分析硫腐蝕產物自燃性的實驗裝置製造方法
2023-09-27 06:34:20 1
分析硫腐蝕產物自燃性的實驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種分析硫腐蝕產物自燃性的實驗裝置，它包括供氣部分、加溼計量部分、數據採集部分及氣體回收部分；供氣部分包括儲氣袋（1）、薄膜氣泵（2）及緩衝氣袋（3）；加溼計量部分包括加溼器（4）及流量計（5）；數據採集部分包括樣品反應器（6）、數據處理終端（8）及熱電偶（7）；儲氣袋（1）的輸出埠經薄膜氣泵（2）與緩衝氣袋（3）的輸入埠相接；緩衝氣袋（3）的輸出埠經加溼器（4）與樣品反應器（6）的輸入埠相接；樣品反應器（6）的輸出埠與氣體回收部分的輸入埠相接；熱電偶（7）的信號傳輸埠與數據處理終端（8）相接。本實用新型實驗成本低，安全可靠，運行穩定，可準確判斷硫腐蝕產物自燃性大小。
【專利說明】 分析硫腐蝕產物自燃性的實驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬儲油罐安全技術及相關實驗設備領域，尤其涉及一種分析硫腐蝕產物自燃性的實驗裝置。
【背景技術】
[0002]隨著國際形勢變化和國民經濟發展的需要，我國對原油的需求急劇增加，據有關部門統計，僅2011年原油進口量為2.5億噸以上，對外依存度55%以上，超過國家規定的紅線(50%)，而就在近幾年國內外石油資源劣質化趨勢正在日益加快，全球範圍內低硫原油的時代已經過去，取而代之的則是含硫或高硫的原油，目前全球含硫原油和高硫原油產量佔原油總產量的15%。中東和中南美生產的原油幾乎全是硫含量在1%以上的原油，國內勝利原油的硫含量也上升到了 1%左右，而江漢、塔河、孤島原油的硫含量均在1.5%以上。因此，無論是加工國產原油還是加工不斷增加的進口原油，由硫腐蝕產生的系列問題一直是原油及其後續產品儲存、運輸和加工過程中較為棘手的問題，其中硫腐蝕產物自燃火災問題更為人們所重視。
[0003]關於硫腐蝕產物自燃火災典型案例，其一是常減壓裝置減壓塔內的火災爆炸事故。在常減壓裝置的停工期間，減壓塔正準備交付檢修，塔內油被抽出，塔內也用蒸汽清掃，並把減壓輕蠟油的回流泵進行了水衝洗。由於沒有及時關閉塔頂揮發線上一個介於塔和塔頂換熱器之間的閥門，從這個閥門處進來的空氣引發了硫腐蝕產物的自燃，並產生了爆炸，嚴重損壞了減壓塔的內部構件。開口處觀察到了白色煙霧(SO2)。最後採取了注氮、注水的方法消除了塔內的熱量，結束了氧化反應。其二是石腦油再沸器浮頭蓋的自燃。在停工檢修期間，對石腦油再沸器進行蒸汽吹掃後，打開封頭蓋，抽出管束進行了清洗。兩天後，露天放置的浮頭蓋冒出了濃煙和火焰，這是一起由於硫腐蝕產物自燃導致殘油燃燒的火災。隨後火災被迅速用水撲滅。其三是石腦油罐內的自燃火災事故。一個準備檢修的浮頂式石腦油罐被清理後，閒置一個月後突然從罐內冒出了火焰和煙霧。經過調查發現也是一起由於硫腐蝕產物自燃而引發罐內殘餘油氣燃燒的火災事故。其四是加氫反應器中的自燃。檢修期間，一臺反應器正準備打開，在汽油加氫反應器的汽油循環管線用氮氣全面保護，給換熱器上盲板的時候，從法蘭處進來的空氣引發了硫腐蝕產物的自然氧化，導致反應器內熱量積聚，溫度高達500°C，出口法蘭處出現了濃煙，反應器填料部分溫度急劇上升，引起了嚴重的火災爆炸事故。
