CN212134539U - 一种实验室用测定馏程的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实验室用测定馏程的装置，包括加热套、温度计、冷凝机构和收集机构，加热套内放置有蒸馏烧瓶，蒸馏烧瓶的本体侧部连通设置有分馏支管，分馏支管的端口处连接有冷凝管；冷凝机构包括支撑杆、控制箱和冷凝箱；冷凝箱的底部设置有进水管口，冷凝箱的侧壁上设置有排水管口，冷凝箱内部设置有温度传感器；控制箱内安装有控制器、微型水泵和显示器，微型水泵的进水口连通有进水管，进水管的自由端设置有吸水头；收集机构包括接液管和量筒。本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用于油品馏程测定实验中，根据油品种类的不同设置需要的加热功率和冷凝速度，稳定馏分流量，测量效果好，便于推广使用。

Description

一种实验室用测定馏程的装置

技术领域

本实用新型属于油品馏程测定技术领域，具体涉及一种实验室用测定馏程的装置。

背景技术

液体被加热到一定温度以后，其内部的饱和蒸气压等于外界压强，达到液体的沸点。纯的液态物质在恒定压力下的沸点是一个恒定的常数，而油品是由多种烃类物质和非烃类物质混合而成的混合物，不同的烃类物质和非烃类物质在恒定压力下又具有不同的沸点，所以油品的沸点就不会是一个特定的参数，而是一个范围，这个范围就是在一定外部环境下油品的沸程，即“馏程”，是在一定温度范围内该石油产品中可能蒸馏出来的油品数量与温度的关系标示。馏程是石油产品的主要理化指标之一，可以用来判定油品轻、重馏分组成的多少，控制产品质量和使用性能等，在轻质燃料的性能研究上具有重要意义，是控制石油产品生产的主要指标。

实验室常用的油品馏程测定仪为恩式蒸馏装置，由加热、冷凝、收集三部分结构组成，采用馏程测定法测定发动机燃料、溶剂油和轻质石油产品的馏程组成。恩式蒸馏装置在使用时将待测油品置于蒸馏烧瓶中，具有成本低、结构简单、操作方便、实验现象易观察等优点。为了保证实验操作的安全和实验结果的准确性，蒸馏汽油或溶剂油时，从开始加热到冷凝管下端滴下第一滴馏出液所经过的时间为5～10min；蒸馏航空汽油时，为7～8min，蒸馏喷气燃料、煤油、轻柴油时，为10～15min；蒸馏重柴油或其他重质油料时，为10～20min。所以蒸馏速度对馏出温度的影响是很明显的。在蒸馏过程中，如果加热速度过快，会产生大量气体，来不及从蒸馏烧瓶支管逸出时，瓶中的气压要大于外界的大气压，读出的温度并不是在外界大气压下试样沸腾的温度，往往要比正常蒸馏温度偏高一些，若加热速度始终过快，最后还会出现过热现象，使干点提高而不易测准；当加热速度过慢时，则各馏出温度都偏低。为了控制加热速度和蒸馏速度，恩式蒸馏装置中主要依靠选择合适孔径的石棉网，控制蒸馏时所需热量的多少，保证必要的加热面已达到规定的蒸馏速度。石棉网是由两片铁丝网夹着一张石棉水浸泡后晾干的棉布做的，是一种化学实验中常用的仪器。由于石棉纤维能引起石棉肺、胸膜间皮瘤等疾病，许多国家选择了全面禁止使用这种危险性物质，其他一些国家正在审视石棉的危险，因此在油品分析实验室使用石棉网的现象十分令人担忧；此外，测定汽油时，量筒的囗部要用棉花塞住，防止冷凝管上凝结水落入量筒内，并减少馏出物的挥发；还需要根据待测油品的具体性质(例如柴油)调节冷凝机构中冷凝剂温度，保证馏出气体迅速冷凝且不会因为温度过低而滞留在冷凝机构中。一旦实验者操作手法不够精细，很容易出现实验偏差导致测量数据不够精确。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种实验室用测定馏程的装置，其结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用于油品馏程测定实验中，且使用安全，根据油品种类的不同设置控制加热功率和冷凝速度，稳定馏分流量，测量效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种实验室用测定馏程的装置，包括加热套、温度计、冷凝机构和收集机构，其特征在于，所述加热套内放置有蒸馏烧瓶，所述蒸馏烧瓶的瓶底为水平端瓶底，所述水平端瓶底上垂直设置有多根均匀分布的导热管，所述蒸馏烧瓶的本体侧部连通设置有向下倾斜的分馏支管，所述分馏支管的端口处连接有用于通过冷凝馏分的冷凝管，所述温度计沿蒸馏烧瓶瓶口插入瓶内；所述冷凝机构包括对称设置的两根支撑杆、安装于所述支撑杆上的控制箱和安装于所述控制箱上的冷凝箱；所述冷凝管倾斜安装于冷凝箱内，所述冷凝箱的底部设置有进水管口，所述冷凝箱的侧壁上设置有处于冷凝管上方的排水管口，所述冷凝箱内部设置有用于感应冷凝剂温度的温度传感器；所述控制箱内安装有控制器，所述控制器的输入端与温度传感器的输出端电连接，所述控制器的输出端电连接有微型水泵和用于显示冷凝箱内冷凝剂温度的显示器，所述微型水泵的进水口连通有进水管，两根所述支撑杆之间横向固定有用于缠绕所述进水管的绕管杆，所述进水管的自由端固定设置有吸水头，所述吸水头的端口处设置有滤网，所述吸水头内部安装有配重块；所述微型水泵的出水口通过出水管与所述冷凝箱的进水管口相连通；所述收集机构包括与冷凝管的出液口端连接的接液管、以及与所述接液管磨砂连接的量筒，所述量筒置于冰水槽中。

