Systèmes de mesure des gaz

Parr propose une variété d'accessoires pour sa gamme de réacteurs sous pression afin de permettre à un chercheur de déterminer avec précision la quantité de gaz consommée dans une réaction conduite à des pressions et des températures élevées. Il existe essentiellement deux méthodes utilisées pour mesurer la quantité de gaz fournie à un récipient de réaction. Il s'agit de :

• La mesure de la chute de pression dans un récipient d'alimentation auxiliaire de volume connu.
• La mesure et l'intégration des débits à l'aide d'un débitmètre massique électronique.

Chacune de ces méthodes a ses avantages et ses limites, comme nous le verrons dans les sections suivantes.

Réservoirs d'alimentation intermédiaires

La méthode la plus simple pour mesurer la quantité de gaz consommée dans une réaction consiste certainement à alimenter le gaz à partir d'un récipient de volume connu et à mesurer la chute de pression dans ce récipient au cours de la réaction. Cette méthode consiste à choisir un récipient d'alimentation dont le volume correspond à la quantité de gaz qui sera consommée dans la réaction. Il doit être suffisamment grand pour contenir assez de gaz pour compléter la réaction et suffisamment petit pour que la chute de pression soit significative et mesurable. Cette technique de base peut être appliquée de plusieurs façons :

• Le réservoir d'alimentation peut être relié directement à la cuve de réaction. C'est la méthode la plus simple et la moins coûteuse. La principale limite de cette approche est que la pression de réaction diminuera au fur et à mesure que le gaz sera consommé et que la réaction ne sera pas conduite à une pression constante.
• Le réservoir d'alimentation peut être équipé d'un régulateur de pression constante. Le régulateur doit être choisi en fonction de la pression de fonctionnement prévue. Ce régulateur fournira du gaz à la cuve de réaction à une pression constante, ce qui permettra de surmonter la limitation décrite au point ci-dessus.
• Les pressions initiales et finales dans le réservoir d'alimentation peuvent être mesurées à l'aide de jauges analogiques, ou des lectures de pression continues peuvent être effectuées et enregistrées à l'aide de transducteurs de pression. Si les transducteurs augmentent le coût, ils augmentent également la résolution et la possibilité de suivre la vitesse de la chute de pression et donc la vitesse de la réaction.
• Une précision accrue peut être obtenue en mesurant la température dans le réservoir d'alimentation et en appliquant les corrections appropriées.

Parr propose une série de burettes haute pression dans des emballages complets pour une connexion directe à nos réacteurs. Les burettes de base sont présentées ci-dessous.

Ces burettes peuvent également être équipées de transducteurs de pression numériques, de thermocouples internes et d'un support d'acquisition et de réduction des données. Veuillez contacter notre groupe d'assistance à la clientèle pour obtenir des informations sur ces possibilités.

Débitmètres massiques

Parr Instrument Company peut fournir des débitmètres ou des régulateurs de débit massique pour l'analyse quantitative basée sur le débit massique.  Les contrôleurs de débit massique sont des débitmètres massiques qui incorporent une vanne de contrôle intégrée, une vanne externe ou une pompe d'alimentation pour contrôler le débit du fluide.  Les régulateurs de débit massique sont généralement utilisés dans des systèmes automatisés ou semi-automatisés.  En raison des nombreuses exigences spécifiques aux applications et à l'étalonnage, veuillez contacter Parr Instrument Company pour obtenir une assistance technique sur les débitmètres ou les régulateurs de débit massique.

Parr propose de nombreux dispositifs d'interface électronique à prix réduit pour les débitmètres et régulateurs de débit massique.  Le système d'interface débitmètre/contrôleur Parr A2200E offre un module de lecture et/ou de point de consigne à commande manuelle pour un maximum de quatre débitmètres/contrôleurs massiques.  Lorsque le A2200E est utilisé avec un contrôleur de débit massique, un régulateur de contre-pression à commande manuelle est nécessaire.  Le contrôleur de processus Parr 4871 offre un point de consigne à distance, une lecture, un enregistrement des données, une totalisation, un mélange de gaz et des interfaces liées au processus avec ces dispositifs de débit massique.  D'autres interfaces intermédiaires peuvent être fournies.

Régulateurs de débit massique

Les régulateurs de débit massique ajoutent une vanne de contrôle automatique au débitmètre massique pour fournir des débits de gaz proportionnels à un point de consigne électronique. Bien qu'ils soient normalement utilisés pour fournir un débit constant aux réacteurs fonctionnant en mode continu, une application unique dans les réactions par lots consiste à permettre au point de consigne d'être dicté par le signal d'erreur du transducteur de pression du réacteur. Lorsque le gaz est consommé, le signal de chute de pression peut être configuré pour augmenter le débit d'entrée. Ce signal peut être envoyé à plusieurs contrôleurs, permettant au gaz d'appoint d'être un mélange avec un ratio spécifié par l'opérateur. Cette technique est souvent utilisée dans l'étude des copolymères et des ter-polymères.

Burettes de gaz à haute pression

Parr propose une série de burettes haute pression destinées à introduire du gaz (généralement de l'hydrogène) dans un réacteur à une pression constante. Les burettes sont constituées d'un réservoir haute pression équipé d'une vanne d'entrée, d'un manomètre et d'une soupape de sécurité. Un régulateur de pression constante avec un clapet anti-retour, un tuyau de raccordement et un support sont inclus avec chaque pipette. La quantité de gaz consommée lors d'une réaction peut être déterminée en connaissant le volume du réservoir haute pression et en observant la chute de pression dans le réservoir pendant une réaction.

Les burettes haute pression de Parr peuvent être fournies en différentes tailles, comme indiqué dans le tableau ci-contre, chacune étant équipée d'un régulateur permettant de délivrer du gaz au réacteur dans la plage de pression désignée. Les moles de gaz indiquées dans le tableau représentent la quantité d'hydrogène qui sera contenue dans la burette à la pression maximale. Le volume livrable sera fonction de la différence de pression entre la pipette et le réacteur. La taille de la burette choisie doit être suffisamment grande pour fournir suffisamment de gaz pour terminer la réaction tout en maintenant une pression suffisante dans la burette pour forcer le gaz dans le réacteur.

Des réservoirs de plus grand volume sont disponibles ainsi que des régulateurs avec différentes gammes de débit. Des modifications peuvent être apportées à ces systèmes de base pour ajouter un thermocouple interne au réservoir et/ou un transducteur de pression pour une lecture et/ou un enregistrement numérique.