し、吸光度の比率から溶剤不溶分の含有割合を算出することができる。
That is, irradiating the measurement sample with a predetermined one light in the wavelength region of infrared light from the wavelength of visible light, measuring the absorbance at that wavelength, and calculating the content ratio of the solvent-insoluble content from the absorbance. Can do.
In addition, the measurement sample is irradiated with light in the wavelength region from visible light to near-infrared light and infrared light, the absorbance at each wavelength is measured, and the solvent-insoluble content is contained from the ratio of absorbance. The percentage can be calculated.
可視、近赤外又は赤外スペクトルに基づく吸光度の測定センサーを用いると、光やレーザー方式の測定法が不得意とする色調変化のあるコールタールピッチ類にも適応できるので、ピッチ類等のように、多成分を含む溶液の吸光度測定に用いることができる。このような吸光度測定センサーとしては、(株)チノー製:IM series Model3192等が挙げられる。 By using an absorbance measurement sensor based on visible, near infrared, or infrared spectrum, it can be applied to coal tar pitches with color tone changes that are not good for light and laser measurement methods. In addition, it can be used for measuring the absorbance of a solution containing multiple components. An example of such an absorbance measurement sensor is Chino Co., Ltd .: IM series Model 3192.
本発明の方法において用いる試料測定用セルは、測定試料に対して通常用いられているものであればよく、例えば測定試料が液体であれば市販の可視及び赤外分析用液体セル(セル長0.02〜10mm)を用いることができる。
また、フローセルを分光器に設置し、ここに試料を連続的に通過させて試料中の溶剤不溶分を連続的に測定することも可能である。セルの幅を調整することにより、フローセルを用いる場合にも測定試料がセル中に滞留することなく連続的に循環させることができる。また、連続分析時においてしばしば必要となる高温高圧条件下において耐え得るセルを用いることも比較的簡単である。フローセルとしては従来用いられているものが何れも好適に使用される。
The sample measurement cell used in the method of the present invention may be any cell that is usually used for the measurement sample. For example, if the measurement sample is liquid, a commercially available liquid cell for visible and infrared analysis (cell length 0) is used. 0.02 to 10 mm) can be used.
Moreover, it is also possible to install a flow cell in a spectroscope and to continuously measure the solvent insoluble content in the sample by passing the sample continuously therethrough. By adjusting the width of the cell, the measurement sample can be continuously circulated without staying in the cell even when the flow cell is used. It is also relatively easy to use a cell that can withstand high-temperature and high-pressure conditions that are often required during continuous analysis. Any conventionally used flow cell can be used.
分光器と測定試料との距離は吸光度を算出することができれば限定する必要はないが、好ましくは20〜400mmであり、より好ましくは100〜300mmである。 The distance between the spectroscope and the measurement sample need not be limited as long as the absorbance can be calculated, but is preferably 20 to 400 mm, more preferably 100 to 300 mm.
吸光度を測定する方法を採用する場合、測定波長領域として、400〜1500nmと1700〜2500nmとを用いることが好ましい。具体的には、少なくとも400〜1500nmから選ばれる1波長(λ1)又は1700〜2500nmから選ばれる1波長(λ2)の何れかを測定試料に照射し、この測定試料を透過するスペクトルを検出し、これより吸光度を算出する。 When the method for measuring absorbance is employed, it is preferable to use 400 to 1500 nm and 1700 to 2500 nm as the measurement wavelength region. Specifically, the measurement sample is irradiated with either one wavelength (λ1) selected from at least 400 to 1500 nm or one wavelength (λ2) selected from 1700 to 2500 nm, and a spectrum transmitted through the measurement sample is detected. The absorbance is calculated from this.
上記の測定波長の中でも可視光〜近赤外光の領域としては、700〜1300nmの波長が好ましく、900〜1100nmの波長がより好ましく、950〜1050nmの波長が更に好ましい。溶剤としてキノリンを使用し、キノリン不溶分を測定する場合、700nm未満の波長を用いると、キノリンの劣化による吸光度の変化を受け易い傾向にある。 Among the above measurement wavelengths, the visible light to near infrared light region is preferably 700 to 1300 nm, more preferably 900 to 1100 nm, and even more preferably 950 to 1050 nm. When quinoline is used as a solvent and the quinoline insoluble content is measured, if a wavelength of less than 700 nm is used, it tends to be susceptible to a change in absorbance due to deterioration of quinoline.
