CN103105457B - 一种评价消泡剂消泡性能的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种评价消泡剂消泡性能的装置，包括恒温箱、吹泡筒、气体加热管、气体扩散头和温度控制器；吹泡筒放置在恒温箱中，气体加热管设置在恒温箱中，恒温箱内设置电热元件，电热元件与温度控制器以电连接方式连接，进气管通过气体加热管与气体扩散头连通，气体扩散头设置在吹泡筒底部，恒温箱正面设置有观察窗口。本发明具有结构合理，操作、使用、维护方便，评价准确等特点，适用于高温下延迟焦化消泡剂动态消泡效果的评价。

Description

一种评价消泡剂消泡性能的装置

技术领域

本发明涉及一种评价消泡剂消泡性能的装置，具体地说是涉及一种能评价延迟焦化消泡剂在高温下动态消泡性能的装置。

背景技术

延迟焦化过程是石油焦化中的一种主要加工过程。在延迟焦化过程中，由于原料渣油中含有一些表面活性物质，容易在焦炭塔上部形成泡沫，泡沫能够引起分馏塔结焦，进而造成分馏塔底循环过滤器、辐射段进料过滤器和进料泵堵塞，炉管结焦，影响装置的安全生产，而且泡沫携带的焦粉对后续加氢工艺也会造成严重危害。为此，国内外在延迟焦化过程中普遍采用了消泡技术。自从德国物理学家Quincke首先提出用化学方法来消除泡沫以来，消泡剂获得很大发展，美国20世纪30年代就开发出有机硅消泡剂。目前我国大多数延迟焦化装置也均采用加注消泡剂。消泡剂具有显著的消泡效果，可以降低泡沫层高度降低，减少焦化装置的焦粉携带。延迟焦化消泡剂的生产厂家除少数几个大的企业外，大多数助剂生产厂设备与工艺技术落后，未形成集约化规模生产，产品质量不稳定。生产企业在市场竞争中往往采取频繁更换产品名称，升级规格型号等办法推出新产品，特别是产品执行标准不同，性能评价不统一，又导致了生产企业产品注册强调个性，形成了作用机理相同、物资名称不同；物资名称相同，规格型号不同；规格型号相同，执行标准不同的现象，对炼厂采购供应和生产使用带来了很大的困难，形成了助剂市场混乱的管理局面。

目前，不同的研究机构对延迟焦化消泡剂消泡性能的评价方法无统一的标准。多数标准只规定了理化指标，缺乏重要的使用性能指标。因此为了建立延迟焦化消泡剂使用性能的评价方法，设计延迟焦化消泡剂使用性能的评价装置非常重要。当前延迟焦化消泡剂消泡性能的评价方法主要采用静态的泡沫消除法。其中有量筒法，即在量筒中加入蒸馏水和发泡物配成发泡液，通过剧烈摇动，产生大量泡沫，记录最大泡沫体积V₀。在发泡液中加入一定量的消泡剂，记录泡沫降低到的最小体积V及所需时间，采用消泡率来表示消泡剂的消泡性能。消泡率=（V₀-V）/V₀×100%。还有摇瓶法，此方法是向量筒中加入表面活性剂水溶液，再摇振数次，使表面活性剂溶液起泡；然后向其中加入消泡剂，再次摇振10次，记录泡沫完全消失的时间，用此时间来表征消泡剂的消泡性能，时间越短，消泡性能越好；再摇振100次，再次记录泡沫完全消失的时间，用此时间来表征消泡剂消泡性能的持久性。

CN200720192384.7公开了高温消泡效果测试仪，包括恒温夹套玻璃管、净化空气源、玻璃转子流量计和超级恒温水浴锅；恒温夹套玻璃管与净化空气源通过真空橡胶导管连接，上述两者之间装有所述的玻璃转子流量计，超级恒温水浴锅和恒温夹套玻璃管通过真空橡胶导管相连，恒温夹套玻璃管的外管上刻有刻度。该发明适用于印染用消泡剂在各种温度下的消泡效果评价，但无法达到延迟焦化消泡剂使用条件下消泡性能的测试要求。

