تعیین فشاربخار(RVP) درمیعانات گازی
اندازه گیری فشار بخارمعیاری است جهت تعیین میزان مواد سبک و فرار درون میعانات گازی. باید توجه داشت که اندازه گیری آن چه در هنگام تولید وچه در هنگام بار گیری، با دقت انجام گیرد.
جهت تعیین فشار بخار می توان از دو روش استفاده کرد؛ روش دستگاهی و روش دستی.
الف:تعیین RVP بوسیله دستگاه اتوماتیک یا روش Setavap
از این روش جهت تعیین فشار بخار یا RVP در میعانات گازی فرار و سبک که اشباع از هوا گشته است، استفاده می شود.
این روش برای نمونه هایی که دمای جوش آنها بالای صفر درجه سانتیگراد (F˚٣۲ ) و دارای فشار بخاری بین 7 تا 130Kpa ، در دمای C˚٨/٣٧ می باشند بسیار مناسب می باشد. همچنین نسبت بخار به مایع در این نمونه ها باید۴ به ۱ باشد. همچنین از این روش برای محاسبه فشاربخار خشک ,(DVPE) که نتایج آن بسیار نزدیک به روش محاسبه دستی یا متد ۹۳-۴۹۵۳-D می باشد استفاده
می شود.
در این روش میزان مشخصی از نمونه سرد شده که اشباع از هوا گردیده است، وارد محفظه ای می شود که تحت شرایط دمایی خاص قرار دارد. این محفظه در حالت خلأ قرار دارد و حجم آن ۵ برابر حجم نمونه ای می باشد که به آن تزریق میشود.
پس از عمل تزریق نمونه به دستگاه، محفظه مورد نظر گرم شده تا به دمایC˚٨/٣٧ برسد. در نتیجه فشار محفظه بالا خواهد رفت و این فشار توسط حسگرهای موجود بر روی صفحه LCD دستگاه به نمایش در می آید.
این دستگاه قابلیت محاسبه فشار کل (Ptotal) که مجموع فشار جزیی هوای حل شده در نمونه است، را دارا میباشد. همچنین قابلیت نمایش فشار گاز (Pgas)، فشار محیط، فشارمطلق (Pabs) و فشار بخار خشک (DVPE) را دارد.
جهت کالیبره کردن دستگاه می توان از موادی که کاملا ًخالص باشند، استفاده کرد، که تعدادی از آنها در ذیل آورده شده است:
68.3Kpa یا Cyclopentane 9.91Psi
68.0Kpa یا 2,2Dimethyl butane 9.86Psi
51.1Kpa یا 2,3Dimethyl butane 7.41Psi
22.5Kpa یا Cyclohexane 3.26Psi
نحوه نمونه گیری
ظرف نمونه گیری حتماًباید قبل ازعمل نمونه گیری خشک و تمیزباشد. همچنین درب آن هیچگونه نشتی نداشته باشد و کاملاً seal باشد. ظرف را قبل از نمونه گیری و همچنین فوراً بعد از نمونه گیری باید در یخ قرار گیرد تا مواد سبک آن به علت فراریت از آن خارج نشود. حجم نمونه مورد نیاز جهت آزمایش حتماًباید بین ۷۰ تا٪۸۰ حجم ظرف باشد.
در آزمایشگاه ظرف را به مدت حداقل ۳۰ دقیقه درون یخ قرارمی دهیم. دمای نمونه حتماًباید بین ۰ تا ۱C باشد. در صورتی که پس از سرد کردن نمونه ؛ حجم آن کمتر از ٪۷۰ حجم ظرف با شد باید نمونه دیگری گرفته شود و در صورتی که حجم آن بیش از٪۸۰ باشد
می توان حجم اضافی را خالی کرد.
زمانی که دمای نمونه به ۰ تا ۱C رسید آنرا از ظرف حاوی یخ خارج نموده و درب آنرا با دستمال کاملاًخشک نموده، سپس درب آنرا باز کرده و اجازه می دهیم تا هوا جایگزین حجم بوجود آمده از خلاﺀ گردد و پس از بستن درب آن، ظرف را به شدت تکان می دهیم تا هوا در آن کاملاً حل گردد و ظرف را دوباره درون یخ قرار می دهیم و این عمل را ۳ بار تکرار می کنیم و باید توجه داشت که این فاصله زمانی بین هم زدن نباید کمتر از ۲ دقیقه باشد .
پس از انجام مراحل بالا، درب ظرف را کاملاً خشک کرده و با استفاده از سرنگ مخصوص دستگاه که قبلاً در یخچال قرار گرفته بوده است، نمونه را به نحوی برمی داریم که هیچگونه هوایی وارد سرنگ نشود. در صورتی که مقداری هوا وارد سرنگ گردید آنرا خارج می کنیم باید توجه داشت که عملیات فوق به آرامی صورت گیرد، همچنین سرنگ نیز قبلاً توسط حلال مناسب تمیز و خشک شده باشد.
نحوه آزمایش
ابتدا دکمه Rinsing را فشار داده که در این حالت دستگاه شروع به مکیدن هوا و دمیدن آن به درون سل یا محفظه درونی می کند. این عمل را می توانیم جهت اطمینان ۲ بار انجام دهیم.
سپس سرنگ را به آرامی در کنار دستگاه و در جای مخصوص خود قرار می دهیم به نحوی که هیچگونه هوایی وارد آن نشود. حال دکمه Task را فشار داده و پس از آن دکمه Run را در این حالت دستگاه شروع به مکیدن نمونه به داخل کرده و محفظه را از نمونه پر می کند سپس دما را به C˚٨/٣٧ رسانده وفشار بخار را محاسبه می کند.
