CN108273403A - 利于油品调合的低压降高效静态混合装置及油品调合方法 - Google Patents

利于油品调合的低压降高效静态混合装置及油品调合方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及利于油品调合的低压降高效静态混合装置及油品调合方法，该静态混合装置包括预混合器，该预混合器包括容器本体和2个或2个以上在容器本体上对称布置的入口接管；其中，所述2个或2个以上入口接管各自与所述预混合器轴线方向呈45°～50°夹角，通过所述预混合器容器本体上对应位置上的入口与容器本体内部流体连通。采用本发明的方法，使汇集于调合头的组分油品节流增压成多股物料，分别通过预混合器的入口接管进入预混合器，物料以高速旋流的方式沿管壁切线方向斜对切对称喷入预混合器，充分接触预混合后进入静态混合器进一步混合。本发明的静态混合装置可保证各组分油品进行高效充分的混合，降低密度分层，使得产品混合更均匀。

Description

利于油品调合的低压降高效静态混合装置及油品调合方法
技术领域
本发明涉及炼油企业油品调合的生产装置领域，具体是涉及一种利于油品调合的低压降高效静态混合装置及油品调合方法。
背景技术
油品调合是把两种或以上的组分油按适当的比例均匀混合，使得调合后生产得到的油品质量指标符合相关的国家标准或装置要求的过程。目前有罐调合和管道调合两种方式。罐调合就是按照提前设定好的调合比例，将参与调合的组分油与添加剂按照顺序加入到调合罐内，再通过采用电动搅拌和泵循环等方式把它们混合均匀，使其成为能够满足生产工艺要求的成品油。管道调合则是使用各种自动化设备来控制参与调合的各个组分的流量，将参与调合的组分与所使用的添加剂按照提前给定的配送比送到调合总管与管道混合器中，使它们在其中均匀混合，从而生产调合出满足生产工艺要求的混合油品。
常用的管道调合方式，在静态混合器中对各组分油进行混合，即来自于装置或缓冲罐的各组分油品根据控制指令通过调节阀调节适当流量后进入调合头汇集并进入静态混合器混合，通过固定在静态混合器内的混合单元内件，使二股或多股不同的组分油之间产生切割、剪切、旋转等运动，达到不同组分油之间良好分散和充分混合的目的，以此得到满足国标要求或生产工艺要求的合格油品。
但是，静态混合器在油品调合过程中因工艺要求或者外部因素的影响也不能完全保证将参与调合的组分油进行高效充分的混合，这就使得调合后的油品中存在密度分层，会使产品质量分布不均匀。如在调合汽油过程中，各组分油混合不均匀，使得生产的汽油馏程分布不均匀，造成汽油热值不高、发动机不能正常工作，燃烧不完全、油耗相对较大等一系列问题。同时，在油品的在线调合优化过程中，各组分油不能混合均匀这一缺陷会给实时监测过程带来误差，使之不能准确预测调合后成品油的属性，进一步影响整个优化控制过程，带来损失。最重要的是随着未来愈加严格的油品调合标准的出台，让整个油品调合过程更加复杂，各组分油混合不均匀的缺陷将会变得越来越明显，会影响整个油品调合技术的升级。在油品调合领域，任意微小的技术改进将会极大地改善油品调合优化过程，影响调合出的成品油质量。因此，改进甚至解决这一问题也变得越来越重要。
发明内容
针对现有油品调合在调合头处混合不充分的问题，本发明提供一种利于油品调合的低压降高效静态混合装置，整个混合装置包括预混合器和静态混合器。各组分油在调合头处汇集之后，节流增压分成2股或多股物料，通过预混合器的2个或多个入口接管进入预混合器内部，使流体进行充分接触预混合，然后再进入静态混合器进一步混合后成合格油品。本发明的低压降高效静态混合装置可保证各组分油品进行充分混合，降低了密度分层，使得产品质量更加均匀。
因此，本发明提供一种预混合器，所述预混合器包括：
容器本体；和
2个或2个以上在容器本体上对称布置的入口接管；
其中，所述2个或2个以上入口接管各自与所述预混合器轴线方向呈45°～50°夹角，通过所述预混合器容器本体上对应位置上的入口与容器本体内部流体连通。
在一个或多个实施方案中，所述预混合器长度为1～1.5米。
在一个或多个实施方案中，所述预混合器的材质为不低于316L不锈钢材质的材料，且壁厚度不低于10mm。
在一个或多个实施方案中，所述入口接管在预混合器上的布置应使得对称的各管内的物料能以斜对切的方式进入预混合器。