上記の測定波長の中でも赤外光の領域としては、1800〜1900nm又は2000〜2150nmの波長が好ましい。赤外光の領域においてこれらの波長領域以外の領域、具体的には1400〜1600nm、1910〜1990nm、2200nmを超える波長を用いると、溶剤としてキノリンを使用し、キノリン不溶分を測定する場合にキノリンの吸湿の影響を受けて吸光度が変化する傾向がある。 Among the above measurement wavelengths, the infrared light region is preferably 1800 to 1900 nm or 2000 to 2150 nm. In the infrared light region, when a region other than these wavelength regions, specifically, a wavelength exceeding 1400 to 1600 nm, 1910 to 1990 nm, and 2200 nm is used, quinoline is used as a solvent and quinoline insoluble matter is measured. The absorbance tends to change under the influence of moisture absorption.
吸光度を求める際、通常は溶剤又は空気を基準サンプルとしてあらかじめ測定しておき、これと測定試料の測定値より例えば、式(I)からそれぞれの波長に対応する吸光度Kλ1、Kλ2を計算する。 When obtaining the absorbance, usually, a solvent or air is measured in advance as a reference sample, and the absorbances Kλ1 and Kλ2 corresponding to the respective wavelengths are calculated from the measured value of the sample and the measured sample, for example, from the formula (I).
そして、λ1又はλ2における吸光度(Kλ1、Kλ2)から溶剤不溶分含有割合の測定を行うことができる。また、λ1における吸光度(Kλ1)とλ2における吸光度(Kλ2)との比率(Kλ2/Kλ1)から、溶剤不溶分含有割合を算出することができる。 Then, the solvent-insoluble content ratio can be measured from the absorbance (Kλ1, Kλ2) at λ1 or λ2. Further, the solvent-insoluble content ratio can be calculated from the ratio (Kλ2 / Kλ1) of the absorbance at λ1 (Kλ1) and the absorbance at λ2 (Kλ2).
可視光〜近赤外光領域の吸光度であるKλ1は溶剤の吸光度と関連付けられ、赤外光領域の吸光度であるKλ2は溶剤不溶分の吸光度と関連付けることができる。このためλ1、λ2の測定波長を適宜選択すれば、これらの比率(Kλ2/Kλ1)を尺度とすることで赤外吸収における温度の影響を低減することができ、溶剤不溶分の含有割合を一層正確に測定することが出来る。 Kλ1, which is the absorbance in the visible light to near infrared light region, is associated with the absorbance of the solvent, and Kλ2, which is the absorbance in the infrared light region, can be associated with the absorbance of the solvent insoluble matter. For this reason, if the measurement wavelengths of λ1 and λ2 are appropriately selected, the influence of temperature in infrared absorption can be reduced by using these ratios (Kλ2 / Kλ1) as a scale, and the content ratio of solvent-insoluble matter can be further increased. It can be measured accurately.
上記の比率(Kλ2/Kλ1)から溶剤不溶分の含有割合を算出する場合、該比率が0.01〜1である測定試料を対象とすることが好ましく、0.015〜0.8であることがより好ましく、0.02〜0.6であることが更に好ましく、0.025〜0.4であることが更に好ましい。 When calculating the content ratio of the solvent-insoluble component from the above ratio (Kλ2 / Kλ1), it is preferable to target the measurement sample having the ratio of 0.01 to 1, preferably 0.015 to 0.8. Is more preferably 0.02 to 0.6, and further preferably 0.025 to 0.4.
前記測定試料に含まれる溶剤不溶分の含有割合は、0.1重量%以上70重量%以下がよく、1重量%以上30重量%以下が好ましい。溶剤不溶分含有割合が低すぎると、測定試料の溶剤不溶分を測定するのに充分な吸光度を得ることができないという問題点を生じる場合がある。一方、溶剤不溶分の含有割合が高すぎると、照射する赤外線が受光部に到達しないという問題点を生じる場合がある。 The content of the solvent-insoluble component contained in the measurement sample is preferably 0.1% by weight to 70% by weight, and more preferably 1% by weight to 30% by weight. If the solvent-insoluble content is too low, there may be a problem that it is not possible to obtain sufficient absorbance to measure the solvent-insoluble content of the measurement sample. On the other hand, if the content ratio of the solvent-insoluble component is too high, there may be a problem that the infrared rays to be irradiated do not reach the light receiving unit.
