專利名稱：一種應用于加氫空冷器銨鹽流動沉積測試的高壓視鏡的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及銨鹽沉積測試系統，具體地說是涉及一種應用于加氫空冷器銨鹽流動沉積測試的高壓視鏡。
背景技術：
石化工業作為我國國民經濟發展的重要組成部分，是促進我國經濟持續發展的重要保障。隨著我國國民經濟的高速增長，國內油品供應量不足的問題日益嚴峻。因此，許多煉油企業自上世紀末期便紛紛開展了煉油裝置的高硫擴能改造，在加工高硫高酸劣質原油的工藝過程中，加氫裂化反應流出物空冷器(Reactor Effluent Air Coolers,簡稱REAC) 及其相聯管道的腐蝕泄漏一直是影響裝置長周期運行的主要障礙。三十多年來，包括NACE、 UOP和API等先后經過大量調研，分析了 REAC系統的失效影響因素，提出建立以介質流速、 腐蝕因子Kp值、NH4HS濃度為主體的失效控制體系，一定程度上降低了加氫REAC系統的風險概率。由于上述研究成果多為大量的失效調研案例統計分析，在應用過程中存在一定的局限性，特別是進入新世紀以來，隨著裝置大型化、原料油劣質化、運行工況苛刻化的發展， 許多新裝置盡管嚴格按照上述標準進行設計，但仍然出現了多起管束腐蝕泄漏事故，釀成了嚴重的經濟損失。已有的研究成果表明，目前加氫REAC系統的失效形式主要分為多相流沖蝕、銨鹽結晶沉積垢下腐蝕、銨鹽結晶沉積堵塞管束引起的局部沖蝕等三大類。其中對于銨鹽結晶沉積引起的垢下腐蝕和堵塞后的局部沖蝕機理，可表述為實際的原料油富含硫和氮的化合物和少量氯化物，經加氫反應后生成&S、HCl和NH3,進而生成銨鹽NH4HS和NH4Cl。含有上述腐蝕性介質的反應流出物在冷卻過程中存在著復雜的相變，其中銨鹽NH4HS和NH4Cl會直接由氣相冷凝成固態晶體，在缺少液態水的情況下會迅速堵塞REAC管束。為防止銨鹽堵塞，通常在加氫REAC上游注水，雖然注水能有效防止堵塞，但也會形成高腐蝕性的銨鹽水溶液，流速過低，銨鹽堵塞管束引起垢下腐蝕，流速過快，則易引發多相流沖蝕。針對目前國內外REAC系統頻繁發生的管束銨鹽沉積引起的腐蝕泄漏問題，包括國外NACE、U0P、API等也只能憑經驗分析提出防止銨鹽沉積的措施，具體涉及到銨鹽的沉積位置、沉積量、沉積工況等，仍缺少切實有效的沉積預測手段。為了研究多相流易結晶組分的的沉積問題，國內外一些科研院所及大專院校設計了多種多相流沉積試驗裝置，但其大部分是針對泥沙流動等進行沉積測試，且試驗條件與工程實際差別很大，難以借鑒實現加氫REAC系統銨鹽沉積的臨界特性，故本文提出設計一種應用于現場加氫空冷器銨鹽流動沉積測試的高壓視鏡，結合已有的空冷器系統銨鹽沉積實驗測試系統實現不同流量、不同溫度、不同壓力等運行工況下的NH4HS和NH4Cl沉積臨界特性，為加氫REAC系統的優化設計、優化操作和優化運行提供科學指導。
發明內容針對國內外多相流沉積實驗裝置存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種用于加氫空冷器銨鹽流動沉積測試的高壓視鏡，適用于加氫空冷器NH4HS和NH4Cl兩種銨鹽的結晶沉積臨界特性測試。該高壓視鏡可針對加氫裂化工業環境中的實際工況，實時監測上述兩種銨鹽的結晶沉積臨界特性。