本发明还提供混合装置，包括本文所述的预混合器和与之流体连通的静态混合器。
本发明还提供一种油品管道调合设备，包括：
调合头总管；
预混合器；和
静态混合器；
其中，所述调合头总管在末端形成2个或2个以上支管，所述2个或2个以上支管的管径小于所述总管以实现节流增压；
所述预混合器包括容器本体和2个或2个以上在容器本体上对称布置的入口接管，所述2个或2个以上入口接管各自与所述预混合器轴线方向呈45°～50°夹角，通过所述预混合器容器本体上对应位置上的入口与容器本体内部流体连通；
所述2个或2个以上支管分别与所述预混合器的2个或2个以上入口接管流体连通；和
所述静态混合器与所述预混合器流体连通。
在一个或多个实施方案中，所述预混合器长度为1～1.5米。
在一个或多个实施方案中，所述预混合器的材质为不低于316L不锈钢材质的材料，且壁厚度不低于10mm。
在一个或多个实施方案中，所述2个或2个以上支管的管径应使得支管内部流体流速为调合头总管内部流体流速的1.5倍以上，优选2倍以上。
在一个或多个实施方案中，所述入口接管在预混合器上的布置应使得对称的各管内的物料能以斜对切的方式进入预混合器。
本发明还提供一种油品调合方法，所述方法包括：使汇集于调合头的组分油品节流增压分成2股或2股以上物料，分别通过预混合器的2个或2个以上入口接管进入预混合器，物料在预混合器中充分接触预混合后，进入静态混合器混合形成合格油品；其中，所述2股或2股以上物料沿各自的入口接管的管壁切线方向斜对切进入所述预混合器，喷入方向与管壁相切，且与预混合器轴线方向呈45°～50°角。
在一个或多个实施方案中，所述预混合器长度为1～1.5米。
在一个或多个实施方案中，所述预混合器的材质为不低于316L不锈钢材质的材料，且壁厚度不低于10mm。
在一个或多个实施方案中，所述两股物料的流速为节流增压前流速的1.5倍以上，优选2倍以上。
在一个或多个实施方案中，所述油品为汽油、柴油、航煤、石脑油或轻质原油。
在一个或多个实施方案中，使用本文所述的预混合器、混合装置或油品管道调合设备实施所述油品调合方法。
附图说明
图1为本发明利于油品调合的低压降高效静态混合装置结构示意图。
图2为预混合器入口接管位置三维示意图。
具体实施方式
本发明涉及油品调合方法及调合装置或设备。适合用于本发明方法、装置或设备调合的油品包括本领域常规的各种油品，如汽油、柴油、航煤、石脑油和轻质原油。
本发明油品调合方法包括：使汇集于调合头的组分油品节流增压分成2股或2股以上的物料，分别通过设置在预混合器容器本体上对称的2个或2个以上入口接管进入预混合器，物料在预混合器中充分接触预混合后，进入静态混合器混合形成合格油品。
本发明中，2股或2股以上物料(例如3股、4股、5股或6股)沿各自入口接管的管壁切线方向斜对切进入所述预混合器，喷入方向与管壁相切，且与预混合器轴线方向呈45°～50°角。优选的是，2股或2股以上物料单位时间内的流速及流入量均相同。
应理解的是，本文中，物料在预混合器上的所有入口应处在同一截面上，即这些入口距离预混合器一端的距离相同。此外，本文中，“对称”的2个入口指一入口绕着预混合器的轴旋转180度后与另一入口重合；“对称”的3个入口或5个入口指任意两个入口之间的直线距离都相等；“对称”的4个入口或6个入口指所有相对的两个入口之间的距离相等。
通常，本文中，预混合器上的入口离预混合器最近一端的距离在预混合器总长度或总高度的1/6～1/4的范围内。
本文中，节流增压后的物料流速优选为节流增压前物料流速的1.5倍以上，更优选为2倍以上，例如，2～5倍之间。这可由技术人员根据实际工况容易确定。
本发明也提供一种油品调合过程中使用的预混合器，该预混合器包括容器本体和2个或2个以上(例如3个、4个、5个或6个)在容器本体上对称布置的入口接管，所述2个或2个以上入口接管各自与所述预混合器轴线方向呈45°～50°夹角。优选的是，本文所述的预混合器中，各入口接管与预混合器轴向方向的夹角角度相同，例如都是45度。预混合器的容器本体壁上设有相应数量的入口，所述入口接管通过相应位置上的所述入口与容器本体内部流体连通。