然而以上方法和装置存在以下不足：（1）操作不易规范统一，测定结果误差较大；（2）以上方法发泡液采用的是水溶液，而延迟焦化生焦过程的起泡介质是油，因此并不适合延迟焦化消泡剂的性能评价；（3）以上方法不能模拟延迟焦化反应在高温下测定消泡剂的消泡性能。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种能评价延迟焦化消泡剂在高温下动态消泡性能的装置，本发明可以在更接近于延迟焦化的反应条件评价延迟焦化消泡剂在高温下的动态消泡性能。

本发明评价消泡剂消泡性能的装置包括：恒温箱、吹泡筒、气体加热管、气体扩散头和温度控制器；吹泡筒放置在恒温箱中，气体加热管设置在恒温箱中，恒温箱内设置电热元件，电热元件与温度控制器以电连接方式连接，进气管通过气体加热管与气体扩散头连通，气体扩散头设置在吹泡筒底部，恒温箱正面有观察窗口。

本发明装置中，吹泡筒内设置温度检测热电偶，热电偶与数字显示电路相连，数字显示电路可以设置在温度控制器中。

本发明装置中，进气管上设置气体流量计，气体加热管为盘管结构，盘管结构外面设置电加热装置，电加热装置由温度控制器控制。

本发明装置中，吹泡筒对应恒温箱正面观察窗口的部设置容积刻度。

本发明的原理为：按照一定比例配置发泡液，加入到吹泡筒中，将吹泡筒中放入恒温箱中加热至所需温度。通过气体扩散头从发泡液底部吹入氮气使发泡液起泡，最后加入事先配好的消泡剂溶液。比较消泡剂溶液加入前后泡沫层高度变化，得出消泡剂的性能优劣。通过测量泡沫层的高度变化，计算出消泡剂的消泡率。

本发明的恒温箱中间设置圆柱形凹槽，足以使发泡筒完全置入。恒温箱加热极限最高温度为500℃，最佳使用温度在200℃~400℃，可以采用螺旋状电加热管加热，采用热电偶测温。恒温箱有可视窗口，可视窗口可选择石英等透明耐热材料。恒温箱优选为充氮气的氮气浴恒温箱，可以设置单独的氮气浴恒温箱加热及温度控制部件，也可用采用气体加热管进行加热。氮气浴恒温箱为密封结构，氮气浴恒温箱可以设置充气管路和排气阀（两者均为位置任意），排气阀为向外排气的单向阀，单向阀出口管线与水冷却结构相通。恒温箱可以使用本领域内适宜的结构，如外部结构为圆柱形或方柱形等。恒温箱一般为耐高温金属材料制成或非金属耐热材料制成，或耐温金属材料内衬耐热绝热材料制成（凹槽的侧壁内部不需内衬耐热绝热材料）。恒温箱外面包覆绝热材料，以避免对操作者带来烫伤等危险。

本发明的吹泡筒可选择吹泡筒使用具有体积刻度的耐热玻璃量筒，具体如1000mL的圆口量筒，最小刻度10mL。

本发明的气体流量计可选择常规的玻璃转子流量计，可调范围选择0 mL/min ~1000mL/min，精度在5mL/min。

本发明的气体扩散头可采用GB12579-2002润滑油泡沫特性测定法中气体扩散头，由烧结的结晶氧化铝制成的砂芯球，最大孔径不大于80μm，渗透率在3000mL/min~6000mL/min。

本发明中的其它技术内容，如温度控制器、电加热器、流量计等可以使用本领域常规的商品，是本领域技术人员熟知的技术内容。

与现有技术相比，本发明方法具有以下优点：

（1）本发明具有结构合理，操作、使用、维护方便，评价准确等显著特点。

（2）本发明适用于各种温度下延迟焦化消泡剂的评价，特别是能在高温下评价延迟焦化消泡剂的消泡性能。

（3）本发明能够评价延迟焦化消泡剂动态的消泡效果，更接近于工业上延迟焦化装置产生的泡沫状态。

（4）使用专门结构的氮气浴恒温箱，具有升温降温速度快，可以高温操作，评价效率高，操作极限温度高，可以直接观测消泡评价效果等优点。吹泡氮气通过气体加热管，有利于维持稳定的评价温度。