前記測定試料の比重は、特に限定されないが、好ましくは温度15℃における比重が0.7〜1.8であり、より好ましくは1.0〜1.6である。比重が大きすぎると、照射する可視光線及び赤外線がフローセルに到達し難くなるおそれがある。 Although the specific gravity of the said measurement sample is not specifically limited, Preferably the specific gravity in 15 degreeC of temperature is 0.7-1.8, More preferably, it is 1.0-1.6. If the specific gravity is too large, the visible light and infrared rays to be irradiated may not easily reach the flow cell.
前記の赤外分光器の光源から発信された所定波長のスペクトルは、試料溶液中の分子に吸収され減衰をしながら受光部に到達する。この受光部に到達した赤外線の透過光が試料溶液中の溶剤不溶分含有割合と比例関係にあることから、測定された透過光より吸光度を算出し、その得られた吸光度より溶剤不溶分含有割合を算出することができる。 The spectrum of a predetermined wavelength transmitted from the light source of the infrared spectrometer reaches the light receiving portion while being attenuated and attenuated by molecules in the sample solution. Since the infrared transmitted light reaching this light receiving part is proportional to the solvent-insoluble content in the sample solution, the absorbance is calculated from the measured transmitted light, and the solvent-insoluble content is determined from the obtained absorbance. Can be calculated.
[サンプリング方法]
次に、サンプリング装置の構成を示す図3を用いて測定方法の一例について詳細に説明する。
図3において、重質油aの輸液(プロセス)ライン又はそのラインから取り出されたサンプルラインは、開閉バルブV1を介して分岐管11に接続される。この分岐管11の分岐の一方のプロセスライン11aは、熱交換器12に接続され、他方のプロセスライン11bは、開閉バルブV2、V10を介して廃液工程Wに連結されるか、開閉バルブV2、V11を介して輸液(プロセス)ラインに戻される。
この開閉バルブV1から開閉バルブV11までの重質油の流路は、特に限定されないが、4方弁1の流路に気泡溜りを発生させない目的で垂直に設置することが望ましい。
[Sampling method]
Next, an example of a measurement method will be described in detail with reference to FIG. 3 showing the configuration of the sampling device.
In FIG. 3, an infusion (process) line of heavy oil a or a sample line taken out from the line is connected to the branch pipe 11 via an on-off valve V1. One
The flow path of the heavy oil from the on-off valve V1 to the on-off valve V11 is not particularly limited, but it is desirable to install it vertically in order to prevent bubble accumulation in the flow path of the four-
前記熱交換器12からのプロセスライン11cは、重質油をサンプリングする装置である4方弁1に接続される。
The
前記プロセスライン11cは、4方弁1の配管接続口5aに配管5a’として接続され、配管接続口5bに、ピッチ類等aを排出するための配管5b’として排出ライン11dが接続され、第1流路が形成される。この排出ライン11dは、プロセスライン11bに接続され、さらに前記廃液工程Wに連結される。
The
また、第1流路を構成する2つの配管、すなわち、配管5a’と配管5b’には、それぞれ開閉バルブV3、V4が設けられ、4方弁1をこれら2つの開閉バルブによって挟む構造とする。これらにより、重質油aの供給量や排出量が調整される。更には、弁部3を第2流路に切り替えて重質油を移送するに際し、流れが止まっているため、弁部3の切り替え中に生じる重質油の流れ込みを防止することができる。
さらに、前記プロセスライン11cには、4方弁1をバイパスして直接排出ライン11dに接続するバイパスライン11eが設けられ、開閉バルブV5によって、バイパスライン11eの流量が調整される。
ところで、4方弁1を挟む構造である開閉バルブV3とV4との距離は、操作に悪影響がでない範囲で、できる限り近づけることが、操作上望ましい。また、流路に気泡溜りを発生させない目的で、開閉バルブV3、4方弁1及び開閉バルブV4を垂直に設置することが望ましい。
In addition, the two pipes constituting the first flow path, that is, the
Further, the
By the way, it is desirable in terms of operation that the distance between the open / close valves V3 and V4 having the structure sandwiching the four-
一方、キノリン等の溶剤bのタンクD2はポンプP2を介して一方は、開閉バルブV6を介して前記4方弁1に接続される。また、このタンクD2は、開閉バルブV12を介する循環機構を有し、4方弁1に送られる溶剤bの量を調整することができる。また、開閉バルブV6の開閉操作によって4方弁1への溶剤の送液を制御することも可能である。
