CN116392839B - 一种阻尼油用减压精馏装置及方法 - Google Patents
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Classifications
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- B01D—SEPARATION
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Abstract
本发明涉及一种阻尼油用减压精馏装置及方法,其中该装置包括精馏单元,精馏单元具有一部分通过第一管组件的一部分与送料泵的进口连接,送料泵的出口通过第一管组件的另一部分与搅拌釜的送料口连接;精馏单元具有另一部分通过至少一个冷凝器或通过第二管组件与至少一轻油罐连接,轻油罐通过第三管组件连接真空负压单元。上述精馏单元包括精馏釜以及与精馏釜连接的精馏塔,本发明通过在精馏釜中设置第一回流装置、在精馏塔的各节精馏塔本体中设置第二回流装置,其可实现轻质组份中的气相冷凝成液相后通过第一回流装置、第二回流装置流入第一轻油罐、第二轻油罐,保证冷凝的液相不会回流并接触釜体内的原料,进而提高精馏效果。
Description
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域,尤其涉及一种阻尼油产品原料用减压精馏装置及方法。
背景技术
阻尼油也叫阻力油、减震油、高粘润滑油、阻尼润滑油脂、高阻力润滑油、阻尼润滑油、防震油,该阻尼油被广泛应用于航空航天、船舶、军工等领域。
目前,一般的炼油装置是无法处理专用的阻尼油精馏,由于客户所需的阻尼油的馏分窄,使得分馏精度高,产品的中类单一,操作要求高导致基础油的馏程高,若采用常规的精馏设备或常压精馏工艺,会存在问题如下:
在试制过程中,基础油中的轻质组份上升,在上升过程中若预冷后回流并与物料混合,进而使得基础油中的精馏效果差,其无法提取原油中具有极窄分子量分布以及极低饱和蒸气压的组份。
由于物料的加热温度较高,在加热温度高的情况下物料急剧氧化,若物料在高温下停留过长时间,其会变色甚至结焦,严重影响产品质量以及降低了生产效率。
(三)由于加热温度过高,因此加热***的设计和安全性也具备较大的考验。
发明内容
针对上述现有技术的缺点,本发明的目的是提供一种阻尼油用减压精馏装置及方法,以解决现有技术中的一个或多个问题。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种阻尼油用减压精馏装置,所述阻尼油用减压精馏装置包括精馏单元,所述精馏单元具有一部分通过第一管组件的一部分与送料泵的进口连接,所述送料泵的出口通过第一管组件的另一部分与搅拌釜的送料口连接;所述精馏单元具有另一部分通过至少一个冷凝器或通过第二管组件与至少一轻油罐连接,所述轻油罐通过第三管组件连接真空负压单元;
进一步的,所述精馏单元包括精馏釜,所述精馏釜包括第一釜体以及与所述第一釜体连接的封头,所述第一釜体的外侧设置多根第一加热盘管,第一保温层覆盖所述第一加热盘管以及覆盖部分所述封头;在所述第一釜体的内部具有多根加热管,于所述封头处还具有第一孔,在靠近所述开口处,在所述封头的内部还具有第一防回流装置。
进一步的,所述第一防回流装置包括与封头内侧连接的第一板体,所述第一板体沿周向形成第一圆锥结构,所述第一圆锥结构的侧面为平面或非平面,所述第一板体与所述封头的内侧之间形成第一回流腔体,在所述第一圆锥结构的顶点处开设第二孔,所述第二孔的孔径不大于所述第一孔的孔径。
进一步的,所述非平面由多个凹面以及多个凸面互相连接构成,所述凹面低于所述第一圆锥结构的侧面设置,所述凹面的深度占轻质组分液相体积的1/3~1/4。
进一步的,所述非平面由多个锥体互相连接构成树状结构。
进一步的,所述封头开设第三孔,所述第三孔与第一组份流通管的一端连接,所述第一组份流通管的另一端通过第二组份流通管所述轻油罐。
进一步的,所述精馏单元还包括精馏塔,所述精馏塔的一部分与所述精馏釜的封头连接,所述精馏塔包括至少两节塔体本体,每节所述塔体本体之间通过法兰互相连接,每节所述塔体本体的外侧设置第二加热盘管,所述第二加热盘管的外侧覆盖第二保温层,每节所述塔体本体的内侧具有中空部分,在所述中空部分内部还设置第二防回流结构;所述第二防回流结构包括第二板体,所述第二板体的一端在所述塔体本体内侧沿周向形成第二圆锥结构,所述第二圆锥结构的顶点处开设第四孔,所述第四孔的孔径小于所述塔体本体中中空部分的内径。
进一步的,在每节塔体本体的第二回流腔体处还与第三组份流通管的一端连接,各所述第三组份流通管的另一端汇总后通过第四组份流通管连接轻油罐。
