一种实验室冷凝系统腐蚀评价装置及应用的制作方法

1.本发明属于腐蚀评价技术领域，具体涉及一种实验室冷凝系统腐蚀评价装置及应用。


背景技术：

2.目前，现有的精馏塔顶冷凝回流装置都是采用蛇形盘管冷凝器，蒸汽从冷凝盘管下端进入冷凝器，为了确保蒸汽在冷凝器中能最大化冷凝下来，通常在蒸汽入口的下方设有冷却管道；上述结构方式存在一些不足：部分蒸汽未经冷凝就直接从溢流孔进入回流段，在回流段的器壁上冷凝下来，部分冷凝液沿着器壁进入采出口，导致精馏塔的回流比控制不准确；特别是当精馏塔蒸汽量较大时，上述缺陷尤其明显，甚至在采出液管口都有未冷凝的蒸汽。
3.在实际生产中，设计有回流系统的塔顶冷凝器普遍存在腐蚀泄漏问题。发生腐蚀的工厂多发生在开车半年到一年之间，腐蚀的材质均为不锈钢，严重制约了装置的长周期稳定运行，在对装置的安全生产造成极大威胁的同时，也带来了一定的经济损失和环境危害，因此，对塔顶冷凝液的回流腐蚀进行评价研究具有十分重要的意义。
4.鉴于此，提供一种能准确模拟塔顶冷凝回流的冷凝液回流腐蚀装置十分必要。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种实验室冷凝系统腐蚀评价装置及应用，所述装置通过使用三个冷凝管，能够充分冷凝回流液，防止蒸汽进入回流段，装置结构简单，冷凝效果好，适用于各类冷凝系统腐蚀评价试验。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种实验室冷凝系统腐蚀评价装置，包括四口烧瓶、蒸馏烧瓶、竖直冷凝管、水平冷凝管、蛇形冷凝管；所述四口烧瓶与所述竖直冷凝管底部设置的竖直冷凝管下端口相连接，所述竖直冷凝管顶部设置的竖直冷凝管上端口通过第一转换器与所述水平冷凝管一端设置的水平冷凝管上端口相连接，所述水平冷凝管另一端设置的水平冷凝管下端口通过第二转换器与所述蒸馏烧瓶上设置的蒸馏烧瓶端口相连接，所述蒸馏烧瓶与四口烧瓶还通过回流管相连接；所述第二转换器的另一端与蛇形冷凝管底部设置的蛇形冷凝管下端口相连接，所述蛇形冷凝管顶部设置的蛇形冷凝管上端口上套设有橡胶管，所述橡胶管的另一端插入尾气吸收烧杯中。
8.上述技术方案中，可以理解的是，第一转换器和第二转换器均是本领域常用的接口装置；其中，第二转换器为三口，一端连接水平冷凝管下端口，一端连接蒸馏烧瓶端口，一端连接蛇形冷凝管下端口。
9.作为本发明技术方案的优选，所述四口烧瓶置于第一加热套之上。
10.作为本发明技术方案的优选，所述蒸馏烧瓶置于第二加热套之上。
11.作为本发明技术方案的优选，所述四口烧瓶上还插设有第一温度计。
12.作为本发明技术方案的优选，所述四口烧瓶通过氮气入口与外部氮气系统连通。
13.作为本发明技术方案的优选，竖直冷凝管上还设置有竖直冷凝管进水口和竖直冷凝管出水口。
14.作为本发明技术方案的优选，水平冷凝管上还设置有水平冷凝管进水口和水平冷凝管出水口。
15.作为本发明技术方案的优选，蛇形冷凝管上还设置有蛇形冷凝管进水口和蛇形冷凝管出水口。
16.作为本发明技术方案的优选，所述蒸馏烧瓶侧壁还插设有第二温度计。
17.作为本发明技术方案的优选，蒸馏烧瓶放置的高度高于四口烧瓶的高度。
18.同时，本发明还请求保护上述装置在实验室冷凝系统腐蚀评价中的应用。
19.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
20.(1)本发明提供的评价装置中，设计三个冷凝管相互连接可以增强冷凝器的冷凝效果，可防止蒸汽进入回流段，提高了冷凝回流比控制的精确度；冷凝管与四口烧瓶、蒸馏烧瓶直接连接可以使冷凝液达到闭环回流状态，减少溶液因形成高温蒸汽所产生的损耗；顶端增加了蛇形冷凝管可以避免多余的蒸汽进入到空气中造成污染，使其冷凝形成冷凝液流入到蒸馏烧瓶的回流装置中，实现冷凝液的循环使用。
21.(2)本发明提供的评价装置中，四口烧瓶和蒸馏烧瓶里插入温度计可以实时监测烧瓶里回流溶液的温度，判断是否可以达到实验所需的温度要求。
22.(3)本发明提供的评价装置中，蒸馏烧瓶向下出口的高度高于四口烧瓶的出口保证蒸馏烧瓶里的冷凝液顺利回流到四口烧瓶中，实现冷凝液的循环使用。
23.(4)本发明提供的评价装置具有高效率、高准确度、高回流比的特点，能够将蒸汽入口的上端和下端蒸汽以及残余尾气都能充分冷凝，保证冷凝回流比的准确性，从而保证了冷凝回流腐蚀评价的准确性。
附图说明
24.图1为本发明提供的评价装置的结构示意图。
25.其中，1、四口烧瓶；2、蒸馏烧瓶；3、尾气吸收烧杯；4、第一加热套；5、竖直冷凝管；6、水平冷凝管；7、水平冷凝管进水口；8、水平冷凝管出水口；9、蛇形冷凝管；10、蛇形冷凝管进水口；11、蛇形冷凝管出水口；12、第一温度计；13、回流管；14、氮气入口；15、竖直冷凝管下端口；16、竖直冷凝管上端口；17、水平冷凝管上端口；18、水平冷凝管下端口；19、蒸馏烧瓶端口；20、蛇形冷凝管下端口；21、蛇形冷凝管上端口；22、第二加热套；23、竖直冷凝管进水口；24、竖直冷凝管出水口；25、第二温度计。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
