CN201803968U - 一种烃油热结焦积垢的评价装置 - Google Patents

Abstract

一种用于烃油热结焦积垢的评价装置，包括油样容器(1)、泵(2)、热结焦积垢沉积器(3)、冷凝器(4)和油样回收容器(5)，所述的油样容器(1)出口连接高精密泵(2)入口，高精密泵(2)出口连接热结焦积垢沉积器(3)入口，热结焦积垢沉积器(3)出口连接冷凝器(4)入口，冷凝器(4)出口连接油样容器(1)入口和油样回收容器(5)入口，所述的热结焦积垢沉积器(3)外设置温度控制装置。本实用新型提供的烃油热结焦积垢评价装置焦垢沉积在电热沉积棒外表面，便于拆装、称重和分析焦垢形貌。该装置各参数有较宽的调节范围，可用于不同性质油样及操作条件的结焦积垢评价。

Description

一种烃油热结焦积垢的评价装置

技术领域

本实用新型涉及一种烃油试验装置，更具体地说，涉及一种烃油热结焦积垢趋势的评价装置。

背景技术

在石油炼制和石油化工工艺过程中，油品需要加热、冷却、裂解、分离制取各种石油化工产品。这些工艺过程，流体流经的设备如预热、换热器、加热炉、分离装置和配管等均会发生积垢以及结焦现象。而且随着油品重质化和重油加工的蓬勃发展，设备严重结焦积垢，影响装置安全、平稳、满负荷地生产，因此结焦积垢问题已经成为重要的研究方向。而关于提出快捷而实用的结焦积垢测试方法或测量装置更是其中的重要内容。它可以在实验室内评价所研究油样结焦积垢的趋势，为石油加工过程抑制结焦积垢提供参考依据，也可以用于结焦积垢抑制剂的研发过程。

目前，由于在石油加工过程中装置、原料及加工条件等不同，其焦、垢生成的特征不也不相同，而焦垢抑制剂研究中与原料及工艺条件密切相关，如催化裂化化油浆阻垢剂、加氢裂化原料阻垢剂、焦化原料阻焦剂等，而抑制剂的评价方法多与相关过程相似，没有统一的标准，评价方法及评价装置多是科研人员根据需要自行设计的。但归纳起来主要有静态法和动态法两种类型。

静态法是将待测样分别放入测试管中，在静态状态下，将测试管加热到设定温度并恒定一段时间，然后比较试样的结垢程度。如王伟等在“加氢裂化装置换热器阻垢剂的研制与应用”[齐鲁石油化工，1997，25(4)]中使用的方法，利用干焦量法和真空抽滤法来，根据生成油中干焦含量或抽滤滤纸上的斑点来衡量阻垢效果。该法评价过程简便，但不能模拟实际工艺过程中物料的流动状态。

动态法是模拟物料在动态操作条件下的结垢情况。如周晓龙等使用动态法试验研究减粘裂化中渣油的结焦规律，装置模拟边界层中的渣油在炉管管壁上的结焦，温度范围在450～480℃之间，使用不锈钢反应管，依靠氮气输送油样，通过考察反应管增重评价抑制剂效果[石油炼制，1992(8)]；专利ZL200720054461.2中提出一种用于评价焦化反应过程中减垢、减焦效果的试验装置，此装置由柱塞泵输送油样，通过管状控温加热炉后回到原料罐，测试通常循环24小时以上，通过评价反应管增重考察抗垢减焦效果。此类装置由于是为某种具体工艺设计因而不具有普适性；反应区通常设于加热炉内，每次的拆装可能会给传热带来影响，微小的波动就有可能给试验结果带来较大偏差；而且评价过程用样量较大，评价过程结焦形态不易观察，评价周期较长，设备占地空间很大，使其在准确性、快速性、普适性等方面受到限制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种测试对象范围广泛、所需试验样品量少，快速、便捷、准确的用于研究烃油热结焦积垢趋势的试验装置。

本实用新型提供的一种烃油热结焦积垢的评价装置，包括油样容器1、泵2、热结焦积垢沉积器3、冷凝器4和油样回收容器5，所述的油样容器1出口连接泵2入口，泵2出口连接热结焦积垢沉积器3入口，热结焦积垢沉积器3出口连接冷凝器4入口，冷凝器4出口连接油样容器1入口和油样回收容器5入口，所述的热结焦积垢沉积器3外设置温度控制装置。

