CN101829434B - 对流换热分馏装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油料蒸馏技术，特别是一种对流换热分馏装置。它包括蒸发罐，油气排放管线，气液分离器，组分收集罐，油气排放管线上设置有气液分离器，气液分离器与蒸发罐之间的油气排放管线上套装有对流换热器，对流换热器的换热介质入口通过计量输送装置与原料罐连通，对流换热器的换热介质出口通过换热介质输出管线与蒸发罐内部连通，气液分离器的下端口通过液相冷凝器与组份收集罐连通。本发明中对流换热器的输入端口通过计量输送装置与原料罐连通，对流换热器的输出端口通过换热介质输出管线与蒸发罐内部连通，使做换热介质的废机油与高温油气的流动方向呈对流走势；利用分馏温差为废机油预热，具有高效节能、装置结构简单、分馏性能稳定的优点。
Description
技术领域：
本发明涉及油料蒸馏技术，特别是一种对流换热分馏装置。
背景技术：
油料其中包括：废机油，它是由多组份组成，组份越轻，其馏程温度越低。
下面以上述废机油为例，进行蒸馏提纯处理。
传统废机油蒸发提纯一般采用以下三种方法：
①分段加温、分段提纯法：利用在不同的馏程温度下，获取不同馏分的原理，对其进行加温蒸馏提纯处理，加温的工艺是由低至高，通过在不同的馏程温度下，分别获取不同的馏分进行分馏。②垂直分馏塔提纯法：向蒸发器内的废机油提供能使其内重组份蒸发的馏程温度，使废机油内的轻组份、中组份、重组份同时蒸发，通过垂直分馏塔的不同分馏高度与油料的组份越轻其油气的拔起高度越高的原理进行分馏。③连续多级分段提纯法：串联排列多个蒸发器及冷却收集***，加热温度由低逐高，通过在不同的馏程温度下，分别获取不同的馏分进行分馏。
上述方法存在的缺陷是：
①分段加温、分段提纯法：效率太低、后期的尾油因蒸发液位下降，导致其油气拔起高度不断升高，最终导致在高温下将部分重组份裂解成轻组份而对其不能进行有效分离。
②垂直分馏塔提纯法：分馏塔内部结构复杂、对设备的高度要求非常严格。
③连续多级分段提纯法：设备投资及占地面积太大。
发明内容：
本发明的目的在于克服背景技术之不足而提供一种结构简单、利用废机油做换热介质，可利用分馏温差为原料废机油预热、能有效分离混合高温油气中各组份的对流换热分馏装置。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种对流换热分馏装置，包括蒸发罐，与蒸发罐上部连通的油气排放管线，气液分离器，组分收集罐，所述油气排放管线上设置有气液分离器，该气液分离器与蒸发罐之间的油气排放管线上套装有对流换热器，该对流换热器的换热介质入口通过计量输送装置与原料罐连通，该对流换热器的换热介质出口通过换热介质输出管线与蒸发罐内部连通，气液分离器的下端口通过液相冷凝器与组份收集罐连通。
采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，在油气排放管线上套装有对流换热器，对流换热器的介质输入端口通过计量输送装置与原料罐连通，对流换热器的介质输出端口通过换热介质输出管线与蒸发罐内部连通，使做换热介质的废机油与高温油气的流动方向呈对流走势；可利用分馏温差为原料废机油预热，以此实现高效节能、装置结构简单、分馏性能稳定。
作为本发明的一种优选方案，所述油气排放管线上间隔设置的气液分离器依次为重组分气液分离器、中组份气液分离器和轻组分气液分离器，所述重组分气液分离器与中组分气液分离器之间的油气排放管线上套装有第一对流换热器，所述中组份气液分离器的下端口通过第一液相冷凝器与中组份收集罐连通，所述重组分气液分离器与蒸发罐之间的油气排放管线上套装有第二对流换热器，该重组份气液分离器的下端口通过第二液相冷凝器与重组份收集罐连通；所述第一对流换热器的换热介质入口通过计量输送装置与原料罐连通，该第一对流换热器的换热介质出口通过换热介质连接管线与第二对流换热器的换热介质入口连通，该第二对流换热器的换热介质出口通过换热介质输出管线与蒸发罐内部连通。
