一种煤焦油高温高压反应实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种煤焦油加氢高温高压反应实验装置，包括高温高压反应釜系统、安全隔离室系统、供排气系统、监控系统、通风设备、尾气处理设备及冷却系统；高温高压反应釜系统被放置与安全隔离室内；供排气系统与高温高压反应釜系统连接；监控系统与高温高压釜系统、安全隔离室、供排气系统通过数据信号线连接。本发明专利技术采用封闭的安全隔离室设计，将高温高压含氢设备与外界隔离开，保证安全隔离室内隔绝空气，防止泄露的氢气与空气接触而产生爆炸的危险。通过设置反应升降架，使得能够对高温高压反应釜进行倾倒，避开了采用真空泵吸出反应产物的操作，避免了产物在真空泵管路的残留，提高了数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种煤焦油高温高压反应实验装置
本专利技术属于煤焦油加氢实验设备
，具体涉及一种煤焦油高温高压反应实验装置。
技术介绍
随着社会的快速发展，可开采的石油资源日益减少，原油不断减少，原油不断向劣质化、重质化方向发展，并且我国属于石油资源短缺，天然气资源不足，煤炭资源相对比较丰富的国家，因此，解决煤焦油的清洁利用问题，能够实现我国的低碳目标，并且解决能源消费问题。煤焦油加氢能够很好地解决轻质化问题，提高它们的利用率，较好地缓解环境压力及能源消费问题。煤焦油加氢实验能够很好地确定反应动力学，优化反应操作及操作条件。然而，针对煤焦油加氢，并没有完善的实验反应装置。目前主流的煤焦油加氢装置主要适用于大型连续反应，不适用于实验室进行反应测试，且这些连续反应装置无法进行动力学测试。并且主流在实验室使用的间歇小型加氢设备，目前其产物取出方式为真空泵抽出，研究建立动力学模型时误差较大。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种煤焦油加氢高温高压反应实验装置，该装置结构设计合理，能够有效解决在取出反应产物的过程中，产物在真空泵及管路残留所引起的误差问题，从而提高实验数据的可靠性，适用于煤焦油加氢的实验反应装置。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术公开的一种煤焦油加氢高温高压反应实验装置，包括高温高压反应釜系统、安全隔离室系统、供排气系统、监控系统、通风设备、尾气处理设备及冷却系统；高温高压反应釜系统置于安全隔离系统内，用于使反应在隔绝空气的条件下进行；供排气系统与高温高压反应釜系统连接，用于为高温高压反应釜系统提供隔绝空气的反应环境；监控系统与高温高压反应釜系统、安全隔离系统及供排气系统分别通过数据信号线连接，用于通过监控高温高压反应釜系统中的反应条件数据，控制通风设备工作；冷却系统，用于使实验装置迅速降温；尾气处理设备，用于收集处理反应产生的尾气；所述高温高压反应釜系统包括高温高压反应釜、反应支架、加热炉、紧箍、导轨及反应釜升降架，高温高压反应釜上开有氮气进气口、氢气进气口、排气口、压力计口和温度传感器口，高温高压反应釜釜内设有磁力搅拌桨；反应釜升降架通过反应支架与高温高压反应釜连接，紧箍用于密封并支撑高温高压反应釜；加热炉采用程序升温，加热炉与高温高压反应釜均能够沿导轨升降滑动；反应时，高温高压反应釜由紧箍固定，加热炉沿导轨上升，高温高压反应釜进入加热炉内；取产物时，反应釜升降架能够沿导轨升降滑动，高温高压反应釜的底部与反应釜升降架通过螺栓固定，高温高压反应釜能够以螺栓为固定轴旋转，完成倾倒。优选地，供排气系统由氢气管路、排气管路、氮气管路、二氧化碳管路及安全管路组成；氢气管路为氢气瓶组依次通过第一截止阀、第一减压阀、第一球阀和第一止回阀连接到高温高压反应釜氢气进气口之间的管段；排气管路为高温高压反应釜排气口依次通过第二截止阀、背压阀、第一碱液吸收桶、第一强氧化性吸收桶、第一阻火器到大气之间的管段；氮气管路为氮气瓶组依次通过第五截止阀、第二减压阀、第二止回阀连接到高温高压反应釜氮气进气口之间的管段；安全管路为通过爆破片、安全阀、第二碱液吸收桶、第二强氧化性吸收桶、第二阻火器到大气之间的管段。