一種測定硫腐蝕的試驗儀器的製作方法
2024-02-24 07:50:15
專利名稱：一種測定硫腐蝕的試驗儀器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種測定硫腐蝕的試驗儀器，更具體地說，是一種測定含硫原油或含硫石油餾分對設備材質腐蝕程度的試驗儀器。
在原油的常壓蒸餾和減壓蒸餾中，常壓塔和減壓塔各部位的溫度分布是不同的。另外不同部位的石油餾分的沸點範圍也是有差異的。如果能知道不同沸點的石油餾分在各種溫度下的硫腐蝕數據，就可以根據裝置各部位的溫度、可能流經的石油餾分對裝置的使用壽命進行預測。
在原油加工過程中，設備的腐蝕程度主要與加工物流中活性硫的含量有關，但是活性硫發生腐蝕是要有一定條件的。因此，有必要建立一種方法來表徵石油餾分中活性硫的腐蝕情況。
ASTM D1662-92提出了一種測定高沸點切削液中腐蝕性硫的方法。該方法將樣品與銅粉放入燒杯中，升溫至149℃(300°F)並攪拌半小時，將銅粉過濾出來，測定濾液的硫含量，銅粉反應後與反應前的硫含量之差即為腐蝕性硫的量。但是這種方法用於測定石油餾分特別是輕餾分中腐蝕性硫存在如下的問題在敞開體系中，加熱容易使輕質餾分揮發損失，而且石油餾分的溫度很難保持恆定，這樣，就不能研究在一定時間內某一溫度下活性硫的腐蝕情況；沸點較低的硫化合物揮發後會影響腐蝕性硫測定結果的準確性；另外，有些輕質石油餾分無法達到149℃的溫度，而對一些中質和重質石油餾分，149℃的溫度不能使活性硫與銅粉充分反應。
田松柏等人在「銅粉腐蝕法測定石油餾分中腐蝕性硫的含量」(《石油化工腐蝕與防護》)提出一種新的銅粉腐蝕法，該方法以三頸燒瓶為反應器，配以冷凝管回流，避免了輕質餾分以及揮發性較強的硫化合物的揮發損失；在有回流的條件下，選擇石油餾分的沸騰溫度作為反應溫度，保證了反應過程中溫度的恆定；反應溫度隨石油餾分沸點的不同而不同；採用銅粉作腐蝕材料可以在較短的時間裡得到實驗數據。但該方法也有不足之處，即石油餾分腐蝕反應的溫度僅控制在石油餾分沸騰的溫度。如欲在較低的溫度下進行反應，則溫度不好控制，而且不能將溫度提高到石油餾分的沸點以上。
上述兩種方法沒有考慮原料在加工過程中的流動情況以及腐蝕材料的種類和形狀，而且也沒有考慮裝置在長期加工同一種含硫原油時，裝置內加工的原料硫含量基本相同這一事實。因此有必要設計一種條件與常壓蒸餾裝置接近的、原料硫含量在試驗期內基本不變的、能考察活性硫對設備材質腐蝕情況的儀器。
本實用新型的目的是在現有技術的基礎上提供一種結構簡單、能測定不同溫度下硫腐蝕的試驗儀器。
本實用新型提供的試驗儀器由測試罐、泵和儲油罐三個部分組成，測試罐與泵之間、泵與儲油罐之間、儲油罐與測試罐之間均通過管線相連。
所述的測試罐包括罐體和罐蓋。其中罐體呈圓筒狀，在罐體上部的內壁或外壁有螺紋；罐蓋為圓盤形或圓筒狀，在罐蓋外壁或內壁有螺紋。罐體與罐蓋之間為螺紋密封連接。在罐體底部設有試樣出口，在罐蓋上設有試樣入口、熱電偶套管、腐蝕材料掛杆和安全放空口。在熱電偶套管內插入熱電偶，以測量罐體內試驗原料和腐蝕材料的溫度；在安全放空口連有安全放空管線、壓力表和閥門，當操作壓力超過罐體設計壓力時，開啟閥門洩壓；腐蝕材料掛杆用於在罐體內安裝片狀腐蝕材料或由腐蝕材料製成的探測器，以進行在線檢測硫腐蝕率。在罐體外壁有冷卻盤管呈螺旋狀纏繞，冷卻盤管內所裝的冷卻介質為氮氣或水，其作用是更有效地控制溫度，防止過熱現象發生，而且在試驗完畢後，可很快將試驗原料冷卻下來，以準確控制反應時間。在罐體外壁和冷卻盤管外纏繞加熱帶，在罐體外壁、冷卻盤管和加熱帶的外圍緊貼絕熱層，絕熱層可以是石棉布等防火耐熱材料，其作用是防止熱量散失。
所述的測試罐由不鏽鋼或鈦鋼製成，能防腐、耐壓，用來盛裝試驗原料。
所述的儲油罐也是由不鏽鋼或鈦鋼製成，能防腐、耐壓，其作用是補充試驗原料，保證試驗原料中腐蝕性硫基本維持在一定的水平。
以下結合附圖詳細說明本實用新型，但不因此而限制本實用新型。
圖1為本實用新型提供的試驗儀器的示意圖。
