一种双反应器焦化原料评价系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双反应器焦化原料评价系统，管式反应器、冷凝器、液收器及气体收集器均为两套，两个反应器独立设置，其中一个反应器是用于盛装标样的标样反应器，另一个反应器是用于盛装待测样的待测样反应器，加热器是具有两个互相隔绝的内凹腔室的容器，标样反应器和待测样反应器分别伸入两个内凹腔室内并浸入外接加热源的加热介质中；两个反应器分别通过输液管路与液收器连通，冷凝器设置在输液管路上，液收器则通过输气管路与气体收集器相通。采用标样反应器和待测样反应器，在平行实验中可以利用标样消除由于反应历程不同而造成的待测样的残渣油收率的差异，使待测样的的数据更精确，平行性更好；可以利用标样控制每次实验的反应历程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应用于石油炼制过程延迟焦化生产中焦化原料特性的评价，特别涉及一种双反应器焦化原料评价系统。
技术介绍
在石油炼制过程中，焦化是渣油焦炭化的简称，是指重质油(如重油，减压渣油，裂化渣油甚至土浙青等)在500°C左右的高温条件下进行深度的裂解和缩合反应，产生气体、汽油、柴油、蜡油和石油焦的过程。焦化主要包括延迟焦化、釜式焦化、平炉焦化、流化焦化和灵活焦化等五种工艺过程。其中，延迟焦化过程是将焦化原料在加热炉内加热到反应温度并迅速离开加热炉以保证在炉管内尽量少的发生裂解反应，焦化原料在焦炭塔中借助本身的热量在“延迟”状态下同时进行裂解和生焦缩合反应。焦化生产所采用的焦化原料种类繁多，焦化原料的性质决定着最终焦化产物的收率和产品性质，焦化装置的工况参数一般也由原料性质决定，原料性质和焦化装置的操作条件共同决定着焦化产物的产品分布和产品性质，近年来，随着焦化原料的劣质化及减压深拔技术的广泛应用，焦化设备内频繁生成弹丸焦的问题已经成为限制延迟焦化工艺提高其经济效益的瓶颈之一，弹丸焦生成的反应机理复杂，无法定量的确定其所有化学反应，但是一般认为焦化装置内弹丸焦的生成主要与原料性质和装置的操作参数有关，弹丸焦的频繁出现已经制约了焦化装置经济效益并对焦化装置的安全操作带了严重隐患，现有解决该问题的措施是在装置上大多采取牺牲轻油收率、降低处理量的消极办法。目前，针对上述问题产生了新的研究方向通过焦化原料的性质或通过简单易行的实验方法实现判定焦化原料能否产生弹丸焦，若判定焦化原料为弹丸焦油样，则可以通过调整装置的操作条件或进行原料的复配的方法来避免，不仅可以消除焦化装置的安全隐患，还能带来巨大的经济效益。判定是否为弹丸焦油样的传统做法主要根据原料的物性参数，常用以下两种评价分析方法(I)根据焦化原料的API值进行判定；(2)根据焦化原料的残炭与浙青质比值判断焦化原料是否会生成弹丸焦，经过申请人统计，在收集到的34种油样中，分别按照残炭与浙青质比值法的两种判据，均分别有14种油样判断错误，正确率不足60%。因此，上述的两种传统方法对焦化原料进行评价的准确性较低，究其原因在于仅通过物性参数判断焦化装置是否生成弹丸焦科学性不够，因为浙青质自身也会发生裂解反应，并且胶质也会发生缩合反应生成浙青质，因此仅凭借原料的API值或残炭与浙青质比值来判定焦化原料是否为弹丸焦油样不够准确；另外由于测定原料的物性参数耗时长，焦化装置难以根据上述判据及时调整工艺操作参数避免弹丸焦的生成，因此不能有效的指导焦化装置生产参数的确定。而且，不同种类的焦化原料在焦化生产中的表现不同，对焦化原料进行准确评价应该表现为“在相同的生产装置条件及工艺条件下，评价的参数有差异的原料在焦化生产中有不同的表现，而参数相同的原料在焦化生产中有相同的表现。”但是由于现有的评价分析方法无法对焦化原料的物料特性进行准确评价，也就无法满足上述的评价原则。中国技术授权专利(专利号200620009951. 6)公开了一种重油热加工性能评价装置，由仪器柜、控制面板和计算机测控系统组成，在仪器柜中上部设有由反应器盖连接的管式反应器，在反应器两侧设有对称的电预热器和电预热传动机构，在仪器柜中部设有由直线步进电升降加热器，在加热器两侧对称设有两组馏分油收集器；反应器盖出口通过保温水管路与馏分油收集器蒸馏管的顶部进口相连接。该评价装置的局限性表现在(I)虽然反应历程的重复性表现较好，但在不同的季节所作实验结果误差较大；(2)在利用本装置做试验时，由于在反应器中均放置待测样，因此没有参照物，产生了待测样的实验结果与谁比对的问题；(3)加热器只具有一个加热室，两个反应器共用一个上盖，进行试验时，两个反应器位于同一加热室中，存在传热现象，发生干扰，影响实验结果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耗时短、温度易于控制、重复性好、准确度高的双反应器焦化原料评价系统。