氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，主要解決現(xiàn)有技術(shù)無法模擬氣液兩相流的管道腐蝕的問題。本實(shí)用新型通過采用一種氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，氣體儲(chǔ)罐(1)通過氣相管線(5)與第一加熱區(qū)(4)相連，液體罐(6)通過第二液體管線(15)和第一液體管線(14)與第二加熱區(qū)(16)相連，第一加熱區(qū)(4)、第二加熱區(qū)(16)的出口與混合區(qū)(17)相連，混合區(qū)(17)的出口管線上接有至少一個(gè)腐蝕試樣(8)，腐蝕試樣(8)后的管線與氣液分離罐(10)相連；其中所述至少一個(gè)腐蝕試樣(8)是管道的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于氣液雙相流的管道腐蝕模擬中。
【專利說明】氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]常減壓蒸餾是石油煉制一次加工過程中最重要的化工分離過程。隨著世界范圍內(nèi)原油劣質(zhì)化，主要表現(xiàn)為酸含量增加，重質(zhì)原油比重增加。重質(zhì)原油酸值高、輕組分少、密度和粘度大、膠質(zhì)浙青質(zhì)含量高、鹽含量及重金屬含量高，對煉油設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，特別是原油的一次加工設(shè)備，如常減壓蒸餾裝置直接受到嚴(yán)重的腐蝕沖擊，而業(yè)界對此辦法不多，其中最重要的原因在于對減壓蒸餾過程的特征認(rèn)識不足。通常認(rèn)為，影響腐蝕的最主要因素是溫度、腐蝕介質(zhì)含量、設(shè)備材質(zhì)、流體的流速流態(tài)等，壓力指標(biāo)一般不加以考慮。基于這一認(rèn)識，迄今為止有關(guān)石油煉制過程中的高溫腐蝕研究工作絕大部分是在高壓或者常壓環(huán)境中開展的，比如絕大部分發(fā)表論文或工業(yè)實(shí)驗(yàn)是采用高壓釜或者動(dòng)態(tài)高壓釜來模擬蒸餾腐蝕實(shí)驗(yàn)中的液相腐蝕。
[0003]在煉廠中的常壓轉(zhuǎn)油線、減壓轉(zhuǎn)油線、常壓塔、減壓塔中，有許多油與油蒸汽共存環(huán)境，油氣高速流動(dòng)條件下，對管道、容器壁、塔內(nèi)件的沖刷腐蝕十分嚴(yán)重。一般來說，實(shí)驗(yàn)室通常采用噴射式模擬實(shí)驗(yàn)裝置模擬沖刷腐蝕。但是噴射式模擬實(shí)驗(yàn)裝置不能夠模擬油氣雙相流的沖刷腐蝕。
[0004]CN201110316961.X涉及了一種高溫高流速腐蝕動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)罐。該發(fā)明在所述試驗(yàn)罐的罐體頂部安裝一多頭噴嘴，正對多頭噴嘴的下方設(shè)置一裝有多個(gè)沖蝕試樣的沖蝕試樣夾具，物料由試驗(yàn)罐的物料進(jìn)口進(jìn)入多頭噴嘴，沖刷腐蝕所述多個(gè)沖蝕試樣。沖蝕試樣夾具由試樣拆裝口安裝在所述試驗(yàn)罐的罐體側(cè)壁上。試驗(yàn)罐的罐體下部設(shè)置一浸泡試樣夾具，多個(gè)浸泡試樣垂直懸掛在所述浸泡試樣夾具上。物料的出口管線設(shè)置在浸泡試樣夾具上方的罐體上，出口管線附近的罐體上安裝有液位計(jì)及液面界位控制儀。該發(fā)明能夠同時(shí)進(jìn)行多個(gè)平行試樣的沖刷腐蝕實(shí)驗(yàn)和多個(gè)平行試樣的浸泡腐蝕實(shí)驗(yàn)，減少了試驗(yàn)次數(shù)，極大地節(jié)省了人力物力。但是該發(fā)明只能夠模擬液相高溫沖刷腐蝕，不能夠模擬油氣雙相高速?zèng)_刷情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)無法模擬氣液兩相流的管道腐蝕的問題，提供一種新的氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置用于氣液雙相流的管道腐蝕模擬中，具有可以模擬氣液兩相流的管道腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:一種氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括氣體儲(chǔ)罐(I)、氣相管線(5)、第一加熱區(qū)(4)、液體罐￠)、第二液體管線(15)、第一液體管線(14)、第二加熱區(qū)(16)、混合區(qū)(17)、至少一個(gè)腐蝕試樣⑶、氣液分離罐(10)和氣體出口管線(13);氣體儲(chǔ)罐(I)通過氣相管線(5)與第一加熱區(qū)(4)相連，液體罐(6)通過第二液體管線(15)和第一液體管線(14)與第二加熱區(qū)(16)相連；第一加熱區(qū)⑷的出口與第二加熱區(qū)(16)的出口與混合區(qū)(17)相連，混合區(qū)(17)的出口管線上接有至少一個(gè)腐蝕試樣(8)，腐蝕試樣(8)后的管線與氣液分離罐(10)相連，氣液分離罐上部設(shè)有氣體出口管線(13);其中所述腐蝕試樣(8)為直管或彎管。