為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是開有水平中心孔的方形高壓視鏡支撐架對應的兩側面，分別焊接進口直管段和出口直管段，進口直管段與進口法蘭連接，出口直管段與出口法蘭連接；高壓視鏡支撐架上面和不安裝進口直管段和出口直管段的一側面中心分別開與水平中心孔直徑相同的光源孔和光學放大系統視孔，并與水平中心孔相貫通；開有光源孔的高壓視鏡支撐架上面與開有中心孔的光源支撐架間安裝第一玻璃平面鏡后，通過緊固螺栓緊固，開有光學放大系統視孔的高壓視鏡支撐架側面與開有中心孔的光學放大系統支撐架間從內到外依次安裝圓柱玻璃平面鏡和第二玻璃平面鏡后通過緊固螺栓緊固；安裝有物鏡的光學放大系統一端通過調節螺母、彈簧墊片固定在光學放大系統支撐架上，另一端與CCD鏡頭相聯，CCD鏡頭通過基帶同軸電纜與圖像采集系統相聯。所述的圓柱玻璃平面鏡其不與第二玻璃平面鏡相聯的側面凸出高壓視鏡支撐架中心水平孔直徑的1/3。所述的高壓視鏡支撐架水平中心孔、光源孔和光學放大系統視孔孔徑相同。本實用新型具有的有益效果是本實用新型采用CXD探頭可以實時通過圖像采集系統觀測NH4HS和NH4Cl兩種銨鹽的結晶沉積過程。本實用新型提出的高壓視鏡監測方案適用于工業實際環境，可實現不同溫度、不同壓力、不同流量等運行工況下銨鹽的沉積臨界特性測試。設計的高壓視鏡對于開展REAC系統管束失效分析、優化設計、風險檢驗和壽命評估等設備安全保障技術研究具有重要意義。另外，本實用新型結構簡單，除適用于石化工業管束類設備外，還可廣泛應用于煤化工領域的腐蝕性多相流沉積臨界特性測試。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是圖1中A的放大圖。圖中1、出口直管段，2、出口法蘭，3、光學放大系統支撐架，4、光源孔，5、光源支撐架，6、進口法蘭，7、進口直管段，8、緊固螺栓，9、光學放大系統視孔，10、高壓視鏡支撐架， U、第一玻璃平面鏡，12、第二玻璃平面鏡，13、圓柱玻璃平面鏡，14、彈簧墊片，15、光學放大系統，16、CXD鏡頭，17、物鏡，18、調節螺母。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1、圖2所示，本實用新型包括出口直管段1、出口法蘭2、光學放大系統支撐架 3、光源孔4、光源支撐架5、進口法蘭6、進口直管段7、緊固螺栓8和光學放大系統視孔9;其中，開有水平中心孔的方形高壓視鏡支撐架10對應的兩側面分別焊接進口直管段7和出口直管段1，進口直管段7與進口法蘭6連接，出口直管段1與出口法蘭2連接；高壓視鏡支撐架10上面和不安裝進口直管段7和出口直管段1的一側面中心分別開與水平中心孔直徑相同的光源孔4和光學放大系統視孔9，并與高壓視鏡支撐架10水平中心孔相貫通；開有光源孔4的高壓視鏡支撐架10上面與開有中心孔的光源支撐架5間安裝第一玻璃平面鏡11后，通過緊固螺栓緊固，開有光學放大系統視孔9的高壓視鏡支撐架10側面與開有中心孔的光學放大系統支撐架3間從內到外依次安裝圓柱玻璃平面鏡13和第二玻璃平面鏡 12后通過緊固螺栓緊固；安裝有物鏡17的光學放大系統15 —端通過調節螺母18、彈簧墊片14固定在光學放大系統支撐架3上，另一端與CCD鏡頭16相聯，CCD鏡頭通過基帶同軸電纜與圖像采集系統相聯。圓柱玻璃平面鏡13與第二玻璃平面鏡12之間通過固體膠粘結連接，圓柱玻璃平面鏡13其不與第二玻璃平面鏡相聯的側面須凸出高壓視鏡支撐架10水平中心孔直徑的1/3。安裝完畢后的高壓視鏡，其光學放大系統視孔9的出口安裝形式為垂直向下安裝。本實用新型的具體工作過程反應流出物多相流介質經進口法蘭6、進口直管段7流至高壓視鏡支撐架10水平中心孔進口，水平中心孔出口經出口直管段1流至出口法蘭2。實驗過程中，在光源孔4內安裝光源可以照射至高壓視鏡支撐架水平中心孔，用以輔助CCD鏡頭6圖像采集；由于光學放大系統視孔9出口安裝形式為垂直向下安裝，為了保證流體流動過程中介質不在圓柱玻璃平面鏡13頂部與高壓視鏡支撐架10水平中心孔之間的空隙內形成積液，以免影響光源的照射效果及圖像拍攝效果，故要求圓柱玻璃平面鏡13頂部要高出高壓視鏡支撐架10水平中心孔直徑的1/3。