[0004]近年來硫腐蝕產物自燃而引發的火災和爆炸事故呈上升的趨勢。硫腐蝕產物自燃已嚴重威脅石油煉製企業的生產安全和職工的生命安全。研究硫腐蝕產物在含硫原油儲運、加工過程中的生成及其影響因素和分析硫腐蝕產物自燃性是十分必要的。通過分析硫腐蝕產物自燃性變化規律以便在生產實踐中採取針對性的安全技術措施，減少硫腐蝕產物的生成或減少其自燃火災危險性。同時根據分析結果提出有效的預防措施，為煉油設備和裝置的安全運行提供科學依據，有效抑制和消除因硫腐蝕產物自燃而引發的火災和爆炸事故，對石化企業安全生產具有重要的理論意義和現實意義。因此人們渴望獲得一種效果更 好的分析硫腐蝕產物自燃性的實驗裝置。
實用新型內容
[0005]本實用新型旨在克服現有技術的不足之處而提供一種實驗成本低，安全可靠，運行穩定，可以準確判斷硫腐蝕產物自燃性大小的實驗裝置。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型是這樣實現的。
[0007]—種分析硫腐蝕產物自燃性的實驗裝置，它包括供氣部分、加溼計量部分、數據採集部分及氣體回收部分；所述供氣部分包括儲氣袋、薄膜氣泵及緩衝氣袋；所述加溼計量部分包括加溼器及與其相接的流量計；所述數據採集部分包括樣品反應器、數據處理終端及置於樣品反應器內的熱電偶；所述氣體回收部分採用氣體回收袋；所述儲氣袋的輸出埠經薄膜氣泵與緩衝氣袋的輸入埠相接；所述緩衝氣袋的輸出埠經加溼器與樣品反應器的輸入埠相接；所述樣品反應器的輸出埠與氣體回收袋的輸入埠相接；所述熱電偶的信號傳輸埠與數據處理終端的信號傳輸埠相接。
[0008]作為一種優選方案，本實用新型所述流量計可採用毛細管流量計。
[0009]進一步地，本實用新型所述樣品反應器可採用三口燒瓶。
[0010]進一步地，本實用新型所述加溼器可採用錐形瓶。
[0011]本實用新型實驗成本低，安全可靠，運行穩定，可以非常快速地得到準確的硫腐蝕產物自燃性分析結果，利用此種分析技術可為煉油設備和裝置的安全運行提供現實基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明。本實用新型的保護範圍不僅局限於下列內容的表述。
[0013]圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
[0014]圖中:1、儲氣袋；2、薄膜氣泵；3、緩衝氣袋；4、加溼器；5、流量計；6、樣品反應器；7、熱電偶；8、數據處理終端；9、氣體回收袋；101、開關閥；102、開關閥；103、開關閥；104、
開關閥。
【具體實施方式】
[0015]如圖所示，一種分析硫腐蝕產物自燃性的實驗裝置，它包括供氣部分、加溼計量部分、數據採集部分及氣體回收部分；所述供氣部分包括儲氣袋1、薄膜氣泵2及緩衝氣袋3 ；所述加溼計量部分包括加溼器4及與其相接的流量計5 ;所述數據採集部分包括樣品反應器6、數據處理終端8及置於樣品反應器6內的熱電偶7 ;所述氣體回收部分採用氣體回收袋9 ;所述儲氣袋I的輸出埠經薄膜氣泵2與緩衝氣袋3的輸入埠相接；所述緩衝氣袋3的輸出埠經加溼器4與樣品反應器6的輸入埠相接；所述樣品反應器6的輸出埠與氣體回收袋9的輸入埠相接；所述熱電偶7的信號傳輸埠與數據處理終端8的信號傳輸埠相接。
[0016]在具體設計時，本實用新型所述流量計5可採用毛細管流量計。本實用新型所述樣品反應器6可採用三口燒瓶。本實用新型所述加溼器4可採用錐形瓶。
[0017]首先製備反應氣體，計算反應氣體濃度，將裝有製備好H2S氣體的儲氣袋的一個接口打開，用針管向裡面通入適量N2，用彈簧夾夾好儲氣袋接口，用手輕拍儲氣袋使氣體混勻。將混合氣體的一部分樣品通入奧氏氣體分析儀，記錄通入氣體的總量VI。將氣體先通過儀器內的濃KOH溶液除去H2S氣體，記錄剩餘氣體量V2 (V1-V2就是H2S氣體的體積)。這樣就計算出H2S與N2的氣體體積濃度。