上述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于，所述导热管的高度为蒸馏烧瓶本体高度的1/2～2/3，所述导热管的根数为3～5根。

上述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于，所述蒸馏烧瓶通过铁架台固定放置于加热套的上方。

上述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于，所述加热套为可调控温加热套。

上述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于，所述冷凝管与冷凝箱两侧的连接处设置有防漏水橡胶圈。

上述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于，所述温度计的水银球处于蒸馏烧瓶内分馏支管处。

上述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于，所述接液管上设置有排气支管。

上述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于，所述配重块上均匀开设有多个流通孔。

上述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于，所述控制器为单片机，所述显示器为LED显示屏。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，设计合理，实现方便。

2、本实用新型在蒸馏烧瓶的水平端瓶底上设置多根均匀分布的导热管，能够克服常规蒸馏烧瓶中由于加热不均匀而引起的局部热量集中、扩散速度慢、影响馏分馏出时间等缺陷，便于更加精准的控制加热速度和蒸馏所需热量，方便实验操作者根据馏出温度及馏出液体积及时调整加热套的加热功率，导热管的助力散热能够使待测油品快速吸收到均匀的热量，维持测定装置工作时的稳定性和准确性。

3、本实用新型装置中冷凝机构内冷凝剂的温度可以利用温度传感器精确测量并及时反馈至控制器，控制器根据待测油品的性质控制冷凝剂的流量，冷凝剂可以适量使用，实验操作者亦可以根据需要更换冷凝剂的种类，例如，当需要降低温度时，可利用微型水泵补充冰水混合物等，反之，当需要适当提高温度时，可补充温水等，在加快冷凝效率的同时，有利于保障馏出液在冷凝管中顺利流出，减少馏出液的体积误差。

4、本实用新型中冷凝管的出液口与用于收集馏分的量筒磨砂连接，密封性好，且量筒置于冰水槽中，能够减少馏分的二次挥发，进一步提高实验精确度，保证实验测定效果。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用于油品馏程测定实验中，且使用安全，根据油品种类的不同可设置需要的加热功率量和冷凝速度，稳定馏分流量，测量效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型蒸馏烧瓶的结构示意图；

图3为本实用新型吸水头的结构示意图；

图4为本实用新型控制器与其他各单元的连接关系示意图。

附图标记说明:

