一种重油生焦形态原位表征装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及石油化工领域，公开了一种重油生焦形态原位表征装置，所述重油生焦形态原位表征装置包括加热单元10、反应器20、油气管线30和液收器40。其中，加热单元10包括设有带孔穴的蓄热体101、电加热炉102、温度传感器103和温控器104；反应器20包括顶盖201、生焦试片202、支撑环203和反应器本体204，顶盖201与油气管线30相连，反应器20置于蓄热体101孔穴内进行加热；反应产生的油气进入油气管线30，依次经过油气引出线301、压力传感器302流入液收器40，油气在液收器40内完成分离，气体再经背压阀303和放空管线304排出。本发明专利技术将重油生焦反应过程制备的生焦试片直接用于原位显微表征，避免了现有技术粉碎和抛光过程对样品组织结构的破坏，表征结果具有更好的代表性和时效性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种重油生焦形态原位表征装置


[0001]本专利技术涉及石油化工领域，具体涉及一种重油生焦形态原位表征装置。

技术介绍

[0002]石油焦是以重油为原料，通过延迟焦化装置中进行复杂的生焦反应生产的一种碳素产品。石油焦根据其形态及性能可分为三大类：海绵状焦、针状焦和弹丸焦，根据其质量和性能不同，可用于碳素、冶金和锂电池等行业，其中海绵焦和针状焦是下游碳素应用行业中不可替代的重要原材料。重油的组成和生焦特性是影响石油焦形态(海绵状焦、针状焦和弹丸焦)的最主要因素，因此，开发重油生焦形态表征方法，对研究生焦特性和指导装置原料选配具有重要意义。
[0003]重油生焦形态表征方法大致可分为两类，一类是基于原料物性的表征方法，通过建立重油物性(残炭、沥青质、芳烃含量等)与生焦形态的关系，由重油性质预测石油焦性质；另一类是基于热反应生焦的表征方法，将重油直接在热反应评价装置上生焦，采用偏光显微镜表征其生焦形态。由于重油组成和生焦反应过程的复杂性，影响生焦形态的因素众多，目前难以从理论上直接建立重油物性与生焦形态的严谨对应关系。因此，基于热反应生焦的表征法更加直观性和具有实用价值。
[0004]目前，热反应生焦表征法通常是先将重油在热反应评价装置上生焦，然后将生成的石油焦粉碎，用树脂胶固化，再经打磨、抛光后，制成可在显微镜下观测的试样，采用偏光显微镜表征其生焦形态。然而，制样过程中需将石油焦粉碎，破坏了其原有形态，并且树脂胶固化时间长，抛光效果不易控制，残留的划痕影响显微观测。因此，如何开发一种可进行生焦形态原位表征的装置与方法，能省略石油焦粉碎、固化、抛光等工序，是重油生焦形态表征需要解决的重要技术问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足之处，本专利技术目的是提供一种重油生焦形态原位表征装置，解决现有技术制样粉碎过程破坏样品原有形态、抛光效果不易控制和耗时长的问题。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供一种重油生焦形态原位表征装置，所述装置包括
[0007]加热单元，其用于将盛放重油的反应器加热至反应所需温度，反应器至于加热单元的孔穴内；
[0008]反应器，其用于盛放待评价的重油原料和生焦试片，提供重油热反应场所，同时完成生焦试片的制备。反应器顶部与油气管线相连；
[0009]油气管线，其用于引出重油反应产生的油气，同时控制反应器内压力，并将反应后的气体放空；
[0010]液收器，其用于收集重油反应后产生的液体产品，并完成油气分离，液收器与油气管线相连。
[0011]所述加热单元包括电加热炉、蓄热体、温度传感器和温控器。加热炉采用电加热方
式；蓄热体为热的良导体，设置有一个或多个加热孔穴，孔穴形状为倒锥台形或圆柱形；温度传感器和温控器用于检测和控制蓄热体温度。
[0012]所述反应器包括顶盖、生焦试片、支撑环和反应器本体。所述顶盖用于反应器密封，顶盖与油气管线相连，将反应后油气引出反应器；生焦试片置于反应器中部的支撑环上，在热反应过程完成生焦，反应后石油焦附着与生焦试片上，可直接进行显微表征；支撑环卡在反应器中部，用于支撑生焦试片，使生焦试片与反应器间保留一定间隙，方便油气溢出和反应后生焦试片取出；反应器本体为倒锥台形，用于提供重油热反应场所，反应器本体置于加热炉单元蓄热体孔穴内。