鑒于光學放大系統支撐架3為垂直向下的結構，光學放大系統15的物鏡17剛好可以觀測到高壓視鏡支撐架10水平中心孔頂部，若圖像采集過程中圖像不清晰則可通過調節螺母18和彈簧墊片14調節物鏡17的焦距。由于反應流出物為油、氣、水三相組成，在流動過程中油、氣、水三相由于密度不同會發生分層現象，管道頂部氣相較多， 根據NH4HS和NH4Cl的流動沉積機理，兩種銨鹽從氣相冷凝過程中會直接析出晶體并附著在水平中心孔頂部，故可以通過光學放大系統15，經物鏡、CCD鏡頭等將管道頂部沉積的銨鹽顆粒放大5(Γ100倍，并通過基帶同軸電纜輸出模擬信號，經A/D轉換后轉變為數字信號與圖像采集系統(工控機)相聯；在改變壓力、流量和溫度的過程中，可實現不同實驗工況下 NH4HS和NH4Cl兩種銨鹽流動沉積的臨界特性測試，并可繪制出在單獨改變壓力、流量或溫度的過程中銨鹽的流動沉積曲線。
權利要求1.一種應用于加氫空冷器銨鹽流動沉積測試的高壓視鏡，其特征在于開有水平中心孔的方形高壓視鏡支撐架(10)對應的兩側面，分別焊接進口直管段(7)和出口直管段(1 )， 進口直管段(7)與進口法蘭(6)連接，出口直管段(1)與出口法蘭(2)連接；高壓視鏡支撐架(10)上面和不安裝進口直管段(7)和出口直管段(1)的一側面中心分別開與水平中心孔直徑相同的光源孔(4)和光學放大系統視孔(9)，并與水平中心孔相貫通；開有光源孔(4) 的高壓視鏡支撐架(10)上面與開有中心孔的光源支撐架(5)間安裝第一玻璃平面鏡(11) 后，通過緊固螺栓緊固，開有光學放大系統視孔(9)的高壓視鏡支撐架(10)側面與開有中心孔的光學放大系統支撐架(3)間從內到外依次安裝圓柱玻璃平面鏡(13)和第二玻璃平面鏡(12)后通過緊固螺栓緊固；安裝有物鏡(17)的光學放大系統(15)—端通過調節螺母 (18)、彈簧墊片(14)固定在光學放大系統支撐架(3)上，另一端與C⑶鏡頭(16)相聯，CXD 鏡頭通過基帶同軸電纜與圖像采集系統相聯。
2.根據權利要求1所述的一種用于加氫空冷器銨鹽流動沉積測試的高壓視鏡，其特征在于所述的圓柱玻璃平面鏡(13)其不與第二玻璃平面鏡相聯的側面凸出高壓視鏡支撐架(10)中心水平孔直徑的1/3。
3.根據權利要求1所述的一種用于加氫空冷器銨鹽流動沉積測試的高壓視鏡，其特征在于所述的高壓視鏡支撐架(10)水平中心孔、光源孔(4)和光學放大系統視孔(9)孔徑相同。
專利摘要本實用新型公開了一種應用于加氫空冷器銨鹽流動沉積測試的高壓視鏡。開有水平中心孔的高壓視鏡支撐架對應面，分別焊接進口直管段、出口直管段和法蘭；支撐架上面和另一側面中心分別開與光源孔和光學放大系統視孔，并與水平中心孔相貫通；開有光源孔的支撐架上面與開有中心孔的光源支撐架間安裝玻璃平面鏡，開有光學放大系統視孔的支撐架側面與開有中心孔的光學放大系統支撐架間從內到外依次安裝圓柱玻璃平面鏡和玻璃平面鏡；安裝有物鏡的光學放大系統一端通過調節機構固定在光學放大系統支撐架上，另一端經CCD鏡頭與圖像采集系統相聯。本實用新型適用于工業實際環境，實現不同溫度、不同壓力、不同流量等運行工況下銨鹽的沉積臨界特性測試。
文檔編號G01N21/85GK202018427SQ20112009384
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月1日 優先權日2011年4月1日
發明者偶國富, 葉健, 謝浩平, 金浩哲 申請人:杭州富如德科技有限公司