專利名稱：一種裂解爐標定的取樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種裂解爐標定的取樣裝置，涉及石油烴類蒸汽裂解產(chǎn)物標定領(lǐng)域，具體為一種烴類裂解制乙烯工業(yè)裂解爐裂解產(chǎn)物在線分離與處理的取樣成套裝置。
背景技術(shù)：
乙烯裂解裝置是大型石化企業(yè)的龍頭裝置，全球大部分乙烯生產(chǎn)采用管式爐裂解工藝，不同烴類原料與稀釋蒸汽在裂解爐輻射段盤管內(nèi)經(jīng)歷高溫、短停留、低烴分壓條件進行裂解反應(yīng)。烴類蒸汽熱裂解過程與裂解產(chǎn)物非常復(fù)雜，包含H2XCKO^C1-C5烴類等氣相組分，以及裂解汽油、柴油和燃料油等液相組分，還有大量工藝冷凝水與少量焦粉等。乙烯生產(chǎn)裝置一般由多臺裂解爐組成，通常某時段的三烯收率，是包括了多臺裂解爐產(chǎn)物匯集后經(jīng)過深冷分離，進行物料衡算獲取的平均結(jié)果。這種結(jié)果在一定程度上反映了整個乙烯生產(chǎn)裝置宏觀的平均狀況，但不能夠反映每一臺裂解爐的真實狀況。不同烴類裂解原料對應(yīng)有適宜的裂解工藝條件。要實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化，就需要對各型裂解爐在不同原料與裂解條件下的裂解產(chǎn)物分布經(jīng)常進行標定分析，以便及時調(diào)整優(yōu)化每一臺裂解爐工藝運行參數(shù)。采用適合的標定取樣成套裝置，可安全、快速、準確地完成裂解爐產(chǎn)物的取樣工作，為分析裂解產(chǎn)物分布和提供適宜的裂解工藝條件奠定基礎(chǔ)。工業(yè)裂解爐標定工作場所在數(shù)十米高的裂解爐頂部，取樣環(huán)境比較惡劣，工作臺面為柵格支撐板，空間小，氣溫高，還要面臨風(fēng)吹雨淋考驗，因此裂解產(chǎn)物取樣裝置不但要考慮取樣作業(yè)的實用性，還要考慮標定不同爐型時移動取樣器的方便性與安裝靈活性，另外其安全性能也不容忽視。雖然一些大型乙烯裝置配置了裂解氣在線色譜分析取樣裝置，但只能分析其中的部分輕組分，以丙烯/乙烯的質(zhì)量比考察裂解深度，不涉及液相產(chǎn)物組成分析；而且這些裝置存在易堵塞、氣液分離不完全、運行不穩(wěn)定等問題。高溫裂解產(chǎn)物在取樣過程中隨著物料溫度的降低，氣液相共存且不穩(wěn)定，如果分離不徹底、輕組分流失、液相損失以及氣體計量不準都會造成裂解組分測量準確度下降，影響標定結(jié)果。正因為裂解產(chǎn)物采樣及分析難度大，很難反映真實的裂解產(chǎn)物分布情況，多數(shù)乙烯廠未進行裂解產(chǎn)物全分析。針對乙烯裝置裂解氣在線色譜分析系統(tǒng)存在的問題與不足，現(xiàn)有專利提出了許多方法加以改進，如實用新型專利CN201173877Y公開了一種乙烯裂解氣在線分析取樣設(shè)備， CN2519911Y等公開了一種乙烯裂解爐裂解氣自動取樣裝置，這些專利都使用渦旋制冷系統(tǒng)，只針對裂解產(chǎn)物中氣相組分，即獲取少量的裂解氣供色譜分析，不收集焦油和工藝水部分，且氣體不能計量；發(fā)明專利CN1456895A公開了一種乙烯管式裂解爐在線取樣的裝置和方法，其特征在于取樣裝置包括水冷器、廢油罐、冰冷罐、水吸收罐和濕式流量計，重點在于分析方法及數(shù)據(jù)處理方法；此裝置中使用錐形瓶、燒瓶等玻璃制品，強度低，氣密性差，氣液分離效果不好，安裝不方便；CN201622190U公開了一種工業(yè)裂解爐裂解氣在線取樣裝置， 包括兩個獨立的密閉式殼體，多級螺旋急冷器，旋風(fēng)分離與液相收集部件，多級深冷分離與分離部件，采樣與測量部件等，具有體積小，安全性能高等特點，但裝置中未設(shè)置氣體增濕部件，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，使用針型閥取樣易堵塞。