專利名稱：液位比較式在線干點(diǎn)分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是石油煉制生產(chǎn)中對油品干點(diǎn)(終沸點(diǎn))進(jìn)行在線分析的一種裝置。
一定量的油品，在當(dāng)?shù)卮髿鈮合录訜嵴麴s，當(dāng)餾出率為進(jìn)油量的95％～96％時(shí)的溫度加上修正系數(shù)后的溫度值，即為該油品的干點(diǎn)。原油是一種復(fù)雜的碳?xì)浠衔锏幕旌衔?。這種混合物中各組份的干點(diǎn)不同，輕組份干點(diǎn)低，重組份干點(diǎn)高，利用這種特性，煉油廠將原油經(jīng)加熱后進(jìn)入蒸餾塔以不同溫度蒸餾，就可提取出各種油品，如汽油、柴油、煤油……，由于這些油品還具有不同的比重，所以，從塔身不同高度上即可抽出不同的油品，例如，從塔頂抽出的是不凝氣體及汽油，從塔的中部抽出的是煤油及柴油，從塔底抽出的是重油。在上述原油蒸餾的過程中，由于源源輸入蒸餾塔的原料品質(zhì)存在差異，因而各種油品的取得有一個(gè)按動(dòng)態(tài)的溫度范圍切割的問題。為了保證各種油品的質(zhì)量特性符合國家標(biāo)準(zhǔn)，就要嚴(yán)格控制操作條件，使塔內(nèi)工況穩(wěn)定，控制好各個(gè)“切割點(diǎn)”。圖3中溫度軸上t1～t2、t2～t3、t3～t4、t4～t5、t5～t6各段，分別為氣體、汽油、煤油、柴油、潤滑油、渣油瀝青的干點(diǎn)范圍，而依次排列的各油品的干點(diǎn)范圍是相接的，即前一種油的最高干點(diǎn)值又為后一種油的最低干點(diǎn)值。合理切割，就是要使這個(gè)節(jié)割點(diǎn)正好在相接點(diǎn)。只有這樣才能保證低干點(diǎn)組份即高價(jià)油品的收率最大，而質(zhì)量又最純，從而保證石油煉制獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。而要如此，關(guān)鍵的問題，就要盡最大的努力做到“卡邊”操作。
為了解決這個(gè)問題，出現(xiàn)了在線干點(diǎn)分析儀。最初的在線干點(diǎn)分析儀分析方案采用全模擬人工化驗(yàn)，加上自動(dòng)控制措施實(shí)現(xiàn)。這種在線干點(diǎn)分析儀為間斷式運(yùn)行，即一燒瓶一燒瓶的進(jìn)行蒸餾，需要30～50分鐘才能檢測出一次干點(diǎn)結(jié)果，適時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)操作的能力差，所以，目前應(yīng)用很少，已被淘汰。
目前生產(chǎn)上應(yīng)用比較廣泛的在線干點(diǎn)分析儀，其工作原理及結(jié)構(gòu)示意圖見附圖2與生產(chǎn)線同步的連續(xù)恒定流量的被測樣品經(jīng)過穩(wěn)流閥10進(jìn)入蒸發(fā)器1，在沿著蒸發(fā)棒2上螺旋形表面流下的同時(shí)按輕重組份的順序漸次蒸發(fā)，蒸發(fā)出來的組份經(jīng)蒸發(fā)器1壁外的冷凝器3冷凝后從底部排出，少量未蒸發(fā)的組份(殘液)沿蒸發(fā)棒2底端的油針11滴下，由光源12和光敏接收二極管13組成的光電接收系統(tǒng)來檢測殘液的滴數(shù)，油滴的多少即表明了殘油量的大小，光敏接收二極管13將檢測的殘油滴數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號送到主機(jī)控制器，去控制蒸發(fā)棒2的加熱電壓，改變其加熱功率，最終使殘油滴數(shù)維持在控制器事先設(shè)定的給定值上，即達(dá)到控制95％左右蒸發(fā)率的動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)裝在蒸發(fā)器2端部的熱電偶5所測得的殘液溫度，加上修正系數(shù)，即為該油樣的干點(diǎn)。