轻烃减压等组成转化装置的制作方法

1.本实用新型属于含有重组份轻烃转化装置，特别是涉及到一种轻烃减压等组成转化装置。


背景技术：

2.在分析领域，针对轻烃组成分析时，尤其是对含有重组份样品进行分析始终是困扰着人们的一道难题。在轻烃样品中不但含有c1～c4这种常温常压下是气体的组份，同时还有c5以上较重的常温常压下是液体的组份存在，这类气相样品中大于碳五（c5）的较重组份，只要环境温度低于其沸点数值或流通阻力（压力）大于自然环境时，立即凝结成为液体沉积而不随气相流动，这样气相样品中组份发生变化将不具有代表性。目前没有办法解决c5以上的重组份含量准确分析，只能在分析过程中将c5以上重组分切除掉不做分析，这样就使得轻烃样品组成分析数据不完整。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在于克服现有技术的不足，提供了一种轻烃减压等组成转化装置。
4.本实用新型的轻烃减压等组成转化装置，包括取样钢瓶、色谱采用阀、定量管，其取样钢瓶的出口与等组成转化单元蒸发管的液态烃入口管路连接、蒸发管的气态烃出口通过管路a与两位三通阀ⅰ的入口连接，两位三通阀ⅰ的放空口k与真空缓冲罐的入口j管路连接、进样口l与色谱采用阀的入口a通过管路b连接，采样阀放空口b与两位三通阀ⅱ的入口c管路连接，两位三通阀ⅱ的常闭口e与真空缓冲罐的入口f管路连接，真空缓冲罐的出口i管路连接至多级真空泵的入口h。
5.作为本实用新型的进一步改进，在真空缓冲罐上设有压力传感器。
6.作为本实用新型的进一步改进，在管路a、管路b上设有管道伴热装置。
7.作为本实用新型的进一步改进，管路b上设有温度传感器。
8.作为本实用新型的进一步改进，在管路a上设有自动调节阀和流量计量模块。
9.本实用新型的轻烃减压等组成转化装置，利用负压沸腾蒸发和牵引作用加上大于临界温度气化相结合的手段，满足了轻烃中能够实现需要的重组份从液相向气相转变过程中等组成转化，使得c5以上成分全部气化后不沉积，取得具有代表性样品进行分析，使分析样品成分数据链延长。即将样品流经路径进行减压、恒温、闪蒸方式实现等组成转化取得有真实性样品，也就是有针对性提高环境温度，达到大于该最重组份沸腾临界温度数值和同时采取多级减压方式相结合办法来降低沸点提高气化率，促使重组分转变为气相实现等组成气化。同时，还可以继续提高气化温度和增大负压，将液相样品中更重组份沸腾转化成为气相来进行分析，从而进一步加长了轻烃中重组份成分分析数据链，使得轻烃成分分析数据趋于完整。
附图说明
10.图1是本实用新型的轻烃减压等组成转化装置的结构示意图。
具体实施方式
11.实施例1
12.本实用新型的轻烃减压等组成转化装置，是将取样钢瓶1的出口与等组成转化单元2蒸发管的液态烃入口管路连接、蒸发管的气态烃出口通过管路a与两位三通阀ⅰ5的入口连接，在管路a上设有自动调节阀3和流量计量模块4。两位三通阀ⅰ5的放空口k与真空缓冲罐8的入口j管路连接、进样口l与色谱采用阀10的入口a通过管路b连接，采样阀放空口b与两位三通阀ⅱ9的入口c管路连接，两位三通阀ⅱ9的常闭口e与真空缓冲罐8的入口f管路连接，真空缓冲罐8的出口i管路连接至多级真空泵7的入口h。在真空缓冲罐8上设有压力传感器 6。同时，在管路a、管路b上设有管道伴热装置，保证管路内温度高于待分析组份内重组份的沸点，在管路b上设有温度传感器，可以得到当前管路上的实时温度。
13.实施例2