針對裂解產(chǎn)物的采樣及全分析的文獻有，李風(fēng)等的《裂解爐標定時裂解氣的采樣與分析》(齊魯石油化工，2000，觀(1)，71 7 介紹了一種裂解氣采樣裝置，包括濕式流量計、蛇形冷凝瓶、分離瓶、空冷分離瓶等。該裝置構(gòu)件基本都是易碎玻璃制品，氣液分離效果不佳，且在濕式流量計后采取氣樣會帶入水汽。張彥君的《裂解氣全分析方法研究》(乙烯工業(yè)，2003，15(3),20 2 介紹了一種裂解氣采樣裝置，水冷物料流經(jīng)分離罐和冰冷分離器，進入緩沖罐和增濕罐，再經(jīng)濕式流量計計量后取氣樣，最后進入分離瓶和穩(wěn)壓瓶，該裝置采樣系統(tǒng)較為復(fù)雜。于錦媛的《裂解氣全分析》(石化技術(shù)與應(yīng)用，2001，19(5)，333-335) 介紹了一種裂解氣取樣裝置，包括水冷卻器、液體采樣鋼瓶、氣體采樣鋼瓶，轉(zhuǎn)子流量計和干式氣體計量儀，該裝置未經(jīng)冰冷分離器深冷，易造成苯及甲苯損失，氣體計量存在誤差。裂解產(chǎn)物是高溫、高含水、含油的混合氣體，對其降溫且進行氣液相有效分離并對其進行準確計量是取樣裝置的主要功能。現(xiàn)有的專門用于裂解爐氣組份全分析取樣裝置，產(chǎn)品有成都倍誠分析技術(shù)開發(fā)公司研發(fā)的AS-3A型樣品處理系統(tǒng)，由兩個大小為 1150X 500X 300 (HXWXD)mm的儀表柜組合而成，體積龐大結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不利于裂解爐高空旋梯搬運。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有裂解爐標定取樣裝置的不足，提供一種能快速獲取分離完全的氣相與液相，確保裂解產(chǎn)物中氣液相的有效分離與準確計量，達到色譜分析與焦油蒸餾的要求，分析結(jié)果準確性高，使用安全可靠的裂解氣取樣裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該裂解爐標定的取樣裝置，其特征在于包括通過管路依次串聯(lián)的水冷分離器、冰冷分離器、增濕器和氣體計量儀，水冷分離器輸入口與裂解產(chǎn)物輸送管連接，氣體計量儀上部連接有氣體測量儀。所述的冰冷分離器與增濕器連接的管道上設(shè)置氣體采樣口，通過三通接頭分流出氣體，由球閥控制取樣量。所述的水冷分離器外部設(shè)有密閉型冷卻夾套，內(nèi)部設(shè)有不銹鋼盤管，不銹鋼盤管底部設(shè)有集液釜，下方設(shè)置球閥放料口。冷卻劑為界區(qū)循環(huán)水。所述的冰冷分離器頂部設(shè)有半頁活動遮蓋，外部依次設(shè)有敞開型冷卻夾套和上封閉保溫夾套，內(nèi)部設(shè)有不銹鋼盤管，不銹鋼盤管底部設(shè)集液釜，冰冷分離器下方一側(cè)設(shè)有倒淋口，倒淋口和冰冷分離器下部均設(shè)置球閥放料口。冷卻劑為自備碎冰粒。所述的增濕器由薄壁不銹鋼卷制焊接而成，下方設(shè)置球閥放料口，其內(nèi)注入1/2 容量自來水，以使經(jīng)過冰冷的氣體進行水汽飽和，提高氣體計量的準確性。所述的氣體計量儀選用轉(zhuǎn)鼓式濕式流量計，流量范圍0-2M3/h、精度1. 5%，用于計量分離后氣體的累積量。所述的密閉型冷卻夾套由薄壁不銹鋼板卷制焊接而成。所述的敞開型冷卻夾套由薄壁不銹鋼板卷制焊接而成。既滿足了強度要求，又保證輕便特性。所述水冷分離器、冰冷分離器、增濕器依次并排固定于固定框架上。氣體計量儀和氣體測量儀獨立于固定框架安裝并串聯(lián)在管路中，管路中設(shè)置球閥以控制取樣。[0019]所述的氣體測量儀選用組合儀表，用于測量裂解氣的溫度以及標定環(huán)境下的氣壓、溫度和濕度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的所具有的有益效果是1、經(jīng)分離處理的裂解產(chǎn)物能同時獲取有效分離的氣相與液相樣品，滿足了色譜分析與焦油蒸餾切割的要求，提高了分析數(shù)據(jù)的準確性。