[发明专利]用于获得渣油高温焦化反应过程中间相物质的试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及渣油热加工技术领域，特别是一种用于获得渣油高温焦化反应过程中间相物质的试验装置。

背景技术

将渣油通过高温焦化反应可以获得各种焦化产物，例如焦化裂解气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油、焦炭等。为了提高渣油焦化过程中液体油收率即降低焦炭产率，避免弹丸焦出现，以及生成质量较好的针状焦、海绵焦，必须研究渣油通过高温焦化反应的生焦机理及焦炭形成规律。由此人们需要获得各种渣油中沥青质在不同升温速率、不同焦化温度条件下，某个特定时刻受热裂解产生的中间相物质又称焦炭前驱体，包括甲苯不溶-喹啉可溶物、简称TI-QS, 喹啉不溶物、简称QI，直至焦炭，以便分析推测渣油中沥青质受热升温过程的演变规律，从而对焦化过程加以优化控制，降低生焦率，获得较高的液体油收率、以及较好形态结构的焦炭。

目前国内外各公司或研究单位为了快速获得渣油焦化反应过程中间相物质的试验装置都是属于间歇式反应釜。目前对减压渣油热裂解反应生焦进行评价的测试仪器或装置分别有普通结焦测试管、内衬以干净铝套筒的静态反应系统，特定的重油热加工性能评价仪等。其中做得最好的当属中国石油大学重质油重点实验室的《重油热加工性能评价装置》。该装置研究重油热裂化及缩合反应特性规律，能实现油样的快速升温及降温，与装置相匹配的控制软件实现了反应过程的智能控制。用高温液态锡加热反应器内的油样实现快速升温；为了确保反应后残渣油包括中间相物质的快速冷却，反应器可在线移动，裸露在自然空气环境中快速冷却。重油热加工性能评价装置几乎可以模拟工业装置的快速升温过程，但由于反应釜内物质没有搅拌，是自然冷却，冷却速度仍然偏慢，反应釜内物质仍然会进行二次裂解及连串的裂解生焦缩合反应，从而与设定的反应时间的焦化反应结果有明显误差。这些间歇式反应釜评价仪器，试验物料量较小，计量误差偏大，得到的中间相物质偏少，不利于做大量的不同分析表征。

为了解决试验结果误差和获得尽可能多的研究中间相物质样品，本发明是在劣质渣油生成弹丸焦的机理研究及预防对策的研究过程中，总结发明提供了一种用于快速获得渣油高温焦化反应过程中间相物质的试验装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于获得渣油高温焦化反应过程中间相物质的试验装置，克服静态加热不均匀、在高温状态下延时取样造成的一系列试验误差，并且可以在同一起始温度即240℃的基础上有效控制升温速率、反应终温，试验样品量大，操作调节简便等特点，是目前提取高温焦化过程中间相物质、研究渣油生焦历程或机理的好装置。

本发明的目的可以通过如下技术措施来实施：

一种用于快速获得渣油高温焦化反应过程中间相物质的试验装置，置于电子称上的渣油原料罐的出口接有一柱塞计量泵，柱塞计量泵的出口接有一可控温的渣油预热管，渣油预热管的出口接一可控温且立式放置的焦化反应管的顶端入口，焦化反应管底端出口接三通阀的入口，三通阀的两出口分别接有第一接收器和第二接收器，第一接收器和第二接收器分别有一气相放空口。

上述中，柱塞计量泵出口与渣油预热管入口之间装有一压力表。

上述中，渣油预热管的出口安装有第一测温热电偶，焦化反应管的出口安装有第二测温热电偶。

上述中，渣油预热管被置于管状可控温的第一加热炉内。

上述中，焦化反应管被置于管状可控温的第二加热炉内。

上述中，渣油预热管水平放置。

上述中，渣油原料罐的外周安装有加热保温套。

上述中，电子称与渣油原料罐之间设置有绝热支撑板。

在本发明中，在柱塞计量泵出口后与高温焦化反应管前设有一条可控温的渣油预热管，保证进入高温焦化反应管之前的渣油温度维持在240±3℃同一起始温度，也保证物料在进入高温反应管前能维持原物料的化学性质不变（公认低于245℃时可忽略渣油热裂解反应）。

将渣油原料罐放在电子秤上，与柱塞计量泵一起共同构成一个进料计量系统，通过调节柱塞计量泵行程可以控制柱塞计量泵流量，从而控制渣油在高温反应管的停留时间，即可核算出所控制的升温速率，从而实现反应管内的升温速率可控。

高温焦化反应管安装在管状控温第二加热炉里面，高温焦化反应管出口连接处设有测温热电偶，实时检测焦化反应终端温度，并且将检测到的焦化反应终端温度信号与管状控温的第二加热炉的加热电流调节参数耦合起来，根据焦化反应终端温度高低随时调节管状控温第二加热炉的加热电流，实现焦化反应终端温度（第二热电偶所显示的温度值）可控。