进一步的,所述阻尼油用减压精馏装置还包括加热***以及冷却***,所述加热***具有一部分与第一加热盘管的一部分连接,所述冷却***具有一部分与所述第一加热盘管的另一部分连接;所述冷却***与所述加热***之间互相连接,以通过同一种介质实现对所述精馏釜的加热及冷却;所述冷却***包括冷冻机及热交换器,所述冷冻机具有第一端通过第一交换管路连接热交换器的第一进口端,所述热交换器具有第一出口端通过第二交换管路连接所述冷冻机组的第二端,所述热交换器还具有第二出口端通过第一介质流通管连接第二介质流通管。
进一步的,所述加热***包括油温机,所述油温机的出口端与第二介质流通管的一部分连接,所述第二介质流通管的另一端与精馏釜中第一加热盘管的进口端连接,所述第一加热盘管的出口端还通过第三介质流通管与油气分离器的第一端连接,所述油气分离器的第二端通过第四介质流通管连接油筒,所述油气分离器的第三端通过第五介质流通管与第六介质流通管的一部分连接,所述第六介质流通管的另一部分与第二三通阀的第一端连接,所述第二三通阀的第二端通过第七介质流通管与热交换器的第二进口端连接,所述第二三通阀的第三端通过第八介质流通管连接油温机的进口端,在所述第六介质流通管以及第七介质流通管上均设置循环泵。
相应的,不发明还提供一种阻尼油用减压精馏装置的方法,包括以下步骤:
在精馏釜中加入原料;
开启油温机,加热导热油至220℃~270℃,精馏釜中真空度为-0.07Mpa~-0.09Mpa,使轻质组份从原料中分离;
当检测精馏塔中的温度降低至230℃~240℃时,停止加热,将分离出轻质组份的原料保温1h~2h;
开启冷冻机,对分离出轻质组份的原料降温至40℃~60℃,保温30min~45min;
将降温后分离出轻质组份的原料转移至搅拌釜;
一次检测搅拌釜中的原料指标是否合格,若不合格,报废所述原料;若合格,添加添加剂,并在55℃~65℃的温度下搅拌1.5h~2h,以获取基础油成品;
二次检测基础油成品,若检测不合格,报废所述基础油成品,若检测合格,罐装所述基础油成品。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果如下
(一)本发明通过在精馏釜中设置第一回流装置、在精馏塔的各节精馏塔本体中设置第二回流装置,其可以实现轻质组份中的气相冷凝成液相后通过第一回流装置、第二回流装置流入第一轻油罐、第二轻油罐,其保证冷凝的液相不会回流并接触釜体内的原料,进而提高精馏效果,进而可提取原油中极窄分子量分布以及极低饱和蒸汽压的组份。
(二)进一步的,第一回流装置中第一板体沿周向构成第一圆锥结构的锥度大,使得轻质组份中液相的回流速度增加,并且第一圆锥结构的侧面采用光滑面,其提高回流速度的同时还减小了回流阻力,通过涂覆陶瓷纳米涂层,减小残留,避免污染且具有抗腐蚀效果。
进一步的,所述第一回流装置中第一圆锥结构的侧面设置为平面或非平面,当为非平面时,通过设置凹面与凸面,并且使凹面的深度占轻质组分液相体积的1/3~1/4,使得液相在不断向下回流的同时进一步增加回流速度,降低回流阻力,同时,其提供了更大的回流面积,保证了精馏质量。同样的,非平面时还可以选用由多个锥体互相连接构成的树状结构,其使得液相每接触一次锥体的锥面能提高一次回流速度,使得回流效率提升。
(三)进一步的,在精馏釜的外侧设置第一加热盘管,在精馏塔上设置第二加热盘管,其可以保证快速升温的同时,避免热媒直接接触无聊,避免局部过热损坏物料。
(四)进一步的,通过设置加热***以及冷却***,其通过同一种介质以及同一加热盘管,可以保证物料快速升温至设计温度后恒温精馏,保证加热过程中不易产生局部高温,损害物料。而冷却***的设置在精馏完成后快速将物料降低至设计温度,减少物料的高温施加,避免氧化,防止物料在高温下停留过长时间出现变色及结焦,提高产品质量及生产效率。
附图说明
图1示出了本发明实施例一种阻尼油用减压精馏装置及方法中减压精馏装置的结构示意图。
图2示出了本发明实施例一种阻尼油用减压精馏装置及方法中精馏装置的结构示意图。
图3示出了本发明实施例一种阻尼油用减压精馏装置及方法中精馏塔的结构示意图。
图4示出了本发明实施例一种阻尼油用减压精馏装置及方法中搅拌釜的结构示意图。
图5示出了本发明实施例一种阻尼油用减压精馏装置及方法中冷却***和加热***的结构示意图。
图6示出了本发明实施例一种阻尼油用减压精馏装置及方法中第一回流装置与封头的连接结构示意图。
图7示出了本发明实施例二一种阻尼油用减压精馏装置及方法中第一回流装置的结构示意图。
图8示出了本发明实施例三一种阻尼油用减压精馏装置及方法中第一回流装置的结构示意图。
图9示出了本发明实施例三一种阻尼油用减压精馏装置及方法中第一回流装置的局部放大图。