2、輕便緊湊、搬移安裝靈活，操作方便、數(shù)據(jù)重復(fù)性好。3、未使用易碎裂的玻璃制品，經(jīng)久耐用，其安全性能大為提高。4、使用廉價易得的冰粒作為制冷劑，運行成本低。5、使用不銹鋼管和球閥連接各構(gòu)件，其密封性能可靠。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖主視圖。其中1、水冷分離器2、冰冷分離器3、增濕器4、固定框架5、氣體計量儀6、氣體測量儀7、三通8、球閥9、倒淋口 10、三通閥。圖1是本實用新型的最佳實施例，
以下結(jié)合附圖1對本實用新型做進一步說明
具體實施方式
參照附圖1 一種裂解爐標定的取樣裝置，由水冷分離器1、冰冷分離器2、增濕器3、氣體計量儀5、氣體測量儀6以及固定框架4組成。水冷分離器1輸出口通過鋼管和硅膠管與冰冷分離器2輸入口連接，冰冷分離器2輸出口與增濕器3連接，冰冷分離器3與增濕器3連接的管道上通過三通7與氣體采樣口連接。增濕器3輸出口與氣體計量儀5連接，氣體計量儀 5上部連接有氣體測量儀6。水冷分離器1、冰冷分離器2和增濕器3依次并排固定于固定框架4上，氣體計量儀5和氣體測量儀6獨立于固定框架4之外安裝。水冷分離器1外設(shè)有封閉夾套，循環(huán)冷卻水下進上出，內(nèi)有換熱盤管，盤管下方有集液釜，集液釜底部引出一段不銹鋼短管，由球閥8截留水冷液相。冰冷分離器2外設(shè)有敞開式夾套，最外層設(shè)有上封閉保溫夾套，從下部環(huán)形圈內(nèi)填入保溫棉，從筒體上部活動蓋處加入制冷劑碎冰塊，當部分冰塊溶化后，打開球閥8放水補冰，上封閉式保溫夾套能避免在加冰過程中不致打濕保溫棉，提高保溫效果并節(jié)省制冷劑。同樣冰冷分離器2內(nèi)有不銹鋼盤管，盤管下方有集液釜，集液釜底部引出不銹鋼短管，由球閥8截留冰冷液相。固定框架 4由20X30mm矩形不銹鋼制作，底面短邊加底襯便于在柵格板上支撐，水冷分離器1、冰冷分離器2和增濕器3的筒體上沿焊接固定片安裝在固定框架4上。在冰冷分離器2與增濕器3連接的管道上設(shè)置氣體采樣口，通過三通7分流出氣體，由球閥8控制取樣量。氣體計量儀5選用轉(zhuǎn)鼓式濕式流量計，用于計量取樣期間累積氣體量，氣體計量儀5上方安裝氣體測量儀6，可選用組合儀表，用于測量取樣期間氣體即時溫度與壓差。標定裂解爐時將該裂解爐標定的取樣裝置運至裂解爐頂現(xiàn)場，固定框架4可以拆開運送也可以整體運送。工作過程如下1、取樣前的準備；按流程示意圖及現(xiàn)場具體狀況連接好該裂解爐標定的取樣裝置，水冷分離器1中通入冷卻水，冰冷分離器2中加入自備的碎冰塊，增濕器3和氣體計量
5儀5中補加水到要求的刻度。此時要標定的裂解爐在標定條件下運行平穩(wěn)。2、預(yù)取樣；打開廢鍋換熱器出口取樣閥門，該裂解爐標定的取樣裝置入口三通閥 10切換至旁路放空，待管道物料置換平衡數(shù)分鐘后三通閥10切換至取樣在線系統(tǒng)，此時水冷分離器1和冰冷分離器2底部用于液相接料的球閥8處于關(guān)閉狀態(tài)，用于氣體取樣的球閥8也為關(guān)閉狀態(tài)，調(diào)節(jié)該用于氣體取樣的球閥8控制氣體即時流量2M3/h左右。3、正式取樣；裂解產(chǎn)物于該裂解爐標定的取樣裝置在線系統(tǒng)平衡數(shù)分鐘后，打開水冷分離器1和冰冷分離器2底部用于液相接料的球閥8放空物料，此刻氣體計量儀5初始讀數(shù)，然后迅速關(guān)閉這兩個球閥8，裂解產(chǎn)物依次通過水冷分離器1、冰冷分離器2進行冷卻，大部分碳五及碳五以上重組分被分離收集在分離器集液釜，少量碳五及碳五以下輕組分保留在氣相中，隨后氣體經(jīng)過增濕飽和后進入氣體計量儀5放空。取樣期間的不同時段， 打開用于氣體取樣的球閥8使用鋁箔氣袋進行氣體取樣，讀取裂解氣和周圍環(huán)境溫度與壓力值，記錄裂解爐運行各工藝參數(shù)以及分析所需各種數(shù)據(jù)。