CN103954549A - 气液双相流的管道腐蚀实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气液双相流的管道腐蚀实验方法，主要解决现有技术无法模拟气液两相流的管道腐蚀的问题。本发明通过采用一种气液双相流的管道腐蚀实验方法，一种气液双相流的管道腐蚀实验方法，将所需量和所需温度的气相物流1与所需量和所需温度的气相物流2混合得到气液双相流的物流3，物流3以所需的流速通过至少一个腐蚀试样的内表面，以测定腐蚀试样内表面的腐蚀情况，其中气液双相流的物流3中含有腐蚀性物质的技术方案较好地解决了上述问题，可用于气液双相流的管道腐蚀模拟中。

Description

气液双相流的管道腐蚀实验方法

技术领域

本发明涉及一种气液双相流的管道腐蚀实验方法。

背景技术

常减压蒸馏是石油炼制一次加工过程中最重要的化工分离过程。随着世界范围内原油劣质化，主要表现为酸含量增加，重质原油比重增加。重质原油酸值高、轻组分少、密度和粘度大、胶质沥青质含量高、盐含量及重金属含量高，对炼油设备腐蚀严重，特别是原油的一次加工设备，如常减压蒸馏装置直接受到严重的腐蚀冲击，而业界对此办法不多，其中最重要的原因在于对减压蒸馏过程的特征认识不足。通常认为，影响腐蚀的最主要因素是温度、腐蚀介质含量、设备材质、流体的流速流态等，压力指标一般不加以考虑。基于这一认识，迄今为止有关石油炼制过程中的高温腐蚀研究工作绝大部分是在高压或者常压环境中开展的，比如绝大部分发表论文或工业实验是采用高压釜或者动态高压釜来模拟蒸馏腐蚀实验中的液相腐蚀。

在炼厂中的常压转油线、减压转油线、常压塔、减压塔中，有许多油与油蒸汽共存环境，油气高速流动条件下，对管道、容器壁、塔内件的冲刷腐蚀十分严重。一般来说，实验室通常采用喷射式模拟实验装置模拟冲刷腐蚀。但是喷射式模拟实验装置不能够模拟油气双相流的冲刷腐蚀。

CN201110316961.X涉及了一种高温高流速腐蚀动态模拟试验罐。该发明在所述试验罐的罐体顶部安装一多头喷嘴，正对多头喷嘴的下方设置一装有多个冲蚀试样的冲蚀试样夹具，物料由试验罐的物料进口进入多头喷嘴，冲刷腐蚀所述多个冲蚀试样。冲蚀试样夹具由试样拆装口安装在所述试验罐的罐体侧壁上。试验罐的罐体下部设置一浸泡试样夹具，多个浸泡试样垂直悬挂在所述浸泡试样夹具上。物料的出口管线设置在浸泡试样夹具上方的罐体上，出口管线附近的罐体上安装有液位计及液面界位控制仪。该发明能够同时进行多个平行试样的冲刷腐蚀实验和多个平行试样的浸泡腐蚀实验，减少了试验次数，极大地节省了人力物力。但是该发明只能够模拟液相高温冲刷腐蚀，不能够模拟油气双相高速冲刷情况。

本发明有针对性的解决了该问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术无法模拟气液两相流的管道腐蚀的问题，提供一种新的气液双相流的管道腐蚀实验方法。该方法用于气液双相流的管道腐蚀模拟中，具有可以模拟油气气液两相流的管道腐蚀的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种气液双相流的管道腐蚀实验方法，将所需量和所需温度的气相物流1与所需量和所需温度的气相物流2混合得到气液双相流的物流3，物流3以所需的流速通过至少一个腐蚀试样的内表面，以测定腐蚀试样内表面的腐蚀情况，其中气液双相流的物流3中含有腐蚀性物质。

上述技术方案中，优选地，所述腐蚀试样为管道。

上述技术方案中，优选地，所述腐蚀试样为直管或弯管。

上述技术方案中，优选地，所述与气液双相流的物流3接触部分的管道材质选用不锈钢；腐蚀试样由被测材料的短管制作。

上述技术方案中，优选地，所述腐蚀试样至少为3个。

上述技术方案中，优选地，气液双相流的物流3为油气气液双相流的物流。

本发明的实验具体采用以下一种气液双相流的管道腐蚀模拟实验装置，包括气体储罐（1）、气相管线（5）、加热区（4）、液体罐（6）、液体管线（15）、液体管线（14）、加热区（16）、混合区（17）、至少一个腐蚀试样（8）、气液分离罐（10）和气体出口管线（13）；气体储罐（1）通过气相管线（5）与加热区（4）相连，液体罐（6）通过液体管线（15）和液体管线（14）与加热区（16）相连；加热区（4）的出口与加热区（16）的出口与混合区（17）相连，混合区（17）的出口管线上接有至少一个腐蚀试样（8），腐蚀试样（8）后的管线与气液分离罐（10）相连，气液分离罐上部设有气体出口管线（13）；其中所述腐蚀试样（8）为直管或弯管。