On the other hand, a tank D2 of a solvent b such as quinoline is connected to the four-
前記開閉バルブV6を経由するプロセスライン11fは、4方弁1の配管接続口5cに配管5c’として接続され、配管接続口5dに、溶剤bを排出するため配管5d’としてプロセスライン11gが接続され、第2流路が形成される。そして、このプロセスライン11gは希釈溶解槽15に接続されるか、或いはプロセスライン11gから直接サンプリング容器等に接続されていてもよい(図示せず)。プロセスライン11gが希釈溶解槽15に接続される場合は、この希釈溶解槽15からの排出ラインであるプロセスライン11hは開閉バルブV8を介して開閉バルブV7に接続される。
The
4方弁1内の弁部3の貫通孔3aに採取した重質油aは、溶剤タンクD1からポンプP1により、タンクD2、開閉バルブV6を介して送液された溶剤bにより、希釈溶解槽15に向けて押し流されるか、或いはプロセスライン11gから直接サンプリング容器等に接続されていてもよい(図示せず)。溶剤bの送液量は、4方弁1内に採取した重質油aを希釈溶解槽15或いはサンプリング容器等に押し流すことができればよいが、4方弁1内、及びプロセスライン11gに重質油aが残存することを防止する目的で、4方弁1から希釈溶解槽15までの間の流路の容積の5倍程度、好ましくは、2〜3倍程度、溶剤を送液することが望ましい。
The heavy oil a collected in the through
前記ポンプP2は、ポンプであれば、遠心ポンプ、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ等であってもよいが、開閉バルブにより4方弁1の通液を行う場合、プランジャーポンプでは、開閉バルブV3、V4の異常閉止時の安全対策として安全弁が必要になるため、好ましくは、遠心ポンプ、又はダイヤフラムポンプである。また、開閉バルブV4を減圧弁にして、抵抗を持たせ、溶剤タンクD1へ循環する流量を減らし、開閉バルブV5の開閉操作のみで4方弁1への溶剤の送液を制御することも可能である。また、前記の各開閉バルブの開閉は、自動弁を使用することで自動サンプリングを行うことも可能である。
The pump P2 may be a centrifugal pump, a plunger pump, a diaphragm pump, or the like as long as it is a pump. However, when the four-
前記希釈溶解槽15は、測定試料(重質油及び溶剤の混合物)が移液されるので、その材質は、耐溶剤性を考慮するとステンレス、ガラス、又はテフロン(登録商標)を材料とする容器であることが望ましい。
Since the measurement sample (a mixture of heavy oil and solvent) is transferred to the dilution /
サンプリング装置のうち重質油aが通過する配管は、重質油aの閉塞防止と、温度差に依る密度の差を抑制するため、蒸気トレースによってプロセスラインと同等温に維持されることが好ましい。 The pipe through which heavy oil a passes in the sampling device is preferably maintained at the same temperature as the process line by steam tracing in order to prevent blockage of heavy oil a and to suppress the density difference due to the temperature difference. .
上記タンクD2での温度設定は任意であるが、JIS−K2425に規定されるピッチ溶解時の温度である75℃に保温されていることが好ましい。前記希釈溶解槽15での温度設定は任意であるが、JIS−K2425に規定されるピッチ溶解時の温度である75℃に保温されていることが好ましい。そして、この希釈溶解槽15においては、モータ駆動の撹拌翼で重質油aを溶剤bで希釈、混合させる。
The temperature setting in the tank D2 is arbitrary, but it is preferable that the temperature is kept at 75 ° C., which is the temperature at the time of pitch melting specified in JIS-K2425. Although the temperature setting in the
上記の各配管の内径は、サンプリング装置に供するサンプル量の観点から、10mm以下がよく、6mm以下が好ましい。配管の内径が10mmより太いと、それに伴い4方弁1内部の貫通孔3aの内径も大きくなることから、サンプリング装置に供するサンプル量が多くなるため、少量をサンプリングするという目的からは望ましくない。また、内径の下限は、重質油の移送の観点から、3mm以上がよく、4mm以上が好ましい。配管の内径が3mmより細いと、重質油の詰まり等が生じるおそれがある。
The inner diameter of each of the above pipes is preferably 10 mm or less, and preferably 6 mm or less from the viewpoint of the amount of sample provided to the sampling device. If the inner diameter of the pipe is larger than 10 mm, the inner diameter of the through-
この分析装置は以上の構成であって、開閉バルブ、ポンプ等の各機器は全て自動制御される。次に、そのサンプリング作用を説明する。 This analyzer has the above-described configuration, and all the devices such as the open / close valve and the pump are automatically controlled. Next, the sampling action will be described.
