一种沥青热储存稳定性测试系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种沥青热储存稳定性测试系统，包括控制装置、沥青存储罐、与沥青存储罐密封连接的封盖，控温装置、搅拌器，所述控温装置和搅拌器与控制装置连接，所述控温装置包括盘管、介质加热装置和介质冷却装置，所述盘管位于沥青存储罐内部，盘管的进口端和出口端伸出沥青存储罐外，所述介质加热装置和介质冷却装置并联连接后，介质输出端和介质输入端分别与盘管的进口端和出口端连接，形成冷、热换热介质的可切换循环回路。该系统可以准确地模拟沥青现场在储罐中的储存情况，所检测出来的结果接近于生产上工业储罐的热储存性能。
【专利说明】一种浙青热储存稳定性测试系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种浙青热储存稳定性测试系统。
【背景技术】
[0002]我国近年高速公路建设相当快，道路浙青的需求迅速增加。为满足国家公路建设需要，一条途径是直接进口道路浙青，另外一条重要途经是要求我们要多产道路浙青。国产原油中，适合生产道路浙青的原油不多。为了满足国内对于道路浙青日益增长的的需要，主要还是靠加工进口原油生产道路浙青。我国加工的进口原油来源不太稳定，油种变化复杂，主要来自中东、东南亚、澳洲、南美洲、俄罗斯联邦、西部非洲诸国等，造成生产道路浙青的油源不稳定，浙青质量波动较大。
[0003]道路浙青的生产大都采用罐式调合法生产。调合时间一般需要4?8小时。罐式调合要在罐中保持较高的温度，然后用泵与储罐组成一个闭合回路进行循环。储罐温度以保持浙青的粘度不超过200mm2/s为宜，因此浙青调和温度一般在140°C左右，成品经检验合格可出厂。
[0004]道路浙青产品是否合格是通过分析道路浙青的性质来判断的，目前都是采用《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)规定及试验手段进行分析。其中，主要分析项目有:针入度(25°C，100g，5s)、针入度指数P1、软化点、动力粘度(60。。)、延度(10°C、15°C)、含蜡量，以及薄膜烘箱试验(163°C，5h)后针入度比、残留延度(10°C )、质量变化等等。其中，与道路浙青热储存稳定性相关的性质有:针入度指数P1、软化点、延度(10°C、15°C)以及薄膜烘箱试验(163°C，5h)后针入度比、残留延度(10°C )、质量变化。
[0005]但是，在实际生产中，有时候由于各方面原因导致成品道路浙青不能及时出厂，需要在140°C左右的温度条件下在工业储罐中继续热储存；储存时间视浙青销售情况而定，有时长达20天或更长，浙青产品出厂前还要对浙青性质复查分析，合格后才能出厂外运，浪费大量的人力、物力。曾经发生过道路浙青产品调合交库时全部性质合格，而在140°C左右的温度条件下工业储罐热储存20天后浙青性质复查不合格的现象，造成资源的浪费。说明与道路浙青热储存稳定性相关的针入度指数P1、软化点、延度(10°C、15°C )以及薄膜烘箱试验(163°C，5h)后针入度比、残留延度(10°C )、质量变化等性质指标还不足以充分表征道路浙青的热储存稳定性。
[0006]发明人曾经分别在实验室的鼓风烘箱及浙青储罐对同一浙青进行了相同温度下的热老化试验，试验结果表明，实验室储存I天浙青性能已发生严重改变，老化速度快；浙青在生产储罐中即使保温储存半个月，其性能变化要比实验室的变化小得多，实验室的结果与生产上的结果不具可比性，难以真实反映浙青的储存。这是因为在实验中，实验装置容积限制以及没有设置搅拌器等原因，不能准确地反应浙青在现场设备中的存储状态。
