CN200947098Y

CN200947098Y - 重油热加工性能评价装置

Info

Publication number: CN200947098Y
Application number: CN 200620009951
Authority: CN
Inventors: 沈国平; 侯振波; 刘晓欣; 彭飞; 张建国; 龚红; 肖家治; 刘坤
Original assignee: 沈国平
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2016-09-13

Abstract

一种重油热加工性能评价装置，由仪器柜、控制面板和计算机测控系统组成，仪器柜设为矩形，在仪器柜中上部设有由反应器盖连接的管式反应器，反应器盖用支撑固定在仪器柜上顶上，在反应器两侧设有对称的电预热器和电预热传动机构，在仪器柜中部设有由直线步进电升降加热器，在加热器两侧对称设有两组馏分油收集器；在仪器柜上部设有控制面板，在控制面板两端前面设有两块压力表；在仪器柜底上部设有缓冲罐、恒温水浴和水泵；反应器盖出口通过保温水管路与馏分油收集器蒸馏管的顶部进口相连接，馏分油收集器的出口管末端并列设有集气阀、憋压阀、放空阀和压力表、憋压阀与缓罐出口相连接。该装置结构简单、用油样少、评价分析重油热加工性能效果好。

Description

重油热加工性能评价装置

一、技术领域

本实用新型涉及一种用于石油炼油化工领域，研究评价重油热裂化反应的专门用的重油热加工性能评价装置。

二、背景技术

延迟焦化装置由于投资费用低、对原料要求不高等因素一直是我国重油轻质化的主要途径，但是由于其本身未有产品出厂，过去一直未有受到足够的重视，在装置轻油收率、能耗、操作周期等方面与国外先进水平相差较大。

由于渣油组成极为复杂，目前所用的各种表征手段尚不能完全从理论上表述其反应机理，因此也难以在理论上确定延迟焦化装置的最优化操作条件。国内外研究重油通常的方法是利用动态实验评价装置，但存在以下缺点：①结构复杂，维修保养需专业人员；②开停工麻烦；③实验周期长；④实验需要大量样品；⑤操作人员多；⑥实验数据难以直接与生产装置对接；⑦功能单一；⑧投资费用高。

三、发明内容

本实用新型的目的是提供一种重油热加工性能评价装置，解决上述重油评价方法存在的问题。它采用专门加工的大高径比不锈钢反应器，由特制的锡浴加热器迅速加热到指定的温度并通过计算机对整个过程实现平稳控制，记录反应温度、反应时间等技术参数，利用专门研制的数据分析系统分析反应结果与反应历程的关系。

本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：

本实用新型由仪器柜、反应器、反应器盖、预热器、电机、加热器、直线步进电机、保温水管、馏分油收集器、恒温水浴、水泵、集气阀、憋压阀、放空阀、缓冲罐、压力表、控制面板、出口阀和计算机测控系统组成，其特征在于仪器柜设为矩形，在仪器柜中上部设有由反应器盖连接的管式反应器，反应器盖用支撑固定在仪器柜上顶上，在反应器两侧设有对称的电预热器和电预热传动机构，传动机构固定在仪器柜的横撑上；在仪器柜中部设有由直线步进电升降加热器，直线步进电机垂直固定在仪器柜的横撑上，在加热器两侧对称设有两组馏分油收集器；在反应器和加热器两侧设有两块竖向平行的隔板，隔板由横撑固定在仪器柜框架上；在仪器柜上部设有控制面板，在控制面板两端前面设有两块压力表；在仪器柜底上部设有缓冲罐、恒温水浴和水泵；反应器盖出口通过保温水管路与馏分油收集器蒸馏管的顶部进口相连接，馏分油收集器的出口管末端并列设有集气阀、憋压阀、放空阀和压力表、憋压阀与缓罐出口相连接。

两组对称馏分油收集器，每组设两个或多个馏分收集器，相互之间串接。

电预热器传动机构由电机、齿轮和齿条组成，电机轴上设有齿轮，齿轮与齿条啮合，齿条与预热器固定连接，齿条前后水平移动带动预热器前后水平移动。

恒温水浴出口与水泵进口连接，水泵出口与循环保温水管进口相连接，循环水保温管出口与恒温水浴进口相连。

在反应器、反应器盖和加热器内设有温度传感，在直线步进电机上设有位移传感器。

计算机测控系统由计算机、主控制电路板、强电板、KEYLED面板控制电路板，RS-485信号线、34针数据线、温度传感器和位移传感器组成，主控制电路板用RS-485信号线与计算机和KEYLED面板控制电路板分别相联，主控制电路板用34针数据线与强电板相联；强电板分别与温度传感器和位移传感器相联；KEYLED面板控制电路板与KEYLED面板相联。

