CN202049093U

CN202049093U - 油溶性阻垢剂的评价试验装置

Info

Publication number: CN202049093U
Application number: CN2011200261287U
Authority: CN
Inventors: 李昕; 王晓丽; 苗伟
Original assignee: LUOYANG KANGRUN PETROLEUM CHEMICAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD
Current assignee: LUOYANG KANGRUN PETROLEUM CHEMICAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2021-01-27

Abstract

本实用新型公开的油溶性阻垢剂的评价试验装置的计量泵的入口通过三通分别与原料罐和洗涤油瓶相连接，在原料罐与三通之间设有阀门，在洗涤油瓶与三通之间设有阀门，计量泵出口分为两路，一路用于排放废弃的试验介质，另一路与污垢测试管的入口相连；所述定压阀的入口与水冷却器相连接，出口通过三通管分为两路，一路通过阀门和与所述原油罐相连，另一路通过阀门与所述污油瓶相连，电加热棒下部的加热段置于所述积垢测试管中并与积垢测试管的内壁之间形成环形空间、上部的圆形密封面与污垢测试管的上端接触连接并处于密封压紧状态；在所述原料罐内和水冷却器的出口处分别设有热电偶和热电偶。具有工艺参数易于调节、适应性较强、操作简捷的特点。

Description

油溶性阻垢剂的评价试验装置

技术领域

本实用新型涉石油化工加工技术领域，主要涉及的是一种适用于油溶性阻垢剂的评价试验装置。

背景技术

石油化工过程大多是在较高的温度和压力下进行的，基于有机介质易在高温下发生分解和聚/缩合反应的特点，常常会和无机杂质一起在设备和管道表面形成一层或硬或软的垢，影响传热效率，缩短设备的运行周期，严重时会造成装置停工或引发安全事故，给装置的安稳长优生产造成很大的影响。

石油化工过程所形成的污垢种类繁多，性状各异。实际生产上通常依靠添加不同种类的阻垢剂来延缓设备结垢。阻垢剂一般是针对特定的污垢研制的，在研制过程或在工业应用之前均须进行适应性评价。由于阻垢剂的种类太多且使用场所千差万别，故很难开发一种具有广泛适应性的评价标准及仪器设备。阻垢剂评价方法主要分为静态法和动态法。静态法评价设备简单，但结果准确性较差，已逐渐被淘汰。动态法评价设备较复杂，评价周期长，但能够较好地模拟实际生产条件，并真实地反映阻垢剂的实际使用性能，已成为阻垢剂评价的主要方法。

根据油溶剂性阻垢剂的评价原理，国内外现有的动态评价试验装置主要分为三种类型：(1)流通型：即通过测量不加阻垢剂(以下称为空白试验)和加入阻垢剂(以下称为加剂试验)的测试介质在相同条件下，流过某种微小结构(如微孔，毛细管等)的量，或流出相同量的介质所需要的时间，来反映介质的结垢倾向和阻垢剂的阻垢性能。该类型的评价装置体积小，结构比较简单，但是，这种微小结构极易堵塞，如果被测介质中含有颗粒杂质、高分子组分或其粘度较大，介质在微小结构中流动将变得异常困难，测试结果就会失真。如实用新型专利ZL95200117.9和发明专利公开号：101576550A。(2)过滤型或(结垢管+过滤型)：即以同条件下空白和加剂试验在结垢管和/或过滤器中所得到的污垢量的相对值表征阻垢剂的阻垢效果。过滤法所得到的污垢与实际生产中设备或管线上所结的污垢有很大的不同，评价数据的可靠性差；此外，滤网或过滤器也容易堵塞，使评价装置的适应性变窄。如实用新型专利ZL 200720054461.2和发明专利公开号：CN 1670136A。(3)温差型：即在保持测试介质流速和加热炉温度恒定的条件下，通过测量相同时间段内空白和加剂试验始末积垢测试管出入口的温度，以相对温差表征阻垢剂的阻垢效果。如文献《石油炼制与化工》[1995，26(5)：26～29]所介绍的催化油浆阻垢剂动态评价装置。该评价装置有三个明显的缺陷，一是没有压力维持设施，只适用于如催化油浆等的高沸点介质，适应差；二是试验始末是温度波动最大的阶段，以此时积垢测试管的出入口温差作为评价标准，难以保证测试数据的准确性；三是采管式炉作为污垢测试管的加热器，体积大，控温精度低。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种工艺参数易于调节、适应性较强、操作简捷的油溶剂性阻垢剂评价试验装置。简化试验装置的流程，缩小试验装置的体积，保证评价过程中工艺参数恒定，拓宽试验装置对不同原料的适应性，提高评价结果的真实性和准确性。

