高压易闪蒸混合液体取样装置的制作方法

本发明涉及一种液体取样装置，具体涉及到一种具有两级减压、轻重组分分离效率高、安全可靠性高的高压易闪蒸混合液体取样装置。

背景技术：

随着化学工业的发展，化学工业越来越向技术密集型方向发展；尤其化工生产中对技术、环保的要求越来越高；其中分析技术要求也随着技术的发展要求越来越严格。在生产中分析结果对工业生产的作用越来越大，其对生产的指导作用越发明显，有时对生产装置的运行起到至关重要的作用。而获得准确的分析结果前提是获得实时取样样品。因此设计出合理、可靠、安全的密闭取样器则成为实时取样的关键所在。在化工生产中，尤其是炼油、有机化工行业经常遇到高压易闪蒸的混合物料。由于大多数分析方法需要常压进行，因此取样时需要减压取样，减压取样则会导致轻组分大量气化并导致重组分也随之损失。鉴于此类化学物质特殊性以及危险性，使得此类物料成功取样成为棘手问题。

传统的取样工艺为一步减压冷凝法，主要流程是将料液经过一步减压至常压状态，气液分离，获得液相与气相冷凝物混合后即为最终样品。这种工艺存在两大缺点：一是一步减压导致闪蒸量过大，重组分气化量过多，造成分析结果误差较大；二是虽然经过一次减压重组分中仍有相当量的轻组分存于液相中，轻组分既可能干扰分析结果又会取样后至分析过程中继续挥发影响分析结果甚至造成人身安全问题。

因此现有的一步减压冷凝法取样仍有较大的提升空间。

技术实现要素：

针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种安全、可靠、环保并具有两步减压气相冷凝的取样装置，在高压取样系统，介质属性易闪蒸的情况下，取样进料中的重组分，以解决现有取样装置存在的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种高压易闪蒸混合液体取样装置，包括一料液入口装置、一一级减压阀、一一级气液分离器、一气相支线装置、一液相支线装置和一取样瓶，其中的连接方式为：所述料液入口装置的出口和所述一级减压阀的入口以管道连接，所述一级减压阀的出口以管道连接所述一级气液分离器的入口，所述一级气液分离器的气相出口和所述气相支线装置以管道连接，所述一级气液分离器的液相出口和所述液相支线装置以管道连接，所述取样瓶和所述液相支线装置以管道连接；其中，所述液相支线装置包括一混合气液分离器和一重组分二级减压阀，所述一级气液分离器的液相出口和所述重组分二级减压阀的入口以管道连接，所述重组分二级减压阀的出口以管道连接所述混合气液分离器的入口；所述气相支线装置包括一气相冷凝器、一轻组分气液分离器、一轻组分二级减压阀和一二级气相气液分离器，所述一级气液分离器的气相出口和所述气相冷凝器的入口以管道连接，所述气相冷凝器的出口和所述轻组分气液分离器的入口以管道连接，所述轻组分气液分离器的液相出口和所述轻组分二级减压阀的入口以管道连接，所述轻组分二级减压阀的出口和所述二级气相气液分离器的入口以管道连接，所述二级气相气液分离器的液相出口和所述混合气液分离器的入口以管道连接；所述混合气液分离器的液相出口和所述取样瓶以管道连接。

本申请较佳实施例所述的高压易闪蒸混合液体取样装置，还包括一活性炭吸附罐，所述活性炭吸附罐以管道和所述取样瓶连接，用于吸附所述取样瓶的挥发气。

本申请较佳实施例所述的高压易闪蒸混合液体取样装置，还包括一全组分取样钢瓶、一实时取样副线装置和一针型阀NV04，其中的连接方式为：所述全组分取样钢瓶的入口阀门和所述料液入口装置的出口以管道连接，所述全组分取样钢瓶的出口阀门和所述针型阀NV04的入口以管道连接，所述针型阀NV04的出口和所述一级减压阀的入口以管道连接；所述实时取样副线装置包括一针型阀NV05，所述针型阀NV05的入口管道连接所述全组分取样钢瓶和所述针型阀NV04之间的管道，所述针型阀NV05的出口管道连接进样口下游。