4、取樣結(jié)束；正式取樣進行0.5-1小時即結(jié)束取樣，關(guān)閉廢鍋出口取樣閥門，記錄氣體計量儀5累計讀數(shù)，接取水冷分離器1和冰冷分離器2底部液相部分。所取樣品液相部分加入破乳劑分離出焦油，進行蒸餾后送色譜分析；氣樣直接進色譜分析。最后取樣分析數(shù)據(jù)與裂解爐數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)建立物料平衡，得出標定結(jié)果。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種裂解爐標定的取樣裝置，其特征在于包括通過管路依次串聯(lián)的水冷分離器 (1)、冰冷分離器O)、增濕器C3)和氣體計量儀(5)，水冷分離器(1)輸入口與裂解產(chǎn)物輸送管連接，氣體計量儀( 上部連接有氣體測量儀(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裂解爐標定的取樣裝置，其特征在于所述的冰冷分離器O)與增濕器C3)連接的管道上設(shè)置氣體采樣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裂解爐標定的取樣裝置，其特征在于所述的水冷分離器(1)外部設(shè)有密閉型冷卻夾套，內(nèi)部設(shè)有不銹鋼盤管，不銹鋼盤管底部設(shè)有集液釜，下方設(shè)置球閥放料口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種裂解爐標定的取樣裝置，其特征在于所述的冰冷分離器( 頂部設(shè)有半頁活動遮蓋，外部依次設(shè)有敞開型冷卻夾套和上封閉保溫夾套，內(nèi)部設(shè)有不銹鋼盤管，不銹鋼盤管底部設(shè)集液釜，冰冷分離器( 下方一側(cè)設(shè)有倒淋口(9)， 倒淋口(9)和冰冷分離器O)下部均設(shè)置球閥放料口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種裂解爐標定的取樣裝置，其特征在于所述的增濕器(3)由薄壁不銹鋼卷制焊接而成，下方設(shè)置球閥放料口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裂解爐標定的取樣裝置，其特征在于所述的氣體計量儀(5)選用轉(zhuǎn)鼓式濕式流量計。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種裂解爐標定的取樣裝置，其特征在于所述的密閉型冷卻夾套由薄壁不銹鋼板卷制焊接而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種裂解爐標定的取樣裝置，其特征在于所述的敞開型冷卻夾套由薄壁不銹鋼板卷制焊接而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裂解爐標定的取樣裝置，其特征在于所述水冷分離器 (1)、冰冷分離器O)、增濕器(3)依次固定于固定框架(4)上。
專利摘要一種裂解爐標定的取樣裝置，涉及石油烴類蒸汽裂解產(chǎn)物標定領(lǐng)域，具體為一種烴類裂解制乙烯工業(yè)裂解爐裂解產(chǎn)物在線分離與處理的取樣成套裝置。其特征在于包括通過管路依次串聯(lián)的水冷分離器(1)、冰冷分離器(2)、增濕器(3)和氣體計量儀(5)，水冷分離器(1)輸入口與裂解產(chǎn)物輸送管連接，氣體計量儀(5)上部連接有氣體測量儀(6)。該取樣裝置能確保裂解產(chǎn)物中氣液相的有效分離與準確計量，快速獲取分離完全的氣相與液相，達到色譜分析與焦油蒸餾的要求，提高分析結(jié)果準確性；而且標定不同爐子時裝置移動方便、安裝靈活，使用安全。
文檔編號G01N1/28GK202255988SQ20112032464
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者何宗華, 劉淑芝, 張劍, 王文彬, 王鵬, 贠建華 申請人:中國石油化工股份有限公司