本实用新型提供的评价装置中，所述的冷凝器4出口经管线通过阀门连接油样容器1入口，并且冷凝器4出口经管线通过阀门连接油样回收容器5入口。

本实用新型提供的评价装置中，所述的热结焦积垢沉积器3由电加热棒和其外部的沉积套构成，高精密泵出口和电加热棒与沉积套之间的空隙连通，电加热棒与沉积套之间的空隙与冷凝器入口连通。

本实用新型提供的烃油热结焦积垢评价装置的有益效果为：

所述的烃油热结焦积垢评价装置的热结焦积垢沉积器采用管-壳式换热方式，焦垢沉积在电热沉积棒外表面，便于拆装、称重和分析焦垢形貌。

直接控制电热沉积棒温度，流量及温度控制精度高，测试条件平行性好，测试结果精度高。

该装置各参数，如电热沉积棒温度、泵量等有较宽的调节范围，可用于不同性质油样及操作条件的结焦积垢评价。

既可以通过出口温度变化评价油样的结焦积垢情况，又可以通过沉积棒增重和直接观察焦垢形貌判断油样的结焦积垢情况。

附图说明

附图为本发明提供评价装置的流程示意图；

其中，1-油样容器；2-高精密泵；3-热结焦积垢沉积器；4-冷凝器；5-油样回收容器；6-电热沉积棒；7-沉积套；8-热电偶；9-高温绝缘密封圈；10-螺帽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的烃油热结焦积垢的评价装置进一步说明。

附图为本实用新型提供的烃油热结焦积垢评价装置示意图。如附图所示，所述评价装置包括油样容器1、高精密泵2、热结焦积垢沉积器3、冷凝器4和油样回收容器5，所述的油样容器1出口连接高精密泵2入口，高精密泵2出口连接热结焦积垢沉积器3入口，热结焦积垢沉积器3出口连接冷凝器4入口，冷凝器4出口连接油样容器1入口和油样回收容器5入口，所述的热结焦积垢沉积器3外设置温度控制装置。

本实用新型提供的评价装置中，所述的热结焦积垢沉积器3是由电热沉积棒6和其外部的沉积套7构成，电热沉积棒和沉积套通过高温绝缘密封圈9和螺帽10组装构成，电热沉积棒6两端接于电极上，电热沉积棒6中心插有温控热电偶8，可以用于直接测量并控制电热沉积棒6的温度。同时所述的温控电偶连接控温装置用于控制电热沉积棒的温度。

所述发高精密泵2出口和电加热棒6与沉积套7之间的空隙连通，电加热棒6与沉积套7之间的空隙与冷凝器入口连通。

本实用新型提供的评价装置中，所述的泵2可以为任一种油品输送泵，优选高精密泵，更优选高精密齿轮泵。

本实用新型提供的评价装置中，一个优选的实施方式是在所述的热结焦积垢沉积器3的进口和出口处分别设有测温热电偶11、12，可用于热结焦积垢沉积器3进出口温度的显示与采集。

本实用新型提供的评价装置中，所述的油样容器1、油样回收容器5、高精密泵2和输送油样的管线外部都设有保温装置。可以采用电加热或隔热传导的方式保温。

本实用新型提供的烃油热结焦积垢评价装置为石油炼制和石油化工工艺过程结焦积垢评价的试验装置，即可用于获得油样生垢的临界条件，评价油样加工工艺；也可用于焦垢抑制剂的开发和操作条件优化等方面的研究。为石油炼制和石油加工过程降低生产能耗、延长操作周期、提高经济效益提供可靠的参考信息。

当使用本实用新型提供的烃油热结焦积垢评价装置评价待测油样的热结焦积垢趋势时，将待测试油样倒入油样容器1中，油样从油样容器1经高精密齿轮泵2输送至热结焦积垢沉积器3，从热结焦积垢沉积器3的出口流出经冷凝器4后，原料输送流程具有单程排放或循环输送两种输送方式，通过阀门切换实现两种输送方式。通往油样容器的阀门关闭，通往油样回收容器的阀门开启，油样单程排放，流回至油样回收容器5；通往油样容器的阀门开启，通往油样回收容器的阀门关闭，油样流回至油样容器1中循环使用。

所述的热结焦积垢沉积器中采用管-壳式换热方式，待测试油样在电热沉积棒和沉积套之间流动，电热沉积棒最高温区布有控温热电偶，温度控制既可采用固定加热功率即电加热棒温度不变的方式，也可以采用固定出口温度提高加热功率即提高电加热棒温度的方式。在反应沉积器进出口设有测温热偶随时采集温度数据，装置可联接电脑用于数据的时时采集及处理。