本申请较佳实施例所述的高压易闪蒸混合液体取样装置，还包括一全组分取样副线装置，所述全组分取样副线装置包括一针型阀NV03，所述针型阀NV03的入口管道连接所述全组分取样钢瓶和所述料液入口装置之间的管道，所述针型阀NV03的出口管道连接所述全组分取样钢瓶和所述针型阀NV04之间的管道。

本申请较佳实施例所述的高压易闪蒸混合液体取样装置，还包括一回收管道和一针型阀NV08，所述轻组分气液分离器的气相出口管道连接所述针型阀NV08的入口，所述针型阀NV08的出口和所述回收管道以管道连接。

本申请较佳实施例所述的高压易闪蒸混合液体取样装置，还包括一针型阀NV06和一针型阀NV07，所述气相冷凝器的出口和所述轻组分气液分离器的入口之间的管道连接所述针型阀NV06，所述针型阀NV06和所述气相冷凝器的出口之间的管道以管道连接所述针型阀NV07的入口，所述针型阀NV07的出口连接所述针型阀NV08的入口。

本申请较佳实施例所述的高压易闪蒸混合液体取样装置，还包括一针型阀NV09、一针型阀NV10、一针型阀NV11和一阻火器，所述轻组分二级减压阀和所述二级气相气液分离器之间连接所述针型阀NV10，所述轻组分二级减压阀和所述针型阀NV10之间以管道依序连接所述针型阀NV09、所述针型阀NV11和所述阻火器，所述针型阀NV09和所述针型阀NV11之间以管道连接所述二级气相气液分离器的气相出口。

本申请较佳实施例所述的高压易闪蒸混合液体取样装置，还包括一针型阀NV12，所述混合气液分离器的气相出口连接所述针型阀NV12的入口，所述针型阀NV12的出口连接所述阻火器。

本申请较佳实施例所述的高压易闪蒸混合液体取样装置，还包括一针型阀NV13和一针型阀NV14，所述混合气液分离器和所述取样瓶之间连接所述针型阀NV14，所述混合气液分离器和所述针型阀NV14之间以管道连接所述针型阀NV13的入口，所述针型阀NV13的出口连接所述阻火器。

本申请较佳实施例所述的高压易闪蒸混合液体取样装置，所述料液入口装置包括一料液入口、一针型阀NV01、一氮气吹扫入口和一针型阀NV02，所述料液入口和所述针型阀NV01的入口连接，所述氮气吹扫入口和所述针型阀NV02的入口连接，所述针型阀NV01的出口管道和所述针型阀NV02的出口管道连接形成所述料液入口装置的出口管道。

本申请的设计理念是，设计出一种两级减压的高压易闪蒸混合液体取样系统，两级减压闪蒸比传统一级减压能够更多降低液相重组分的损失，使得液相取样更接近于实际。经过严格计算设计的气相冷凝器能够冷凝大部分重组分液相，使得重组分液相损失降至较低水平；两级减压的压力设置可通过具体组分进行相应的优化计算获得最优值。