[0007]为此，中国专利ZL200420086109.3中提供了一种改性浙青存储稳定性测试装置，该装置包括盛样桶、盛样桶上部的封盖、盛样桶内的两根障碍棒、套装在盛样桶外部的恒温桶，恒温桶外围的旋转加热丝、恒温桶底部的加热圈和搅拌器。该装置虽然在一定程度上模拟浙青现场储存情况，提高了测量值的准确度。不过，该装置采用加热丝和加热圈作为加热装置，容易造成浙青中局部温度过高，尤其是盛样桶壁附近的浙青温度会更高，而且浙青粘度大，散热慢，仅靠浙青自然降温，难以将存储温度控制在140°C左右，因此，该装置还不能很好地模拟浙青现场储存情况，测量值还存在一定偏差。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的是提供一种浙青热储存稳定性测试系统，该系统可以准确地模拟浙青现场在储罐中的储存情况，所检测出来的结果与生产上工业储罐的热储存性能存在较好的关联关系。
[0009]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种浙青热储存稳定性测试系统，包括控制装置、浙青存储罐、与浙青存储罐密封连接的封盖、控温装置、搅拌器，所述控温装置和搅拌器与控制装置连接，所述的搅拌器安装在封盖上且其搅拌桨伸入浙青存储罐内，所述封盖上设有气源接口、进料口和排空接口，所述控温装置包括盘管、介质加热装置和介质冷却装置，所述盘管位于浙青存储罐内部，盘管的进口端和出口端伸出浙青存储罐夕卜，所述介质加热装置和介质冷却装置并联连接后，介质输出端和介质输入端分别与盘管的进口端和出口端连接，形成冷、热介质的可切换循环回路，换热介质在热介质回路和冷介质回路中切换，介质加热装置和介质冷却装置对换热介质进行加热或冷却，并对浙青存储罐中的浙青进行加热或冷却。
[0010]本实用新型可做以下改进:所述介质加热装置和介质冷却装置的介质出口通过同一个液体泵和管路与盘管的进口端连接，而所述介质加热装置和介质冷却装置的介质进口通过三通阀和管路与盘管的出口端连接，由控制装置启动三通阀导通热介质回路和冷介质回路，换热介质在热介质回路和冷介质回路中切换进行加热或冷却。
[0011]本实用新型所述的控温装置还包括三个温度传感器，其中一个温度传感器安装在封盖上，其工作端伸入浙青存储罐中用于与罐内浙青接触，以便于监测罐内浙青的温度并通知控制装置启动液体泵向盘管中供热介质或冷介质，另两个温度传感器分别安装在盘管两端与介质加热装置和介质冷却装置连接的管路上，监测换热介质的温度，并根据换热介质实时的温度，通知控制装置控制换向三通阀换向导通热介质回路和冷介质回路。设置多个温度传感器的目的主要是防止单个温度传感器失灵而造成飞温情况发生。
[0012]本实用新型还包括换热介质存储罐，该换热介质存储罐与介质加热装置或介质冷却装置连接，为整个系统提供初始的换热介质。
[0013]所述介质加热装置和介质冷却装置之间通过管路和阀门连接，打开阀门使换热介质在介质加热装置和介质冷却装置之间流通，以便在启动系统时，换热介质先进入介质加热装置中加热后，再送入盘管中，或者先进入介质冷却装置中冷却后，再送入盘管中。
[0014]本实用新型所述浙青存储罐外壁套装有保温套，以减少热量损失。
[0015]本实用新型所述浙青存储罐底部设至少一个排样阀，既可在此排出浙青，也可以随时取样。
[0016]本实用新型还包括压力监测装置，所述压力监测装置可以是设置在浙青存储罐上的压力表，也可以是设置在浙青存储罐内并与控制装置连接的压力传感器。作为本实用新型的一个实施例，所述压力监测装置包括压力表和压力传感器。[0017]本实用新型所述气源接口为二个，分别连接氮气气源和压缩空气气源，可以实现无压缩空气(或N2)自然老化、N2延缓老化、压缩空气加速老化三种模式操作。
[0018]本实用新型所述的换热介质可采用导热油或蒸汽等。
[0019]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0020](I)本实用新型可以模拟现场浙青热储存的状况，可较为真实地反应浙青在存储过程中的变化，使得道路浙青的实验室热储存性能更接近生产上工业储罐的热储存性能，以此应对由于浙青需求量和产量大增而导致的道路浙青调和用减压渣油来源复杂、调和组分多样化的问题，指导道路浙青生产，将热储存稳定性能良好的道路浙青供应市场，避免不合格道路浙青产品的生产。
