[發明專利]一種模擬連續蒸餾工業裝置的設備腐蝕試驗裝置

有效

• 申請號: 201110315047.3
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN102445411A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 屈定榮;劉小輝;蔣秀
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標代理事務所 11325
• 代理人: 張岱

技術領域

本發明涉及一種石油煉制工藝中模擬連續蒸餾工業裝置的設備腐蝕試驗裝置。

背景技術

常減壓蒸餾是石油煉制一次加工過程中最重要的化工分離過程。隨著世界范圍內原油劣質化，主要表現為酸含量增加，重質原油比重增加。重質原油酸值高、輕組分少、密度和粘度大、膠質瀝青質含量高、鹽含量及重金屬含量高，對煉油設備腐蝕嚴重，特別是原油的一次加工設備，如常減壓蒸餾裝置直接受到嚴重的腐蝕沖擊，而業界對此辦法不多，其中最重要的原因在于對減壓蒸餾過程的特征認識不足。通常認為，影響腐蝕的最主要因素是溫度、腐蝕介質含量、設備材質、流體的流速流態等，壓力指標一般不加以考慮。基于這一認識，迄今為止有關石油煉制過程中的高溫腐蝕研究工作絕大部分是在高壓或者常壓環境中開展的，比如絕大部分發表論文或工業實驗是采用高壓釜或者動態高壓釜來模擬蒸餾腐蝕實驗中的液相腐蝕。

實際上，盡管壓力參數本身對腐蝕反應速度的影響不大，但是壓力可以通過影響蒸餾過程中腐蝕性介質在汽、液兩相中的分布而影響腐蝕反應的速度。比如，從蒸餾的基本特征和常減壓蒸餾過程中最常見的高溫硫化物及環烷酸腐蝕基本規律分析，系統壓力對腐蝕有著重要影響。業界普遍認為，高溫環烷酸腐蝕在270℃及350℃左右，由于正處于環烷酸的相變溫度區，腐蝕最為嚴重。減壓蒸餾操作本質上就是通過改變壓力降低餾分的沸騰溫度，同時改變了腐蝕性介質在低壓下的相變溫度，相變區的腐蝕也隨之改變。

少數研究人員認識到了減壓蒸餾過程中壓力變化對于與腐蝕相關的各種物理過程的影響。Saul等申請的美國專利US?7127959B2涉及了一套可模擬減壓蒸餾汽、液兩相腐蝕的實驗儀器，分別在氣、液兩相中放置試樣。但用于模擬真實常、減壓蒸餾時，因為腐蝕性的環烷酸和硫化物都是一大類化合物，是由很多種沸點不同、分子大小各異的有機酸和有機硫組成的，采用美國專利US?7127959B2的實驗裝置模擬減壓蒸餾過程時，氣相中的組分主要是沸點較低的小分子，而液相中的組分主要是沸點較高的大分子。這種氣、液兩相中輕、重組分“分層”的現象導致其實驗結果實際上是代表了沸點較低的混合酸在氣相中的腐蝕和沸點較高的混合酸在液相中的腐蝕，不同于真實石油減壓蒸餾過程。真實減壓蒸餾時，高溫常底油從減壓塔下面幾層塔板處注入，在低層塔板上的主要的物理過程是不同沸點組分的共沸過程，而在高層塔板上的主要的物理過程是共沸蒸發出來的組分的冷凝過程。可見，真實減壓蒸餾只實現了部分分離，并且在低層塔板以沸騰蒸發過程為主，在高層塔板以冷凝過程為主。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種模擬連續蒸餾工業裝置的設備腐蝕試驗裝置，解決了在實驗室中僅用少量實驗介質就可實現對連續蒸餾過程中氣相和液相中的腐蝕行為的模擬問題，可用于對常壓、減壓連續蒸餾過程中材料在腐蝕介質汽/液兩相中的腐蝕行為的精確模擬。

本發明提供一種模擬連續蒸餾工業裝置的設備腐蝕試驗裝置，包括連續蒸餾系統、壓力控制系統和腐蝕試樣系統，所述連續蒸餾系統包括多口燒瓶，主反應器，主冷凝器，所述多口燒瓶用于盛裝實驗介質，其頂部接口連接一主反應器的底部，所述主反應器的頂部接口連接一主冷凝器的底部。所述壓力控制系統包括不凝氣接收罐，冷阱，真空泵，所述主冷凝器的頂部通過連接管分別連接不凝氣接收罐，冷阱和氣體緩沖罐及排氣系統，并通過冷阱連接到真空泵。所述腐蝕試樣系統包括在汽相和液相中放置試樣的試樣掛片裝置。

所述連續蒸餾系統還包括分餾頭，分餾液回流器，第一閥門，第二閥門和分餾液取樣罐，經主冷凝器冷凝的液體下降到主反應器上部，通過分餾頭，分餾液回流器，第二閥門和深入多口燒瓶底部的玻璃管與實驗介質混合，或者通過分餾頭，分餾液回流器和第一閥門流入分餾液取樣罐。

所述壓力控制系統還包括氮氣擴散器，所述氮氣擴散器的頂部和底部分別與主冷凝器頂部外接的連接管和多口燒瓶相連，實驗前，由所述氮氣擴散器頂部的氮氣入口處通入氮氣以排盡所述試驗裝置中的空氣。所述氮氣擴散器與多口燒瓶相連的連接管上設置有差壓變送器，用于測量多口燒瓶與主冷凝器頂部外接的連接管之間的壓力差。主冷凝器頂部外接的連接管與分餾液取樣罐之間通過壓力平衡聯通管相連。

汽相中的試樣懸掛于主反應器上部的汽相試樣安裝處，液相中的試樣懸掛于多口燒瓶中實驗介質的液面以下。

主冷凝器頂部外接的連接管還連接一麥式真空計。

除真空泵為金屬制品外，多口燒瓶可由金屬或玻璃制作，其余部件均可由玻璃制作，各玻璃部件之間采用聚四氟乙烯O型圈進行密封。