本实用新型的目的是这样实现的：通过减量法利用万分之一电子天平准确称量10克左右的油样于不锈钢反应器中，合拢预热器，用预热器将油样预热到350℃以下的同时将锡浴加热器加热到指定的温度，升至反应器，将反应器泡在加热器内，将预热好的油样快速升温到指定的反应温度，采用计算机监测、自控及手控、临时温度设定及电压铺佐调节等手段实现反应过程的平稳控制，并将反应历程的各参数记录并保存到计算机中。反应完成后采用水冷的方法将反应器快速冷却到350℃以下，准确称量所得液体及焦炭产率，利用排水集气法对所产生的气体进行收集，得到气体收率，用专门开发的数据分析系统分析反应结果与反应历程的关系。

由于采用上述方案，与动态延迟焦化实验装置相比，该重油热加工性能评价装置结构简单，没有开停等繁琐操作，实验所需油样量少，使用维修方便，控制灵活，与装置对接可靠，功能强大，价格便宜，评价分析效果好。

四、附图说明

图1-本实用新型的结构示意图

图2-计算机测控系统方框原理图

图1中1-反应器 2-反应器盖 3-预热器 4-电机 5-加热器6-直线步进电机 7-循环保温水管 8-馏分油收集器 9-恒温水浴 10-水泵 11-集气阀 12-憋压阀 13-放空阀 14-缓冲罐 15-压力表 16-控制面板 17-出口阀 18-温度传感器

图中管线是双线的是馏分油收集器的水冷却管路，冷却水是自来水。

图2中1′-计算机 2′-主控制电路板 3′-强电板 4′-KEYLED面板控制电路板 5′6′-RS-485信号线 7′-34针数据线 8′-KEYLED面板 9′-温度传感器 10′-位移传感器

五、具体实施方式

重油热加工性能评价装置由机械硬设备和计算机测控系统组成，其中机械硬设备包括仪器柜总成、反应器1、反应器盖2、加热器5、循环保温管路7、预热器3、电机4、直线步进电机6、馏分油收集器8、恒温水浴9、水泵10、集气阀11、憋压阀12、放空阀13、缓冲罐14、压力表15、控制面板16、出口阀17、温度传感器18等，计算机测控系统包括主控计算机1′、主控制电路板2′、KEYLED面板控制电路4′、温度传感器9′、位移传感器10′、强电板3′、KEYLED8′以及之配套的测量控制软件、数据通讯软件、数据采集记录软件等组成。流程见图1：经过准确称量的反应器1中加入-定量的油样，在反应器盖2中装好、拧紧，保证实验过程中无泄漏。左右两边的预热器3由电机4驱动合拢对反应器进行预热，同时将加热器中的锡浴5快速升温至指定的温度。待预热完成后，预热器3打开，加热器5在直线步进电机6的驱动下上升，直至反应器1浸泡在其锡浴中，通过计算机控制调节、超前控制、预测控制以及加热器的升降、电压辅助调节实现对整个反应过程的平稳控制，反应历程中各参数实时显示并被计算机保存。通过对反应器盖的控温保证油样在反应过程中不至于爆沸。实验中裂解反应所得馏分油经由反应器盖2出来，首先通过循环水保温管7，保温循环水由水浴9进行加热保温，以防止重蜡油迅速凝结堵塞管线，通过泵10进行循环。保温后的馏分油再经过渐次冷却进入馏分油收集器8，气体通过集气阀11进行排水集气法收集。反应完成后，将锡浴加热器5快速下降，打开放空阀13防止排水集气倒吸，用水急冷反应器1使其快速降温，完成反应的实验过程。根据不同的实验要求，可以进行憋压及带压实验。憋压实验时将反应器盖2的出口阀17关死，没有馏分油馏出；最后将反应剩余油通过专用索氏抽提器抽提，测定甲苯不溶物含量，带压实验通过缓冲罐14中预先充装的氮气的压力来完成的，压力控制通过憋压阀12调节，在压力表15上显示。实验过程中可以通过控制面板16来控制，也可以由计算机实现控制。