[0021](2)本实用新型能够精确控制加热温度的高低，配合使用惰性气体(如氮气)延缓老化、或通入热空气加速老化，使用该装置能够区分相同牌号合格道路浙青产品热储存稳定性的差异；对于以前未曾接炼过的新原油减压渣油生产的道路浙青，能够较为准确的预测出该浙青在工业储罐热储存时性能的变化规律；能够判别出不同原油减压渣油生产的道路浙青热储存稳定性的优劣；同时，对于调入如润滑油糠醛抽出油、催化裂化油浆等炼油化工副产品而生产出的道路浙青，通过浙青热储存稳定性试验装置试验来判断其是否适宜作为道路浙青调和组分。
[0022](3)本实用新型的控温装置采用盘管、温度传感器、介质加热装置和介质冷却装置构成，以热介质和冷介质交替加热和冷却浙青存储罐中的浙青，避免浙青中局部温度过高造成浙青老化。而采用冷热介质交替对浙青进行冷却和加热，能更好地将浙青温度控制在140°C或者其他预设温度左右，保证存储温度与现场存储一致，所得测量值与现场的更接近，更有利于指导实际生产。
[0023](4)本实用新型在盘管、介质加热装置和介质冷却装置之间形成对换热介质加热或冷却的可切换循环回路，通过换向三通阀换向导通加热介质回路和冷介质回路，使换热介质在热介质回路和冷介质回路中切换进行加热或冷却，只需要设置一个换热介质存储罐即可，而无需分别设置冷换热介质储罐和热换热介质储罐，使装置结构更简单，空间占用面积更小。
[0024](5)本实用新型设有温度、压力多重安全控制，可实现20天以上长期、连续、和无人看守操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本实用型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]图1所示的浙青热储存稳定性测试系统是本实用新型的一个实施例，包括控制装置、浙青存储罐1、与浙青存储罐密封连接的封盖2、控温装置和搅拌器3。封盖2上设两个与气源连接的气源接口 21、气源接口 22，进料口 24和排空接口，封盖2上的两个气源接口分别通过进气管连接氮气源和压缩空气源，用于进行无压缩空气(或N2)自然老化、N2延缓老化、压缩空气加速老化三种模式操作。排空接口上设排空管和安全阀23，在浙青存储罐I内压力达到安全阀23起跳压力时，安全阀23起跳泄压，保护浙青存储罐I。搅拌器3安装在封盖2上，由变频电机31、搅拌轴32和搅拌桨33构成，变频电机31固定在浙青存储罐I外支架上，由控制装置控制，搅拌轴32其中一端与变频电机31的动力输出端连接，另一端穿过封盖2延伸至浙青存储罐I内接近罐底处，搅拌桨33固定在搅拌轴位于浙青存储罐I内的一端上。
[0027]控温装置由三个温度传感器、盘管6、换热介质存储罐10、介质加热装置9和介质冷却装置8构成，其中，盘管6位于浙青存储罐内部，盘管6的进口端和出口端伸出浙青存储罐I外，盘管6的进口端从浙青存储罐I下部伸出，盘管6出口端从浙青存储罐I的侧壁伸出，位于进口端的上方。介质加热装置9和介质冷却装置8间通过管道和阀门连接。换热介质存储罐10与介质冷却装置8连接，为系统提供初始的换热介质。采用的换热介质为导热油。换热介质存储罐10的换热介质进入介质冷却装置8中，可以直接泵送入盘管6中，或者打开介质加热装置9和介质冷却装置8之间的的阀门，使换热介质经介质冷却装置8进入介质加热装置9进行加热后输送至盘管6中，对浙青进行加热。介质加热装置9和介质冷却装置8的介质出口通过同一个液体泵15和管道与盘管6进口端连接,盘管6的出口端则通过由控制装置控制的自动气动三通阀7和管道与介质加热装置9和介质冷却装置8的介质进口连接，使盘管6、介质加热装置9和介质冷却装置8之间构成冷、热介质的可切换循环回路。三个温度传感器中，温度传感器4设置在浙青存储罐I上，其工作端从封盖2伸入浙青存储罐I内，该温度传感器4检测浙青的温度。温度传感器13安装在盘管6的出口端与气动三通阀7之间，温度传感器14安装在介质加热装置9和介质冷却装置8介质出口与液体泵之间。温度传感器13和温度传感器14检测可切换循环回路中的介质温度，反馈给控制装置，由控制装置对实测温度与温度设定值比较，向气动三通阀7发出换向指令，导通热介质回路或冷介质回路，换热介质在热介质回路和冷介质回路中循环切换进行加热或冷却，进而对浙青进行加热或冷却。