27.同时，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的
条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
28.其中，本发明中使用到的塔回流介质取自某炼化企业。
29.实施例1
30.参见图1，一种实验室冷凝系统腐蚀评价装置，包括四口烧瓶1、蒸馏烧瓶2、竖直冷凝管5、水平冷凝管6、蛇形冷凝管9；所述四口烧瓶1与所述竖直冷凝管5底部设置的竖直冷凝管下端口15相连接，所述竖直冷凝管5顶部设置的竖直冷凝管上端口16通过第一转换器与所述水平冷凝管6一端设置的水平冷凝管上端口17相连接，所述水平冷凝管6另一端设置的水平冷凝管下端口18通过第二转换器与所述蒸馏烧瓶2上设置的蒸馏烧瓶端口19相连接，所述蒸馏烧瓶2与四口烧瓶1还通过回流管13相连接；所述第二转换器的另一端与蛇形冷凝管9底部设置的蛇形冷凝管下端口20相连接，所述蛇形冷凝管9顶部设置的蛇形冷凝管上端口21上套设有橡胶管，所述橡胶管的另一端插入尾气吸收烧杯3中。
31.进一步的，本实施例中，所述四口烧瓶1置于第一加热套4之上，所述蒸馏烧瓶2置于第二加热套22之上。
32.进一步的，本实施例中，所述四口烧瓶1上还插设有第一温度计12；所述蒸馏烧瓶2侧壁还插设有第二温度计25；便于控制、记录加热温度。
33.进一步的，本实施例中，所述四口烧瓶1通过氮气入口14与外部氮气系统连通，便于通入氮气除氧。
34.进一步的，本实施例中，竖直冷凝管5上还设置有竖直冷凝管进水口23和竖直冷凝管出水口24；水平冷凝管6上还设置有水平冷凝管进水口7和水平冷凝管出水口8；蛇形冷凝管9上还设置有蛇形冷凝管进水口10和蛇形冷凝管出水口11。
35.进一步的，本实施例中，蒸馏烧瓶2放置的高度高于四口烧瓶1的高度，便于形成凝液回流。
36.进一步参阅图1，对本装置的作用原理做进一步描述：四口烧瓶1中装入待加热液体，通过氮气入口14接通外部的氮气系统通氮除氧后，通过第一加热套4、第二加热套22分别对四口烧瓶1和蒸馏烧瓶2进行加热，并分别通过第一温度计12和第二温度计25进行温度监控；四口烧瓶1中加热形成的蒸汽从竖直冷凝管下端口15上升到竖直冷凝管上端口16，经过第一转接器从水平冷凝管上端口17进入水平冷凝管6中；在水平冷凝管6中经受自下而上的冷凝水的冷凝成为液体之后顺着蒸馏烧瓶端口19滴入到蒸馏烧瓶2中；蒸馏烧瓶2中的液位到达回流管高度时沿着回流管13流入到四口烧瓶1中实现冷凝液的回流闭环。水平冷凝管下端口18处的残余蒸汽尾气进入蛇形冷凝管下端口20，经过蛇形冷凝管9自下而上的冷凝水冷凝之后从蛇形冷凝管上端口21出来进入尾气吸收烧杯3被里边的溶液中和吸收。
37.应用例1
38.利用实施例1所述装置进行实验室塔顶冷凝回流腐蚀模拟试验，具体方法如下：将五塔回流介质装入四口烧瓶1中，保证介质体积不少于800ml；同时，在四口烧瓶1和蒸馏烧瓶2中分别放置一片ta2试样；持续通高纯氮除氧，升温至108～110℃，控制冷凝液回流周期，控制加热温度保持溶液微沸，加热回流一段时间(8h为一个回流周期，每4h记录一次数据，根据实际需要确定加热回流的总时间)。
39.实验结束后，进行宏观、微观形貌观察，称重。四口烧瓶1和蒸馏烧瓶2内溶液留样，检测两个烧瓶内醋酸浓度，分析其中各金属离子(尤其是钛离子)浓度。计算四口烧瓶1和蒸
馏烧瓶2内ta2的腐蚀速率均为0.00035mm/a。
40.应用例2
41.利用实施例1所述装置进行实验室塔顶冷凝回流腐蚀模拟试验，具体方法如下：将五塔回流介质装入四口烧瓶1中，保证介质体积不少于800ml；同时，在四口烧瓶1和蒸馏烧瓶2中分别放置一片316l试样；持续通高纯氮除氧，升温至108～110℃，控制冷凝液回流周期，控制加热温度保持溶液微沸，加热回流一段时间(8h为一个回流周期，每4h记录一次数据，根据实际需要确定加热回流的总时间)。
42.实验结束后，进行宏观、微观形貌观察，称重。四口烧瓶1和蒸馏烧瓶2内溶液留样，检测两个烧瓶内醋酸浓度，分析腐蚀速率。计算四口烧瓶1和蒸馏烧瓶2内316l的腐蚀速率分别为0.00169mm/a和0.00076mm/a。
43.本发明通过上述实施例来说明本发明的技术构思，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品个别原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。