ب: تعیین Rvp به روش دستی :
همانگونه که قبلاً ذکرشد اندازه گیری فشار بخار در میعانات گازی امری است ضروری. این روش که مبتنی است بر متد استانداردASTM D4593-93 . روشی که در ASTM D323 (متد Reid) ذکر شده است نیز در مورد این گونه فراورده ها قابل انجام
می باشد یعنی در مورد محصولات نفتی و همچنین محصولات نفتی که اشباع از هوامی باشند .
در اینجا نمونه مورد نظر که به صورت کاملاً سرد و عاری از حباب می باشد را درون ظرفی مخصوص ریخته وآنرا با استفاده از ابزاری که بعداً به شرح آن خواهیم پرداخت در دمای C˚٨/۳۷، درون حمام آب قرار داده و فشار بخارنمونه را اندازه گیری می کنیم. محدوده آزمایش در این روش بین ۵ تا ۱۵psi می باشد.
در زیر شكل وسایل اندازه ﮔیری فشار بخار را مشاهده می كنید.
وسايل مورد نیاز:
۱- دستگاه اندازه گیری فشار بخار: که تشکیل شده است از دو محفظه ، یکی محفظه بخار (قسمت بالایی) و دیگری محفظه مایع (قسمت پايینی) که مشخصات این دو باید بر طبق مشخصات ذکر شده در ASTM D-4953 باشد.
٢- فشار سنج: که در اینجا فشار سنج مورد استفاده از نوع بوردنِ فنری که داری محل اتصال به قطر mm ۳۵/۶ می باشد .
٣- حمام سرد یا یخچال
۴- حمام آب گرم به گونه ای که دستگاه اندازه گیری فشار بخار را بتوان درون آن غوطه ور نمود. دمای حمام باید قابل کنترل باشد و بتوان آن را در C˚٨/۳۷ ثابت نگه داشت.سطح آب حمام تا قسمت بالایی دستگاه اندازه گیری فشار بخار ، یک اینچ باشد .
۵- دماسنج که منطبق با استاندارد ASTM مربوط به Reid Vapour Pressure که دارای مشخصات منطبق با E1 باشد. محدوده دمایی دماسنج باید بین ۳۴ تا۴۲ سانتيگراد باشد.
۶- فشار سنج جیوه ای جهت اطمینان از صحت کار فشار سنج بوردن با درجه بندیkpa /۵۰، mm۱ یا psi/۱۰
آماده سازی نمونه به همان روشی است که در مورد روش اتوماتیک شرح داده شد.
جهت آماده سازی دستگاه ابتدا محفظه فلزی آنرا با درپوش لاستیکی بسته و سپس آنرا درون حمام یخ یا درون یخچال قرار می دهیم تا دمای آن به صفر تا یک درجه سانتیگراد برسد. همین عمل را برای استوانه متصل به فشار سنج نیز انجام می دهیم یعنی انتهای آنرا توسط درپوش بسته و سپس آنرا درون حمام آب گرم قرار می دهیم تا دمای آن با حمام به حالت تعادل برسد.
روش آزمایش:
۱- شیشه نمونه را از ظرف یخ خارج كرده و اطراف آنرا مخصوصا درب آنرا خشك كرده وLiquid Chamber را از یخچال خارج كرده و اطراف آنرا بخصوص دهانه آنرا به دقت خشك كنید و آنرا به ﮔونه ای كه از نمونه لبریز شود پر می كنیم.
٢- به سرعت Vapour Chamber را از حمام آب ﮔرم خارج كرده و آنرا كاملا خشك كنید وچوب پنبه را از دهانه آن خارج كنید و محل اتصال (دندانه ها) را كاملا خشك كنید و هرچه سریعتر Vapour Chamber را بر روی Liquid Chamber سوار كنید و كاملا مراقب باشید كه سطح نمونه بدون حباب و همچنین لبریز باشد. جهت جلوﮔیری از خطای افت دما، كل این مرحله باید در كمتر از ۱۰ ثانیه انجام ﮔیرد.
٣- حال وسایل اندازه ﮔیری به صورت واژﮔون قرار دهید تا نمونه وارد Vapour Chamber شود، سپس آنرا به صورت لنگری ۸ بار به شدت تكان دهید. حال وسایل اندازه ﮔیری فشار بخار را به صورت كاملا عمودی درون حمام آب ﮔرم قرار دهید و از نشتی نداشتن آن مطمئن شوید.
حال وسایل اندازه ﮔیری فشار بخار باید به نحوی درون حمام قرار ﮔیرد كه تا mm ٢۵ از زیرﮔلویVapour Chamber درون آب قرار ﮔیرد.
۴- پس از آن باید نمونه را از نظر دو فازی نبودن بررسی كنیم. در صورتی كه نمونه دو فازی باشد باید آنرا دور بریزیم و مراحل فوق را برای نمونه جدید از دوباره انجام دهیم.
۵- جهت اندازهﮔیری فشار بخار پس از قرار دادن وسایل اندازه ﮔیری درون حمام، پس از ۵ دقیقه به آرامی یك ضربه به فشارسنج زده و عدد را می خوانیم. سپس وسایل اندازه ﮔیری را از حمام خارج كرده و مرحله ٣ كه در بالا به آن اشاره شد را انجام می دهیم. فاصله زمانی بین هر مرحله نباید كمتر از ٢ دقیقه و در مجموع نباید كمتر از ۵ بار باشد. در صورتی كه به دو عدد مشابه و بدون تغییر رسیدیم، عدد نهایی را با تقریب kpa 0.25 یا psi 0.05 و بدون ذكر دما ﮔزارش می كنیم.