进一步优选地，安全隔离系统包括安全隔离室、二氧化碳气瓶组和排气管；在安全隔离室上开设有进气口、排气口、压力计口及控制线路口，二氧化碳气瓶组通过第六截止阀与安全隔离室的进气口相连；排气管安装在隔离室的排气口上；在安全隔离室上的压力计口上安装有第四压力计；在安全隔离室内部设有与高温高压反应釜相连的管路，包括：通过第一减压阀连接至高温高压反应釜进气口的管段，通过第二减压阀连接至高温高压反应釜进气口的管段；高温高压反应釜排气口连接至第二截止阀的管段，以及高温高压反应釜排气口连接至安全阀的管段。进一步优选地，安全隔离室采用有机玻璃材质，高温高压反应釜的釜体材料采用哈式合金。进一步优选地，所述尾气处理设备，包括与排气管路上的背压阀依次相连的第一碱液吸收桶、第一强氧化性吸收桶和第一阻火器；还包括与安全管路上的安全阀依次相连的第二碱液吸收桶、第二强氧化性吸收桶和第二阻火器。进一步优选地，所述监控系统包括第一监控线路与第二监控线路；第一监控线路包括第一监控器，以及通过数据信号线与第一监控器相连的第三压力计、温度传感器、第一氢传感器、电机以及连接到加热炉上的数据信号线；第二监控线路包括第二监控器，以及通过数据信号线与第二监控器相连的第一压力计、第二压力计、第二氢传感器和连接到通风设备的数据信号线。进一步优选地，冷却系统由冷却管路与其相连的第三截止阀、第四截止阀以及高温高压反应釜内的蛇形冷凝管连接组成。进一步优选地，温度传感器的检测头部伸至磁力搅拌桨上部且远离蛇形冷凝管。优选地，所述通风设备为风扇或鼓风机。优选地，在进行煤焦油加氢高温高压反应实验时，高温高压反应釜内的氢气压力≤20MPa，温度≤500℃。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)本专利技术采用了完全封闭的安全隔离室设计，将实验用的高温高压含氢设备与外界隔离开，通过供排气系统对安全隔离室内持续充气并通过排气口不断排出，保证安全隔离室内隔绝空气，防止泄露的氢气与空气接触而产生爆炸的危险。2)针对安全隔离室外可能存在的氢泄露，本专利技术通过监控系统的设计达到安全控制的目的，当发现安全隔离室外氢气浓度超过安全阈值时，监控系统发出安全警报，自动开启通风设备对实验室进行换气，并提示操作人员切断设备电源与撤离，进一步保证了实验室内的安全。3)本专利技术中所有的手动控制阀门均在安全隔离室外进行操作，避免了操作人员与高温泄露氢气直接接触的可能，操作人员的安全性得到了提高。4)本专利技术设计了反应升降架，使得能够对高温高压反应釜进行倾倒，避开了采用真空泵吸出反应产物的操作，避免了产物在真空泵管路的残留，提高了数据的准确性。5)本专利技术在高温高压反应釜内加入了磁力搅拌桨，反应釜能够在一定程度上模拟固定床反应与悬浮床反应。进一步地，为了保证氢气的安全排放，本专利技术在含氢管路的排气口均设置有阻火器，防止火焰沿管路传播的可能，在有意外发生的情况下将危险降到最低。附图说明图1为本专利技术公开的煤焦油加氢高温高压反应实验装置结构示意图；图2为本专利技术公开的高温高压反应釜与反应升降架的连接局部结构示意图；图3为高温高压反应釜与加热炉连接的局部结构示意图。图4为高温高压反应釜通过紧箍密封的结构示意图。其中：1为氮气瓶组、2为氢气瓶组、3为第一压力计、4为第二压力计、5为第一截止阀、6为第一减压阀、7为第一球阀、8为第一止回阀、9为加热炉、10为支架、11为导轨、12为高温高压反应釜、13为磁力搅拌桨、14为反应釜升降架、14-1为第一支架、14-2为第二支架螺钉、16为第二截止阀、17为背压阀、18为第一碱液吸收桶、19为第一强氧化吸收桶、20为第二阻火器、21为第一阻火器、22为第二强氧化吸收桶、23为第二碱液吸收桶、24为第三截止阀、25为安全阀、26为爆破片、27为紧箍、28为电机、29为温度传感器、30为第一控制器、31为第三压力计、32为第四压力计、33为蛇形冷凝器、34为第一氢传感器、35为安全隔离室、36为排气管、37为第二控制器、38为第二氢传感器、39为第二止回阀、40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤焦油高温高压反应实验装置，其特征在于，包括高温高压反应釜系统、安全隔离室系统、供