まず、開閉バルブV1を開けることにより、高温の重質油aが、分岐管11を通りプロセスライン11aを通って熱交換器12に送られる。この熱交換器12で重質油aが140℃程度に冷却され、4方弁1に移送される。
このとき、第1流路が連通するように、4方弁1の弁部3が回動され、開閉バルブV3、V4を開放し、開閉バルブV3、V4の間を重質油aが移送できるようにし、重質油aを4方弁1内の貫通孔3aに導入する。そして、開閉バルブV3、V4を閉止することにより、サンプリングされる重質油aがラインから遮断されることとなり、一定量の重質油aを4方弁1内の貫通孔3aに貯留させる。この4方弁1を用いた場合、サンプリングされるのは、貫通孔3a内の重質油aとなるので、その容量を、1cm3以下、好ましくは0.3cm3以下、より好ましくは0.2cm3以下と微量化することができる。
First, by opening the on-off valve V1, high-temperature heavy oil a is sent to the
At this time, the
一方、タンクD1からポンプP1を介してタンクD2に溶剤bが送られて貯められる。そして、このタンクD2からポンプP2を介し、4方弁1に溶剤bを送り込む。このとき、開閉バルブV3、V4を閉止し、4方弁1の弁部3を回動させ、第2流路に切り替えて、プロセスライン11f(配管5c’)から11g(配管5d’)に溶剤bが流れるようにする。そして、開閉バルブV6を開放する。これにより、4方弁1内の貫通孔3a内に貯留させた一定量の重質油aを溶剤bと共にプロセスライン11gから希釈溶解槽15或いはサンプリング容器等に移送することができる。このとき、4方弁1に送り込む溶剤bの量は、循環ラインの開閉バルブV12又は開閉バルブV6の開閉量、及びポンプP2の回転数によって調整することができる。また、この4方弁1の回動、すなわち、流路を切替える速度は、特に限定されないが、流路切替え中に重質油が溶剤側の流路へ流れ込むのを防止するため、1秒以内に切り替えることが望ましい。
On the other hand, the solvent b is sent from the tank D1 to the tank D2 via the pump P1 and stored. Then, the solvent b is sent from the tank D2 to the four-
このときの重質油aに対する溶剤bの希釈倍率は1000〜3000倍程度が好ましく、1200〜2000倍がより好ましい。希釈倍率が低すぎると、透過光の量が少なくなり吸光度を測定できなくなる場合があり、希釈倍率が高すぎると、試料溶液中の溶剤不溶分の含有割合が検出限界以下の値となり、測定できないという問題点を生じる場合がある。
サンプリングのみを実施する場合は、送液する溶剤bの量は、サンプリングした重質油aを押し流し、サンプリング容器等に回収できる量であれば特に限定はされないが、サンプリング後の分析を考慮すると400ml以下が望ましい。
The dilution ratio of the solvent b with respect to the heavy oil a at this time is preferably about 1000 to 3000 times, and more preferably 1200 to 2000 times. If the dilution factor is too low, the amount of transmitted light may be reduced, making it impossible to measure the absorbance. If the dilution factor is too high, the content of solvent-insoluble components in the sample solution will be below the detection limit and measurement will not be possible. May cause problems.
When only sampling is performed, the amount of the solvent b to be sent is not particularly limited as long as the sampled heavy oil a is washed away and can be collected in a sampling container or the like, but considering the analysis after sampling, 400 ml The following is desirable.