[0007]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述氣相管線(5)、第二液體管線(15)、混合區(qū)(17)與腐蝕試樣(8)之間管線處均設(shè)有壓力表(2)。
[0008]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述腐蝕試樣(8)為直管或彎管。
[0009]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述氣體儲(chǔ)罐(I)中的氣體經(jīng)減壓閥(3)減壓后進(jìn)入第一加熱區(qū)(4)，第一加熱區(qū)(4)后設(shè)有溫度計(jì)。
[0010]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述液體罐(6)中的液體通過計(jì)量泵(7)后進(jìn)入第二加熱區(qū)(16)，第二加熱區(qū)(16)后設(shè)有溫度計(jì)。
[0011]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述腐蝕試樣(8)后面設(shè)有溫度計(jì)(11)。
[0012]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述腐蝕試樣(8)部分與氣液分離罐(10)之間的管線部分設(shè)有背壓閥(9)。
[0013]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一加熱區(qū)(4)與混合區(qū)(17)之間的管線上設(shè)有隔離閥(12)。
[0014]本實(shí)用新型中，所有與液體、氣相接觸部分的管線材質(zhì)選用不銹鋼，腐蝕試樣(8)部分由被測材料的短管制作。
[0015]本實(shí)用新型解決了在實(shí)驗(yàn)室中如何模擬氣相和液相雙相流動(dòng)條件下的腐蝕模擬問題，可以模擬轉(zhuǎn)油線等氣/液雙相高速流動(dòng)條件下的常溫到高溫所有溫度范圍內(nèi)的沖刷腐蝕行為，也可以模擬氣/水等多相沖刷腐蝕，取得了較好的技術(shù)效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為腐蝕反應(yīng)部分試樣連接圖。
[0018]1.氣體儲(chǔ)罐
[0019]2.壓力表
[0020]3.減壓閥
[0021]4.第一加熱區(qū)
[0022]5.氣相管線
[0023]6.液體罐
[0024]7.計(jì)量泵
[0025]8.腐蝕試樣
[0026]9.背壓閥
[0027]10.氣液分離罐
[0028]11.溫度計(jì)
[0029]12.隔離閥
[0030]13.氣體流出管線
[0031]14.第一液體管線
[0032]15.第二液體管線
[0033]16.第二加熱區(qū)
[0034]17.混合區(qū)
[0035]下面通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0036]【實(shí)施例1】
[0037]如圖1所示的裝置主要包括惰性氣體輸送與控制系統(tǒng)、油(或者水)輸送及控制系統(tǒng)、腐蝕試樣系統(tǒng)、氣液分離系統(tǒng)、溫度壓力等儀表控制系統(tǒng)。
[0038]惰性氣體輸送與控制系統(tǒng)如下:惰性氣體儲(chǔ)罐I用于盛裝實(shí)驗(yàn)用的模擬氣體介質(zhì)，比如氮?dú)?、CO2、氦氣等惰性氣體。惰性氣體經(jīng)過惰性氣體儲(chǔ)罐I通過不銹鋼材質(zhì)的氣相管線5與壓力表2相連，并經(jīng)過惰性氣體減壓閥3降低氣體壓力，進(jìn)入氣體第一加熱區(qū)4。在氣體加熱部分通過帶控制系統(tǒng)的電加熱器加熱，控制氣體溫度達(dá)到設(shè)定的實(shí)驗(yàn)溫度，再經(jīng)過溫度計(jì)11和隔離閥12到達(dá)氣/液混合區(qū)17。