本文中，预混合器长度通常为1～1.5米。预混合器的材质通常为不低于316L不锈钢材质的材料，且壁厚度不低于10mm。入口接管在预混合器上的所有入口应处在同一截面上，即这些入口距离预混合器一端的距离相同。例如，预混合器上的所有入口离预混合器最近一端的距离在预混合器总长度或总高度的1/6～1/4的范围内。对入口接管的长度和材质并无特殊限制，但其长度应足以使得物料能沿入口接管的管壁切线方向斜对切进入所述预混合器，喷入方向与管壁相切。此外，本文中，预混合器上各入口接管的布置应使得对称的各管内的物料能以斜对切的方式(即在预混合器内形成旋流)进入预混合器。
本发明还提供一种混合装置，包括本文所述的预混合器和与之流体连通的静态混合器。静态混合器可以是本领域常规的静态混合器，两者之间可通过常规的管线流体连通。
本发明还提供一种油品管道调合设备，即利于油品调合的低压降高效静态混合装置，包括：调合头总管；预混合器；和静态混合器；其中，所述调合头总管在末端形成2个或2个以上(如3个、4个、5个或6个)支管，所述2个或2个以上支管管径小于所述总管以实现节流增压；所述预混合器包括容器本体和2个或2个以上(如3个、4个、5个或6个)在容器本体上对称布置的入口接管，所述2个或2个以上入口接管各自与所述预混合器轴线方向呈45°～50°夹角；所述2个或2个以上支管分别与所述预混合器的2个或2个以上入口接管流体连通；和所述静态混合器与所述预混合器流体连通。优选的，从调合头总管一端分支形成的支管的管径相同，且对称分布。
本发明的油品管道调合设备中，所述调合头总管、预混合器和静态混合器依次连接。
本发明的油品管道调合设备还可包括油品管道调合中常规使用的设备，例如用于盛放组分油品的装置或缓冲罐、用于调节流入调合头的组分油品的流量的调节阀、以及盛放合格调合油品的罐或常减压装置等。
通常，从调合头总管分支出来的支管的管径应使得支管内部流体流速为调合头总管内部流体流速的1.5倍以上，优选2倍以上。
本发明的油品管道调合设备中，所述预混合器的长度通常为1～1.5米。预混合器的材质通常为不低于316L不锈钢材质的材料，且壁厚度不低于10mm。入口接管在预混合器上的所有入口应处在同一截面上，即这些入口距离预混合器一端的距离相同。例如，预混合器上的所有入口离预混合器最近一端的距离为预混合器总长度或总高度的1/6～1/4的范围内。对入口接管的长度并无特殊限制，但其长度应足以使得物料能沿入口接管的管壁切线方向斜对切进入所述预混合器，喷入方向与管壁相切。
可使用本文公开的预混合器、混合装置和油品管道调合设备实施本文实施的油品调合。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出特点和显著有点突出的显著优点：
1、本发明提供一种利于油品调合的低压降高效静态混合装置，首先让来自于装置或缓冲罐的各组分油品根据控制指令通过调节阀调节适当流量后通过调合头以对称高速旋流进入预混合器，使得内部流体流速应确保为调合头总管内部流体流速的2倍以上，高速的流动让不同的组分油之间产生剧烈的切割、剪切、旋转等运动，使各组分油高效充分的混合。
2、本发明提供一种利于油品调合的低压降高效静态混合装置，通过预混合器对各组分油的混合之后再通过静态混合器进行混合，进一步的减少混合后的成品油的密度分层，让成品油质量分布更加均匀，提高了成品油的混合效果，为整个调合优化过程减小了误差。
3、本发明提供一种利于油品调合的低压降高效静态混合装置，通过两段式的混合结构，不仅让混合过程更加高效，更加彻底，同时也起到一定的缓冲效果，降低了装置的压力，满足长周期高效运行的要求。
下文将以具体实施例的方式阐述本发明。应理解，这些实施例仅仅是阐述性的，并不意图限制本发明的范围。
图1示出了本发明利于油品调合的低压降高效静态混合装置结构示意图。图1所示的利于油品调合的低压降高效静态混合装置包括预混合器IV和静态混合器V两部分，来自于装置或缓冲罐的各组分油品根据控制指令通过调节阀调节适当流量后混合进入调合头总管I，汇集成混合油品1，随后节流增压分成两个分支(支管II和支管III)，分成油品2和油品3两股混合物料。通过预混合器的2个入口接管(预混合器入口接管位置三维示意图如图2所示)，油品2和油品3这两股混合物料从上下两侧对称以高速旋流的方式切入预混合器IV混合，使2股流体进行充分接触预混合，预混合后的油品4进入静态混合器V中再进一步混合，混合后得到的满足国标要求或生产工艺要求的油品5送入后续罐区或常减压装置。两段式混合装置高效的让各组分油混合更加充分，保证了成品油的质量均匀。
