油溶性阻垢劑的評價試驗裝置的製作方法

2023-06-29 04:09:21

專利名稱：油溶性阻垢劑的評價試驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉石油化工加工技術領域，主要涉及的是一種適用於油溶性阻垢劑的評價試驗裝置。
背景技術：
石油化工過程大多是在較高的溫度和壓力下進行的，基於有機介質易在高溫下發生分解和聚/縮合反應的特點，常常會和無機雜質一起在設備和管道表面形成一層或硬或軟的垢，影響傳熱效率，縮短設備的運行周期，嚴重時會造成裝置停工或引發安全事故，給裝置的安穩長優生產造成很大的影響。石油化工過程所形成的汙垢種類繁多，性狀各異。實際生產上通常依靠添加不同種類的阻垢劑來延緩設備結垢。阻垢劑一般是針對特定的汙垢研製的，在研製過程或在工業應用之前均須進行適應性評價。由於阻垢劑的種類太多且使用場所千差萬別，故很難開發一種具有廣泛適應性的評價標準及儀器設備。阻垢劑評價方法主要分為靜態法和動態法。靜態法評價設備簡單，但結果準確性較差，已逐漸被淘汰。動態法評價設備較複雜，評價周期長，但能夠較好地模擬實際生產條件，並真實地反映阻垢劑的實際使用性能，已成為阻垢劑評價的主要方法。根據油溶劑性阻垢劑的評價原理，國內外現有的動態評價試驗裝置主要分為三種類型(1)流通型即通過測量不加阻垢劑(以下稱為空白試驗)和加入阻垢劑(以下稱為加劑試驗)的測試介質在相同條件下，流過某種微小結構(如微孔，毛細管等)的量，或流出相同量的介質所需要的時間，來反映介質的結垢傾向和阻垢劑的阻垢性能。該類型的評價裝置體積小，結構比較簡單，但是，這種微小結構極易堵塞，如果被測介質中含有顆粒雜質、高分子組分或其粘度較大，介質在微小結構中流動將變得異常困難，測試結果就會失真。如實用新型專利ZL95200117.9和發明專利公開號101576550A。(2)過濾型或(結垢管+過濾型)即以同條件下空白和加劑試驗在結垢管和/或過濾器中所得到的汙垢量的相對值表徵阻垢劑的阻垢效果。過濾法所得到的汙垢與實際生產中設備或管線上所結的汙垢有很大的不同，評價數據的可靠性差；此外，濾網或過濾器也容易堵塞，使評價裝置的適應性變窄。如實用新型專利ZL 200720054461. 2和發明專利公開號CN 1670136A。(3)溫差型即在保持測試介質流速和加熱爐溫度恆定的條件下，通過測量相同時間段內空白和加劑試驗始末積垢測試管出入口的溫度，以相對溫差表徵阻垢劑的阻垢效果。如文獻《石油煉製與化工》[1995 J6(5) J6 29]所介紹的催化油漿阻垢劑動態評價裝置。該評價裝置有三個明顯的缺陷，一是沒有壓力維持設施，只適用於如催化油漿等的高沸點介質，適應差；二是試驗始末是溫度波動最大的階段，以此時積垢測試管的出入口溫差作為評價標準，難以保證測試數據的準確性；三是採管式爐作為汙垢測試管的加熱器，體積大，控溫精度低。
