[发明专利]一种低压高温相平衡数据的测量装置

说明书

本发明提供了一种低压高温相平衡数据的测量装置，沸腾室为球形结构，可便于蒸馏平衡器的升温和保温，在汽相冷凝液回流管上设计三通真空阀，通过引气管和引气阀的设计，可消除暴沸对实验的影响，可使测量装置适用于测量低于大气压任意压力及高温下汽液、汽液液相平衡数据，为工业过程的设计、操作、控制和优化提供准确的相平衡数据。

技术领域

本发明涉及石油、化学、冶金工业领域的实验数据测试领域，尤其涉及一种低压高温相平衡数据的测量装置。

背景技术

流体相平衡性质是工业过程设计、操作、控制和优化不可或缺的基础物性，它决定着工艺过程模拟计算的正确性和精度，如在分离塔的计算中，精馏塔的理论板数、操作回流比等重要参数都和相平衡性质息息相关，而且精馏、萃取、吸收、浸取都是工业过程的基本单元操作，对其任何的研究均要基于相应系统的相平衡物性。

流体相平衡性质可以通过理论的热力学方法获得，如经验关联、活度系数、状态方程等方法。随着计算化学技术的进步，也已开发了相平衡性质的预测模型，如COSMO-RS、COSMO-SAC等。然而，虽然模型方法可以获得流体相平衡性质，但是其必须基于实验数据，否则就无法知晓模型方法是否正确，且很多模型方法中特征参数均通过回归实验数据获得，因此通过实验方法测量不同条件下真实的相平衡数据至关重要。

对流体相平衡性质的测量，根据不同实验方法或获得的数据类型，可将其分为静态法、循环方法或等温、等压平衡法等。流体相平衡发展至今，文献中已经积累了海量的实验数据，包括低压、常压和高压数据，尤其以常压数据最为广泛，因为常压流体相平衡的测量不涉及压力的平衡和控制、低压样品的采集等问题，其直接在大气环境中进行实验。对于低压高温物系(即实验系统内部压力低于大气压力)，其组分在常压下均表现出高沸点、高熔点的特性，实验中必须考虑如何恒定压力、如何采集样品、如何减小外界扰动、如何保温以及如何加热等问题。为了能够通过实验方法获得准确的流体相平衡数据，尤其是汽液、汽液液相平衡数据，有必要基于循环法的基本原理，开发一种高温低压相平衡数据的测量装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本发明提供一种在石油、化学、冶金等实验和工业过程中，为其提供精确的汽液、汽液液相平衡实验数据，为过程工业的设计、操作、控制和优化提供基础物性数据的一种低压高温相平衡数据的测量装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低压高温相平衡数据的测量装置，包括蒸馏平衡器和冷凝器，所述蒸馏平衡器与冷凝器的中上部之间由汽相冷凝管管路连通、下部之间由汽相冷凝液回流管管路连通；所述汽相冷凝液回流管内具有双通道且双通道上设置有三通真空阀，所述三通真空阀上管路连通有取样管；所述蒸馏平衡器包括内部中空具有内腔的沸腾室，所述的沸腾室的内腔为球形结构且沸腾室顶部和侧壁内分别固定有测温套管，所述内腔为球形内腔且内腔内固定有流体罩，所述沸腾室顶部固定有喷液盘管，所述喷液盘管下端进口与流体罩顶部连通、上端出口与侧壁内的测温套管底部正对，所述喷液盘管上端出口与沸腾室顶部测温套管底端之间固定有阻液管，所述沸腾室上开有加样取样口，所述沸腾室上固定有引气管，引气管上固定有用于调节气流流量的引气阀。

进一步的，沸腾室由圆底烧瓶制成。

进一步的，阻液管高度不小于80mm。

进一步的，喷液盘管高度范围为30mm至60mm。

进一步的，沸腾室内腔底部具有搅拌器。

进一步的，测量装置的测量温度范围为30℃至280℃，测量压力为0.1KPa至1大气压。