【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油化工中蒸汽裂解，具体涉及一种用于裂解炉管的涂层积碳速率测定装置。
技术介绍
1、乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等低碳烯烃都是非常基本的化工原料，特别是乙烯的生产能力，常常被视为一个国家和地区石油化工发展水平的标志，被誉为现代化学工业的基石。目前，世界上约98％的乙烯生产过程采用管式炉蒸汽裂解工艺。该工艺具有较高的乙烯收率，并联产丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、c5、c9等基本化工原料，在石油化工中具有举足轻重的作用。
2、裂解炉管是管式炉蒸汽裂解工艺装置的核心设备，由于其长时间接触高温(800℃以上)烃类蒸汽，不可避免地附着大量焦炭。焦炭沉积在裂解炉管内壁，不仅阻碍了裂解炉管中物流的热传递，使炉管压力降增加，甚至堵塞管道，影响裂解炉的正常操作，并造成低碳烯烃产量降低、能耗增加。此外，焦炭会以固体溶液的形式进入炉管合金中，并与炉管合金中的铬原子反应形成碳化铬沉积，即渗碳现象，导致炉管合金失去最初的抗氧化能力，更易受化学攻击，从而降低了裂解炉管的使用寿命，缩短了裂解炉的操作周期，严重影响乙烯装置长周期稳定运行和装置整体盈利能力。
3、为抑制裂解炉管结焦及积碳附着，炉管表面涂层技术应运而生。该技术是在炉管内表面涂覆一层可屏蔽催化结焦效应、不利于焦垢粘附的物质，以达到抑制结焦的目的。其涂层积碳速率的测定与评价成为检验涂层优劣的重要指标。通过加工涂层炉管进行蒸汽裂解实验能够有效评价涂层性能，但涂层炉管加工难度大，制作周期长，制备成本高，且难以准确测定涂层表面积碳量，使得开发便捷、快速、有效的涂层评价装置
4、专利cn201910624426.7公开了一种用于测定催化重整催化剂积碳速率的装置及方法。其先采用相应装置对催化重整催化剂进行积碳，之后引入氧化气源，其产生的尾气通过在线质谱仪等仪器进行在线连续分析，将一氧化碳、二氧化碳生成物折算为积碳质量，以完成积碳量及积碳速率的测定；该技术的缺陷或相对本专利技术的不足之处：该方法操作简便，精度较高，但其只适用于试验后积碳的检测，其积碳速率结果为实验周期内的平均积碳速率，若要测定不同反应时间条件下的积碳速率则需要大量实验。
5、专利cn200810043493.1针对以往积碳测量技术存在无法精确地实时在线测定催化剂积碳量的问题提出一种催化剂积碳量的在线检测方法。该专利采用声信号检测装置接收反应器或再生器内部催化剂撞击壁面产生的声发射信号，选取声波信号的频率f、振幅a、能量n、各小波尺度或/和小波包尺度内的能量分率ei作为特征值，利用最小二乘法进行函数回归，以实现催化剂积碳量的实时测定。该方法基于函数估计，其对指定催化剂具有较好的计算结果；该技术的缺陷或相对本专利技术的不足之处：对不同性质的催化剂需要重新建立估计函数。且炉管涂层及涂层积碳不能发生撞击，使得该方法无法应用于涂层积碳的实时测定。
6、专利cn201310139615.8基于超声导波无损检测过程提出了一种用于热载体炉管道积碳量检测的仪器及方法。该仪器结构包括任意函数信号发生器、功率放大器、斜入射式压电超声发射传感器、斜入射式压电超声接收传感器、示波器和计算机。在仪器应用中，采用高低两个频率段分别进行检测，其结果与积碳层厚度检测临界值比对，得到积碳层厚度。该方案对刚开始形成的薄膜碳层和长期积聚的厚积碳层均具有较好的测量精度；该技术的缺陷或相对本专利技术的不足之处：该方法能够实现管道积碳层的测定，但对于积碳层分布不均管道较难计算出积碳量，且裂解炉管温度较高，管道具有多段弯曲、分支结构，其积碳量计算难度大，仪器材质较难符合高温要求。此外，高温条件下超声可能对裂解炉管产生不利影响，也限制了该方法在裂解炉管涂层积碳实时测定方面的应用。
7、专利cn200710017429.1公开了一种化学气相反应过程动态在线分析系统。其设计中，将磁悬浮天平固定在气相反应炉的正上方，磁悬浮天平的挂钩通过金属绳与基体连接，利用磁悬浮天平实现了化学气相渗透过程中重量的实时测量；该技术的缺陷或相对本专利技术的不足之处：裂解炉管涂层评价过程中的反应环境较为苛刻，其原料组成复杂且具有腐蚀性，容易污染磁悬浮天平的悬浮磁体等精密部件，且裂解炉管涂层评价所需的高温条件远超过一般磁性材料的居里温度，可引起悬浮磁体消磁。此外，裂解炉管涂层评价中进料波动容易引起磁悬浮天平较大的示数变动，干扰测定结果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种涂层积碳速率测定装置，该装置能够测定裂解炉管涂层对不同种类原料，及其在不同裂解工艺条件下的积碳速率，具有测量便捷、准确、快速的特点。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种涂层积碳速率测定装置，包括：
3、原料进料系统，所述原料进料系统包括原料总管，用于输送原料；
4、裂解反应系统，所述裂解反应系统包括炉管，所述炉管底部与所述原料总管相连通，所述炉管侧壁靠上位置设有出口管；