發明內容[0005]本實用新型的目的是提供一種工藝參數易於調節、適應性較強、操作簡捷的油溶劑性阻垢劑評價試驗裝置。簡化試驗裝置的流程，縮小試驗裝置的體積，保證評價過程中工藝參數恆定，拓寬試驗裝置對不同原料的適應性，提高評價結果的真實性和準確性。本實用新型的目的是通過以下技術措施實現的一種適用於油溶性阻垢劑的評價試驗裝置，包括溫度控制系統、熱電偶、原料罐、罐加熱器、洗滌油瓶、汙垢測試管、電加熱棒、水冷卻器、汙油瓶、計量泵和定壓閥，所述計量泵的入口通過三通分別與原料罐和洗滌油瓶相連接，在原料罐與三通之間設有閥門，在洗滌油瓶與三通之間設有閥門，計量泵出口分為兩路，一路用於排放廢棄的試驗介質，另一路與汙垢測試管的入口相連；所述定壓閥上設有測量壓力表和設定壓力表，其入口與所述水冷卻器相連接，出口通過三通管分為兩路， 一路通過閥門和與所述原油罐相連，另一路通過閥門與所述汙油瓶相連；所述電加熱棒下部的加熱段置於所述積垢測試管中並與積垢測試管的內壁之間形成環形空間、上部的圓形密封面與汙垢測試管的上端接觸連接並處於密封壓緊狀態；在所述原料罐內和水冷卻器的出口處分別設有熱電偶。本實用新型採用積垢測試管和電加熱棒組合的方式，可以大大地縮小高溫加熱部分的體積，簡化試驗裝置的流程，提高升溫速率，增加汙垢沉積的面積和積垢量，縮短試驗時間，增強對積垢傾向較小的試驗原料的適應能力；同時，該方式與工業設備中的汙垢沉積方式相同，可以較真實地反映試驗原料的結垢傾向和待測阻垢劑的阻垢能力。原料罐設置溫控系統以及電加熱棒表面溫度與積垢測試管出口溫度採用串級控制，可以提高溫度控制精度，確保試驗過程溫度恆定，避免溫度波動對評價結果的影響。採用定壓閥調整和維持系統壓力，使壓力調節靈活方便，避免了系統壓力波動。上述技術措施的有效組合，可以簡化試驗裝置的流程，縮小試驗裝置的體積，保證評價過程中工藝參數恆定，拓寬試驗裝置對不同原料的適應性，提高評價結果的真實性和準確性。

圖1為本實用新型的結構示意圖。圖加-c為本實用新型汙垢測試管與電加熱棒的組合結構示意圖。圖中，1、電源及溫度控制系統，2、熱電偶，3、原料罐，4、原料罐加熱器，5、洗滌油瓶，6、計量泵，7 9、閥門，10、可拆式保溫套，11、汙垢測試管，12、電加熱棒；13、熱電偶， 14、閥門，15、水冷卻器，16、熱電偶，17、定壓閥，18 22、閥門，23、汙油瓶，24、墊片，25、壓蓋，P1、測量壓力表，P2、設定壓力表。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作更詳細的陳述。其目的在於更好地說明本實用新型的內容，但本實用新型的保護範圍不受所舉之例的限制。如圖1所示，一種適用於油溶性阻垢劑的評價試驗裝置，在原料罐3上設有原料罐加熱器4、熱電偶2以及溫度控制系統1，原料罐加熱器4置於原料罐3外側，原料罐加熱器4採用的是桶狀結構，加熱元件放置在絕緣體與外殼之間。原料罐3可以方便地從原料罐加熱器4中拿出。熱電偶2的一端位於原料罐3內，另一端與溫度控制系統1連接。計量泵6的入口通過三通分別與原料罐3和洗滌油瓶5相連接，原料罐3與三通之間設有閥