本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的：一种适用于油溶性阻垢剂的评价试验装置，包括温度控制系统、热电偶、原料罐、罐加热器、洗涤油瓶、污垢测试管、电加热棒、水冷却器、污油瓶、计量泵和定压阀，所述计量泵的入口通过三通分别与原料罐和洗涤油瓶相连接，在原料罐与三通之间设有阀门，在洗涤油瓶与三通之间设有阀门，计量泵出口分为两路，一路用于排放废弃的试验介质，另一路与污垢测试管的入口相连；所述定压阀上设有测量压力表和设定压力表，其入口与所述水冷却器相连接，出口通过三通管分为两路，一路通过阀门和与所述原油罐相连，另一路通过阀门与所述污油瓶相连；所述电加热棒下部的加热段置于所述积垢测试管中并与积垢测试管的内壁之间形成环形空间、上部的圆形密封面与污垢测试管的上端接触连接并处于密封压紧状态；在所述原料罐内和水冷却器的出口处分别设有热电偶。

本实用新型采用积垢测试管和电加热棒组合的方式，可以大大地缩小高温加热部分的体积，简化试验装置的流程，提高升温速率，增加污垢沉积的面积和积垢量，缩短试验时间，增强对积垢倾向较小的试验原料的适应能力；同时，该方式与工业设备中的污垢沉积方式相同，可以较真实地反映试验原料的结垢倾向和待测阻垢剂的阻垢能力。原料罐设置温控系统以及电加热棒表面温度与积垢测试管出口温度采用串级控制，可以提高温度控制精度，确保试验过程温度恒定，避免温度波动对评价结果的影响。采用定压阀调整和维持系统压力，使压力调节灵活方便，避免了系统压力波动。上述技术措施的有效组合，可以简化试验装置的流程，缩小试验装置的体积，保证评价过程中工艺参数恒定，拓宽试验装置对不同原料的适应性，提高评价结果的真实性和准确性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2a-c为本实用新型污垢测试管与电加热棒的组合结构示意图。

图中，1、电源及温度控制系统，2、热电偶，3、原料罐，4、原料罐加热器，5、洗涤油瓶，6、计量泵，7～9、阀门，10、可拆式保温套，11、污垢测试管，12、电加热棒；13、热电偶，14、阀门，15、水冷却器，16、热电偶，17、定压阀，18～22、阀门，23、污油瓶，24、垫片，25、压盖，P1、测量压力表，P2、设定压力表。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作更详细的陈述。其目的在于更好地说明本实用新型的内容，但本实用新型的保护范围不受所举之例的限制。

