本发明专利技术涉及一种模拟连续蒸馏工业装置的设备腐蚀试验装置，包括连续蒸馏系统、压力控制系统和腐蚀试样系统。其中，多口烧瓶的顶部接口连接一主反应器的底部，所述主反应器的顶部接口连接一主冷凝器的底部。所述主冷凝器的顶部通过连接管分别连接不凝气接收罐，冷阱和气体缓冲罐及排气系统，并通过冷阱连接到真空泵。所述腐蚀试样系统包括在汽相和液相中放置试样的试样挂片装置。本发明专利技术通过巧妙的回流设计，使得冷凝的低沸点液体不经过高温的主反应器，从而避免在回流到多口烧瓶底部前再次汽化。回流旁路强迫冷凝的低沸点组分与留在多口烧瓶底部的高沸点组分充分混合之后再次开始蒸馏过程，从而实现了对连续蒸馏的精确模拟。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种石油炼制工艺中模拟连续蒸馏工业装置的设备腐蚀试验装置。
技术介绍
常减压蒸馏是石油炼制一次加工过程中最重要的化工分离过程。随着世界范围内原油劣质化，主要表现为酸含量增加，重质原油比重增加。重质原油酸值高、轻组分少、密度和粘度大、胶质浙青质含量高、盐含量及重金属含量高，对炼油设备腐蚀严重，特别是原油的一次加工设备，如常减压蒸馏装置直接受到严重的腐蚀冲击，而业界对此办法不多，其中最重要的原因在于对减压蒸馏过程的特征认识不足。通常认为，影响腐蚀的最主要因素是温度、腐蚀介质含量、设备材质、流体的流速流态等，压力指标一般不加以考虑。基于这一认识，迄今为止有关石油炼制过程中的高温腐蚀研究工作绝大部分是在高压或者常压环境中开展的，比如绝大部分发表论文或工业实验是采用高压釜或者动态高压釜来模拟蒸馏腐蚀实验中的液相腐蚀。实际上，尽管压力参数本身对腐蚀反应速度的影响不大，但是压力可以通过影响蒸馏过程中腐蚀性介质在汽、液两相中的分布而影响腐蚀反应的速度。比如，从蒸馏的基本特征和常减压蒸馏过程中最常见的高温硫化物及环烷酸腐蚀基本规律分析，系统压力对腐蚀有着重要影响。业界普遍认为，高温环烷酸腐蚀在270V及350°C左右，由于正处于环烷酸的相变温度区，腐蚀最为严重。减压蒸馏操作本质上就是通过改变压力降低馏分的沸腾温度，同时改变了腐蚀性介质在低压下的相变温度，相变区的腐蚀也随之改变。少数研究人员认识到了减压蒸馏过程中压力变化对于与腐蚀相关的各种物理过程的影响。Saul等申请的美国专利US 7127959B2涉及了一套可模拟减压蒸馏汽、液两相腐蚀的实验仪器，分别在气、液两相中放置试样。但用于模拟真实常、减压蒸馏时，因为腐蚀性的环烷酸和硫化物都是一大类化合物，是由很多种沸点不同、分子大小各异的有机酸和有机硫组成的，采用美国专利US 7127959B2的实验装置模拟减压蒸馏过程时，气相中的组分主要是沸点较低的小分子，而液相中的组分主要是沸点较高的大分子。这种气、液两相中轻、重组分“分层”的现象导致其实验结果实际上是代表了沸点较低的混合酸在气相中的腐蚀和沸点较高的混合酸在液相中的腐蚀，不同于真实石油减压蒸馏过程。真实减压蒸馏时， 高温常底油从减压塔下面几层塔板处注入，在低层塔板上的主要的物理过程是不同沸点组分的共沸过程，而在高层塔板上的主要的物理过程是共沸蒸发出来的组分的冷凝过程。可见，真实减压蒸馏只实现了部分分离，并且在低层塔板以沸腾蒸发过程为主，在高层塔板以冷凝过程为主。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种模拟连续蒸馏工业装置的设备腐蚀试验装置，解决了在实验室中仅用少量实验介质就可实现对连续蒸馏过程中气相和液相中的腐蚀行为的模拟问题，可用于对常压、减压连续蒸馏过程中材料在腐蚀介质汽/液两相中的腐蚀行为的精确模拟。本专利技术提供一种模拟连续蒸馏工业装置的设备腐蚀试验装置，包括连续蒸馏系统、压力控制系统和腐蚀试样系统，所述连续蒸馏系统包括多口烧瓶，主反应器，主冷凝器， 所述多口烧瓶用于盛装实验介质，其顶部接口连接一主反应器的底部，所述主反应器的顶部接口连接一主冷凝器的底部。所述压力控制系统包括不凝气接收罐，冷阱，真空泵，所述主冷凝器的顶部通过连接管分别连接不凝气接收罐，冷阱和气体缓冲罐及排气系统，并通过冷阱连接到真空泵。所述腐蚀试样系统包括在汽相和液相中放置试样的试样挂片装置。