4門20，洗滌油瓶5與三通之間設有閥門21，通過開關閥門20和21可以實現原料罐3和洗滌油瓶5之間的切換；計量泵6的出口經閥門7與三通相連後分成兩路，一路用於外排廢棄的試驗介質，在其出口處設有閥門8，另一路通過閥門9與汙垢測試管11相連。汙垢測試管11為「U」形管，內壁光滑，其上設有出、入口 ；電加熱棒12為「T」形結構，外壁光滑，下部豎直部分為加熱段，上部水平部分為圓形密封面；電加熱棒12下部的加熱段置於積垢測試管11中並與積垢測試管的內壁之間形成環形空間、上部的圓形密封面與汙垢測試管11的上端接觸連接並處於密封壓緊狀態，在電加熱棒12與汙垢測試管11的接觸部位設置墊片 24使電加熱棒12與汙垢測試管11的接觸部位達到良好密封。電加熱棒12的作用有二 下部豎直部分伸入汙垢測試管11中，起到加熱作用；上部是一個圓形的密封面，主要目的是實現電加熱棒12與汙垢測試管11之間的密封，防止試驗原料從兩者之間洩漏；同時，該結構要易於拆裝，因為每次實驗後要拆下組合件稱量、除垢、烘乾後，才能進行下一次試驗。 電加熱棒12與汙垢測試管11的密封壓緊方式可以有多種，如內連式即電加熱棒12的圓形密封面的下部外側帶有外螺紋，汙垢測試管U上部內側帶有內螺紋，將電加棒12旋入汙垢測試管11之內，兩者之間通過墊片M實現密封壓緊連接(如圖2中的加所示)；外連式即電加熱棒12的圓形密封面的下部內側帶有內螺紋，汙垢測試管11的上部外側帶有外螺紋，將汙垢測試管11旋入電加熱棒12的圓形密封面中，兩者之間通過墊片M實現密封壓緊連接(如圖2中的2b所示)；壓蓋式即壓蓋25的內側帶有內螺紋，汙垢測試管11的上部外側帶有外螺紋，電加熱棒12直接嵌入壓蓋25中，通過壓蓋25和墊片M將電加熱棒 12和汙垢測試管11密封壓緊連接(如圖2中的2c所示)。本實用新型所提供的這三種連接方式僅作為舉例，並非僅限於此。採用上述連接方式目的是為了靈活拆裝，便於試驗前後稱重、除垢、清洗等操作。汙垢測試管11與電加熱棒12密封組合後，連接到評價裝置上，在其外側包裹有可拆式保溫套10。可拆式保溫套10使用如玻璃纖維等軟質保溫材料製成，其外形與汙垢測試管11和電加熱棒12密封組合件的外形一致，一側開口，包裹在汙垢測試管 11與電加熱棒12密封組合件上後，可以用搭扣、鉤環等常用的方式進行將開口處連接，以實現保溫和避免高溫灼傷試驗人員的目的。電加熱棒12帶有溫度控制器，該溫度控制器可以是獨立的，也可以和其它控制部分集成在一起。電加熱棒12的表面溫度與汙垢測試管11 出口處設有的熱電偶13所檢測的原料溫度採用常規的串級控制。汙垢測試管11的出口依次與閥門14，水冷卻器15、定壓閥17連接。定壓閥17是一種壓力設定和維持閥(如江蘇省阜寧縣閥門廠生產的YTY-4型液體壓力調節器)，其上設有測量壓力表Pl和設定壓力表 P2，當測量壓力表Pl的壓力低於設定壓力表P2的壓力時，定壓閥17處於關閉狀態；當測量壓力表Pl的壓力略高於設定壓力表P2的壓力時，定壓閥17處於導通狀態。定壓閥17的出口管線分為兩路，一路通過閥門18和19與原油罐3相連，另一路通過閥門22與汙油瓶 23相連。連通原油罐3時，關閉閥門22，打開閥門18和19即可；連通汙油瓶23時，關閉閥門19，打開閥門18和22即可。在水冷卻器15的出口處設有熱電偶16，目的是通過檢測水冷卻器15後的試驗原料溫度來控制冷卻水的量，確保在試驗重質試驗原料時不會造成系統堵塞，熱電偶13與熱電偶16均與溫度控制系統1相連。 本實施例所述的各溫度檢測、控制以及電源是可以相互獨立工作的，為了減小試驗裝置的體積，本實施例將所有的溫度檢測、控制以及電源部分統集成在一體，統稱為電源及溫度控制系統1，然而，這並非對本實用新型做出的限制。