當(dāng)被測油變重時(shí)，干點(diǎn)值增高，在原加熱功率下，蒸發(fā)量減少，殘液滴數(shù)增加，這一信息經(jīng)主機(jī)控制器調(diào)節(jié)使加熱功率增大，從而蒸發(fā)量增加，殘液量減少，使滴數(shù)恢復(fù)到原來數(shù)值。如此所測出的一系列干點(diǎn)值即為“卡邊”操作應(yīng)控制的溫度范圍。
從上述介紹可知，這種光電檢測殘液滴數(shù)的干點(diǎn)分析儀，蒸發(fā)棒2，光敏接收二極管13，光源12是必不可少的器件，光電檢測系統(tǒng)是計(jì)量殘液滴數(shù)的“眼睛”，它的靈敏和準(zhǔn)確關(guān)系到儀表能否正常工作和分析精度，所以光電檢測系統(tǒng)必須保證殘液油滴在光路的中心線上，光源、油滴、光敏接收二極管三點(diǎn)在一條線上，還要調(diào)整光源強(qiáng)度使光敏接收二極管的檢測靈敏度適當(dāng)，既不漏掉信號，又不因電壓波動(dòng)而受影響。所以該干點(diǎn)分析儀的光電檢測系統(tǒng)在安裝調(diào)試及維修上達(dá)到上述要求所要具備的條件和顧及和依賴的因素相當(dāng)復(fù)雜，而且不確定，因而難度高。在主機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)光源燈泡和光敏接收二極管的老化，造成油滴漏檢和不檢的現(xiàn)象；蒸發(fā)棒隨著時(shí)間的遷移，在上面也會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦結(jié)炭現(xiàn)象，使從油針滴下的殘液的油滴大小不均，造成光電檢測失真、控制紊亂，這些都使儀器后期的維修量加大，儀器不能長周期無故障的運(yùn)行。
本實(shí)用新型的目的，是要對上述光電檢測殘液滴數(shù)的在線干點(diǎn)分析儀作出改進(jìn)，以降低分析儀安裝調(diào)試及維修的難度和其運(yùn)行的故障率。
實(shí)現(xiàn)上述目的改進(jìn)方案是，取消光電檢測系統(tǒng)，采用底部殘液恒量排出與微差壓傳感器配置的結(jié)構(gòu)，使對殘液滴數(shù)的檢測變?yōu)閷堃阂何坏臋z測。
下面對照附圖1對改進(jìn)后的在線干點(diǎn)分析儀進(jìn)行具體說明該分析儀，具有蒸發(fā)器1、蒸發(fā)棒2、冷凝器3、熱電偶5，蒸發(fā)器1的底部具有一排液口，蒸發(fā)棒2的棒芯外表具有螺旋形凸起，蒸發(fā)棒2豎直固定在蒸發(fā)器1內(nèi)中央，冷凝器3安裝在蒸發(fā)器1的壁外圍，其特征在于，蒸發(fā)棒2之下適當(dāng)距離處裝有一底杯4，熱電偶5伸入底杯4內(nèi)，底杯4的底部接有排殘液管6，立管7與微差壓傳感器8通過管道并聯(lián)在排液殘管6上，排殘液管6上裝有恒流元件9。見圖1。
被測油品以恒定的流量L進(jìn)入蒸發(fā)器1，在沿著蒸發(fā)棒2上螺旋形的表面流下的同時(shí)按輕重組份的順序漸次蒸發(fā)，蒸發(fā)出來的組份經(jīng)蒸發(fā)器1壁外的冷凝器3冷凝后從其底部排液口排出，未蒸發(fā)的組份殘液進(jìn)入底杯4，被熱電偶5測溫，并通過恒流元件9以小于進(jìn)流量L的恒量1排出，由于底杯4與立管7相連，其殘液液位由微差壓傳感器8檢測并送入計(jì)算機(jī)作為閉環(huán)調(diào)節(jié)蒸發(fā)棒2加熱功率的信號，當(dāng)維持底杯4殘液液位不變時(shí)，達(dá)到控制蒸發(fā)率96％左右的動(dòng)態(tài)平衡，熱電偶5檢測出來的殘液溫度加上修正系數(shù)即為被測油品的干點(diǎn)值。