前記希釈溶解槽15に送り込まれた液は、十分に混合される。そして、開閉バルブV8、V7を経由して、ポンプP3によって、測定部16に送り込まれ、上記可視、近赤外又は赤外光の波長領域の吸光度の測定が行われ、その吸光度の比率(Kλ2/Kλ1)又は単一波長におけるその吸光度からキノリン不溶分(QI)に変換される。また、希釈溶解槽15に送液せずにサンプリング容器等へ直接サンプリングする場合は、容器にサンプリングされた溶液を用いて目的とする分析を行えばよい。
The liquid sent to the dilution /
この可視、近赤外又は赤外光の波長領域の吸光度の測定は、必要に応じ、測定精度を高めるため測定部16への送り込み・排出を交互に行って繰り返され、その測定が終了すれば、洗浄操作に移行する。その洗浄操作は、まず、希釈溶解槽15内の溶液をポンプP3によって測定部16を介して廃液工程に送られるとともに、開閉バルブV9を開放することにより、蒸気又は洗浄液を分岐管11に導入し、開閉バルブV2、V3を通って残存の重質油aが廃液工程Wに送られる。なお、洗浄液としては、キノリン等、溶剤bと同一であることが好ましい。
The measurement of the absorbance in the visible, near infrared, or infrared wavelength region is repeated, as necessary, by alternately sending and discharging to the measuring
また、開閉バルブV9からの蒸気又は洗浄液をプロセスライン11a、熱交換器12、プロセスライン11c、4方弁1,バイパスライン11e等を通すことにより、これらの管路を洗浄する。そして、これらの洗浄液は、排出ライン11dを通って廃液工程Wに送られる。
In addition, the steam or cleaning liquid from the on-off valve V9 is passed through the
さらに、タンクD2からポンプP2を介し、4方弁1を通って、希釈溶解槽15に測定実施時に用いた量と同等量以上の溶剤bを装入し、洗浄用の溶剤bを重質油aの希釈液が達した液面以上に満たして、その液面までの洗浄が行なわれる。また、この溶解力(洗浄力)を高めるため、希釈溶解槽15を75℃に保温してもよい。その後、ポンプP3によって希釈溶解槽15内の溶液が測定部16を通って、廃液工程Wに送られる。
Further, from the tank D2 through the pump P2, through the four-
さらにまた、タンクD2からポンプP2、P3を介し、溶剤bを測定部16の中に通液させ、測定部16を洗浄する。そして、溶剤bは、廃液工程Wに送られる。
Furthermore, the solvent b is passed through the measuring
以上のQI測定及び洗浄作用は、例えば、20分〜1時間毎に行われ、そのリアルタイムのQI測定値に基づいてその製造プロセスが制御される。 The above QI measurement and cleaning action are performed, for example, every 20 minutes to 1 hour, and the manufacturing process is controlled based on the real-time QI measurement value.
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、本発明でのサンプリング精度の測定は以下の方法により行った。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded. In the present invention, the sampling accuracy was measured by the following method.
[重質油のサンプリング]
図3に示す測定プロセスに準じたサンプリング方法を採用し、5a’、5b’、5c’、5d’の配管内径は4mmとした。
重質油としてコールタールピッチ(100℃における粘度:500mPa・s)を使用し、これを140℃に調整した容器に入れて濃度が変化しないよう撹拌を行い、次いで図3における11c、4方弁、11dの回路で循環させた。
重質油のサンプリングは、以下の手順で行った。
(1)4方弁の流路を溶剤側(第2流路)にして、溶剤(キノリン)を流し、4方弁までの配管を溶剤(キノリン)で満たす。
(2)次いで、4方弁の流路を重質油側(第1流路)に切り替える。
(3)4方弁に140℃に温度を調整したコールタールピッチを通液させ、貫通孔3a内部のキノリンを押し流すとともに、コールタールピッチの流路をコールタールピッチで満たす。
(4)4方弁の前後の開閉バルブV3、V4を閉める。
(5)4方弁の流路を溶剤(キノリン)側(第2流路)へ切替える。
(6)ポンプP1、P2にて溶剤(キノリン)を120cm3/minで50秒間、4方弁に送液し、コールタールピッチとキノリンを希釈溶解槽15の位置に配したビーカーに全量回収する。
[Sampling of heavy oil]
A sampling method according to the measurement process shown in FIG. 3 was adopted, and the pipe inner diameters of 5a ′, 5b ′, 5c ′, and 5d ′ were 4 mm.
Coal tar pitch (viscosity at 100 ° C .: 500 mPa · s) is used as heavy oil, and this is placed in a container adjusted to 140 ° C. and stirred so that the concentration does not change. , 11d.
The heavy oil sampling was performed according to the following procedure.
(1) The flow path of the four-way valve is set to the solvent side (second flow path), the solvent (quinoline) is allowed to flow, and the pipes up to the four-way valve are filled with the solvent (quinoline).
(2) Next, the flow path of the four-way valve is switched to the heavy oil side (first flow path).
(3) The coal tar pitch whose temperature is adjusted to 140 ° C. is passed through the four-way valve to push the quinoline inside the through-
(4) Close the on-off valves V3 and V4 before and after the four-way valve.