如图1所示，一种适用于油溶性阻垢剂的评价试验装置，在原料罐3上设有原料罐加热器4、热电偶2以及温度控制系统1，原料罐加热器4置于原料罐3外侧，原料罐加热器4采用的是桶状结构，加热元件放置在绝缘体与外壳之间。原料罐3可以方便地从原料罐加热器4中拿出。热电偶2的一端位于原料罐3内，另一端与温度控制系统1连接。计量泵6的入口通过三通分别与原料罐3和洗涤油瓶5相连接，原料罐3与三通之间设有阀门20，洗涤油瓶5与三通之间设有阀门21，通过开关阀门20和21可以实现原料罐3和洗涤油瓶5之间的切换；计量泵6的出口经阀门7与三通相连后分成两路，一路用于外排废弃的试验介质，在其出口处设有阀门8，另一路通过阀门9与污垢测试管11相连。污垢测试管11为“U”形管，内壁光滑，其上设有出、入口；电加热棒12为“T”形结构，外壁光滑，下部竖直部分为加热段，上部水平部分为圆形密封面；电加热棒12下部的加热段置于积垢测试管11中并与积垢测试管的内壁之间形成环形空间、上部的圆形密封面与污垢测试管11的上端接触连接并处于密封压紧状态，在电加热棒12与污垢测试管11的接触部位设置垫片24使电加热棒12与污垢测试管11的接触部位达到良好密封。电加热棒12的作用有二：下部竖直部分伸入污垢测试管11中，起到加热作用；上部是一个圆形的密封面，主要目的是实现电加热棒12与污垢测试管11之间的密封，防止试验原料从两者之间泄漏；同时，该结构要易于拆装，因为每次实验后要拆下组合件称量、除垢、烘干后，才能进行下一次试验。电加热棒12与污垢测试管11的密封压紧方式可以有多种，如内连式：即电加热棒12的圆形密封面的下部外侧带有外螺纹，污垢测试管11上部内侧带有内螺纹，将电加棒12旋入污垢测试管11之内，两者之间通过垫片24实现密封压紧连接(如图2中的2a所示)；外连式：即电加热棒12的圆形密封面的下部内侧带有内螺纹，污垢测试管11的上部外侧带有外螺纹，将污垢测试管11旋入电加热棒12的圆形密封面中，两者之间通过垫片24实现密封压紧连接(如图2中的2b所示)；压盖式：即压盖25的内侧带有内螺纹，污垢测试管11的上部外侧带有外螺纹，电加热棒12直接嵌入压盖25中，通过压盖25和垫片24将电加热棒12和污垢测试管11密封压紧连接(如图2中的2c所示)。本实用新型所提供的这三种连接方式仅作为举例，并非仅限于此。采用上述连接方式目的是为了灵活拆装，便于试验前后称重、除垢、清洗等操作。污垢测试管11与电加热棒12密封组合后，连接到评价装置上，在其外侧包裹有可拆式保温套10。可拆式保温套10使用如玻璃纤维等软质保温材料制成，其外形与污垢测试管11和电加热棒12密封组合件的外形一致，一侧开口，包裹在污垢测试管11与电加热棒12密封组合件上后，可以用搭扣、钩环等常用的方式进行将开口处连接，以实现保温和避免高温灼伤试验人员的目的。电加热棒12带有温度控制器，该温度控制器可以是独立的，也可以和其它控制部分集成在一起。电加热棒12的表面温度与污垢测试管11出口处设有的热电偶13所检测的原料温度采用常规的串级控制。污垢测试管11的出口依次与阀门14，水冷却器15、定压阀17连接。定压阀17是一种压力设定和维持阀(如江苏省阜宁县阀门厂生产的YTY-4型液体压力调节器)，其上设有测量压力表P1和设定压力表P2，当测量压力表P1的压力低于设定压力表P2的压力时，定压阀17处于关闭状态；当测量压力表P1的压力略高于设定压力表P2的压力时，定压阀17处于导通状态。定压阀17的出口管线分为两路，一路通过阀门18和19与原油罐3相连，另一路通过阀门22与污油瓶23相连。连通原油罐3时，关闭阀门22，打开阀门18和19即可；连通污油瓶23时，关闭阀门19，打开阀门18和22即可。在水冷却器15的出口处设有热电偶16，目的是通过检测水冷却器15后的试验原料温度来控制冷却水的量，确保在试验重质试验原料时不会造成系统堵塞，热电偶13与热电偶16均与温度控制系统1相连。

本实施例所述的各温度检测、控制以及电源是可以相互独立工作的，为了减小试验装置的体积，本实施例将所有的温度检测、控制以及电源部分统集成在一体，统称为电源及温度控制系统1，然而，这并非对本实用新型做出的限制。温度控制系统1中涉及检测、控制以及电源电路采用的是常规的电路。

油溶性阻垢剂的评价一般分为两个试验过程：空白试验和加剂试验。具体的操作方式如下：

(1)空白试验：

试验时，准确称量并记录洁净干燥的污垢测试管11和电加热棒12的总重量，组装好污垢测试管11和电加热棒12，然后把可拆式保温套8固定到组装好的污垢测试管与电加热棒的外面。向洗涤油瓶5中加入一定量的洗涤油，向原料罐3中定量加入试验原料，将原料罐放入原油罐加热器4中、连接好热电偶2以及温度控制系统1，将试验原料升温并维持到预定温度。关闭阀门8、21和22，打开阀门7、9、14、 18、19和20，开启计量泵6，试验原料按照原料罐3→阀门20→计量泵6→阀门7→阀门9→污垢测试管11→阀门14→水冷却器15→定压阀17→阀门18→阀门19→原料罐3的顺序返回原料罐。将污垢测试管11的出口温度和定压阀17的设定压力表P2的压力设定到预定值；电加热棒11与污垢测试管12出口温度进行串级控制；当污垢测试管11出口的热电偶13所检测的温度与设定温度一致，且测量压力表P1的压力达到设定压力时开始计时，循环2～10小时后，切断电加热棒12的电源，继续循环降温到与原料预热温度基本一致后，关闭计量泵6，打开阀门8，放掉污垢测试管11及管线中的试验原料。关闭阀门8、19和20，打开阀门21和22，将定压阀17的设定压力表P2的压力置零，开启计量泵6，用洗涤油瓶5中的洗涤油清洗系统，污油进入污油瓶23。清洗0.1～1.0小时后，关闭计量泵6，打开阀门8，放净污垢测试管11及管线中的洗涤油。关闭该试验装置的总电源，取掉可拆式保温套10，卸下污垢测试管11与电加热棒12组合件，干燥后称重。空白试验前后污垢测试管11与电加热棒12的重量之差，即为空白试验的积垢量ΔG₁。