[0028]浙青存储罐I外壁套装有保温套(图中未示出)，以减少热量损失。浙青存储罐I底部设两个排样阀5，既可在此排出浙青，也可以随时取样。
[0029]浙青存储罐I上设压力监测装置，压力监测装置包括设置在浙青存储罐气源接口21的进气管上的压力表12和设置在浙青存储罐安全排空管路上并与控制装置连接的压力传感器11，压力传感器11将压力信号传输至控制装置，在压力过高时发出警报。
[0030]本实施例中的介质加热装置9和介质冷却装置8均为常用的换热器，或者是其他可以实现热交换的装置。
[0031]本实用新型可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。本实用新型的上述实施例都只能认为是对本发明的说明而不是限制，凡是依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种浙青热储存稳定性测试系统，包括控制装置、浙青存储罐、与浙青存储罐密封连接的封盖、控温装置、搅拌器，所述控温装置和搅拌器与控制装置连接，所述的搅拌器安装在封盖上且其搅拌桨伸入浙青存储罐内，所述封盖上设有气源接口、进料口和排空接口，其特征在于，所述控温装置包括盘管、介质加热装置和介质冷却装置，所述盘管位于浙青存储罐内部，盘管的进口端和出口端伸出浙青存储罐外，所述介质加热装置和介质冷却装置并联连接后，介质输出端和介质输入端分别与盘管的进口端和出口端连接，形成冷、热介质可切换循环回路，换热介质在热介质回路和冷介质回路中切换，介质加热装置和介质冷却装置对换热介质进行加热或冷却，并对浙青存储罐中的浙青进行加热或冷却。
2.根据权利要求1所述的浙青热储存稳定性测试系统，其特征在于，所述介质加热装置和介质冷却装置的介质出口通过同一个液体泵和管路与盘管的进口端连接，而所述介质加热装置和介质冷却装置的介质进口通过三通阀和管路与盘管的出口端连接，由控制装置启动三通阀导通热介质回路和冷介质回路，换热介质在热介质回路和冷介质回路中切换进行加热或冷却。
3.根据权利要求2所述的浙青热储存稳定性测试系统，其特征在于，所述控温装置还包括三个温度传感器，其中一个温度传感器安装在封盖上，其工作端伸入浙青存储罐中用于与罐内浙青接触，监测罐内浙青的温度并反馈至控制装置，另两个温度传感器分别安装在盘管两端与介质加热装置和介质冷却装置连接的管路上，监测换热介质的温度并反馈至控制装置。
4.根据权利要求1或2或3所述的浙青热储存稳定性测试系统，其特征在于，还包括换热介质存储罐，该换热介质存储罐与介质加热装置或介质冷却装置连接，为整个系统提供初始的换热介质。
5.根据权利要求4所述的浙青热储存稳定性测试系统，其特征在于，所述介质加热装置和介质冷却装置之间通过管路和阀门连接，打开阀门使换热介质在介质加热装置和介质冷却装置之间流通。
6.根据权利要求5所述的浙青热储存稳定性测试系统，其特征在于，所述浙青存储罐外壁套装有保温套。
7.根据权利要求4所述的浙青热储存稳定性测试系统，其特征在于，所述浙青存储罐底部设至少一个排样阀。
8.根据权利要求4所述的浙青热储存稳定性测试系统，其特征在于，还包括压力监测装置为设置在浙青存储罐上的压力表和设置在浙青存储罐内并与控制装置连接的压力传感器。
9.根据权利要求1所述的浙青热储存稳定性测试系统，其特征在于，所述气源接口为二个，分别连接氮气气源和压缩空气气源。
【文档编号】G01N25/00GK203688471SQ201320641339
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】徐少智, 李国民, 骆新平, 欧晔, 许宏, 何靖斌 申请人:中国石油化工股份有限公司