由于采用了以上的技术特征，使得本发明相比于现有技术，具有如下的优点和积极效果：

第一、本申请对高压易闪蒸取样装置进行改进，取样更加环保、更具代表性；

第二、本申请高压易闪蒸取样装置安全可靠性高，使用寿命更长。

当然，实施本发明内容的任何一个具体实施例，并不一定同时具有以上全部的技术效果。

附图说明

图1为本申请的结构连接图；

图2为图1的气相支线装置放大图；

图3为图1的液相支线装置和取样部分放大图；

图4为图1的全组分取样部分放大图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件等。

请参考图1、图2、图3和图4，一种高压易闪蒸混合液体取样装置，包括料液入口装置20、一级减压阀51、一级气液分离器52、气相支线装置30、液相支线装置40和取样瓶53，其中的连接方式为：所述料液入口装置20的出口和所述一级减压阀51的入口以管道连接，所述一级减压阀51的出口以管道连接所述一级气液分离器52的入口，所述一级气液分离器52的气相出口和所述气相支线装置30以管道连接，所述一级气液分离器52的液相出口和所述液相支线装置40以管道连接，所述取样瓶53和所述液相支线装置40以管道连接；其中，所述液相支线装置40包括一混合气液分离器41和一重组分二级减压阀42，所述一级气液分离器52的液相出口和所述重组分二级减压阀42的入口以管道连接，所述重组分二级减压阀42的出口以管道连接所述混合气液分离器41的入口；另外，所述气相支线装置30包括一气相冷凝器31、一轻组分气液分离器32、一轻组分二级减压阀33、一二级气相气液分离器34，所述一级气液分离器52的气相出口和所述气相冷凝器31的入口以管道连接，所述气相冷凝器31的出口和所述轻组分气液分离器32的入口以管道连接，所述轻组分气液分离器32的液相出口和所述轻组分二级减压阀33的入口以管道连接，所述轻组分二级减压阀33的出口和所述二级气相气液分离器34的入口以管道连接，所述二级气相气液分离器34的液相出口和所述混合气液分离器41的入口以管道连接；所述混合气液分离器41的液相出口和所述取样瓶53以管道连接。此外，如图所示，取样装置还包括一活性炭吸附罐54，所述活性炭吸附罐54以管道和所述取样瓶53连接，用于吸附所述取样瓶53的挥发气。

除此之外，取样装置还包括一全组分取样钢瓶55、一实时取样副线装置56和一针型阀NV04，其中的连接方式为：所述全组分取样钢瓶55的入口阀门和所述料液入口装置20的出口以管道连接，所述全组分取样钢瓶55的出口阀门和所述针型阀NV04的入口以管道连接，所述针型阀NV04的出口和所述一级减压阀51的入口以管道连接；所述实时取样副线装置56包括一针型阀NV05，所述针型阀NV05的入口管道连接所述全组分取样钢瓶55和所述针型阀NV04之间的管道，所述针型阀NV05的出口管道连接进样口下游。

另外，还包括一全组分取样副线装置57，所述全组分取样副线装置57包括一针型阀NV03，所述针型阀NV03的入口管道连接所述全组分取样钢瓶55和所述料液入口装置20之间的管道，所述针型阀NV03的出口管道连接所述全组分取样钢瓶55和所述针型阀NV04之间的管道。还有，还包括一回收管道58和一针型阀NV08，所述轻组分气液分离器32的气相出口管道连接所述针型阀NV08的入口，所述针型阀NV08的出口和所述回收管道58以管道连接。

此外，取样装置还包括一针型阀NV06和一针型阀NV07，所述气相冷凝器31的出口和所述轻组分气液分离器32的入口之间的管道连接所述针型阀NV06，所述针型阀NV06和所述气相冷凝器31的出口之间的管道以管道连接所述针型阀NV07的入口，所述针型阀NV07的出口连接所述针型阀NV08的入口。还包括一针型阀NV09、一针型阀NV10、一针型阀NV11和一阻火器59，所述轻组分二级减压阀33和所述二级气相气液分离器34之间连接所述针型阀NV10，所述轻组分二级减压阀33和所述针型阀NV10之间以管道依序连接所述针型阀NV09、所述针型阀NV11和所述阻火器59，所述针型阀NV09和所述针型阀NV11之间的管道以管道连接所述二级气相气液分离器34的气相出口。还有，还包括一针型阀NV12，所述混合气液分离器41的气相出口连接所述针型阀NV12的入口，所述针型阀NV12的出口连接所述阻火器59。以及，还包括一针型阀NV13和一针型阀NV14，所述混合气液分离器41和所述取样瓶53之间连接所述针型阀NV14，所述混合气液分离器41和所述针型阀NV14之间以管道连接所述针型阀NV13的入口，所述针型阀NV13的出口连接所述阻火器59。

所述料液入口装置20包括一料液入口21、一针型阀NV01、一氮气吹扫入口22和一针型阀NV02，所述料液入口21和所述针型阀NV01的入口连接，所述氮气吹扫入口22和所述针型阀NV02的入口连接，所述针型阀NV01的出口管道和所述针型阀NV02的出口管道连接形成所述料液入口装置20的出口管道。氮气吹扫入口22用于吹扫时使用，为了防止料样进入、防止氮气回流，可以在针型阀NV02的出口安装第一单向阀61。

