煤焦油成分分析儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及煤焦油成分分析儀，包括蒸餾瓶、分流管、冷凝管和集液瓶，還包括與控制系統(tǒng)連接的試樣質(zhì)量稱量裝置、升降托架、加熱爐、餾出液質(zhì)量稱量裝置和循環(huán)水裝置。本實用新型采用煤焦油成分分析儀對整個蒸餾過程進行精密自動控制，對應(yīng)物質(zhì)餾出量的測定精度可達到蒸餾溫度間隔0.1℃，并將各組分餾出量以餾程曲線的形式記錄下來；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：1)實現(xiàn)煤焦油蒸餾實驗自動化，提高測試精度，保證測試結(jié)果的準確性；2)自動生成餾程曲線圖；3)能更精細地區(qū)分煤焦油中的各種組分，并能測得各組分的沸點溫度，準確定量計算其在煤焦油中所占的質(zhì)量百分數(shù)；4)降低操作難度及實驗人員勞動強度；5)應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】煤焦油成分分析儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煤焦油餾程分析【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種煤焦油成分分析儀。

【背景技術(shù)】
[0002]為了準確了解煤焦油中不同物質(zhì)的實際含量，以及在什么溫度下可以對其進行分離取用，從而根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)生產(chǎn)中的控制條件，需要通過煤焦油餾程實驗進行詳細分析，在餾程實驗過程中，溫度的精確控制十分重要。
[0003]煤焦油的餾程分析包括對組成結(jié)構(gòu)、各組分含量及餾程的測定，目前該項分析測定工作多數(shù)仍由人工用化學分析及蒸餾等方法完成。煤焦油類產(chǎn)品在蒸餾過程中會有上千種餾出物質(zhì)，其中常用來檢測的只有數(shù)十個品種，每一種餾出物質(zhì)都有不同的初餾溫度相對應(yīng)。
[0004]在人工蒸餾法餾程測定過程中，實驗操作人員用肉眼觀測記錄餾程中的初餾點、終餾點、干點等關(guān)鍵參數(shù)，餾程曲線亦由人工計算繪制，由于人工觀察測試精度低、速度慢、人為影響因素多，使得測定結(jié)果的精確性很難保證。為此，一些較大的焦化企業(yè)還同時進行氣相色譜分析法確定產(chǎn)品組成結(jié)構(gòu)，其餾程曲線的繪制多采用建立數(shù)學模型的方法，或者用多元回歸法建立苯類餾程的色譜曲線，由于這些測定過程是用模擬方式取得的，距真實結(jié)果狀況尚有一定的差距，因此需要很長時間的經(jīng)驗積累，才能做到對其中某一種介質(zhì)餾程測定精準控制，如要掌握數(shù)十種焦化物質(zhì)的餾程測定規(guī)律，其過程的繁瑣導致和所需付出的時間成本可想而知。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種煤焦油成分分析儀，能夠?qū)φ麄€蒸餾過程進行精密自動控制，對應(yīng)物質(zhì)餾出量的測定精度可達到蒸餾溫度間隔0.1°C，并將各組分餾出量以餾程曲線的形式記錄下來。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]煤焦油成分分析儀，包括蒸餾瓶、分流管、冷凝管和集液瓶，還包括與控制系統(tǒng)連接的試樣質(zhì)量稱量裝置、升降托架、加熱爐、餾出液質(zhì)量稱量裝置和循環(huán)水裝置，所述蒸餾瓶固定在升降托架上并可隨托架上下移動，加熱爐和試樣質(zhì)量稱量裝置位于蒸餾瓶下方，分流管下管口正對蒸餾瓶瓶口，分流管的支管穿過冷凝管，其末端開口正對下方的集液瓶，集液瓶下設(shè)餾出液質(zhì)量稱量裝置，冷凝管與循環(huán)水裝置連接。
[0008]所述加熱爐為可移動式。