當(dāng)油品干點(diǎn)值發(fā)生變化時(shí)，在原加熱功率下，蒸發(fā)量也發(fā)生變化，致使殘液液位升高或降低，這一信息送入計(jì)算機(jī)來調(diào)節(jié)蒸發(fā)棒的加熱功率，就可保持殘液液位不變，測出的一系列干點(diǎn)值即為卡邊操作應(yīng)控制的溫度范圍。所述排殘液管6上的恒流元件9可以是穩(wěn)流閥，較好的是采用定量泵。為了保證底杯4內(nèi)殘液的適當(dāng)高度，進(jìn)液量L與出液量1之間最好滿足1＝4％L。
上述經(jīng)改進(jìn)的在線干點(diǎn)分析儀，其檢測方式由測殘液滴數(shù)變?yōu)榱藴y殘液液位，避免了蒸發(fā)棒結(jié)炭造成油針滴下的油滴不均所產(chǎn)生的假信息致使漏檢、誤檢的情況發(fā)生，因而儀器工作狀態(tài)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性好，檢測手段由光電系統(tǒng)改為殘液恒量排出與微差壓傳感器配置，不但精度高，而且安裝調(diào)試及維修大為容易簡單，也排除了光電檢測系統(tǒng)電子元件易老化，不能長周期無故障運(yùn)行的缺陷。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為改進(jìn)前的光電檢測式在線干點(diǎn)分析儀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為原油蒸餾切割溫度與體積的關(guān)系圖。
權(quán)利要求1.一種液位比較式在線干點(diǎn)分析儀，具有蒸發(fā)器1、蒸發(fā)棒2、冷凝器3、熱電偶5，蒸發(fā)器1的底部具有一排液口，蒸發(fā)棒2的棒芯外表具有螺旋形凸起，蒸發(fā)棒2豎直固定在蒸發(fā)器1內(nèi)中央，冷凝器3安裝在蒸發(fā)器1的壁外圍，其特征在于，蒸發(fā)棒2之下適當(dāng)距離處裝有一底杯4，熱電偶5伸入底杯4內(nèi)，底杯4的底部接有排殘液管6，立管7與微差壓傳感器8通過管道并聯(lián)在排殘液管6上，排殘液管6上裝有恒流元件9。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位比較式在線干點(diǎn)分析儀，其特征在于，所述恒流元件9為定量泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位比較式在線干點(diǎn)分析儀，其特征在于，所述垣流元件9為穩(wěn)流閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的液位比較式在線干點(diǎn)分析儀，其特征在于，進(jìn)入蒸發(fā)器1的恒定流量L與殘液的恒定排量1之間，滿足1＝4％L。
專利摘要一種液位比較式在線干點(diǎn)分析儀,蒸發(fā)棒2豎直固定在蒸發(fā)器1內(nèi)中央,冷凝器3安裝在蒸發(fā)器1的壁外圍,蒸發(fā)棒2之下適當(dāng)距離處裝有一底杯4,熱電偶5伸入底杯4內(nèi),底杯4的底部接有排殘液管6,立管7與微差壓傳感器8通過管道并聯(lián)在排殘管6上,排殘液管6上裝有恒流元件9。本實(shí)用新型對在線油品分析的準(zhǔn)確性好,精度高,調(diào)試及維修大為容易簡單,而且工作穩(wěn)定性好,可長周期無故障運(yùn)行。
文檔編號G01N35/00GK2483727SQ01212769
公開日2002年3月27日 申請日期2001年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月14日
發(fā)明者熊昌鵬, 王運(yùn)利 申請人:湖北省荊州市分析儀器廠