所述连续蒸馏系统还包括分馏头，分馏液回流器，第一阀门，第二阀门和分馏液取样罐，经主冷凝器冷凝的液体下降到主反应器上部，通过分馏头，分馏液回流器，第二阀门和深入多口烧瓶底部的玻璃管与实验介质混合，或者通过分馏头，分馏液回流器和第一阀门流入分馏液取样罐。所述压力控制系统还包括氮气扩散器，所述氮气扩散器的顶部和底部分别与主冷凝器顶部外接的连接管和多口烧瓶相连，实验前，由所述氮气扩散器顶部的氮气入口处通入氮气以排尽所述试验装置中的空气。所述氮气扩散器与多口烧瓶相连的连接管上设置有差压变送器，用于测量多口烧瓶与主冷凝器顶部外接的连接管之间的压力差。主冷凝器顶部外接的连接管与分馏液取样罐之间通过压力平衡联通管相连。汽相中的试样悬挂于主反应器上部的汽相试样安装处，液相中的试样悬挂于多口烧瓶中实验介质的液面以下。主冷凝器顶部外接的连接管还连接一麦式真空计。除真空泵为金属制品外，多口烧瓶可由金属或玻璃制作，其余部件均可由玻璃制作，各玻璃部件之间采用聚四氟乙烯0型圈进行密封。所述试验装置使用的温度范围为室温到450°C，内部的绝对工作压力为0到常压。所述的设备腐蚀试验装置的操作步骤包括一、实验开始前，往多口烧瓶中加入适量的实验介质，并将准备好的试样分别安装在汽相和液相中，由氮气入口处通入氮气，至气体缓冲罐及排气系统排出，保持氮气畅通流动约30分钟，置换出试验装置中的全部空气；二、关闭气体缓冲罐及排气系统，再迅速关闭氮气入口处；三、启动真空泵，控制腐蚀试验装置在需要模拟的实际工况压力下，并在试验过程中保持稳定，同时，对多口烧瓶缓慢加热至设定温度，并在试验过程中保持稳定；四、达到预定试验设计时间后，关闭真空泵，停止加热，降低多口烧瓶中的实验介质的温度至常温；五、缓慢由氮气入口处通入氮气，平衡试验装置内的压力直至常压；六、取出试验试样，进行腐蚀结果分析。现有技术通常只能够对常压或加压环境中的腐蚀现象进行模拟，与石油常压和减压蒸馏过程的客观条件不符，得出的实验结论与实际情况有偏差。美国专利US 7127959B2 涉及的一套可模拟减压蒸馏汽、液两相腐蚀的实验仪器从本质上讲是模拟了静态蒸馏状况，使得低沸点组分始终集中在汽相，而高沸点组分始终集中液相。本专利技术通过巧妙的回流设计，使得冷凝的低沸点液体不经过高温的主反应器，从而避免在回流到多口烧瓶底部前再次汽化。回流旁路强迫冷凝的低沸点组分与留在多口烧瓶底部的高浮点组分充分混合之5后再次开始蒸馏过程，从而实现了对连续蒸馏的精确模拟。采用本专利技术获得的实验结果最大程度地符合了实际连续式常压和减压蒸馏过程中汽/液两相中腐蚀的真实情况，所得到的实验结果也是最可靠的。附图说明图1为本专利技术中的设备腐蚀试验装置的结构示意图，其中，1、多口烧瓶；2、差压变送器；3、主反应器；4、氮气扩散器；5、主反应器中的气相试样安装处；6、氮气入口处；7、主冷凝器；8、连接管；9、麦式真空计；10、不凝气接收罐；11、 冷阱；12、分馏头；13、分馏液回流器；14、气体缓冲罐及排气系统；15、第一阀门；16第二阀门；17、压力平衡联通管；18、分馏液取样罐；19、真空泵具体实施例方式参见图1，本试验装置主要包括连续蒸馏系统、压力控制系统、腐蚀试样系统。所述连续蒸馏系统包括多口烧瓶1，主反应器3，主冷凝器7，所述压力控制系统包括不凝气接收罐10，冷阱11，真空泵19，所述腐蚀试样系统包括在汽相和液相中放置试样的试样挂片装置。多口烧瓶1用于盛装实验用的介质，比如电脱盐以后的原油或者常压蒸馏塔底油。多口烧瓶1外面有与多口烧瓶外形相合的电加热器(未标出)加热烧瓶中的实验介质。多口烧瓶上部主要接口接一玻璃制圆柱状主反应器3。主反应器3上端开口连接双层镀银主冷凝器7。主冷凝器顶部外接真空系统的连接管8跟后面的压力控制系统相连。在主冷凝器顶部外接真空系统的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：屈定荣，刘小辉，蒋秀，
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：发明
国别省市：
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