(2)加剂试验：

在原料罐3中加入与空白试验等量的同种试验原料，向其中加入一定量的待测阴垢剂，搅拌均匀后，用和步骤(1)即空白试验相同的方法进行试验。得到加剂试验的积垢量ΔG₂。

用(ΔG₁-ΔG₂)/ΔG₁×100％表征所测试的阻垢剂的阻垢率。

Claims

1.一种油溶性阻垢剂的评价试验装置，包括温度控制系统[1]、原料罐[3]、原料罐加热器[4]、洗涤油瓶[5]、污垢测试管[11]、水冷却器[15]、和污油瓶[23]，其特征在于：还设置有热电偶[2]、计量泵[6]、电加热棒[12]、热电偶[16]和定压阀[17]，所述计量泵[6]的入口通过三通分别与原料罐[3]和洗涤油瓶[5]相连接，在原料罐与三通之间设有阀门[20]，在洗涤油瓶[5]与三通之间设有阀门[21]，计量泵[6]出口分为两路，一路用于排放废弃的试验介质，另一路与污垢测试管[11]的入口相连；所述定压阀[17]上设有测量压力表[P1]和设定压力表[P2]，其入口与所述水冷却器[15]相连接，出口通过三通管分为两路，一路通过阀门[18]和[19]与所述原油罐[3]相连，另一路通过阀门[22]与所述污油瓶[23]相连；所述电加热棒[12]下部的加热段置于所述积垢测试管[11]中并与积垢测试管的内壁之间形成环形空间、上部的圆形密封面与污垢测试管的上端接触连接并处于密封压紧状态；在所述原料罐[3]内和水冷却器[15]的出口处分别设有热电偶[2]和热电偶[16]。

2.根据权利要求1所述的油溶性阻垢剂的评价试验装置，其特征在于：所述的积垢测试管[11]和电加热棒[12]为可拆装的组合件。

3.根据权利要求1所述的油溶性阻垢剂的评价试验装置，其特征在于：所述的电加热棒[12]带有温度控制系统，其表面温度与积垢测试管出口处热电偶[13]所检测的原料温度采用串级控制。

4.根据权利要求1所述的油溶性阻垢剂的评价试验装置，其特征在于：所述定压阀[17]上的测量压力表[P1]的压力低于设定压力表[P2]的压力时，定压阀[17]处于关闭状态；当测量压力表[P1]的压力高于设定压力表[P2]的压力时，定压阀[17]处于导通状态。

5.根据权利要求1所述的油溶性阻垢剂的评价试验装置，其特征在于：所述电加热棒[12]与污垢测试管[11]的密封压紧方式为内连式，即在电加热棒的圆形密封面的下部外侧设有外螺纹，在污垢测试管上部内侧设有内螺纹，将电加棒旋入污垢测试管之内，两者之间通过垫片[24]实现密封压紧连接。

6.根据权利要求1所述的油溶性阻垢剂的评价试验装置，其特征在于：所述电加热棒[12]与污垢测试管[11]的密封压紧方式为外连式：即在电加热棒的圆形密封面的下部内侧设有内螺纹，污垢测试管的上部外侧设有外螺纹，将污垢测试管旋入电加热棒的圆形密封面中，两者之间通过垫片[24]实现密封压紧连接。

7.根据权利要求1所述的油溶性阻垢剂的评价试验装置，其特征在于：所述电加热棒[12]与污垢测试管[11]的密封压紧方式为压盖式，即在压盖[25]的内侧设有内螺纹，在污垢测试管11的上部外侧设有外螺纹，电加热棒直接嵌入压盖中，通过压盖和垫片[24]将电加热棒和污垢测试管密封压紧连接。

8.根据权利要求1所述的油溶性阻垢剂的评价试验装置，其特征在于：在所述电加热棒[12]和积垢测试管[11]外包裹有可拆式保温套[10]，该可拆式保温套[10]外形与污垢测试管11和电加热棒12密封组合件的外形一致，一侧开口，采用搭扣或钩环连接。

9.根据权利要求1或2所述的油溶性阻垢剂的评价试验装置，其特征在于：所述的所述污垢测试管[11]为“U”形管，电加热棒[12]为“T”形结构，电加热棒的下部加热部分置于积垢测试管中，上部与污垢测试管的上端接触连接并处于密封压紧状态，在接触部位设置垫片[24]。