反应沉积区温度可在100-550℃范围内调节，流量可在0.5-20ml/min范围内调节。

使用时，首先设定好热结焦积垢沉积器3的温度，温度可以在100～550℃之间选择，泵的流量，流量可以在0.1-20ml/min的范围内选择；启动泵后，当待测试油样充满整个回路后，开始加热，当温度到达设定值时，开始计时，测试时间可以根据具体油样结焦趋势的大小来定，通常在1小时至12小时，更适合的时间为2-5小时。测试结束后将电热沉积棒卸下，使用溶剂汽油及甲苯清洗，烘干后称量电热沉积棒的重量，根据电热沉积棒的增重进行评价，也可通过电脑采集的热结焦积垢区出口温度差值的变化进行评价。

本实用新型提供的烃油热结焦积垢评价装置优选采用高精密齿轮泵，还具有评价过程具有用样量少、测试时间短、装置体积小等优点。本装置可用适用于石油炼制过程中各种原料如原油、油砂沥青、页岩油、煤制油、生物油、各种轻重馏分油及二次加工后的馏分油等的结焦积垢的评价以及各种结焦积垢抑制剂效果的评价，具有用样量小、快速、便捷、准确等优点。

下面通过实施例具体说明本实用新型提供的烃油热结焦积垢评价装置的应用，但本实用新型并不因此而受到任何限制。

实施例1-3说明本实用新型提供的烃油热结焦积垢评价装置的应用方法。

实施例1

(1)将电热沉积棒浸泡于石油醚中进行洗涤，吹干后放入干燥器中恒重，用万分之一天平称取实验前电热沉积棒的重量，将电热沉积棒与沉积器组合安装好，连接好热结焦积垢沉积器入口和出口端的管线。

(2)将待测试油样润滑油(取自中国石化股份有限公司北京燕山分公司)倒入油样容器中并连接好管线。

(3)设定泵速为3ml/min，设定控制热结焦积垢沉积器的控温程序，电热沉积棒温度为500℃，升温时间为6min，恒温时间为3小时，记录热结焦积垢沉积器进口和出口的温度，计算温差。恒温结束后，关闭加热，待沉积区温度降至60℃以下，停泵。

(4)将电热沉积棒拆下，并用石油醚淋洗，干燥后称取试验后电热沉积棒的重量，如沉积棒上焦被冲落，则将淋洗液过滤、干燥称重。结果见表2。

实施例2

采用和实施例1同样的试验装置和试验步骤，所不同的是待测试油样为润滑油与常压渣油按照1∶1的重量比混合的混合样品(均取自中国石化股份有限公司北京燕山分公司)。称取试验前后电沉积棒的重量，结果见表2。

实施例3

采用和实施例1同样的试验装置和试验步骤，所不同的是待测试油样为常压渣油(取自中国石化股份有限公司北京燕山分公司)。称取试验前后电沉积棒的重量，结果见表2。

表2

由表2数据可以看出，本实用新型提供的烃油热结焦积垢评价装置用来评价不同性质的油样时，对油样的结焦积垢趋势具有很好的区别能力。

Claims (7)

1.一种用于烃油热结焦积垢的评价装置，其特征在于，该评价装置包括油样容器(1)、泵(2)、热结焦积垢沉积器(3)、冷凝器(4)和油样回收容器(5)，所述的油样容器(1)出口连接高精密泵(2)入口，高精密泵(2)出口连接热结焦积垢沉积器(3)入口，热结焦积垢沉积器(3)出口连接冷凝器(4)入口，冷凝器(4)出口连接油样容器(1)入口和油样回收容器(5)入口，所述的热结焦积垢沉积器(3)外设置温度控制装置。

2.按照权利要求1的评价装置，其特征在于所述的泵(2)为高精密泵。

3.按照权利要求2的评价装置，其特征在于所述的高精密泵为高精密齿轮泵。

4.按照权利要求1或2的评价装置，其特征在于所述的冷凝器(4)出口经管线通过阀门连接油样容器(1)入口，并且冷凝器(4)出口经管线通过阀门连接油样回收容器(5)入口。

5.按照权利要求1或2的评价装置，其特征在于所述的热结焦积垢沉积器(3)由电加热棒和其外部的沉积套构成，高精密泵出口和电加热棒与沉积套之间的空隙连通，电加热棒与沉积套之间的空隙与冷凝器入口连通。

6.按照权利要求5的评价装置，其特征在于所述的电加热棒内部布有温控热电偶，所述的温控电偶连接控温装置。

7.按照权利要求1的评价装置，其特征在于所述的热结焦积垢沉积器出口和入口设置测温热电偶。

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