在本实施例中，节流后分成的支管II和支管III，其内部流体流速应确保为调合头总管I内部流体流速的2倍以上。进入预混合器IV的两股流体2和3需从上下两侧沿管壁切线方向斜对切进入，且喷入方向与管壁相切，与预混合器轴线方向呈45°～50°角，保证各组分油的高效充分混合。
预混合器IV为带2个导流入口的空管，分别与支管II和支管III相联通。预混合器长度优选1m-1.5m，长度的要求保证了各组分油在预混合器IV中有足够的空间进行预混合。考虑调合后的混合油品具有一定的腐蚀性和调和过程的安全性，预混合器IV的材质优选不低于316L不锈钢材质的空管，且厚度不低于10mm。
上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明利于油品调合的低压降高效静态混合装置的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种油品调合用的预混合器，其特征在于，所述预混合器包括：
容器本体；和
2个或2个以上在容器本体上对称布置的入口接管；
其中，所述2个或2个以上入口接管各自与所述预混合器轴线方向呈45°～50°夹角，通过所述预混合器容器本体上对应位置上的入口与容器本体内部流体连通。
2.如权利要求1所述的预混合器，其特征在于，
所述预混合器长度为1～1.5米；和/或
所述预混合器的材质为不低于316L不锈钢材质的材料，且壁厚度不低于10mm。
3.如权利要求1或2所述的预混合器，其特征在于，
所述入口接管在预混合器上的布置应使得对称的各管内的物料能以斜对切的方式进入预混合器；和/或
所述容器本体上的所有入口处于同一截面上，且离预混合器最近一端的距离在预混合器总长度或总高度的1/6～1/4的范围内。
4.一种混合装置，包括权利要求1－3中任一项所述的预混合器和与之流体连通的静态混合器。
5.一种油品管道调合设备，包括：
调合头总管；
预混合器；和
静态混合器；
其中，所述调合头总管在末端形成2个或2个以上支管，所述2个或2个以上支管的管径小于所述总管以实现节流增压；
所述预混合器包括容器本体和2个或2个以上在容器本体上对称布置的入口接管，所述2个或2个以上入口接管各自与所述预混合器轴线方向呈45°～50°夹角，通过所述预混合器容器本体上对应位置上的入口与容器本体内部流体连通；
所述2个或2个以上支管分别与所述预混合器的2个或2个以上入口接管流体连通；和
所述静态混合器与所述预混合器流体连通。
6.如权利要求5所述的油品管道调合设备，其特征在于，
所述预混合器长度为1～1.5米；和/或
所述预混合器的材质为不低于316L不锈钢材质的材料，且壁厚度不低于10mm。
7.如权利要求5或6所述的油品管道调合设备，其特征在于，
所述入口接管在预混合器上的布置应使得对称的各管内的物料能以斜对切的方式进入预混合器；和/或
所述容器本体上的所有入口处于同一截面上，且离预混合器最近一端的距离在预混合器总长度或总高度的1/6～1/4的范围内。
8.如权利要求5或6所述的油品管道调合设备，其特征在于，所述2个或2个以上支管的管径应使得支管内部流体流速为调合头总管内部流体流速的1.5倍以上，优选2倍以上。
9.一种油品调合方法，其特征在于，所述方法包括：使汇集于调合头的组分油品节流增压分成2股或2股以上物料，分别通过预混合器的2个或2个以上入口接管进入预混合器，物料在预混合器中充分接触预混合后，进入静态混合器混合形成合格油品；其中，所述2股或2股以上物料沿各自的入口接管的管壁切线方向斜对切进入所述预混合器，喷入方向与管壁相切，且与预混合器轴线方向呈45°～50°角。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1－3中任一项所述的预混合器、权利要求4所述的混合装置或权利要求5－8中任一项所述的油品管道调合设备实施。
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