[0013]上述反应器中，所述生焦试片形状为圆形或圆环形，生焦试片外径D1，圆环形内径D2，优选D2≤0.5D1。反应后制备的生焦试片冷却后取出，放在偏光显微镜下拍照，获取反应所得石油焦的微观组织形态，利用图形处理软件计算中间相组织形态，由此来判断重油在延迟焦化装置加工时的石油焦形态。
[0014]所述油气管线包括油气引出线、压力传感器、背压阀和放空线。所述油气管线连通反应器和液收器，用于将反应器内产生的油气引至液收器，液体和气体产品在液收内分离，气体由放空线排除。
[0015]上述重油生焦形态原位表征装置所评价的重油原料可以是减渣、常渣、馏分油、油浆、沥青中的一种或几种。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的积极进步效果在于：
[0017]1、本专利技术通过特殊设计的反应器和支撑环结构，使重油反应过程产生的石油焦直接附着在生焦试片上，将生焦试片上的焦样直接进行原位显微表征，避免了粉碎和抛光过程对样品形态的破坏，表征结果具有更好的代表性。
[0018]2、本专利技术省略了常规制样过程的粉碎、固化、抛光等程序，可显著提高重油生焦形态表征的时效性。
附图说明
[0019]图1是本专利技术优选实施方式1装置示意图；
[0020]图2是本专利技术优选的生焦试片结构示意图；
[0021]图3是本专利技术优选实施方式1制备的生焦试片；
[0022]图4是本专利技术优选实施方式2装置示意图；
[0023]图5是本专利技术优选实施方式2的表征效果；
[0024]附图标记说明
[0025]10
‑
加热单元；101
‑
蓄热体；102
‑
电加热炉；103
‑
温度传感器；104
‑
温控器；20
‑
反应器；201顶盖；202
‑
生焦试片；203
‑
支撑环；204
‑
反应器本体；30
‑
油气管线；301
‑
油气引出线；302
‑
压力传感器；303
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背压阀；304
‑
放空管线；40
‑
液收器。
具体实施方式
[0026]在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图中所示的方位和实际应用中的方位理解，“内、外”是指部件的轮廓的内、外。
[0027]实施例1
[0028]图1所示，本专利技术提供了一种重油生焦形态原位表征装置，所述重油生焦形态原位表征装置包括加热单元10、反应器20、油气管线30和液收器40。其中，加热单元10包括设有带孔穴的蓄热体101、电加热炉102、温度传感器103和温控器104，蓄热体101孔穴内加热反应器20；反应器20包括顶盖201、生焦试片202、支撑环203和反应器本体204，顶盖201与油气管线30相连；反应产生的油气进入油气管线30，依次经过油气引出线301、压力传感器302流入液收器40，油气在液收器40内完成分离，气体再经背压阀303和放空管线304排出。
[0029]图2所示为本专利技术优先采用的生焦试片202形式，(a)为圆形生焦试片，外径D1＝28mm；(b)为圆环形生焦试片，外径D1＝28mm，内径D2＝10mm。生焦试片置于支撑环203上，与反应器本体204预留1
‑
2mm间隙，方便反应生成的油气溢出和反应后取出生焦试片。图3所示为实施方式1制备的生焦试片。反应制备的生焦试片202经冷却后，可直接进行偏光显微原位表征，无需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重油生焦形态原位表征装置，用于进行重油生焦形态表征，其特征在于，所述重油生焦形态原位表征装置包括：加热单元(10)，所述加热单元(10)包括设有带孔穴的蓄热体(101)、电加热炉(102)、温度传感器(103)和温控器(104)；反应器(20)，所述反应器(20)包括顶盖(201)、生焦试片(202)、支撑环(203)和反应器本体(204)，顶盖(201)与油气管线(30)相连；所述反应器(20)置于蓄热体(101)孔穴内进行加热；油气管线(30)，所述油气管线(30)内油气依次经过油气引出线(301)、压力传感器(302)流入液收器(40)，气体经背压阀(303)和放空管线(304)排出；液收器(40)，反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军卫，肖家治，何子埝，胡涵，沈国平，杨朝合，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：新型
国别省市：