[發明專利]常溫氣態物質轉化為低溫液體的定量進樣裝置及進樣方法

在審

• 申請號: 202010466247.8
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN113740376A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 金滿平;王婷;王亞琴;厲鵬;張全
• 申請（專利權）人: 應急管理部化學品登記中心;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: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01G13/16;F17C5/04
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發明公開了一種常溫氣態物質轉化為低溫液體的定量進樣裝置及進樣方法，涉及石油化工安全生產技術領域。其解決了沸點接近常溫的氣相物料在絕熱量熱測試過程中進樣較難達到化學反應所需的物料配比壓力、與其他物料不能均勻混合、增壓進料具有燃爆安全隱患等問題。該進樣裝置包括氮氣鋼瓶、氣相物料鋼瓶、緩沖罐、壓力活塞裝置、電子秤、低溫冷卻循環裝置及絕熱量熱測試裝置，通過低溫冷卻循環裝置將進入緩沖罐內的氣相物料進行降溫，并將其轉化為液態；通過電子秤來記錄進入轉化為液態的氣相物料進入壓力活塞裝置的質量；通過絕熱量熱測試裝置對電子秤記錄充足的物料進行測量。本發明可提高該類氣相物料參與的絕熱量熱測試結果的準確性。

技術領域

本發明涉及石油化工安全生產技術領域，具體涉及一種將常溫氣態物質轉化為低溫液體的定量進樣裝置及進樣方法。

背景技術

在石油化工領域，很多化工產品生產過程涉及的工藝反應都屬于強放熱反應，例如分解、聚合、硝化、氧化、過氧化等反應過程。生產過程中如果條件控制不當或出現誤操作，極容易造成反應器內熱量集聚，引發反應失控。因此，在工藝設計和研發階段就需要對放熱反應的熱失控過程進行深入研究，研究放熱反應失控過程的熱失控機理，提出最有效的安全控制措施，以確保生產過程的安全。

目前，針對化學反應過程的熱安全研究，能夠對化學反應的熱失控過程進行全程監控并獲取熱失控過程中的極端條件下的熱失控參數的測試方法，國內外學者普遍采用絕熱量熱測試方法。該測試方法能夠對單相、兩相甚至三相化學反應的熱失控過程進行測試，獲取相關熱失控參數，是一種較為全面且測試結果最為接近實際工況的測試方法。但是針對兩相及三相反應過程中沸點接近常溫的氣相物料的定量進樣問題，一直是困擾國內外學者的難題，例如1-丁烯、亞甲酯、液氨等。由于沸點接近常溫，儲存這些物料的耐壓鋼瓶出口壓力一般即為該物料在常溫條件下的飽和蒸氣壓，在絕熱測試進樣過程中，通過耐壓鋼瓶直接進樣，最高只能加至該物料在常溫條件下的飽和蒸氣壓，一般很難到達化學反應過程中所需的物料配比的壓力。同時，物料從耐壓鋼瓶內的液態至出口處進入絕熱測試系統過程中，轉變為氣態，對于物料的定量及進入絕熱測試系統中與其他物料均勻混合均會產生影響，造成物料配比出現偏差，導致絕熱量熱測試結果與實際工況不符。此外，在工業生產及中試過程中，可通過增壓或降溫等工業處理裝置對物料進行前處理后連續進料，而實驗室級的絕熱量熱測試過程為間歇反應過程，只能一次性將物料全部加入后開始反應，不能通過連續進料的方式進行反應，大大增加的定量進樣的難度。尤其是例如1-丁烯、亞甲酯等常溫條件易燃易爆的物料，通過增壓方式進料又會帶來燃爆的安全隱患。因此，非常有必要設計一種將沸點接近常溫、且常溫下為氣相的物料轉化為低溫液體的絕熱量熱測試定量進樣方法。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種常溫氣態物質轉化為低溫液體的定量進樣裝置，其可以解決沸點接近常溫的氣相物料在絕熱量熱測試過程中進樣較難達到化學反應所需的物料配比壓力、與其他物料不能均勻混合、增壓進料具有燃爆安全隱患等問題，該進樣裝置可提高該類氣相物料參與的絕熱量熱測試結果的準確性。

本發明所需克服的技術難題主要有：

1)如何建立將耐壓鋼瓶中的液態低溫氣相物料經減壓閥變為氣態后重新收集并進行低溫處理后，再次轉化為液態的裝置；

2)如何建立對經低溫處理后的液態氣相物料進行定量稱量，以確保定量進樣的準確性的裝置；

3)如何將經低溫處理后的液態氣相物料安全、有效的加入至絕熱量熱測試系統中的裝置。

為克服上述技術難題，本發明采用了以下技術方案：

一種常溫氣態物質轉化為低溫液體的定量進樣裝置，其包括氮氣鋼瓶、氣相物料鋼瓶、緩沖罐、壓力活塞裝置、電子秤、低溫冷卻循環裝置、絕熱量熱測試裝置、相關管線及閥門，通過所述的低溫冷卻循環裝置將進入緩沖罐內的氣相物料進行降溫，并將其轉化為液態；通過所述的電子秤來記錄進入轉化為液態的氣相物料進入壓力活塞裝置的質量。