溫度控制系統1中涉及檢測、控制以及電源電路採用的是常規的電路。油溶性阻垢劑的評價一般分為兩個試驗過程空白試驗和加劑試驗。具體的操作方式如下(1)空白試驗:試驗時，準確稱量並記錄潔淨乾燥的汙垢測試管11和電加熱棒12的總重量，組裝好汙垢測試管11和電加熱棒12，然後把可拆式保溫套8固定到組裝好的汙垢測試管與電加熱棒的外面。向洗滌油瓶5中加入一定量的洗滌油，向原料罐3中定量加入試驗原料，將原料罐放入原油罐加熱器4中、連接好熱電偶2以及溫度控制系統1，將試驗原料升溫並維持到預定溫度。關閉閥門8、21和22，打開閥門7、9、14、18、19和20，開啟計量泵6，試驗原料按照原料罐3 —閥門20 —計量泵6 —閥門7 —閥門9 —汙垢測試管11 —閥門14 —水冷卻器15 —定壓閥17 —閥門18 —閥門19 —原料罐3的順序返回原料罐。將汙垢測試管 11的出口溫度和定壓閥17的設定壓力表P2的壓力設定到預定值；電加熱棒11與汙垢測試管12出口溫度進行串級控制；當汙垢測試管11出口的熱電偶13所檢測的溫度與設定溫度一致，且測量壓力表Pl的壓力達到設定壓力時開始計時，循環2 10小時後，切斷電加熱棒12的電源，繼續循環降溫到與原料預熱溫度基本一致後，關閉計量泵6，打開閥門8，放掉汙垢測試管11及管線中的試驗原料。關閉閥門8、19和20，打開閥門21和22，將定壓閥 17的設定壓力表P2的壓力置零，開啟計量泵6，用洗滌油瓶5中的洗滌油清洗系統，汙油進入汙油瓶23。清洗0. 1 1. 0小時後，關閉計量泵6，打開閥門8，放淨汙垢測試管11及管線中的洗滌油。關閉該試驗裝置的總電源，取掉可拆式保溫套10，卸下汙垢測試管11與電加熱棒12組合件，乾燥後稱重。空白試驗前後汙垢測試管11與電加熱棒12的重量之差， 即為空白試驗的積垢量Δ&。(2)加劑試驗在原料罐3中加入與空白試驗等量的同種試驗原料，向其中加入一定量的待測陰垢劑，攪拌均勻後，用和步驟(1)即空白試驗相同的方法進行試驗。得到加劑試驗的積垢量 Δ(}2。用(AG1-Δ (^2VAG1 X 100%表徵所測試的阻垢劑的阻垢率。
權利要求1.一種油溶性阻垢劑的評價試驗裝置，包括溫度控制系統[1]、原料罐[3]、原料罐加熱器W]、洗滌油瓶[5]、汙垢測試管[11]、水冷卻器[15]、和汙油瓶[23]，其特徵在於還設置有熱電偶[2]、計量泵[6]、電加熱棒[12]、熱電偶[16]和定壓閥[17]，所述計量泵[6] 的入口通過三通分別與原料罐[3]和洗滌油瓶[5]相連接，在原料罐與三通之間設有閥門 [20]，在洗滌油瓶[5]與三通之間設有閥門[21]，計量泵W]出口分為兩路，一路用於排放廢棄的試驗介質，另一路與汙垢測試管[11]的入口相連；所述定壓閥[17]上設有測量壓力表[P1]和設定壓力表[P2]，其入口與所述水冷卻器[15]相連接，出口通過三通管分為兩路，一路通過閥門[18]和[19]與所述原油罐[3]相連，另一路通過閥門[22]與所述汙油瓶[23]相連；所述電加熱棒[12]下部的加熱段置於所述積垢測試管[11]中並與積垢測試管的內壁之間形成環形空間、上部的圓形密封面與汙垢測試管的上端接觸連接並處於密封壓緊狀態；在所述原料罐[3]內和水冷卻器[15]的出口處分別設有熱電偶[2]和熱電偶 [16]。