5、磁悬浮计量系统，所述磁悬浮计量系统包括与所述炉管顶部连通的对冲测量管，所述对冲测量管顶部封闭，所述顶部上方设有磁悬浮天平主体，所述在对冲测量管内位于所述磁悬浮天平主体下方设有磁性浮子，所述磁性浮子底部通过惰性连接线从上到下依次连接有位置感应端子和负载偶，所述负载偶底部通过惰性连接线连接有涂层挂片，所述负载偶位于所述对冲测量管内，所述涂层挂片位于所述炉管内；所述对冲测量管内部侧壁上还设有位置感应器、对冲气体通入管和限位器，所述位置感应器位于所述对冲测量管中上部，与所述位置感应端子对应，用于标记磁性浮子工作状态；所述对冲气体通入管位于限位器与位置感应器之间，用于向对冲测量管内通入惰性保护气；所述限位器位于所述负载偶下方且所述限位器中间设有开口，用于限制、承载、标记负载偶状态；
6、冷却分离系统，所述冷却分离系统与所述出口管连通。
7、本专利技术所述的涂层积碳速率测定装置，所述对冲测量管外部还设有冷却器。
8、本专利技术所述的涂层积碳速率测定装置，所述对冲气体通入管的出气口朝向下。
9、本专利技术所述的涂层积碳速率测定装置，所述磁性浮子为永磁铁，所述惰性连接线为高硬度金属丝线，所述负载偶与所述涂层挂片之间的惰性连接线上还设有稳定锤。
10、本专利技术所述的涂层积碳速率测定装置，所述负载偶包括具有空心腔体的偶体和内置于所述空心腔体的塞头，所述塞头与所述磁性浮子连接，所述偶体与所述涂层挂片连接。
11、本专利技术所述的涂层积碳速率测定装置，所述原料进料系统包括水相进料管路、气相进料管路和油相进料管路，三个管路末端连通至所述原料总管中。
12、本专利技术所述的涂层积碳速率测定装置，所述炉管包括下部的主体炉管和上部的扩大段炉管，所述主体炉管内下部设有分布器、上部设有整流器，所述涂层挂片位于所述整流器下方，所述出口管位于扩大段炉管侧壁。
13、本专利技术所述的涂层积碳速率测定装置，所述出口管包括相连通的粗口出口管和细口出口管，所述粗口出口管与所述炉管连通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种涂层积碳速率测定装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述对冲测量管外部还设有冷却器。
3.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述对冲气体通入管的出气口朝向下。
4.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述磁性浮子为永磁铁，所述惰性连接线为高硬度金属丝线，所述负载偶与所述涂层挂片之间的惰性连接线上还设有稳定锤。
5.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述负载偶包括具有空心腔体的偶体和内置于所述空心腔体的塞头，所述塞头与所述磁性浮子连接，所述偶体与所述涂层挂片连接。
6.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述原料进料系统包括水相进料管路、气相进料管路和油相进料管路，三个管路末端连通至所述原料总管中。
7.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述炉管包括下部的主体炉管和上部的扩大段炉管，所述主体炉管内下部设有分布器、上部设有整流器，所述涂层挂片位于所述整流器下方，所
8.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述出口管包括相连通的粗口出口管和细口出口管，所述粗口出口管与所述炉管连通，所述细口出口管与所述冷却分离系统连通。
9.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述冷却分离系统包括底部设有排液口的冷却保温罐，所述冷却保温罐顶部设有冷却管和冷却回流管且所述冷却管和所述冷却回流管的一端均分别与所述冷却保温罐相连通，所述冷却管的另一端与所述细口出口管连通，优选的冷却管和细口出口管之间还设有急冷管。
10.根据权利要求9所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述急冷管、冷却管和冷却回流管的内径与所述原料总管内径相同。
...【技术特征摘要】
1.一种涂层积碳速率测定装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述对冲测量管外部还设有冷却器。
3.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述对冲气体通入管的出气口朝向下。
4.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述磁性浮子为永磁铁，所述惰性连接线为高硬度金属丝线，所述负载偶与所述涂层挂片之间的惰性连接线上还设有稳定锤。
5.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述负载偶包括具有空心腔体的偶体和内置于所述空心腔体的塞头，所述塞头与所述磁性浮子连接，所述偶体与所述涂层挂片连接。
6.根据权利要求1所述的涂层积碳速率测定装置，其特征在于，所述原料进料系统包括水相进料管路、气相进料管路和油相进料管路，三个管路末端连通至所述原料总管中。
7.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：代跃利，孙恩浩，李振业，张永军，万书宝，毛欣欣，孙淑坤，汲永钢，徐显明，马克存，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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