[发明专利]一种相平衡测定与分离装置及其应用方法

说明书

一种相平衡测定与分离装置及其应用方法，该装置包括依次连通的进料和清洗系统、平衡主釜、平衡副釜和采样系统；所述的平衡主釜由上部平衡空间和底部的体积调节结构组成，其中，所述平衡空间设有物料入口，平衡空间器壁上装有视窗，平衡主釜顶部设有出口，平衡主釜出口分别与所述的平衡副釜和采样系统的入口连通；所述的平衡副釜由上部平衡空间和底部的体积调节结构组成，所述的平衡空间设有入口和出口，平衡副釜出口与所述的采样系统入口连通。本发明提供的相平衡测定与分离装置采用视窗观察界面的移动情况，装置造价降低，可保证萃取后轻重相的分离过程不影响体系的相平衡。

技术领域

本发明属于化学工程领域，涉及一种高温高压可视可调体积的相平衡测定与分离装置及其使用方法。

背景技术

溶剂脱沥青技术是重油轻质化的重要技术之一，其组合工艺是重油最大化加工利用的一个极具吸引力的发展方向。溶剂脱沥青是一种液-液萃取的物理过程，根据溶剂对渣油中各组分有不同的溶解度而进行分离。虽然溶剂脱沥青过程工业化已有相当长的历史，但是由于渣油的组成极其复杂，来源不同的渣油的性质相差悬殊，为了准确预测脱沥青油的收率和产品性质，提供可靠的基础设计数据，都必须进行渣油性质分析和相平衡等基础性的研究工作。目前有许多溶剂脱沥青装置在运行，由于缺少应用基础的研究工作，要对其操作进行优化存在一定的困难，这就必须通过建立脱沥青过程的数学模型来实现对过程的优化。要建立溶剂脱沥青过程模型，必须进行有关物性数据和脱沥青过程相平衡的研究。另外，对于溶剂脱沥青塔设计十分重要的相体积、相密度基础数据十分缺乏。

目前相平衡的研究涉及到蒸馏、萃取、溶解、重结晶、提纯及金相分析等各个方面，对于化学、化工的科研和生产有着极其深远的意义。而高压可视相平衡釜是研究热力学相平衡，以及观察高压反应的主要仪器。观察高压相平衡其中一种重要的方法即变体积静态法，将配制好的原料置于平衡池后，调节温度、压力至两相出现，再对平衡两相取样。在取样的过程中可以通过改变体系体积保持压力稳定，因此，取得的相平衡数据比恒体积静态法更为精确，可以取得较多的分离样品供下一步性质分析。为了获得相平衡研究的基础数据，能够在高温高压同时存在的条件下测定相平衡数据的实验设备是必不可少的，然而目前国内外变体积静态法相平衡测定装置大多只能在低于200℃条件下工作。

CN101021519A公开了一种高压可视可调体积的相平衡测定装置，采用带视窗的筒体结构，筒体上部的调节托架中心轴有调节丝杠与筒体内的柱塞连接，带动柱塞在筒体内上下移动；筒体底部两端通过出液接头和入液接头分别外接CO₂流体和进料系统，装置下部设置磁力搅拌控制器。测定温度达200℃，压力达40MPa。CN101819170A公开了一种非一体式可变体积高压相平衡测量装置，充分利用固定体积相平衡池，通过一个外连可调体积减压容器来调节整个体系的压力。CN205146108U公开了一种高压条件下快速气液相平衡装置，属于循环法相平衡，由高压气液平衡系统和高压取样系统组成；高压气液相平衡系统由高压平衡釜和气液逆流双循环系统组成。循环法操作中压力一般不易稳定。还没有报导将循环法应用到渣油体系中。

现有技术存在以下缺点：(1)检测时间长。采用磁圈带动磁环上下移动的方式，对于渣油高黏度体系，往往需要4个小时以上的搅拌时间。(2)固定体积可视相平衡釜造价高，一次实验获取样品量过小。(3)所适用的温度范围不宽，国内外变体积静态法相平衡测定装置大多只能在低于200℃条件下工作。本发明有针对性的解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种适用于高温高压条件的可视可调体积相平衡测定与分离装置，克服现有技术存在的达到相平衡所需时间较长、造价较高、适用温度相对较低的不足。

本发明要解决的技术问题之二是提供一种适用于高温高压条件的烃混合物相平衡分离和测定方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种相平衡测定与分离装置，包括依次连通的进料和清洗系统、平衡主釜8、平衡副釜21和采样系统；