[0039]油(或者水)輸送及控制系統(tǒng)如下:儲(chǔ)油(水)罐中的液體由不銹鋼材質(zhì)的第二液體管線15經(jīng)過隔離閥12、計(jì)量泵7、壓力表2進(jìn)入油(水)第二加熱區(qū)16，經(jīng)過帶控制器的電加熱器分級加熱，逐漸升溫到設(shè)定的實(shí)驗(yàn)溫度，經(jīng)過溫度計(jì)11，由第一液體管線14進(jìn)入氣液混合處。
[0040]經(jīng)過氣液混合區(qū)17后的油(水)/氣雙相流體在高速流動(dòng)下經(jīng)過壓力表2，然后進(jìn)入腐蝕試樣系統(tǒng)。腐蝕反應(yīng)部分各腐蝕試樣的連接圖如圖2所示。
[0041]氣液雙相流經(jīng)過背壓閥9后進(jìn)入氣液分離罐10，實(shí)現(xiàn)油(水)、氣的分離，惰性氣體由頂部流出。
[0042]本裝置中所有與油(水)、氣接觸的部分均采用不銹鋼制作，優(yōu)選316L，腐蝕試樣部分由被測材料的短管制作。
[0043]與管狀腐蝕試樣相連的不銹鋼材質(zhì)管線的內(nèi)徑和外徑分別與管狀腐蝕試樣的內(nèi)徑和外徑相同，避免產(chǎn)生復(fù)雜的管道連接問題。根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，不銹鋼導(dǎo)管和管狀腐蝕試樣可選用不同口徑，滿足模擬不同工況條件的需要。
[0044]本裝置的使用溫度范圍為室溫到450°C。裝置內(nèi)部絕對工作壓力常壓到20Mpa。
【權(quán)利要求】
1.一種氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括氣體儲(chǔ)罐(I)、氣相管線(5)、第一加熱區(qū)(4)、液體罐(6)、第二液體管線(15)、第一液體管線(14)、第二加熱區(qū)(16)、混合區(qū)(17)、至少一個(gè)腐蝕試樣(8)、氣液分離罐(10)和氣體出口管線(13);氣體儲(chǔ)罐(I)通過氣相管線(5)與第一加熱區(qū)(4)相連，液體罐(6)通過第二液體管線(15)和第一液體管線(14)與第二加熱區(qū)(16)相連；第一加熱區(qū)(4)的出口與第二加熱區(qū)(16)的出口與混合區(qū)(17)相連，混合區(qū)(17)的出口管線上接有至少一個(gè)腐蝕試樣(8)，腐蝕試樣(8)后的管線與氣液分離罐(10)相連，氣液分離罐上部設(shè)有氣體出口管線(13);其特征在于所述至少一個(gè)腐蝕試樣(8)是管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述氣相管線(5)、第二液體管線(15)、混合區(qū)(17)與腐蝕試樣⑶之間管線處均設(shè)有壓力表(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述腐蝕試樣(8)為直管或彎管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述氣體儲(chǔ)罐(I)中的氣體經(jīng)減壓閥(3)減壓后進(jìn)入第一加熱區(qū)(4)，第一加熱區(qū)(4)后設(shè)有溫度計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述液體罐(6)中的液體通過計(jì)量泵(7)后進(jìn)入第二加熱區(qū)(16)，第二加熱區(qū)(16)后設(shè)有溫度計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述腐蝕試樣(8)后面設(shè)有溫度計(jì)(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述腐蝕試樣(8)部分與氣液分離罐(10)之間的管線部分設(shè)有背壓閥(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液雙相流的管道腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述第一加熱區(qū)(4)與混合區(qū)(17)之間的管線上設(shè)有隔離閥(12)。
【文檔編號】G01N3/56GK203929590SQ201420176932
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】屈定榮, 蔣秀, 劉小輝 申請人: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