本专利技术的目的通过以下的技术措施来实现一种双反应器焦化原料评价系统，包括密闭的管式反应器、用于盛装加热介质的加热器、冷凝器、用于收集馏出油的液收器及用于回收馏出气体的气体收集器，其特征在于所述管式反应器、冷凝器、液收器及气体收集器均为两套，所述两个反应器独立设置，其中一个反应器是用于盛装标样的标样反应器，另一个反应器是用于盛装待测样的待测样反应器，所述加热器是具有两个互相隔绝的内凹腔室的容器，所述标样反应器和待测样反应器分别伸入两个内凹腔室内并浸入外接加热源的加热介质中；所述两个反应器分别通过输液管路与液收器连通，所述冷凝器设置在所述输液管路上，而所述液收器则通过输气管路与气体收集器相通，加热介质加热反应器中的标样和待测样使其分别发生焦化反应，反应产物通过输液管路径由冷凝器进入液收器中对馏出油进行回收，馏出气体则通过输气管路进入气体收集器中。本专利技术采用标样反应器和待测样反应器，在平行实验中可以利用标样消除由于反应历程不同而造成的待测样的残渣油收率的差异，使待测样的数据更精确、平行性更好，此外，可以利用标样控制每次实验的反应历程，因为待测样是不断更换的，若控制待测样的升温过程，由于油样的组成复杂，不同油样之间性质差别较大，每次的升温过程都需要重新探索，因此不能保证升温历程的一致性。但标样是固定的，且标样的性质稳定，来源丰富，探索出标样的升温过程后，每次实验只需要重复操作即可，大大节省了实验的工作量。作为本专利技术的一种实施方式，所述加热器中的两个内凹腔室并列排布，所述内凹腔室的形状及大小相同，所述内凹腔室由上部的通口与下部的空腔组成，所述通口与所述反应器的管身大小相适配，所述下部的空腔作为用于盛装加热介质的加热室，所述反应器通过通口伸入加热室内并浸在加热介质中。作为本专利技术的一种实施方式，所述液收器为一封闭的瓶体，所述输液管路的进液口位于所述反应器的顶部上，所述输液管路的出液口自液收器的顶部伸入所述液收器内。本专利技术所述的气体收集器主要由气体收集杯与气体收集试管组成，所述气体收集试管倒置固定在气体收集杯中，且气体收集试管的管口与气体收集杯的底部具有间距，所述输气管路的出气口自液收器的顶部伸入所述液收器内，而所述输气管路的进气口位于所述气体收集试管中。本专利技术采用排水集气法对气体进行收集。本专利技术位于所述液收器中的所述输气管路的出气口高于所述输液管路的出液口。本专利技术还具有以下实施方式所述加热介质采用液态锡。本专利技术采用加热瓦加热固态锡并使之熔化，再用液态锡加热反应器内的油样，可以防止局部过热，确保反应器油样的温度均匀。所述管式反应器主要由管体、螺母、紫铜垫及上盖组成，所述螺母紧密套装在管体的上端，所述管体的管口具有环形突台，在所述环形凸台上安装有紫铜垫，所述上盖设置在管口上由所述紫铜垫密封。所述的双反应器焦化原料评价系统还包括安装架及设置在安装架上的预热器、用于驱动加热器升降的升降机构和用于驱动预热器水平移动的驱动机构，所述安装架为由支架组装拼接而成的立体式框架，所述反应器、加热器、冷凝器、液收器及气体收集器均设置在框架中，所述框架中设有水平的工作台，所述加热器位于所述工作台上，所述工作台与升降机构连接实现加热器升降，所述反应器固定在所述加热器的正上方，所述冷凝器与液收器分别位于所述框架的上部且处于加热器的两侧，所述气体收集器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双反应器焦化原料评价系统，包括密闭的管式反应器、用于盛装加热介质的加热器、冷凝器、用于收集馏出油的液收器及用于回收馏出气体的气体收集器，其特征在于：所述管式反应器、冷凝器、液收器及气体收集器均为两套，所述两个反应器独立设置，其中一个反应器是用于盛装标样的标样反应器，另一个反应器是用于盛装待测样的待测样反应器，所述加热器是具有两个互相隔绝的内凹腔室的容器，所述标样反应器和待测样反应器分别伸入两个内凹腔室内并浸入外接加热源的加热介质中；所述两个反应器分别通过输液管路与液收器连通，所述冷凝器设置在所述输液管路上，而所述液收器则通过输气管路与气体收集器相通，加热介质加热反应器中的标样和待测样使其分别发生焦化反应，反应产物通过输液管路径由冷凝器进入液收器中对馏出油进行回收，馏出气体则通过输气管路进入气体收集器中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁迪，沈国平，谭伟红，刘莹，钟东文，高飞，梁智永，王伟明，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：