1—加热套； 2—温度计； 3—蒸馏烧瓶；

4—水平端瓶底； 5—导热管； 6—分馏支管；

7—冷凝管； 8—支撑杆； 9—控制箱；

10—冷凝箱； 11—微型水泵； 12—控制器；

13—进水管； 14—绕管杆； 15—吸水头；

16—滤网； 17—配重块； 18—进水管口；

19—排水管口； 20—温度传感器； 21—出水管；

22—接液管； 23—量筒； 24—显示器；

25—流通孔； 26—排气支管； 27—冰水槽。

具体实施方式

如图1-4所示，本实用新型实验室用测定馏程的装置，包括加热套1、温度计2、冷凝机构和收集机构，所述加热套1内放置有蒸馏烧瓶3，所述蒸馏烧瓶3的瓶底为水平端瓶底4，所述水平端瓶底4上垂直设置有多根均匀分布的导热管5。这样设置能够克服常规蒸馏烧瓶中由于加热不均匀而引起的局部热量集中、扩散速度慢、影响馏分馏出时间等缺陷，便于更加精准的控制加热速度和蒸馏所需热量，方便实验操作者根据馏出温度及馏出液体积及时调整加热套1的加热功率，导热管5的助力散热能够使待测油品快速吸收到均匀的热量，维持测定装置工作时的稳定性和准确性。

本实施例中，所述蒸馏烧瓶3的本体侧部连通设置有向下倾斜的分馏支管6，所述分馏支管6的端口处连接有用于通过冷凝馏分的冷凝管7，所述温度计2沿蒸馏烧瓶3瓶口插入瓶内；所述冷凝机构包括对称设置的两根支撑杆8、安装于所述支撑杆8上的控制箱9和安装于所述控制箱9上的冷凝箱10；所述冷凝管7倾斜安装于冷凝箱10内，所述冷凝箱10的底部设置有进水管口18，所述冷凝箱10的侧壁上设置有处于冷凝管7上方的排水管口19，所述冷凝箱10内部设置有用于感应冷凝剂温度的温度传感器20；所述控制箱9内安装有控制器12，所述控制器12的输入端与温度传感器20的输出端电连接，所述控制器12的输出端电连接有微型水泵11和用于显示冷凝箱10内冷凝剂温度的显示器24，所述微型水泵11的进水口连通有进水管13，两根所述支撑杆8之间横向固定有用于缠绕所述进水管13的绕管杆14，所述进水管13的自由端固定设置有吸水头15，所述吸水头15的端口处设置有滤网16，所述吸水头15内部安装有配重块17；所述微型水泵11的出水口通过出水管21与所述冷凝箱10的进水管口18相连通。测定时，温度传感器20能够精确感应冷凝箱10内冷凝剂的温度，将温度信号及时反馈至控制器12，显示器24实时显示冷凝剂温度，同时控制器12可向微型水泵11输出启停信号，根据待测油品的性质控制冷凝剂的流量，实验操作者亦可以根据需要更换冷凝剂的种类，当需要降低冷凝温度时，可利用微型水泵11补充冰水混合物等，反之，当需要适当提高温度时，可补充温水等，能够在加快冷凝效率的同时，保障馏出液在冷凝管7中顺利流出，减少馏出液的体积误差。

本实施例中，所述收集机构包括与冷凝管7的出液口端连接的接液管22、以及与所述接液管22磨砂连接的量筒23，所述量筒23置于冰水槽27中。冷凝管7的出液口与用于收集馏分的量筒23磨砂连接，密封性好，且量筒23置于冰水槽27中，能够减少馏分的二次挥发，进一步提高实验精确度，保证实验测定效果。

具体实施时，所述导热管5的高度为蒸馏烧瓶3本体高度的1/2～2/3，所述导热管5的根数为3～5根。

本实施例中，所述蒸馏烧瓶3通过铁架台固定放置于加热套1的上方，所述加热套1为可调控温加热套。

本实施例中，所述冷凝管7与冷凝箱10两侧的连接处设置有防漏水橡胶圈。

本实施例中，所述温度计2的水银球处于蒸馏烧瓶3内分馏支管6处。

本实施例中，所述接液管22上设置有排气支管26，能够避免逸出的气体引起危险事故的发生，保证实验设备和操作人员的安全。

本实施例中，所述配重块17上均匀开设有多个流通孔25。

本实施例中，所述控制器12为单片机，型号选用Arduino UNO；所述显示器24为LED显示屏。

本实用新型使用时，首先预热待测油品，当待测油品为汽油时，采用0～5℃的冰水混合物作为冷凝剂，将进水管13上的吸水头15浸入冰水混合物中，将装入预热后待测油品的蒸馏烧瓶3安装于加热套1上，调整温度计2水银球上边缘与分馏支管6的下边缘在同一水平面，分馏支管6插入冷凝管8内且不能与冷凝管7内壁接触，冷凝管7出液口端通过接液管22磨砂连接量筒23，保证密封性良好，排气管26无堵塞，确保实验安全；然后开启加热套1和冷凝机构，调整加热温度和冷凝速度，控制初馏时间为5～10min，初馏点确定后，再次微调加热温度和冷凝速度，维持蒸馏、冷凝速度均匀，每分钟馏出约4～5ml，依次记录10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、终馏点的温度，按照试样技术标准将测量数据修正后，即得到最终的试验数据。