[0018]然後將薄膜氣泵2連接充有N2氣體的儲氣袋I，打開開關閥101、開關閥102及開關閥103，關閉開關閥104 ;開關閥103直接連接大氣，然後打開薄膜氣泵2使儲氣袋I內的N2通入薄膜氣泵2中，大概lmin，待裝置內空氣完全排除之後關閉薄膜氣泵開關。重新連接好裝置，將開關閥103關閉，開關閥104打開。
[0019]先將存放於玻璃乾燥器中的Fe203、Fe304及Fe (OH) 3樣品取出，並用託盤天平稱取一定質量樣品，並轉移至樣品反應器三口燒瓶底部，將兩側的膠塞塞好，將熱電偶的探頭插入樣品中，調節深度，不要讓探頭觸碰到三口燒瓶的瓶底。將三口燒瓶浸入恆溫水浴中，調好試驗溫度，然後檢查氣密性並保證氣密性良好。儲氣袋內部的混合氣體通過薄膜氣泵2的壓力下先通過緩衝氣袋3 (用來緩衝通入流量計氣體的流量，並使流量計可以穩定地工作，避免波動過於大，導致讀數不準確)，再通過加溼器(錐形瓶，錐形瓶中裝的是水，用於將乾燥的混合氣體飽和加溼，而且可以出去混合氣體中由於制氣時混有的少量HCl氣體)，再通過用於檢測並控制流速的流量計，然後進入反應容器三口燒瓶中，讓控制好流速的混合氣體與樣品充分反應，調節流量計，控制流速，記錄反應開始時的時間以及熱電偶溫度計的讀數，其後每分鐘記錄一次，觀察溫度變化情況。每隔一段時間將儲氣袋內氣體排出，並重新配置到要求濃度再繼續作業，以保證儲氣袋內的氣體濃度接近於要求濃度。最後將剩餘的氣體流入回收袋中，避免汙染空氣。
[0020]硫化反應結束後，將三口燒瓶兩端的膠塞打開，使硫化產物硫腐蝕產物與空氣中的氧氣接觸發生氧化反應，並記錄開始反應時間和每分鐘溫度變化情況，直到溫度接近室溫基本保持不變時，停止記錄，並整理裝置。
[0021]通過硫腐蝕產物在氧化反應過程中溫度參數的變化來分析其氧化自燃性。本實施方法實驗成本低、安全可靠，運行穩定，可以準確判斷硫腐蝕產物自燃性的大小。
[0022]可以理解地是，以上關於本實用新型的具體描述，僅用於說明本實用新型，而並非受限於本實用新型實施例子所描述的技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本實用新型進行修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種分析硫腐蝕產物自燃性的實驗裝置，其特徵在於，包括供氣部分、加溼計量部分、數據採集部分及氣體回收部分；所述供氣部分包括儲氣袋(I)、薄膜氣泵(2)及緩衝氣袋(3);所述加溼計量部分包括加溼器(4)及與其相接的流量計(5);所述數據採集部分包括樣品反應器(6)、數據處理終端(8)及置於樣品反應器(6)內的熱電偶(7);所述氣體回收部分採用氣體回收袋(9);所述儲氣袋(I)的輸出埠經薄膜氣泵(2)與緩衝氣袋(3)的輸入埠相接；所述緩衝氣袋(3)的輸出埠經加溼器(4)與樣品反應器(6)的輸入埠相接；所述樣品反應器(6)的輸出埠與氣體回收袋(9)的輸入埠相接；所述熱電偶(7)的信號傳輸埠與數據處理終端(8)的信號傳輸埠相接。
2.根據權利要求1所述的分析硫腐蝕產物自燃性的實驗裝置，其特徵在於:所述流量計(5)採用毛細管流量計。
3.根據權利要求2所述的分析硫腐蝕產物自燃性的實驗裝置，其特徵在於:所述樣品反應器(6)採用三口燒瓶。
4.根據權利要求3所述的分析硫腐蝕產物自燃性的實驗裝置，其特徵在於:所述加溼器(4)採用錐形瓶。
【文檔編號】G01N25/48GK203616273SQ201320763025
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月28日 優先權日:2013年11月28日
【發明者】商麗豔, 田彥文, 李建中 申請人:東北大學