14.本实用新型的轻烃减压等组成转化装置，是由等组成转化单元2、自动调节阀3、流量计量模块4、两位三通阀ⅰ5、压力传感器6、多级真空泵7、真空缓冲罐8、两位三通阀ⅱ9、以及连接1～11各个部件的气路管线组成，等组成转化单元2至两位三通阀ⅰ5的连接管路a、两位三通阀ⅰ5至色谱采用阀10的连接管路b。色谱采样阀10和定量管11是现有色谱仪的固有部件，在本方案图中显示是能清楚连接方式和样品流经路径。为了更清楚阐述流程过程标注出了特殊部件连接口如下：采样阀入口a、采样放空口b、两位三通阀ⅱ入口c、两位三通阀ⅱ常开口d、两位三通阀ⅱ常闭口e、真空缓冲罐入口f、多级真空泵出口g、多级真空泵入口h、真空缓冲罐出口i、真空缓冲罐入口j、两位三通阀ⅰ放空口k、两位三通阀ⅰ进样口l。本装置中，等组成转化单元2，为现有技术，见公告号cn208156025u、名称为液态烃含硫测定的定量进样装置，其实现在等径毛细空间内轻烃液相样品闪蒸变为等组成气相样品。
15.本装置中将压力传感器6与真空缓冲罐8连通，测量负压数值信号进行压力恒定控制。当液相轻烃样品由取样瓶1进入到等组成转化单元2后转变为气相，再经过管路a加热保温，管路a的温度大于气化临界温度，而自动调节阀3和流量计量模块4控制调整成为恒温、恒压、恒流速气体，进入到两位三通阀ⅰ5，从两位三通阀ⅰ放空口k进入真空缓冲罐8的入口j再从真空缓冲罐8的出口i进入多级真空泵7的入口h最后从多级真空泵7出口g排入大气，完成系统置换；待系统置换充分后，两位三通阀ⅰ放空口k关闭进样口l开通，同时两位三通阀ⅱ入口c和两位三通阀ⅱ常闭口e连通，这时气体样品从两位三通阀ⅰ进样口l通过管路b加热保温流向采样阀入口a流经色谱采样阀10上的定量管11,由采样放空口b经两位三通阀ⅱ入口c和两位三通阀ⅱ常闭口e及真空缓冲罐入口f进入真空缓冲罐8，再由真空缓冲罐8的出口i通过多级真空泵入口h进入多级真空泵7，最后由多级真空泵7出口g排入大气，完成定量管11置换和取样；当取样结束时两位三通阀ⅱ常闭口e关闭、两位三通阀ⅱ入口c和两位三通阀ⅱ常开口d连接，与大气相通定量管11泄为常压使取样体积相等恒定。
16.两位三通阀ⅱ9与两位三通阀ⅰ5同步控制，设置有一个取样启动键，当取样结束时，真空泵停止运转，在真空泵停止运转时，真空缓冲罐不泄压，在取样过程中真空缓冲罐保持压力恒定。
17.实施例3
18.轻烃减压等组成转化装置实现等组成转化方法，将轻烃组成利用减压和大于气化临界温度相结合的方法来降低重组份气化条件，实现液相等组成转变为气相。具体说是利用轻烃减压等组成转化装置实现等组成转化方法，是在运行中，采用逐级减压的多级真空泵7降低负压深度，转化过程中，多级真空泵7始终在运行，确保真空缓冲罐8内有足够恒定负压使得从等组成转化单元2转变出来的气相样品无论是通过两位三通阀ⅰ5置换放空、还是再经过色谱采样阀10上的定量管11和两位三通阀ⅱ9取样，都使得从自动调节阀3以后气相样品流经路径内保持足够负压环境和牵引作用确保样品流通无阻和取样体积恒定，促使气相样品无阻力流通不产生堆积。从等组成转化单元2出口一直到色谱采样阀10的管路a、管路b及采样放空口b还包括定量管11所有路径全部有伴热恒温措施，确保其温度控制在大于最重组份沸腾临界点，保证重组分不会因环境温度低于沸点临界值或流经受阻而液化出现相变导致任意沉积，使得气相组成发生变化。以实现1
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辛烯完成等组成转化为例，如表
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3所示，当多级真空泵7的负压度为
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70时，其沸点为83.9℃，此时，应保证管路a、管路b及采样放空口b还包括定量管11所有路径温度大于83.9℃，才能保证其组份不会液化沉积，取得完整的样品组份。以此类推，不同组份甚至同一组份进行等组成转化时，当多级真空泵7设置为不同负压值时，都会对应不同的沸点，只要保证其流经管路及检测装置管路其温度略高于沸点值，即可实现本实用新型的目的。
