高温高压下进行绝热量热测量的反应釜制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高温高压下进行绝热量热测量的反应釜，主要解决现有技术中无法实现极端条件下多种进样的问题。本实用新型专利技术通过采用一种高温高压下进行绝热量热测量的反应釜，反应釜内置反应池，反应池上接有进气和抽真空通道、温度传感器放置管套、压力传感器探头开口、固体/液体进样口，反应池内置强力磁子，反应池周围设有加热单元和保温单元，通过保温单元连接线、加热电源连接线与温度控制单元相连，反应釜内通向外部的所有线路在与釜壁相交处均设有采用线接触密封形式的密封结构；反应釜顶部设有爆破片、补偿气通道，釜盖上设有固定螺栓的技术方案较好地解决了上述问题，可用于高温高压下进行绝热量热测量中。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高温高压下进行绝热量热测量的反应釜。
技术介绍
对一个具体工艺的热风险进行评价，需要获得放热速率、放热量、绝热温升、绝热压升等参数，而这些参数的获得则必须通过量热测试。量热仪的运行模式包括等温、动态和绝热。常用量热设备主要包括反应量热仪(RC1)、加速量热仪(ARC)等绝热量热仪(AcceleratingRateCalorimeterandMethodofOperation,US4208907)、差示扫描量热仪(DSC)等。对于以工艺热风险评价为目的的量热测试而言，往往需要满足以下几个条件：1)样品量足够大，以减少放大效应的影响；2)因为绝热模式往往是更加接近于实际工况热失控时的反应模式，因此采用绝热模式测出的数据对于模拟工况更加适用；3)众多反应在高温高压的工况下进行，量热仪需要能够模拟此类极限条件；4)工艺过程中可能涉及多相物质之间的反应，需要有良好的搅拌和加样功能；5)量热仪的phi因子(热惰性因子)应当尽可能低，以免因容器吸收热量而影响体系自身温度升高的进程。综上考虑，样品量在10g级、能够耐受一定程度的高温高压极端工况、具有加样搅拌功能、低phi值的绝热量热仪对于工艺热风险评价具有不可替代的意义。美国FAI公司的VSP2设备能够在很大程度上满足上述需求，因此成为了热风险评价重要的工具。(Fauske,H.K.,“EmergencyRelefSystems(ERS)Design,”ChemicalEngineeringProgress,1985,53-56；Fauske,H.K.andLeung,J.C.,”NewExperimentalTechniqueforCharacterizingRunawayChemicalReactions,”ChemicalEngineeringProgress,1985,81,39-46.；Askonas,C.F.,Burelbach,J,P.,andLeung,J.C,”TheVersatileVSP2:AToolforAdiabaticThermalAnalysisandVentSizingApplications,”2000,NorthAmericanThermalAnalysisSociety,28thAnnualConference.；Advancedreactivesystemscreeningtool,US6157009.)现有的泄放尺寸包VSP2是一种基于温度补偿原理的绝热量热仪。其原理是将反应体系置于绝热环境中，通过加热-等待-搜索或等温两种模式的运行，模拟测量潜在失控反应和量化某些化学品和混合物的热、压力危险性。VSP2测试被用于模仿多种失控情况，如失去冷却、失去搅拌、加料错误、反应物堆积失控、物料污染和高温分解等。测试可以在一个封闭或开放的测试单元模式下进行，可对反应系统蒸汽压或者大量的气体逸出进行直接测量。测试数据包括温度和压力变化，这些数据可以直接应用于工业装置，来决定泄放气体尺寸、骤冷槽的设计和与其他与过程安全管理相关的泄放系统设计参数。由于其采用了特殊的薄壁反应池，设备的phi值可以低至1.05-1.09，其测试结果可直接应用于工业装置中，从而避免了枯燥的计算，来校正与厚壁测试单元相联系的散热效果。然而该仪器的加热能力有限，仅允许加热至300℃，压力范围上限为1900psi(130bar)，对于某些高温高压的危险工况不适用。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是现有技术中无法实现极端条件下多种进样的问题，提供一种新的高温高压下进行绝热量热测量的反应釜。该反应釜具有能够实现高温高压的极端条件下对反应的观测以及能够实现气、液、固多种物料的预先和实时进样的优点。