(5) The flow path of the four-way valve is switched to the solvent (quinoline) side (second flow path).
(6) The solvent (quinoline) is pumped to the 4-way valve at 120 cm 3 / min for 50 seconds with the
[重質油のキノリン不溶分測定]
(A)上記の方法で回収した溶液を75℃のオイルバスに入れ、ビーカーを撹拌しながら、30分間加熱し、試料を溶解させる。
(B)あらかじめ精秤しておいたろ過器(W2)に(A)の溶液を注ぎ、吸引ろ過を行う。
(C)ろ過残渣に75℃の溶剤(キノリン)10cm3を注ぎ、溶解、洗浄する。この操作を3回繰り返す。
(D)ろ過残渣の乗ったろ過器を110℃の乾燥機に入れ、60分間乾燥させる。
(E)ろ過残渣の乗ったろ過器を乾燥機から取り出し、デシケーター内で30分放冷した後、その重量を精秤する(W3)。
(F)溶剤不溶分を以下の式により計算する。
溶剤不溶分(重量%)=(溶解後残渣重量/サンプリング重量)×100=((W3−W2)/W1)×100
サンプリング重量(W1)=4方弁貫通孔容積×重質油の密度(140℃)
(重質油の密度はJIS K2425に基づいて測定した。)
[Measurement of quinoline insoluble matter in heavy oil]
(A) The solution collected by the above method is placed in an oil bath at 75 ° C. and heated for 30 minutes while stirring the beaker to dissolve the sample.
(B) The solution of (A) is poured into a filter (W2) that has been precisely weighed in advance, and suction filtration is performed.
(C) Pour 10 cm 3 of a solvent (quinoline) at 75 ° C. into the filtration residue, dissolve and wash. Repeat this operation three times.
(D) The filter carrying the filtration residue is put into a dryer at 110 ° C. and dried for 60 minutes.
(E) The filter carrying the filtration residue is taken out of the dryer and allowed to cool in a desiccator for 30 minutes, and then its weight is precisely weighed (W3).
(F) A solvent insoluble content is calculated by the following formula.
Solvent insoluble content (% by weight) = (residue weight after dissolution / sampling weight) × 100 = ((W3−W2) / W1) × 100
Sampling weight (W1) = 4-way valve through-hole volume × heavy oil density (140 ° C.)
(The density of heavy oil was measured based on JIS K2425.)
(実施例1)
図1(b)に示す形状のシール材を有する4方弁のボールバルブ(図1(a))を用いて、上記[重質油のサンプリング]に記載したサンプリングを行った。
サンプリングは、以下の2通りの方法で行い、それぞれ平均値、標準偏差、変動係数(標準偏差を平均値で除して100を掛けた値)を算出した。
<サンプリング1>
30分毎に繰り返してサンプリングを行い、これを4時間継続して計8回行った。
<サンプリング2>
1日1回の頻度でサンプリングを行い、これを8日間繰り返し行った。
サンプリングした各々の試料を、上記[重質油のキノリン不溶分測定]に記載した方法でキノリン不溶分の測定を行った結果を表1に示す。
Example 1
Sampling described in [Heavy oil sampling] was performed using a ball valve (FIG. 1 (a)) having a four-way valve having a sealing material having the shape shown in FIG. 1 (b).
Sampling was performed by the following two methods, and the average value, standard deviation, and coefficient of variation (value obtained by dividing the standard deviation by the average value and multiplying by 100) were calculated.
<
Sampling was repeated every 30 minutes, and this was continued for 4 hours for a total of 8 times.
<
Sampling was performed once a day, and this was repeated for 8 days.
Table 1 shows the results of measuring the quinoline insoluble content of each sampled sample by the method described in [Measurement of quinoline insoluble content of heavy oil] above.
(比較例1)
図4(a)に示す形状のシール材を有する4方弁のボールバルブ(図4(b)(c))を用いる以外は実施例1と同様にして上記[重質油のサンプリング]を行い、実施例1と同様にして上記[重質油のキノリン不溶分測定]を行った結果を表1に示す。
なお、比較例1で使用した重質油は、実施例1で使用した重質油と同一のものではない。
(Comparative Example 1)
The above [Heavy oil sampling] is performed in the same manner as in Example 1 except that a four-way ball valve (FIGS. 4B and 4C) having a sealing material having the shape shown in FIG. Table 1 shows the results of the above [Measurement of heavy oil quinoline insoluble content] in the same manner as in Example 1.