附图说明

图1为本发明消泡剂评价装置结构示意图。

其中1为恒温箱，2为吹泡筒，3为气体加热管，4为气体流量计，5为气体扩散头，6为热电偶，7为温度控制器，8为恒温箱充氮气管线，9为泡沫头进气管线，10为恒温箱排气阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明，但是本发明不局限于实施例。

如图1所示的评价延迟焦化消泡剂消泡性能的装置备，其由恒温箱1、吹泡筒2、气体流量计4和气体扩散头泡沫头5组成。恒温箱中1的中间设置圆柱状凹槽，吹泡筒2放置在该凹槽中。气体加热管3设置在恒温箱中1内部。电加热元件通过电线连接温度控制器7。气体扩散头5通过进气管与气体流量计4连接，气体扩散头5接触吹气筒底部中心位置。恒温箱1正面设有观察窗口，通过观察窗口可以观察吹泡筒2中泡沫的变化情况。其中吹泡筒2为1000mL的圆口量筒，直径55mm，高500mm，最小刻度10mL；恒温箱1的长宽高为710mm×500mm×610mm，足以使量筒完全侵入。气体扩散头5的渗透率为4100mL/min。

本发明的工作过程如下：

（1）按比例配置发泡液，具体比例为（质量）：焦化柴油30%；重焦化瓦斯油70%。然后加入到1000mL的吹泡筒2中，加入量为300mL。

（2）恒温箱1充满氮气后，打开加热开关，将恒温箱1加热至400℃，稳定10min。

（3）开启试验氮气阀，氮气通过管线9进入恒温箱预热，调节气体流量计4至600mL/min，通过气体扩散头5吹泡。

（4）待发泡液发泡稳定，即静态泡沫在某一高度持续一分钟未变化后，记录吹泡筒2中泡沫层最高时体积，记为H₁。在记录同时将配置好的消泡剂溶液在吹泡筒2的上部加入，记录泡沫层最低时的体积，记为H₂。

（5）采用消泡率（η）来表示消泡剂的性能。计算公式为：

η=（H₁-H₂）/H₁*100%

公式中：

H₁     加入消泡剂前泡沫层最高体积，mL；

H₂     加入消泡剂后泡沫层最低体积，mL；

η      消泡率，%。

以上所述并非对本发明的结果做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种评价消泡剂消泡性能的装置，其特征在于：评价消泡剂消泡性能的装置包括恒温箱、吹泡筒、气体加热管、气体扩散头和温度控制器；吹泡筒放置在恒温箱中，气体加热管设置在恒温箱中，恒温箱内设置电热元件，电热元件与温度控制器以电连接方式连接，进气管通过气体加热管与气体扩散头连通，气体扩散头设置在吹泡筒底部，恒温箱正面设置有观察窗口，恒温箱的使用温度在200℃~500℃。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：吹泡筒内设置温度检测热电偶，热电偶与数字显示电路相连。

3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：进气管上设置气体流量计。

4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：恒温箱的使用温度在200℃~400℃。

5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：恒温箱的可视窗口选择石英制作。

6.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：恒温箱中间设置圆柱形凹槽，足以使发泡筒完全置入。

7.按照权利要求1、4或6所述的装置，其特征在于：恒温箱为充氮气的氮气浴恒温箱，恒温箱设置充气管路和排气阀，排气阀为向外排气的单向阀。

8.按照权利要求7所述的装置，其特征在于：设置单独的氮气浴恒温箱加热及温度控制部件。

9.按照权利要求7所述的装置，其特征在于：恒温箱外部结构为圆柱形或方柱形，恒温箱外面包覆绝热材料。

10.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：吹泡筒使用具有体积刻度的耐热玻璃量筒。