重油热加工性能评价装置计算机测控系统应用于“重油加工性能评价”实验过程的温度、位移量、开关、位置等参数的检测以及对相关的操作输出控制。结合主控计算机，对采集到的各参数进行显示并存储，同时通过实时通信对实验仪器进行远程操作。整个系统框图如图2所示：主控制电路板2′是整个电子系统的核心部分，所有的由温度传感器9′(热电偶)测得加热器、反应器、反应器盖的温度信号，经微处理A/D转换后，送入计算机1′，由计算机进行显示、记录，并根据信号和实验要求，通过微处理器输出控制信号，控制加热装置，从而保证实验过程的平稳控制；KEYLED面板控制电路板4′主要实现将LEYLED面板8′的控制信号用RS-485信号线6′传输到主控制电路板2′上，同时动作通过主控板用RS-485信号线5′传输到控制计算机1′上；强电板3′是执行机构，主控电路板2′的信号通过34针数据线7′传给强电板3′，主要是将执行各项控制任务，包括加热器的通断电、位移传感器10′上下移动及位移量的确定，预热器的通断电及左右移动，各传感器的电源等；通过计算机可以实现与主控板的远程通讯，传输控制信号、接受返回信息，根据要求，对反应历程的各参数进行保存记录。

利用重油热加工性能评价装置，结合工业装置实际，提出了条件产品分布、极限产品分布、条件生焦率、恒热生焦率、结焦因子、相对反应历程等概念，并据此开发专门的计算软件—评价系统。根据实验目的的不同，分别设计不同的处理界面，弹出相应的输入、输出对话框，根据内在的逻辑关系，通过调用相应的处理程序进行分析处理，为现场装置操作优化度评估、减缓炉管结焦、炉管缓焦剂快速评价、油浆掺炼、增液剂增液效果精确评价等实际问题开展了许多动态装置不能从事的工作。

Claims

1、一种重油热加工性能评价装置，由仪器柜、反应器、反应器盖、预热器、电机、加热器、直线步进电机、保温水管、馏分油收集器、恒温水浴、水泵、集气阀、憋压阀、放空阀、缓冲罐、压力表、控制面板、出口阀和计算机测控系统组成，其特征在于仪器柜设为矩形，在仪器柜中上部设有由反应器盖连接的管式反应器，反应器盖用支撑固定在仪器柜上顶上，在反应器两侧设有对称的电预热器和电预热传动机构，传动机构固定在仪器柜的横撑上；在仪器柜中部设有由直线步进电升降加热器，直线步进电机垂直固定在仪器柜的横撑上，在加热器两侧对称设有两组馏分油收集器；在反应器和加热器两侧设有两块竖向平行的隔板，隔板由横撑固定在仪器柜框架上；在仪器柜上部设有控制面板，在控制面板两端前面设有两块压力表；在仪器柜底上部设有缓冲罐、恒温水浴和水泵；反应器盖出口通过保温水管路与馏分油收集器蒸馏管的顶部进口相连接，馏分油收集器的出口管末端并列设有集气阀、憋压阀、放空阀和压力表、憋压阀与缓罐出口相连接。

2、根据权利要求1所述的重油热加工性能评价装置，其特征在于所述两组对称馏分油收集器，每组设两个或多个馏分收集器，相互之间串接。

3、根据权利要求1所述的重油热加工性能评价装置，其特征在于所述电预热器传动机构由电机、齿轮和齿条组成，电机轴上设有齿轮，齿轮与齿条啮合，齿条与预热器固定连接，齿条前后水平移动带动预热器前后水平移动。

4、根据权利要求1所述的重油热加工性能评价装置，其特征在于所述恒温水浴出口与水泵进口连接，水泵出口与循环保温水管进口相连接，循环水保温管出口与恒温水浴进口相连。

5、根据权利要求1所述的重油热加工性能评价装置，其特征在于所述在反应器、反应器盖和加热器内设有温度传感，在直线步进电机上设有位移传感器。

6、根据权利要求1所述的重油热加工性能评价装置，其特征在于所述计算机测控系统由计算机、主控制电路板、强电板、KEYLED面板控制电路板，RS-485信号线、34针数据线、温度传感器和位移传感器组成，主控制电路板用RS-485信号线与计算机和KEYLED面板控制电路板分别相联，主控制电路板用34针数据线与强电板相联；强电板分别与温度传感器和位移传感器相联；KEYLED面板控制电路板与KEYLED面板相联。