排气系统、监控系统、通风设备、尾气处理设备及冷却系统；高温高压反应釜系统置于安全隔离系统内，用于使反应在隔绝空气的条件下进行；供排气系统与高温高压反应釜系统连接，用于为高温高压反应釜系统提供隔绝空气的反应环境；监控系统与高温高压反应釜系统、安全隔离系统及供排气系统分别通过数据信号线连接，用于通过监控高温高压反应釜系统中的反应条件数据，控制通风设备工作；冷却系统，用于使实验装置迅速降温；尾气处理设备，用于收集处理反应产生的尾气；所述高温高压反应釜系统包括高温高压反应釜(12)、反应支架(10)、加热炉(9)、紧箍(27)、导轨(11)及反应釜升降架(14)，高温高压反应釜(12)上开有氮气进气口、氢气进气口、排气口、压力计口和温度传感器口，高温高压反应釜(12)釜内设有磁力搅拌桨(13)；反应釜升降架(14)通过反应支架(10)与高温高压反应釜(12)连接，紧箍(27)用于密封并支撑高温高压反应釜(12)；加热炉(9)采用程序升温，加热炉(9)与高温高压反应釜(12)均能够沿导轨(11)升降滑动；反应时，高温高压反应釜(12)由紧箍(27)固定，加热炉(9)沿导轨(11)上升，高温高压反应釜(12)进入加热炉(9)内；取产物时，反应釜升降架(14)能够沿导轨(11)升降滑动，高温高压反应釜(12)的底部与反应釜升降架(14)通过螺栓固定，高温高压反应釜(12)能够以螺栓为固定轴旋转，完成倾倒。...

【技术特征摘要】
1.一种煤焦油高温高压反应实验装置，其特征在于，包括高温高压反应釜系统、安全隔离室系统、供排气系统、监控系统、通风设备、尾气处理设备及冷却系统；高温高压反应釜系统置于安全隔离系统内，用于使反应在隔绝空气的条件下进行；供排气系统与高温高压反应釜系统连接，用于为高温高压反应釜系统提供隔绝空气的反应环境；监控系统与高温高压反应釜系统、安全隔离系统及供排气系统分别通过数据信号线连接，用于通过监控高温高压反应釜系统中的反应条件数据，控制通风设备工作；冷却系统，用于使实验装置迅速降温；尾气处理设备，用于收集处理反应产生的尾气；所述高温高压反应釜系统包括高温高压反应釜(12)、反应支架(10)、加热炉(9)、紧箍(27)、导轨(11)及反应釜升降架(14)，高温高压反应釜(12)上开有氮气进气口、氢气进气口、排气口、压力计口和温度传感器口，高温高压反应釜(12)釜内设有磁力搅拌桨(13)；反应釜升降架(14)通过反应支架(10)与高温高压反应釜(12)连接，紧箍(27)用于密封并支撑高温高压反应釜(12)；加热炉(9)采用程序升温，加热炉(9)与高温高压反应釜(12)均能够沿导轨(11)升降滑动；反应时，高温高压反应釜(12)由紧箍(27)固定，加热炉(9)沿导轨(11)上升，高温高压反应釜(12)进入加热炉(9)内；取产物时，反应釜升降架(14)能够沿导轨(11)升降滑动，高温高压反应釜(12)的底部与反应釜升降架(14)通过螺栓固定，高温高压反应釜(12)能够以螺栓为固定轴旋转，完成倾倒。2.根据权利要求1所述的煤焦油加氢高温高压反应实验装置，其特征在于，供排气系统由氢气管路、排气管路、氮气管路、二氧化碳管路及安全管路组成；氢气管路为氢气瓶组(2)依次通过第一截止阀(5)、第一减压阀(6)、第一球阀(7)和第一止回阀(8)连接到高温高压反应釜(12)氢气进气口之间的管段；排气管路为高温高压反应釜(12)排气口依次通过第二截止阀(16)、背压阀(17)、第一碱液吸收桶(18)、第一强氧化性吸收桶(19)、第一阻火器(21)到大气之间的管段；氮气管路为氮气瓶组(1)依次通过第五截止阀(42)、第二减压阀(40)、第二止回阀(39)连接到高温高压反应釜(12)氮气进气口之间的管段；安全管路为通过爆破片(26)、安全阀(25)、第二碱液吸收桶(23)、第二强氧化性吸收桶(22)、第二阻火器(20)到大气之间的管段。3.根据权利要求2所述的煤焦油加氢高温高压反应实验装置，其特征在于，安全隔离系统包括安全隔离室(35)、二氧化碳气瓶组(45)...

【专利技术属性】
技术研发人员：程光旭，胡基石，李云，殷海龙，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61