[0009]所述分流管中設(shè)有連接控制系統(tǒng)的蒸餾溫度傳感器，溫度測量范圍為室溫?500°C，測量精度為0.1°C。
[0010]所述加熱爐設(shè)加熱爐溫度傳感器，與控制系統(tǒng)連接。
[0011 ] 所述集液瓶瓶口處設(shè)餾速傳感器，與控制系統(tǒng)連接。
[0012]所述試樣質(zhì)量稱量裝置及餾出液質(zhì)量稱量裝置的稱量范圍為500g，稱量精度為0.0Olg0
[0013]所述控制系統(tǒng)設(shè)有計算機和觸摸顯示屏。
[0014]基于煤焦油成分分析儀的餾程曲線測定方法，采用煤焦油成分分析儀對整個蒸餾過程進行精密自動控制，對應(yīng)物質(zhì)餾出量的測定精度可達到蒸餾溫度間隔0.1°C，并將各組分餾出量以餾程曲線的形式記錄下來；包括如下步驟:
[0015]I)將10mL試樣裝入蒸餾瓶，調(diào)節(jié)升降托架，使蒸餾瓶呈自然狀態(tài)放置在試樣質(zhì)量稱量裝置上，控制系統(tǒng)自動記錄試樣質(zhì)量Hl0 ;
[0016]2)在控制系統(tǒng)作用下，升降托架帶動蒸餾瓶向上移動，蒸餾瓶口與分流管下管口對接并自動S封；
[0017]3)在控制系統(tǒng)作用下，加熱爐自動移動至蒸餾瓶底部對蒸餾瓶加熱，試樣在加熱爐作用下由液態(tài)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)，沿分流管支管流動，控制系統(tǒng)通過蒸餾溫度傳感器自動采集蒸餾溫度t ；
[0018]4)氣態(tài)組分進入冷凝管，在循環(huán)水裝置作用下使氣態(tài)組分冷凝為液態(tài)，保證餾滴溫度為20±0.3°C，餾出液通過冷凝管端口滴入集液瓶中，并由餾出液質(zhì)量稱量裝置自動記錄懼出液質(zhì)量mt ;
[0019]5)根據(jù)煤焦油中各組分在大氣壓強101.3kPa時的沸點溫度，計算機自動檢測初餾點并記錄各組分的餾出質(zhì)量，根據(jù)餾出液質(zhì)量稱量裝置實時記錄每一滴液體滴落后的餾出質(zhì)量，直至終餾點到達后終止蒸餾；由計算機處理收集到的餾程數(shù)據(jù)，以餾程曲線圖形式顯示在屏示屏上；
[0020]6)每一個溫度段餾出液質(zhì)量mt與試樣總質(zhì)量Hici的比即為該物質(zhì)的含量，即:W(% ) = HitZVlX 100%，將上述計算公式輸入計算機，即可得到煤焦油組分含量報告及餾程曲線圖。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0022]I)取代手工操作實驗，實現(xiàn)煤焦油蒸餾實驗自動化，大幅度提高測試精度，保證測試結(jié)果的準確性；
[0023]2)通過控制系統(tǒng)采集蒸餾溫度、試樣質(zhì)量、餾出液質(zhì)量等數(shù)據(jù)，自動生成餾程曲線圖；
[0024]3)能更精細地區(qū)分煤焦油中包含的各種復(fù)雜組分，并能測得各組分的沸點溫度，準確定量計算其在煤焦油中所占的質(zhì)量百分數(shù)；
[0025]4)降低操作難度及實驗人員勞動強度，為煉焦生產(chǎn)工藝提供更精細的分析資料；
[0026]5)應(yīng)用前景廣闊，為深入研究煤焦油混合物的組成結(jié)構(gòu)，更合理的利用能源提供了平臺，為焦化企業(yè)進一步提高經(jīng)濟效益提供了技術(shù)支持。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是本實用新型所述控制系統(tǒng)連接關(guān)系示意圖。
[0029]圖中:1.蒸餾瓶2.試樣質(zhì)量稱量裝置3.蒸餾溫度傳感器4.分流管5.升降托架6.餾出液質(zhì)量稱量裝置7.集液瓶8.加熱爐溫度傳感器9.加熱爐10.餾速傳感器
11.冷凝管12.循環(huán)水裝置

【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明:
[0031]見圖1，是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，本實用新型所述煤焦油成分分析儀，包括蒸餾瓶1、分流管4、冷凝管11和集液瓶7，還包括與控制系統(tǒng)連接的試樣質(zhì)量稱量裝置2、升降托架5、加熱爐9、餾出液質(zhì)量稱量裝置6和循環(huán)水裝置12，所述蒸餾瓶I固定在升降托架5上并可隨托架5上下移動，加熱爐9和試樣質(zhì)量稱量裝置2位于蒸餾瓶I下方，分流管4下管口正對蒸餾瓶I瓶口，分流管4的支管穿過冷凝管11，其末端開口正對下方的集液瓶7，集液瓶7下設(shè)餾出液質(zhì)量稱量裝置6，冷凝管11與循環(huán)水裝置12連接。
[0032]所述加熱爐9為可移動式。
[0033]所述分流管4中設(shè)有連接控制系統(tǒng)的蒸餾溫度傳感器3，溫度測量范圍為室溫?500°C，測量精度為0.1°C。
[0034]所述加熱爐9設(shè)加熱爐溫度傳感器8，與控制系統(tǒng)連接。
[0035]所述集液瓶7瓶口處設(shè)餾速傳感器10，與控制系統(tǒng)連接。
[0036]所述試樣質(zhì)量稱量裝置2及餾出液質(zhì)量稱量裝置6的稱量范圍為500g，稱量精度為 0.0Olg。
[0037]所述控制系統(tǒng)設(shè)有計算機和觸摸顯示屏。
[0038]基于煤焦油成分分析儀的餾程曲線測定方法，采用煤焦油成分分析儀對整個蒸餾過程進行精密自動控制，對應(yīng)物質(zhì)餾出量的測定精度可達到蒸餾溫度間隔0.1°C，并將各組分餾出量以餾程曲線的形式記錄下來；包括如下步驟:
[0039]I)將10mL試樣裝入蒸餾瓶1，調(diào)節(jié)升降托架5，使蒸餾瓶I呈自然狀態(tài)放置在試樣質(zhì)量稱量裝置2上，控制系統(tǒng)自動記錄試樣質(zhì)量mQ ；
[0040]2)在控制系統(tǒng)作用下，升降托架5帶動蒸餾瓶I向上移動，蒸餾瓶口與分流管4下管口對接并自動密封；
[0041]3)在控制系統(tǒng)作用下，加熱爐9自動移動至蒸餾瓶I底部對蒸餾瓶I加熱，試樣在加熱爐9作用下由液態(tài)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)，沿分流管4支管流動，控制系統(tǒng)通過蒸餾溫度傳感器3自動采集蒸餾溫度t ；
[0042]4)氣態(tài)組分進入冷凝管11，在循環(huán)水裝置12作用下使氣態(tài)組分冷凝為液態(tài)，保證餾滴溫度為20 ± 0.3°C，餾出液通過冷凝管11端口滴入集液瓶7中，并由餾出液質(zhì)量稱量裝置6自動記錄餾出液質(zhì)量mt ;
[0043]5)根據(jù)煤焦油中各組分在大氣壓強101.3kPa時的沸點溫度，計算機自動檢測初餾點并記錄各組分的餾出質(zhì)量，根據(jù)餾出液質(zhì)量稱量裝置6實時記錄每一滴液體滴落后的餾出質(zhì)量，直至終餾點到達后終止蒸餾；由計算機處理收集到的餾程數(shù)據(jù)，以餾程曲線圖形式顯示在屏示屏上；
[0044]6)每一個溫度段餾出液質(zhì)量mt與試樣總質(zhì)量mQ的比即為該物質(zhì)的含量，即W(%)=HitZVlX 100%，將上述計算公式輸入計算機，即可得到煤焦油組分含量報告及餾程曲線圖。
[0045]見圖2，是本實用新型所述控制系統(tǒng)連接關(guān)系示意圖，本實用新型煤焦油成分分析儀的控制系統(tǒng)包括連接計算機輸出端接口的觸摸顯示屏、計算機和連接計算機輸入端接口的各部分控制器，其中各部分控制器由連接試樣質(zhì)量稱量裝置2的試樣質(zhì)量稱量控制器、連接餾出液質(zhì)量稱量裝置6的餾出液質(zhì)量稱量控制器、連接蒸餾溫度傳感器3的蒸餾溫度控制器、連接加熱爐溫度傳感器8的加熱爐溫度控制器、連接餾速傳感器10的餾速控制器、連接升降托架5的托架升降控制器、連接水循環(huán)裝置12的水循環(huán)裝置控制器和加熱爐9移動裝置的加熱爐移動控制器組成。