作为本发明的一种优选方案，所述对流换热器包括换热器外套，该换热器外套的两端分别设有法兰盘和填料密封组件，该法兰盘与油气排放管线的外壁固接，该填料密封组件套装在所述油气排放管线上，该换热器外套靠近所述填料密封组件及法兰盘的两端分别设有热介质入口和热介质出口。
作为本发明的一种优选方案，所述计量输送装置是可调速的容积式输送泵。
作为本发明的一种优选方案，所述计量输送装置是可调节开度的阀门。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中对流换热器的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图及实施例详述本发明：
一种对流换热分馏装置，参见附图1、附图2；图中：蒸发罐1，油气排放管线2，换热介质输出管线3，第二对流换热器4，换热介质连接管线5，重组份气液分离器6，第一对流换热器7，计量输送装置8，换热介质输入管线9，原料罐10，中组份气液分离器11，气液冷凝器12，轻组份气液分离器13，油性废气排放管线14，轻组份输送管线15，轻组份收集罐16，中组份收集罐17，第一液相冷凝器18，重组份收集罐19，第二液相冷凝器20，换热介质通道21，换热器外套22，填料密封组件23，换热介质入口24，法兰盘25，螺栓26，换热介质出口27。
本实施例中，蒸发罐1为密封式桶体结构，与蒸发罐1上部连通的油气排放管线2，油气排放管线2上设置有气液分离器，气液分离器与蒸发罐1之间的油气排放管线2上套装有对流换热器，对流换热器的换热介质入口24通过计量输送装置8与原料罐10连通，对流换热器的换热介质出口27通过换热介质输出管线3与蒸发罐1内部连通，气液分离器的下端口通过液相冷凝器与组份收集罐连通。
作为本实施例的一种优选结构，油气排放管线2上间隔设置的气液分离器依次为重组分气液分离器6、中组份气液分离器11和轻组分气液分离器13，重组分气液分离器6与中组分气液分离器11之间的油气排放管线2上套装有第一对流换热器7，中组份气液分离器11的下端口通过第一液相冷凝器18与中组份收集罐17连通，重组分气液分离器6与蒸发罐1之间的油气排放管线2上套装有第二对流换热器4，重组份气液分离器6的下端口通过第二液相冷凝器20与重组份收集罐19连通；第一对流换热器7的换热介质入口24通过计量输送装置8与原料罐10连通，第一对流换热器7的换热介质出口27通过换热介质连接管线5与第二对流换热器4的换热介质入口24连通，第二对流换热器4的换热介质出口27通过换热介质输出管线3与蒸发罐1内部连通。
重组分气液分离器6、中组份气液分离器11和轻组分气液分离器13均为三通结构。
第一对流换热器7中的换热器外套22的两端分别设有法兰盘25和填料密封组件23，法兰盘25与油气排放管线2外壁上所安装的法兰盘或弧形板固接，填料密封组件23套装在油气排放管线2上，换热器外套22靠近填料密封组件23及法兰盘25的两端分别设有换热介质入口24和换热介质出口27。
第二对流换热器4的结构与第一对流换热器7的结构相同。
作为本发明的一种优选结构，计量输送装置8可以是可调速的容积式输送泵，也可以是可调节开度的阀门。
工作原理：