为解决上述问题，本技术采用的技术方案如下：一种高温高压下进行绝热量热测量的反应釜，其特征在于所述反应釜内置反应池，反应池上接有进气和抽真空通道、温度传感器放置管套、压力传感器探头开口、固体/液体进样口，所述反应池内置强力磁子，反应池周围设有加热单元和保温单元，通过保温单元连接线、加热电源连接线与温度控制单元相连，反应釜内通向外部的所有线路在与釜壁相交处均设有采用线接触密封形式的密封结构；反应釜顶部设有爆破片、补偿气通道，补偿气通道上设有压力传感器探头，釜盖上设有固定螺栓；反应池侧壁、保温材料外且保温单元内均设有热电偶；由釜内部通至外部的除温度传感器线路以外的所有管路在釜外都首先连接冷却系统；反应釜底部设有高强磁力搅拌器。上述技术方案中，优选地，反应池壁厚度为0.2-0.5mm。上述技术方案中，优选地，磁子上设有惰性材料外涂层。本技术提供了一种绝热量热测量用的反应釜，与现有技术相比，该反应釜可以实现在高温高压的极端条件下对反应的观测，能够实现气、液、固多种物料的预先和实时进样，取得了较好的技术效果。附图说明图1为反应釜结构示意图。图1中，1进气和抽真空通道；2穿过釜壁的密封结构；3反应池；4强力磁子；5温度传感器放置管套；6压力传感器探头；7固体/液体进样口；8保温单元；9加热单元；10保温单元连接线；11加热电源连接线；12放置在反应池侧壁的热电偶；13放置在保温材料外保温单元以内的热电偶；14固定螺栓；15爆破片；16釜内保温材料；17补偿气通道；18压力传感器探头。下面通过实施例对本技术作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。具体实施方式【实施例1】本技术提供一种能够在800℃以下和20MPa以下进行量热测试用的反应釜，如图1所示：(1)所述反应釜外壳为不锈钢材质304或316L，外壳(及焊点、卡套)的设计压力为40MPa，经过水压和气压测试可以耐受20MPa压力。(2)所述反应釜釜内置反应池3，反应池尺寸可以根据样品量进行调整，通常为100mL左右圆柱体。为了保证低phi值，反应池壁厚度在0.2mm左右，材质可以为不锈钢316L。反应池上可以根据需要焊接不同数目的开口，为了满足多类物质的进样需求，通常至少含有1个底部在反应池上部气相空间中的开口供压力传感器探头6插入用，至少含有一个底部在反应池上部气相空间中的开口，供实验过程中抽至真空以及气相进样用，至少含有一个开口供反应前装料用，还应含有一个深入反应池底部的内凹结构供温度传感器插入用，此外还可以根据需求扩增或减少开口数目。(3)所述反应池内预置一个强力磁子4，磁子具有惰性材料外涂层(金属涂层或有机物涂层)，所选用的内部磁性材料需要避免高温消磁。(4)反应池周围放置加热单元9和保温单元8。(5)所述反应釜内非金属元件全部为耐高温材质：反应釜顶采用线接触的密封形式，依靠接触面的高精度和光洁度，达到良好的密封效果。密封圈采用金属石墨缠绕丝，釜内无塑料材质导线。(6)由内部通至外部的所有管路(温度传感器线路除外)在釜外都首先连接冷却系统，以防高温物料伤人。冷却系统一般为间壁式换热器，视反应温度选用不同型号，通常情况下夹套式换热器即可满足要求。或者，可以选用能够耐受高温的压力传感器和外连接部件。(7)温传感器度和压力传感器产生模拟信号或数字信号，送至釜外进行信号采集、信号处理和数据分析。(8)釜盖由固定螺栓14咬合达到密闭效果，上设置爆破片15。反应釜的使用方法为：固体和液体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温高压下进行绝热量热测量的反应釜，其特征在于所述反应釜内置反应池，反应池上接有进气和抽真空通道、温度传感器放置管套、压力传感器探头开口、固体/液体进样口，所述反应池内置强力磁子，反应池周围设有加热单元和保温单元，通过保温单元连接线、加热电源连接线与温度控制单元相连，反应釜内通向外部的所有线路在与釜壁相交处均设有采用线接触密封形式的密封结构；反应釜顶部设有爆破片、补偿气通道，补偿气通道上设有压力传感器探头，釜盖上设有固定螺栓；反应池侧壁、保温材料外且保温单元内均设有热电偶；由釜内部通至外部的除温度传感器线路以外的所有管路在釜外都首先连接冷却系统；反应釜底部设有高强磁力搅拌器。

【技术特征摘要】
1.一种高温高压下进行绝热量热测量的反应釜，其特征在于所述反应釜内置反应池，反应池上接有进气和抽真空通道、温度传感器放置管套、压力传感器探头开口、固体/液体进样口，所述反应池内置强力磁子，反应池周围设有加热单元和保温单元，通过保温单元连接线、加热电源连接线与温度控制单元相连，反应釜内通向外部的所有线路在与釜壁相交处均设有采用线接触密封形式的密封结构；反应釜顶部设有爆破片、补偿气通道，补偿气...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙冰，王婷，朱红伟，赵磊，石宁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：新型
国别省市：山东;37