圖2為本實用新型提供的試驗儀器測試罐的剖視圖。
硫腐蝕測定儀由測試罐1、泵3和儲油罐5三個部分組成，測試罐1與泵3之間、泵3與儲油罐5之間、儲油罐5與測試罐1之間分別通過管線2、4、6相連。測試罐1的罐體內放置片狀腐蝕材料7，在罐蓋上裝有安全放空管線10，安全放空管線10上裝有壓力表8和閥門9，當操作壓力超過罐體設計壓力時，開啟閥門9釋放罐體內壓力。
測試罐1包括罐體101和罐蓋102，其中罐體101呈圓筒狀，在罐體上部的內壁有螺紋，罐蓋102為圓盤形，在罐蓋外壁有螺紋，罐體與罐蓋之間有環形密封圈111，通過螺紋密封連接。在罐體底部設有試樣出口106，在罐體101外壁有冷卻盤管104呈螺旋狀纏繞，在冷卻盤管104外纏繞加熱帶103，在加熱帶103的外圍緊貼絕熱層105。在罐蓋上設有試樣入口107、熱電偶套管108、腐蝕材料掛杆109和安全放空口110。
該試驗儀器的操作方法如下將金屬片置入測試罐罐體內，擰緊罐蓋，向罐內泵入石油餾分，罐體內液面應保證金屬片全部浸在石油餾分中，開泵並保持石油餾分的循環狀態。打開電源開關和氮氣開關，設置反應溫度、升溫速率、恆溫時間、攪拌速度、氮氣流速等參數。恆溫時間根據腐蝕材料的不同而差別較大。加熱反應完畢、冷卻後，取出金屬片稱重，失去的重量與時間的比值，即為腐蝕率。如果有探測裝置，則可將金屬片換成探頭進行測定。根據這些數據可以與石油加工裝置腐蝕關聯。
本實用新型的優點在於1、由於試驗儀器帶有儲油罐，樣品量較大，因此在一定的試驗時間內，與可能發生腐蝕的硫含量相比，已經發生腐蝕的硫含量可以忽略不計，這與實際裝置長期加工同一種含硫原油的情況相似，得到的試驗結果更接近於實際情況。
2、通過選用不同的片狀腐蝕材料(如銅片、碳鋼掛片、不鏽鋼掛片等)，可以了解石油餾分或石油產品對不同材料的腐蝕情況。另外，儘管採用掛片材料延長了反應時間，但得到的結果比粉末狀材料更有說服力。
3、可以模擬生產裝置內石油餾分的流動情況，考察不同石油產品對設備材質的腐蝕情況。
4、該儀器結構簡單，可測定同一石油餾分或石油產品在不同溫度下對金屬掛片的腐蝕程度。由於採用氮氣或水冷卻，防止溫度控制中的過熱現象，可以更準確地控制反應時間。
5、可以了解同一溫度下不同石油餾分或石油產品對腐蝕材料的腐蝕情況。
權利要求1.一種測定硫腐蝕的試驗儀器，其特徵在於該試驗儀器由測試罐(1)、泵(3)和儲油罐(5)三個部分組成，測試罐(1)與泵(3)之間、泵(3)與儲油罐(5)之間、儲油罐(5)與測試罐(1)之間均通過管線相連。
2.按照權利要求1的試驗儀器，其特徵在於所述的測試罐(1)包括罐體(101)和罐蓋(102)，罐體(101)與罐蓋(102)之間為螺紋密封連接。
3.按照權利要求2的試驗儀器，其特徵在於所述的罐體(101)呈圓筒狀，罐體(101)底部設有試樣出口(106)。
4.按照權利要求3的試驗儀器，其特徵在於在罐體(101)外壁有冷卻盤管(104)呈螺旋狀纏繞，在冷卻盤管(104)外纏繞加熱帶(103)，在加熱帶(103)的外圍緊貼絕熱層(105)。
5.按照權利要求2的試驗儀器，其特徵在於所述的罐蓋(102)上設有試樣入口(107)、熱電偶套管(108)、腐蝕材料掛杆(109)和安全放空口(110)。
專利摘要一種測定硫腐蝕的試驗儀器,是由測試罐1、泵3和儲油罐5三個部分組成,測試罐1與泵3之間、泵3與儲油罐5之間、儲油罐5與測試罐1之間均通過管線相連,測試罐1包括罐體和罐蓋,罐體與罐蓋之間為螺紋密封連接,在罐體外壁從裡至外依次為冷卻盤管、加熱帶、絕熱層,在罐蓋上設有安全放空管線。該儀器結構簡單,可模擬生產裝置內石油餾分的流動情況,在不同溫度下測試硫對設備材質的腐蝕程度。
文檔編號G01N5/00GK2420641SQ0023179
公開日2001年2月21日 申請日期2000年3月30日 優先權日2000年3月30日
發明者田松柏 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石油化工集團公司石油化工科學研究院