本实用新型使用过程中，可直接通过调节加热套1的功率对加热温度进行控制，冷凝速度的控制则可通过控制器12进行调节，当温度传感器20检测到冷凝箱10内冰水混合物的温度处于预先设置值范围内时，控制器12控制微型水泵11暂停工作，在维持冷凝箱10内冰水混合物流量和冷凝速度稳定的前提下，节约能量和水资源；当温度传感器20检测到冷凝箱10内冰水混合物的温度高出预先设置值范围内时，控制器12控制微型水泵11启动工作，更换冷凝箱10内冰水混合物，提高冷凝速度，维持实验所需冷凝温度。克服了传统的恩式蒸馏装置中使用直通冷凝水，无法自动控制冷凝速度且水资源浪费较大的缺陷。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种实验室用测定馏程的装置，包括加热套(1)、温度计(2)、冷凝机构和收集机构，其特征在于，所述加热套(1)内放置有蒸馏烧瓶(3)，所述蒸馏烧瓶(3)的瓶底为水平端瓶底(4)，所述水平端瓶底(4)上垂直设置有多根均匀分布的导热管(5)，所述蒸馏烧瓶(3)的本体侧部连通设置有向下倾斜的分馏支管(6)，所述分馏支管(6)的端口处连接有用于通过冷凝馏分的冷凝管(7)，所述温度计(2)沿蒸馏烧瓶(3)瓶口插入瓶内；所述冷凝机构包括对称设置的两根支撑杆(8)、安装于所述支撑杆(8)上的控制箱(9)和安装于所述控制箱(9)上的冷凝箱(10)；所述冷凝管(7)倾斜安装于冷凝箱(10)内，所述冷凝箱(10)的底部设置有进水管口(18)，所述冷凝箱(10)的侧壁上设置有处于冷凝管(7)上方的排水管口(19)，所述冷凝箱(10)内部设置有用于感应冷凝剂温度的温度传感器(20)；所述控制箱(9)内安装有控制器(12)，所述控制器(12)的输入端与温度传感器(20)的输出端电连接，所述控制器(12)的输出端电连接有微型水泵(11)和用于显示冷凝箱(10)内冷凝剂温度的显示器(24)，所述微型水泵(11)的进水口连通有进水管(13)，两根所述支撑杆(8)之间横向固定有用于缠绕所述进水管(13)的绕管杆(14)，所述进水管(13)的自由端固定设置有吸水头(15)，所述吸水头(15)的端口处设置有滤网(16)，所述吸水头(15)内部安装有配重块(17)；所述微型水泵(11)的出水口通过出水管(21)与所述冷凝箱(10)的进水管口(18)相连通；所述收集机构包括与冷凝管(7)的出液口端连接的接液管(22)、以及与所述接液管(22)磨砂连接的量筒(23)，所述量筒(23)置于冰水槽(27)中。

2.按照权利要求1所述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于：所述导热管(5)的高度为蒸馏烧瓶(3)本体高度的1/2～2/3，所述导热管(5)的根数为3～5根。

3.按照权利要求1所述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于：所述蒸馏烧瓶(3)通过铁架台固定放置于加热套(1)的上方。

4.按照权利要求1所述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于：所述加热套(1)为可调控温加热套。

5.按照权利要求1所述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于：所述冷凝管(7)与冷凝箱(10)两侧的连接处设置有防漏水橡胶圈。

6.按照权利要求1所述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于：所述温度计(2)的水银球处于蒸馏烧瓶(3)内分馏支管(6)处。

7.按照权利要求1所述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于：所述接液管(22)上设置有排气支管(26)。

8.按照权利要求1所述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于：所述配重块(17)上均匀开设有多个流通孔(25)。

9.按照权利要求1所述的一种实验室用测定馏程的装置，其特征在于：所述控制器(12)为单片机，所述显示器(24)为LED显示屏。

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