[0046]通過計算機對各部分控制器進行連鎖控制，實現(xiàn)煤焦油成分分析儀中蒸餾瓶隨升降托架5移動動作、加熱爐9移動動作、循環(huán)水裝置12的開閉及調(diào)節(jié)動作、加熱爐9加熱溫度反饋及調(diào)節(jié)、蒸餾溫度反饋與調(diào)節(jié)、餾出液滴速反饋與調(diào)節(jié)及試樣及餾出液質(zhì)量自動稱量功能，實時采集餾出液質(zhì)量mt，通過采集到的試樣質(zhì)量Hitl、餾出液質(zhì)量mt、蒸餾溫度t等數(shù)據(jù)，自動統(tǒng)計餾程數(shù)據(jù)表，并根據(jù)公式:靡)=IiitAic1XlOO^,繪制出煤焦油餾程測定曲線，計算出任意溫度點餾出物質(zhì)含量百分數(shù)，最終結(jié)果在顯示屏上顯示。
[0047]以下實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規(guī)方法。
[0048]【實施例1】應(yīng)用本實用新型煤焦油成分分析儀，測定一種煤焦油產(chǎn)品中的5種組分的含量，并繪制餾程曲線圖，5種組分分別為:苯、甲苯、乙基苯、對二甲苯、間二甲苯和鄰二甲苯。
[0049]本實施例完全按照本實用新型所述餾程曲線測定方法進行，在實驗時，控制加熱爐9溫度，使蒸餾瓶I中的試樣以6°C /min的速率升溫，有餾出液餾出后，控制加熱溫度使餾滴溫度控制在20°C，計算機自動統(tǒng)計餾程數(shù)據(jù)，各個組分含量檢驗報告及餾程曲線圖如下:
[0050]各組分含量檢驗報告
[0051]
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乙站笨?,ΙΙΧ',Η；10?.160.867136.2-91.91.0
對:中苯log.160.8611138.513.3LO
間:.....:甲苯U106.160.8642139.1-17.93.0
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【權(quán)利要求】
1.煤焦油成分分析儀，包括蒸餾瓶、分流管、冷凝管和集液瓶，其特征在于，還包括與控制系統(tǒng)連接的試樣質(zhì)量稱量裝置、升降托架、加熱爐、餾出液質(zhì)量稱量裝置和循環(huán)水裝置，所述蒸餾瓶固定在升降托架上并可隨托架上下移動，加熱爐和試樣質(zhì)量稱量裝置位于蒸餾瓶下方，分流管下管口正對蒸餾瓶瓶口，分流管的支管穿過冷凝管，其末端開口正對下方的集液瓶，集液瓶下設(shè)餾出液質(zhì)量稱量裝置，冷凝管與循環(huán)水裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦油成分分析儀，其特征在于，所述加熱爐為可移動式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦油成分分析儀，其特征在于，所述分流管中設(shè)有連接控制系統(tǒng)的蒸餾溫度傳感器，溫度測量范圍為室溫?500°C，測量精度為0.1°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦油成分分析儀，其特征在于，所述加熱爐設(shè)加熱爐溫度傳感器，與控制系統(tǒng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦油成分分析儀，其特征在于，所述集液瓶瓶口處設(shè)餾速傳感器，與控制系統(tǒng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦油成分分析儀，其特征在于，所述試樣質(zhì)量稱量裝置及餾出液質(zhì)量稱量裝置的稱量范圍為500g，稱量精度為0.0Olg。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦油成分分析儀，其特征在于，所述控制系統(tǒng)設(shè)有計算機和觸摸顯示屏。
【文檔編號】G01N25/14GK203965364SQ201420212758
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】王姝, 楊亞明, 李瑾, 王輝 申請人:遼寧萬泓激光科技股份有限公司