2.根據權利要求1所述的油溶性阻垢劑的評價試驗裝置，其特徵在於所述的積垢測試管[11]和電加熱棒[12]為可拆裝的組合件。
3.根據權利要求1所述的油溶性阻垢劑的評價試驗裝置，其特徵在於所述的電加熱棒[12]帶有溫度控制系統，其表面溫度與積垢測試管出口處熱電偶[13]所檢測的原料溫度採用串級控制。
4.根據權利要求1所述的油溶性阻垢劑的評價試驗裝置，其特徵在於所述定壓閥 [17]上的測量壓力表[P1]的壓力低於設定壓力表[P2]的壓力時，定壓閥[17]處於關閉狀態；當測量壓力表[P1]的壓力高於設定壓力表[P2]的壓力時，定壓閥[17]處於導通狀態。
5.根據權利要求1所述的油溶性阻垢劑的評價試驗裝置，其特徵在於所述電加熱棒 [12]與汙垢測試管[11]的密封壓緊方式為內連式，即在電加熱棒的圓形密封面的下部外側設有外螺紋，在汙垢測試管上部內側設有內螺紋，將電加棒旋入汙垢測試管之內，兩者之間通過墊片[24]實現密封壓緊連接。
6.根據權利要求1所述的油溶性阻垢劑的評價試驗裝置，其特徵在於所述電加熱棒 [12]與汙垢測試管[11]的密封壓緊方式為外連式即在電加熱棒的圓形密封面的下部內側設有內螺紋，汙垢測試管的上部外側設有外螺紋，將汙垢測試管旋入電加熱棒的圓形密封面中，兩者之間通過墊片[24]實現密封壓緊連接。
7.根據權利要求1所述的油溶性阻垢劑的評價試驗裝置，其特徵在於所述電加熱棒 [12]與汙垢測試管[11]的密封壓緊方式為壓蓋式，即在壓蓋[25]的內側設有內螺紋，在汙垢測試管11的上部外側設有外螺紋，電加熱棒直接嵌入壓蓋中，通過壓蓋和墊片[24]將電加熱棒和汙垢測試管密封壓緊連接。
8.根據權利要求1所述的油溶性阻垢劑的評價試驗裝置，其特徵在於在所述電加熱棒[12]和積垢測試管[11]外包裹有可拆式保溫套[10]，該可拆式保溫套[10]外形與汙垢測試管11和電加熱棒12密封組合件的外形一致，一側開口，採用搭扣或鉤環連接。
9.根據權利要求1或2所述的油溶性阻垢劑的評價試驗裝置，其特徵在於所述的所述汙垢測試管[11]為「U」形管，電加熱棒[12]為「T」形結構，電加熱棒的下部加熱部分置於積垢測試管中，上部與汙垢測試管的上端接觸連接並處於密封壓緊狀態，在接觸部位設置墊片[24]。
專利摘要本實用新型公開的油溶性阻垢劑的評價試驗裝置的計量泵的入口通過三通分別與原料罐和洗滌油瓶相連接，在原料罐與三通之間設有閥門，在洗滌油瓶與三通之間設有閥門，計量泵出口分為兩路，一路用於排放廢棄的試驗介質，另一路與汙垢測試管的入口相連；所述定壓閥的入口與水冷卻器相連接，出口通過三通管分為兩路，一路通過閥門和與所述原油罐相連，另一路通過閥門與所述汙油瓶相連，電加熱棒下部的加熱段置於所述積垢測試管中並與積垢測試管的內壁之間形成環形空間、上部的圓形密封面與汙垢測試管的上端接觸連接並處於密封壓緊狀態；在所述原料罐內和水冷卻器的出口處分別設有熱電偶和熱電偶。具有工藝參數易於調節、適應性較強、操作簡捷的特點。
文檔編號G01N5/00GK202049093SQ201120026128
公開日2011年11月23日 申請日期2011年1月27日 優先權日2011年1月27日
發明者李昕, 王曉麗, 苗偉 申請人:洛陽康潤石油化工科技開發有限公司