以下结合实例具体说明本发明内容。

本实例是以压力65bar，温度120℃，组成料液为丙烯(20-70wt％)、环氧丙烷(5-20wt％)、异丙苯(10-30wt％)、α,α-二甲基苄醇(10-30wt％)，过氧化氢异丙苯(0-10wt％)的混合料液的重组分取样作为具体实例开发的取样装置。

请参考图1，本取样装置包括：料液入口21、氮气吹扫入口22、全组分取样钢瓶55、全组分取样副线装置57、实时取样副线装置56以及两级减压闪蒸液体取样系统(含气相支线装置30和液相支线装置40)。

工艺流程：

取样装置入口端包含料液入口21(高压针型阀NV01)和氮气吹扫入口22(针型阀NV02)，料液经过针型阀NV01后，送至全组分取样钢瓶55及全组分取样副线装置57(针型阀NV03)。通过全组分取样副线装置57进入两级减压闪蒸系统(由针型阀NV04进入)和实时取样副线装置56(针型阀NV05)。

两级减压闪蒸系统流程为：料样经过针型阀NV04后首先经过一级减压阀51减压至5-25bar，随后进入一级气液分离器52进行气液相分离。

液相组分经过重组分二级减压阀42进行二次减压至1.2-5bar后送至混合气液分离器41。

气相则经过气相冷凝器31冷凝至10-40℃，此时会冷凝析出部分液体，此气液混合物料经过针型阀NV06送至轻组分气液分离器32进行分离，分离后的气相则经过针型阀NV08和第二单向阀62送至低压工艺回收管道58，来自轻组分气液分离器32的液相经过轻组分二级减压阀33减压至1.2-5bar后经针型阀NV10送至二级气相气液分离器34。进入二级气相气液分离器34的闪蒸物料经过分离后气相通过针型阀NV11、阻火器59后送至火炬管线，液相则通过第三单向阀63进入混合气液分离器41。

此时两股重组分混合后，部分轻组分继续蒸发，通过气液分离后获得较为稳定的重组分液相料样即为最终取样样品。另外流程中针型阀NV07、针型阀NV09的副线管理则是系统进行吹扫时使用管线。

取样系统操作步骤如下：

1.引入冷却水，确保气相冷凝器31正常工作。

2.实时取样：依次打开针型阀NV01、针型阀NV03、针型阀NV05，等待20秒后关闭针型阀NV03。

3.全组分取样：打开钢瓶两端阀门，取样完成后关闭钢瓶出口阀门和针型阀NV05。

4.液相取样：依次打开针型阀NV04、针型阀NV06、针型阀NV08、针型阀NV10、针型阀NV11、针型阀NV14、针型阀NV12和针型阀NV03进行取样。待取样瓶53液位达到80％时，关闭针型阀NV01、针型阀NV14，打开针型阀NV13去火炬管线。

5.吹扫：待系统中各个气液分离器压力表显示压力低于3bar时，关闭针型阀NV06、针型阀NV08、针型阀NV10和针型阀NV11，进入吹扫准备步骤。吹扫时：先打开针型阀NV07和针型阀NV09，随后打开针型阀NV02。吹扫完成后，将所有处于开启状态的针型阀关闭(包含针型阀NV02、针型阀NV03、针型阀NV04、针型阀NV07、针型阀NV09、针型阀NV12和针型阀NV13)。

6.关闭冷却水，取下取样瓶53。

本申请的工作思想是，两级减压闪蒸比传统一级减压能够更多降低液相重组分的损失，使得液相取样更接近于实际。经过严格计算设计的气相冷凝器31能够冷凝大部分重组分液相，使得重组分液相损失降至较低水平。两级减压闪蒸的取样结果已经很足够，两级减压闪蒸以上的话，系统就太复杂，而且操作过程太多，不现实，而且系统造价也大幅增加。

综上所述，由于采用了以上的技术特征，使得本发明相比于现有技术，具有如下的优点和积极效果：

第一、本申请对高压易闪蒸取样装置进行改进，取样更加环保、更具代表性；

第二、本申请高压易闪蒸取样装置安全可靠性高，使用寿命更长。

发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。以上公开的仅仅是本发明的较佳实施例，但并非用来限制其本身，任何熟习本领域的技术人员在不违背本发明精神内涵的情况下，所做的均等变化和更动，均应落在本发明的保护范围内。