上述实验装置中，所述气相管线（5）、液体管线（15）、混合区（17）与腐蚀试样（8）之间管线处均设有压力表（2）。

上述实验装置中，所述腐蚀试样（8）为直管或弯管。

上述实验装置中，所述气体储罐（1）中的气体经减压阀（3）减压后进入加热区（4），加热区（4）后设有温度计。

上述实验装置中，所述液体罐（6）中的液体通过计量泵（7）后进入加热区（16），加热区（16）后设有温度计。

上述实验装置中，所述腐蚀试样（8）后面设有温度计（11）。

上述实验装置中，所述腐蚀试样（8）部分与气液分离罐（10）之间的管线部分设有背压阀（9）。

上述实验装置中，所述加热区（4）与混合区（17）之间的管线上设有隔离阀（12）。

上述实验装置中，所述所有与液体、气相接触部分的管线材质选用不锈钢，腐蚀试样（8）部分由被测材料的短管制作。

本发明解决了在实验室中如何模拟气相和液相双相流动条件下的腐蚀模拟问题，可以模拟转油线等气/液双相高速流动条件下的常温到高温所有温度范围内的冲刷腐蚀行为，也可以模拟气/水等多相冲刷腐蚀，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本发明所述装置的结构示意图；

图2为腐蚀反应部分试样连接图。

1.气体储罐

2.压力表

3.减压阀

4.加热区

5.气体管线

6.液体罐

7.计量泵

8.腐蚀试样

9.背压阀

10.气液分离罐

11.温度计

12.隔离阀

13.气体流出管线

14.加热区液体管线

15.泵出口液体管线

16.加热区

17.混合区

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

如图1所示的装置主要包括惰性气体输送与控制系统、油（或者水）输送及控制系统、腐蚀试样系统、气液分离系统、温度压力等仪表控制系统。

惰性气体输送与控制系统如下：惰性气体储罐1用于盛装实验用的模拟气体介质，比如氮气、CO2、氦气等惰性气体。惰性气体经过惰性气体储罐1通过不锈钢导管5与压力表2相连，并经过惰性气体减压阀3降低气体压力，进入气体加热区4。在气体加热部分通过带控制系统的电加热器加热，控制气体温度达到设定的实验温度，再经过温度计11和阀门12到达气/液混合区17。

油（或者水）输送及控制系统如下：储油（水）罐中的液体由不锈钢导管15经过阀门12、计量泵7、压力表2进入油（水）加热区16，经过带控制器的电加热器分级加热，逐渐升温到设定的实验温度，经过温度计11，由导管14进入气液混合处。

经过气液混合区17后的油（水）/气双相流体在高速流动下经过压力表2，然后进入腐蚀试样系统。腐蚀反应部分各腐蚀试样的连接图如图2所示。

气液双相流经过背压阀9后进入气液分离罐10，实现油（水）、气的分离，惰性气体由顶部流出。

本装置除所有与油（水）、气接触部分均采用不锈钢制作，优选316L，腐蚀试样部分由被测材料的短管制作。

不锈钢导管与管状腐蚀试样内外径相同，避免产生复杂的管道连接问题。根据不同实验目的，不锈钢导管和管状腐蚀试样可选用不同口径，满足模拟不同工况条件的需要。

本装置的使用温度范围为室温到450℃。装置内部绝对工作压力常压到20Mpa。

Claims (6)

1.一种气液双相流的管道腐蚀实验方法，将所需量和所需温度的气相物流1与所需量和所需温度的气相物流2混合得到气液双相流的物流3，物流3以所需的流速通过至少一个腐蚀试样的内表面，以测定腐蚀试样内表面的腐蚀情况，其中气液双相流的物流3中含有腐蚀性物质。

2.根据权利要求1所述气液双相流的管道腐蚀实验方法，其特征在于所述腐蚀试样为管道。

3.根据权利要求2所述气液双相流的管道腐蚀实验方法，其特征在于所述腐蚀试样为直管或弯管。

4.根据权利要求2所述气液双相流的管道腐蚀实验方法，其特征在于所述与气液双相流的物流3接触部分的管道材质选用不锈钢；腐蚀试样由被测材料的短管制作。

5.根据权利要求1所述气液双相流的管道腐蚀实验方法，其特征在于所述腐蚀试样至少为3个。

6.根据权利要求1所述气液双相流的管道腐蚀实验方法，其特征在于气液双相流的物流3为油气气液双相流的物流。