蒸发罐1内部装有约占总容积二分之一的废机油，在其它热源的作用下，使其内废机油不断升温，当热源温度达到废机油之内的混合组份馏程温度时，被气化蒸发的混合组份油气顺延油气排放管线2向外排放，此时开启计量输送装置8向第一对流换热器7、第二对流换热器4内适量输送废机油原料做换热介质，换热器外套22内的换热介质与油气排放管线2内的高温混合油气呈对流走势，经高效采集余热后的废机油经换热介质输出管线3进入蒸发罐1内继续受热蒸发；套装在第二对流换热器4内的油气排放管线2中的高温混合油气中的重组份会被优先液化，顺延重组份气液分离器6的下端口进入第二液相冷凝器20内接受冷却，经冷却后的重组份被重组份收集罐19所收集，未凝的混合油气由重组份气液分离器6的一侧出口进入套装在第一对流换热器7内的油气排放管线2内继续接受对流换热，经换热后混合油气中的中组份又被液化，顺延中组份气液分离器11的下端口进入第一液相冷凝器18内接受冷却，经冷却后的中组份被中组份收集罐17所收集，未凝的轻组份油气经中组份气液分离器11的一侧出口进入套装在油气排放管线2上的气液冷凝器12内接受深度冷凝换热，经深度冷凝换热后混合油气中的轻组份也会被液化冷却，顺延轻组份气液分离器13的下端口经由轻组份输送管线15被轻组份收集罐16所收集，未凝的油性废气经由油性废气排放管线14排往外界。
换热器外套22的两端通过法兰盘25及填料密封组件23与油气排放管线2之间的空间构成换热介质通道21，法兰盘25及填料密封组件23可以方便的实现拆卸解体，不但可随时清理因废机油高温结焦所形成的换热障碍，还可通过填料组件23在油气排放管线2外壁上的可滑动性，将来自各方的热应力进行释放吸收。
通过改变计量输送泵8的输送量可以实现对补油速度的调节，通过改变换热介质的初始温度可以实现对分馏程度的调节。
本发明不限于上述实施例中所列举的一个或二个对流换热器的结构，根据实际需要也可以采用更多的对流换热器进行换热分馏，只要在采用了对流换热器后，仍需要通过冷凝器进行再冷却的，均视为在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种对流换热分馏装置，包括蒸发罐，与蒸发罐上部连通的油气排放管线，气液分离器，组分收集罐，其特征在于：所述油气排放管线上设置有气液分离器，该气液分离器与蒸发罐之间的油气排放管线上套装有对流换热器，该对流换热器的换热介质入口通过计量输送装置与原料罐连通，该对流换热器的换热介质出口通过换热介质输出管线与蒸发罐内部连通，气液分离器的下端口通过液相冷凝器与组份收集罐连通；所述油气排放管线上间隔设置的气液分离器依次为重组分气液分离器、中组份气液分离器和轻组分气液分离器，所述重组分气液分离器与中组分气液分离器之间的油气排放管线上套装有第一对流换热器，所述中组份气液分离器的下端口通过第一液相冷凝器与中组份收集罐连通，所述重组分气液分离器与蒸发罐之间的油气排放管线上套装有第二对流换热器，该重组份气液分离器的下端口通过第二液相冷凝器与重组份收集罐连通；所述第一对流换热器的换热介质入口通过计量输送装置与原料罐连通，该第一对流换热器的换热介质出口通过换热介质连接管线与第二对流换热器的换热介质入口连通，该第二对流换热器的换热介质出口通过换热介质输出管线与蒸发罐内部连通。
2.根据权利要求1所述的对流换热分馏装置，其特征在于：所述对流换热器包括换热器外套，该换热器外套的两端分别设有法兰盘和填料密封组件，该法兰盘与油气排放管线的外壁固接，该填料密封组件套装在所述油气排放管线上，该换热器外套靠近所述填料密封组件及法兰盘的两端分别设有换热介质入口和换热介质出口。
3.根据权利要求1所述的对流换热分馏装置，其特征在于：所述计量输送装置是可调速的容积式输送泵。
4.根据权利要求1所述的对流换热分馏装置，其特征在于：所述计量输送装置是可调节开度的阀门。
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