The heavy oil used in Comparative Example 1 is not the same as the heavy oil used in Example 1.
前記の通り、比較例1で使用した重質油と実施例1で使用した重質油は同一のものではないため、平均値自体を対比する意味は無く、繰返しサンプリングした際の数値のバラツキ(標準偏差、変動係数)を対比する必要がある。
表1から明らかな通り、図4(a)に示す形状のシール材を有する4方弁を用いた比較例1に較べ、図1(b)に示す形状のシール材を有する4方弁を用いた実施例1においては、繰返しサンプリングした際の誤差が有意に小さいことが明らかである。
As described above, since the heavy oil used in Comparative Example 1 and the heavy oil used in Example 1 are not the same, there is no meaning in comparing the average value itself, and there is a variation in numerical values when repeatedly sampled ( Standard deviation, coefficient of variation) must be compared.
As is clear from Table 1, compared with Comparative Example 1 using a four-way valve having a sealing material having the shape shown in FIG. 4A, a four-way valve having a sealing material having the shape shown in FIG. In the first embodiment, it is clear that the error when repeated sampling is significantly small.
1 4方弁
2 ハウジング
3 弁部(ボール)
3a 貫通孔
4 操作軸
5a、5b、5c、5d 配管接続口
5a’、5b’、5c’、5d’ 配管
6 シール材
7 シール材
11 分岐管
11a、11b、11c、11f、11g、11h プロセスライン
11d 排出ライン
11e バイパスライン
12 熱交換器
15 希釈溶解槽
16 測定部
a 重質油
b 溶剤
V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10、V11、V12 開閉バルブ
P1、P2、P3 ポンプ
D1、D2 タンク
F 第1流路
S 第2流路
W 廃液工程
1 4-
3a Through-
Claims (10)
前記の重質油のサンプリングを4方弁の流路の切り替えによって行い、
この4方弁は、4つの配管接続口を有すると共に、内部に、回動によって流路を切り替えることのできる弁部を有し、
この弁部は、その内部を貫通する貫通孔を有し、その貫通孔は、それぞれ、前記4つの配管接続口のうちの2つの配管接続口に接続された2つの配管を連通させて第1流路を構成することができると共に、この弁部を回動させることにより、その貫通孔は、前記4つの配管接続口のうちの他の2つの配管接続口に接続された2つの配管を連通させて第2流路を構成することができ、
前記弁部の回動によって、2つの流路が切り替えられる前後において、前記弁部の外面における前記貫通孔の周縁部は、シール材と接することを特徴とする重質油のサンプリング装置。 A device for sampling heavy oil flowing in piping,
The heavy oil sampling is performed by switching the flow path of the four-way valve,
This four-way valve has four pipe connection ports, and has a valve part that can switch the flow path by turning inside,
The valve portion has a through-hole penetrating the inside thereof, and the through-hole communicates two pipes connected to two pipe connection ports among the four pipe connection ports, respectively. A flow path can be formed, and by rotating this valve portion, the through hole communicates two pipes connected to the other two pipe connection ports among the four pipe connection ports. The second flow path can be configured,
The heavy oil sampling device, wherein a peripheral portion of the through hole on an outer surface of the valve portion is in contact with a sealing material before and after the two flow paths are switched by the rotation of the valve portion.
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---|---|---|---|---|
JPS53121690A (en) * | 1977-03-31 | 1978-10-24 | Mitsubishi Chem Ind | Sampler for high viscosity fluids |
JPS6275270U (en) * | 1985-10-30 | 1987-05-14 | ||
US6013158A (en) * | 1994-02-02 | 2000-01-11 | Wootten; William A. | Apparatus for converting coal to hydrocarbons |
JP2012251998A (en) * | 2011-05-10 | 2012-12-20 | Mitsubishi Chemicals Corp | Measurement device for solvent insoluble matter of coal tar or coal tar pitch type |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53121690A (en) * | 1977-03-31 | 1978-10-24 | Mitsubishi Chem Ind | Sampler for high viscosity fluids |
JPS6275270U (en) * | 1985-10-30 | 1987-05-14 | ||
US6013158A (en) * | 1994-02-02 | 2000-01-11 | Wootten; William A. | Apparatus for converting coal to hydrocarbons |
JP2012251998A (en) * | 2011-05-10 | 2012-12-20 | Mitsubishi Chemicals Corp | Measurement device for solvent insoluble matter of coal tar or coal tar pitch type |
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