[发明专利]一种重质油在加热炉出口温度下气化率的测定方法

说明书

本发明公开了一种重质油在加热炉出口温度下气化率的测定方法，包括如下步骤：将样品放入热重分析仪样品池中，设置热重分析仪的升温速率和最终温度，记录升温过程中样品连续失重数据；将连续失重数据作为纵坐标，样品池温度作为横坐标作曲线图；以不同升温速率分别进行重质油样品气化率测定，以不同的升温速率为横坐标，加热炉出口温度下对应的气化率为纵坐标，做出拟合曲线趋势图，将趋势图中拟合曲线延伸至高升温速率区，根据趋势图，即可得到重质油在加热炉出口温度下特定升温速率对应的重质油气化率。本发明的测试过程简单、快速、原料用量少、重复性好，弥补了目前重质油在加热炉出口气化率只能依靠经验和软件模拟获得的缺憾。

技术领域

本发明涉及重质油加工领域，特别是一种重质油在加热炉出口温度下气化率的测定方法。

背景技术

随着非常规石油资源(诸如委内瑞拉超重油和加拿大油砂沥青)的开采量逐年增加，全球原油市场上的期货商品趋向于重质化和劣质化，而全球经济的发展对轻质油品的需求也在逐年递增，双重压力下重质油的高效加工利用已经成为能源企业面临的主要问题之一。常减压蒸馏作为炼制企业的龙头加工手段，其运行情况直接关系到重质油的高效经济加工。影响到常减压蒸馏装置运行好坏的关键设备之一是装置的加热炉，尤其是减压加热炉。针对重质油，为了更好得调整操作，实施过程强化，提高装置运行效率和水平，需要针对加工原料(重质油)对加热炉设备单元流程进行设计和优化。其中的关键问题之一就是如何获得重质油在加热炉炉管条件下各项物性参数。

加热炉，尤其是减压炉的改造与设计主要涉及加热炉的出口构型改造，蒸汽的注入量调节，炉膛中加热炉管的排布等，为了设计出符合生产需求且节约能耗的加热炉，设计单位迫切需要知道重质油在加热炉炉中诸多物化性质参数，如重质油在高温条件下的流变特性、在高温管壁上的生焦趋势、传热特性，尤其是其在特定炉出口温度的气化程度。

气化率是重质油体系中分子量较小，沸点较低的轻组分在加热炉炉管中受热气化的程度。加热炉出口重油的气化率不仅决定了重质气液混合相在加热炉管中的流动情况(湍流或层流)，而且还决定了重质油减压蒸馏的拔出率。对于确定加热炉炉管热强度、传热系数等关键设计参数，保障重质油减压深拔蒸馏生产运行具有重要的实际意义。

加热炉出口重质油的气化率大小主要和炉管出口的气压、炉出口温度和到达炉出口温度的升温速率有关，所处炉管环境压力越小，有利于重质油液相分子的挥发，温度越高，重质油体系分子运动越剧烈，气化率越大，而升至同样的温度，升温速率越大，液相气化平衡未能及时形成，会造成气化率偏小。目前确定重质油在加热炉炉管出口气化率的方法一般采用理论计算或是依靠经验获取，同时由于加热炉出口温度和升温速率都较高，在实验室模拟难度较大，导致实测数据匮乏，限制了加热炉的精细设计和过程强化，因此，目前迫切需要一种方法来确定特定炉出口温度和高升速率条件下重质油的气化率。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，针对目前国内重质油常减压装置加热炉改造优化与强化设计的需求，弥补重质油在加热炉炉管出口气化率数据匮乏的问题，在基于实验室热重分析实测实验数据的基础上，提供一种重质油在加热炉出口温度下气化率的测定方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种重质油在加热炉出口温度下气化率的测定方法，包括如下步骤：

(1)打开热重分析仪预热，将重质油样品加入到热重分析仪的样品池中，关闭加热外套，并确定密闭，开启真空泵将热重分析仪的样品室进行抽气，直到压力达到设定值，然后充入氮气，重复若干次以确保样品室内无空气残留；

(2)调节热重分析仪的样品室和天平室的氮气注入流速，使样品室和天平室内的压力达到设定值；

(3)设置热重分析仪的升温速率和最终温度，天平校零，热重分析仪开始加热升温，同时热重分析仪自动记录在升温过程中，样品因轻组分气化而产生的连续失重数据；