高温高流速环烷酸腐蚀试验装置制造方法及图纸

高温高流速环烷酸腐蚀试验装置，其特征是以具有内置预热器的储油罐为中心，油路管道自储油罐引出，依次经过出油过滤器、管流循环泵或喷射循环泵、外部加热系统、管流试验装置或喷射试验装置之后返回储油罐构成封闭的试验循环回路；在外部加热系统的油液出口处设置回油支路，通过回油支路与储油罐和外部加热系统构成封闭的回油循环回路。本实用新型专利技术用于实现高温高流速条件下的冲刷腐蚀实验，开展高温与腐蚀介质共同作用下材料损伤机理研究，进而对炼油装置材料在高温高流速环烷酸介质中的冲刷腐蚀机制和控制规律进行系统深入的研究。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及环烷酸腐蚀试验装置，更具体地说是一种高温高流速环烷酸腐蚀试验装置。
技术介绍
环烷酸是原油中最重要的酸性含氧化合物，其化学性质与脂肪酸相似，是典型的一元羧 酸，其含量约占总酸性物的90%左右。原油中环垸酸的含量一般在0.02~2.0%。在原油中一 般用酸值的大小来判断环烷酸的含量，当酸值大于0.5mgKOH/g时就会引起设备的腐蚀。炼 油装置的环烷酸腐蚀(NAC) —直是炼油厂亟待解决的难题之一。随着使用高酸值原油的增 加，这一问题变得更为突出，特别是在局部的高温高流速部位，由此产生事故频繁发生，严 重威胁着炼厂的安全生产。环烷酸的腐蚀作用受温度的影响比较大；低于22(TC几乎没有腐蚀，随着温度的升高， 腐蚀逐渐加剧。从温度上讲，环烷酸有两个显著腐蚀阶段。第一阶段是270 28(TC，环垸酸 发生气化开始腐蚀。当温度再升高时，腐蚀作用反而减弱，直到温度升到350 40(TC时，因 原油中的硫化物分解成硫元素，对金属设备有剧烈腐蚀作用，在环烷酸、硫元素和H2S的互 相作用下，环垸酸的腐蚀加剧。400'C后，环垸酸气化完毕，其腐蚀作用减缓。环烷酸腐蚀还是一种高温冲蚀，受流动状态的影响较大，在层流区域内腐蚀性较小，在 液流区域腐蚀性较大；在液流的高湍动区域，液流呈现气一液混合相时腐蚀性较强，且环垸 酸的腐蚀受液流速度的影响，液流速度越快腐蚀越重。低速部位的腐蚀形态为喷火口状的尖 锐孔洞，高速部位则顺着流向出现沟槽。研究表明高流速和低流速的分界线为100*3 (约 30m/s)，高速区的腐蚀速率在同等条件下提高5倍。研究揭示环烷酸腐蚀现象的本质，掌握其控制因素，找出有效的抑制或防护方法，对炼 油装置的安全保障有重要的意义，不仅能为在役炼油装置确定合理的安全裕度，使炼油装置 在不发生环烷酸腐蚀破坏的前提下最大限度地炼制低品质原油，降低炼油生产成本；而且能 指导新建炼油装置选材，使用低成本/高抗蚀性能材料制造炼油设备，节省建厂成本。然而，由于环烷酸腐蚀的影响因素复杂，且在实验室开展模拟研究相对困难，迄今对该 腐蚀现象的本质及其控制因素仍缺乏深入的认识。究其主要原因在于1、 环烷酸腐蚀的影响因素非常复杂，温度、酸值、流速及设备材料等因素均与这种腐 蚀现象有密切的关系；2、 绝大部分研究主要局限于腐蚀事例或现场挂片和静态浸泡得到的数据，在试验室条件下模拟工业炼油环境的高温高流速状态限于试验条件十分困难，至今仍缺乏有效的试验室 研究手段，无法模拟真实工业炼油环境条件下循环油的高温高流速状态。
技术实现思路
本技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种高温高流速环烷酸腐蚀 试验装置，以实现高温高流速条件下的冲刷腐蚀实验，开展高温与腐蚀介质共同作用下材料 损伤机理研究，进而对炼油装置材料在高温高流速环垸酸介质中的冲刷腐蚀机制和控制规律 进行系统深入的研究。本技术解决技术问题采用如下技术方案本技术高温高流速环垸酸腐蚀试验装置的结构特点是以具有内置预热器的储油罐 为中心，油路管道自储油罐引出，依次经过出油过滤器、管流循环泵或喷射循环泵、外部加 热系统、管流试验装置或喷射试验装置之后返回储油罐构成封闭的试验循环回路；在外部加 热系统的油液出口处设置回油支路，通过回油支路与储油罐和外部加热系统构成封闭的回油 循环回路。本技术的结构特点也在于-外部加热系统具有多个加热单元，其中有一个辅助加热单元设置为具有内套管的套管式 换热器，回油支路通过套管式换热器的内套管接回接至储油罐。