19.下面，对本装置的效果做进一步说明：
20.轻烃是指含有c=c键（碳
‑
碳双键）的碳氢化合物，属于不饱和烃，分为链烯烃与环烯烃。按含双键的多少分别称单烯烃、二烯烃等。单键烯烃常温常压下c2～c4为气体、c5～c
18
为液体、c
19
以上为固体，所包含在内有烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物。在正构烯烃中，随着相对分子质量的增加沸点升高；同碳数正构烯烃的沸点比带支链的烯烃沸点高；相同碳架的烯烃，双键由链端移向链中间，沸点、熔点都有所增加；反式烯烃的沸点比顺式烯烃的沸点低、而熔点偏高，详见下表：
21.表1
‑ꢀ
烯烃的物理常数表
[0022][0023]
表2
‑
烷烃的物理常数表
[0024][0025]
从表1、表2中数据可以看出，常温常压下，烯烃以c6（碳6）为例具体说明，1
‑
己烯沸点63.5℃，而2,3二甲基
‑2‑
丁烯沸点73℃，其他烯烃及其同分异构体沸点相对都低；烷烃中直链化合物是正己烷ch3(ch2)4ch3沸点69℃，其他烷烃及同分异构体沸点相对都低。也就是说解决了沸点73℃的烃类等组成转化，沸点小的烯烃类就全部都解决了。而当等组成转化将碳链延长到c8时，在常温常压下，烯烃中1
‑
辛烯沸点122.5℃、正庚烷沸点98.5℃、正辛烷沸点125.8℃，而当负压条件下，其沸点温度将会下降，根据安托因公式t（沸点）=（b／a
‑
b/lgp）
‑
c（其中a、b、c为不同物质对应常数，p为该温度下物质的饱和蒸气压mmhg）分别计算不同负压下的沸点如下，下面表
‑
3以c8（碳8）为例做沸点数据对比：
[0026]
表3
‑
轻烃在不同气压下沸点数值
[0027][0028]
可见：
[0029]1‑
辛烯：在常温常压下沸点122.5℃，当在2个大气压时沸点变为148℃；
[0030]
在大气压
‑
70（234.96毫米汞柱）时沸点为83.9℃；
[0031]
在大气压
‑
80（159.95毫米汞柱）时沸点为73.5℃；
[0032]
在大气压
‑
90（84.94毫米汞柱）时沸点为57.7℃；
[0033]
正庚烷：在常温常压下沸点98.5℃，当在2个大气压时沸点变为123.9℃；
[0034]
在大气压
‑
70（234.96毫米汞柱）时沸点为63℃；
[0035]
在大气压
‑
80（159.95毫米汞柱）时沸点为53℃；
[0036]
在大气压
‑
90（84.94毫米汞柱）时沸点为38.1℃；
[0037]
正辛烷：在常温常压下沸点125.8℃，当在2个大气压时沸点变为148.9℃；
[0038]
在大气压
‑
70（234.96毫米汞柱）时沸点为87.4℃；
[0039]
在大气压
‑
80（159.95毫米汞柱）时沸点为77.2℃；
[0040]
在大气压
‑
90（84.94毫米汞柱）时沸点为61.6℃。
[0041]
通过上述用安托因公式对相同物质在不同大气压下计算得出沸点数据结论可知：当大气压升高时，物质沸点将会大幅度上升；而当在降低大气压条件下时，物质沸点会较大幅度降低。因此利用降低气压值来降低物质沸点，既能使流经气体受到牵引而畅通无阻，又能消除流经气体因受阻压缩沸点变高而使重组份液化沉积；另外适当低环境伴热温度还能对气路中的相关阀件及元器件等都具有保护作用。因此，在负压条件下只要能使气化温度大于最重组份沸点，那么所有轻组份都将全部沸腾气化。
[0042]
通过上述试验证明轻烃减压等组成转化装置，通过采取负压沸腾蒸发加上大于沸腾临界温度相结合的方式，使得含有重组分轻烃等组成转化变为切实可行的方法，此方法将目前轻烃类分析数据碳链加长近一倍以上，且分析结果重复性好、数据准确，下表试验数据得以证明：
[0043]
表4：实验数据
[0044][0045]
按照该方法轻烃分析碳原子数据链还可以继续加长。