所述外部加热系统设置为三个加热单元，其中，处在加热系统油液入口处的是具有三组 加热器的第一加热单元，处在加热系统的油液出口处的是具有两组加热器的第二加热单元， 套管式换热器作为辅助加热单元设置在第一加热单元和第二加热单元之间。所述管流试验装置上同时设置多个监测口，包括腐蚀速度测试仪端口、腐蚀监测探针端 口、金属测试挂片端口以及其它电化学测试仪器端口。所述喷射试验装置设置有圆锥收缩型喷嘴，用于放置圆盘状试样的试样托盘对应设置在 喷嘴的下方。本技术高温高流速环烷酸腐蚀试验装置的试验方法按如下步骤进行-a、 油液在储油罐中预热达到5(TC;b、 开启回油循环回路，油液在回油循环回路中被加热至试验所需要的40(TC;C、关闭回油循环回路，开启试验循环回路，对试样进行试验；d、完成试验后，重新开启回油循环回路，同时关闭试验循环回路，停止加热，待油液冷却后取出试样；可以设置储油罐中油液温度自5(TC温升到40(TC的时间为4小时，还可以在封闭的试验4循环回路中充入有N2惰性气体，气体压力《lMPa。 与已有技术相比，本技术有益效果体现在1、 本技术模拟工业炼油环境的高温高流速状态，集管流法和喷射法功能于一体， 可完全满足炼油装置材料在高温高流速环烷酸介质中的冲刷腐蚀科研试验的要求，单机可实 现试验温度、流速等试验参数调节与控制单元操作；也适用于其它种类腐蚀介质科研试验要 求。2、 本技术可达到试验温度40(TC、介质流速100m/s，实现了试验室模拟真实工业炼油环境条件下循环油的高温高流速状态；3、 本技术采用分级加热，解决了循环油加热过程中结焦与沸腾汽化问题；4、 本技术以高速射流喷射试验装置实现流体冲刷，使装置能够充分体现出冲刷腐 蚀过程中因流体冲刷作用而造成的力学损伤以及其对腐蚀的促进作用；5、 本技术全部采用密闭系统，不会有试验介质逸出。对于在试验过程中极少量有 可能泄漏出的含H2S等有毒、恶臭气体，通过废气净化处理装置净化处理后排放，完全满足 废气排放标准要求；6、 本技术方法中在储油罐内提前预热，可以有效降低循环油粘度、提高其流动性； 外部加热系统的设置使得不易在加热器电加热管表面产生结焦、结垢现象。附图说明图1为本技术装置结构示意图。图2为本技术中管流试验装置结构示意图。图3为本技术中喷射试验装置中喷嘴结构示意图。图中标号l管流循环泵、2喷射循环泵、3第一加热单元、4套管式换热器、5第二加热 单元、6过滤器、7高温涡流流量计、8试验段阀门、9喷射试验装置、9a圆锥收縮型喷嘴、9b 试样托盘、IO温度传感器、ll压力表、12管流试验装置、12a监测口、 13储油罐、14排水排 汽阀、15出油过滤器、16止回阀、17安全阀、18回流段阀门、19试样。I主供油管路、II-l管流循环泵供油管路、11-2喷射循环泵供油管路、III-l管流循环泵回流管路、ni-2喷射循环泵回流管路、iv循环油加热管路、v循环油供油管路、vi循环油回油管 路、vn管流试验管路、vm喷射试验管路、ix污油排油管路。 以下通过具体实施方式，结合附图对本技术作进一步说明具体实施方式参见图l，本实施例是以具有内置预热器的储油罐13为中心，油路管道自储油罐13引出，依次经过出油过滤器15、管流循环泵1或喷射循环泵2、外部加热系统、管流试验装置12或喷 射试验装置9之后返回储油罐13构成封闭的试验循环回路；在外部加热系统的油液出口处设 置回油支路VI，通过回油支路VI与储油罐13和外部加热系统构成封闭的回油循环回路。具体实施中，外部加热系统设置有三个加热单元， 一个加热单元设置为具有内套管的套 管式换本文档来自技高网...

【技术保护点】
高温高流速环烷酸腐蚀试验装置，其特征是以具有内置预热器的储油罐（１３）为中心，油路管道自储油罐（１３）引出，依次经过出油过滤器（１５）、管流循环泵（１）或喷射循环泵（２）、外部加热系统、管流试验装置（１２）或喷射试验装置（９）之后返回储油罐（１３）构成封闭的试验循环回路；在所述外部加热系统的油液出口处设置回油支路（ＶＩ），通过回油支路（ＶＩ）与所述储油罐（１３）和外部加热系统构成封闭的回油循环回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏，陈学东，秦宗川，刘牧，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究所压力容器检验站，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]