附图中标记:1、冷冻机;1010、第一交换管路;1011、第二交换管路;102、油气分离器;1030、循环泵;2、油温机;3、精馏釜;300、第一釜体;301、第一保温层;302、第一加热盘管;303、第一支架;304、第一热电偶;305、第二热电偶;306、温度表;307、排气阀;308、负压表;309、封头;310、第一板体;3100、凹面;3101、凸面;3102、锥体;3103、开口;311、第一孔;312、第二孔;313、视镜;314、加油球阀;315、第一回流腔体;316、加热管;317、第三孔;4、精馏塔;400、塔体本体;401、第二加热盘管;402、第二保温层;403、第三热电偶;404、第二防回流结构;4040、第二板体;4041、第四孔;405、第二回流腔体;5、第一冷凝器;6、第二冷凝器;7、送料泵;700、第一料管;701、第一过滤器;702、第二过滤器;703、第二料管;704、第三料管;8、搅拌釜;800、驱动机构;801、搅拌轴;802、搅拌叶片;803、第二釜体;804、出料口;805、第二支架;806、送料口;9、第一轻油罐;10、第二轻油罐;11、负压罐;12、真空泵;130、第一真空管;131、第二真空管;132、第三真空管;133、第四真空管;134、第五真空管;135、第六真空管;140、单向阀;15、法兰;16、第一三通阀;170、第一组份流通管;171、第二组份流通管;172、第三组份流通管;173、第四组份流通管;18、第一回流管;19、第二回流管;20、油筒;21、热交换器;220、第一介质流通管;221、第二介质流通管;222、第三介质流通管;23、第二三通阀;241、第四介质流通管;242、第五介质流通管;243、第六介质流通管;244、第七介质流通管;245、第八介质流通管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种阻尼油用减压精馏装置及方法作进一步详细说明。根据下面说明,本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是,附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂,请参阅附图。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
实施例一
请参考图1和图4,本发明所述阻尼油用减压精馏装置包括精馏单元,所述精馏单元用于将基础油中的轻质组份与重组份分离。所述精馏单元具有一部分通过第一管组件的一部分与送料泵7的进口连接,所述送料泵7的出口通过第一管组件的另一部分与搅拌釜8的送料口806连接。所述精馏单元还具有另一部分通过至少一个冷凝器或通过第二管组件与至少一轻油罐连接,所述轻油罐通过第三管组件连接真空负压单元,在本实施例所述阻尼油用减压精馏装置中,所述轻油罐为两个,分别是第一轻油罐罐9和第二轻油罐10。
具体的,下面详细描述精馏单元的具体结构如下:
请参考图2,所述精馏单元包括精馏釜3包括第一釜体300以及与所述第一釜体300连接的封头309,所述第一釜体300与封头309之间通过不锈钢法兰与第一釜体300的法兰连接,在连接处设置陶瓷纤维密封,耐温1200℃。所述第一釜体300固定在第一支架303上,所述第一釜体300在本发明实施例中选用12mm316L不锈钢材料制成,所述第一釜体300的容积为500L~1000L,围绕第一釜体300的外侧设置多根第一加热盘管302,在各根所述第一加热盘管302的外侧覆盖第一保温层301,该第一保温层301采用耐温1200℃的含镐硅酸铝,在该含镐硅酸铝的外部覆盖不锈钢镜面板。同样的,在所述封头309的外侧部分也覆盖第一保温层301。所述第一加热盘管302的设置可以保证快速升温的同时,使热媒不直接接触第一釜体300内的物料,避免局部过热损害物料。
具体的,在本实施例所述阻尼油用减压精馏装置中,所述第一加热盘管302采用U型盘管氩弧焊打底电焊连接,其内部填充导热油实现加热和冷却。
进一步的,请继续参考图2,在所述第一釜体300的内部设置多根加热管316,所述加热管316的温度通过第一热电偶304测得,所述第一釜体300内部基础油的温度通过第二热电偶305所测,所述第二热电偶305还与温度表306连接,进而将测试的温度反馈至温度表306。
进一步的,请继续参考图2,在封头309的顶部中心还开设第一孔311,所述第一孔311用于基础油中的轻质组份被蒸馏出并流至精馏塔4内。在靠近第一孔311处,于所述封头309的内部还具有第一防回流装置。
具体的,请继续参考图2,所述第一防回流装置包括与封头309内侧连接的第一板体310,所述第一板体310的上表面与封头309的内壁之间形成第一回流腔体315,所述第一板体310采用316不锈钢材料制成。所述第一板体310沿周向围合形成第一圆锥结构,所述第一圆锥结构的侧面为平面或非平面,所述第一圆锥结构的顶点处开设第二孔312,所述第二孔312的孔径不大于第一孔311的孔径,通过上述设置使得轻质组份的液相在第一孔311的边缘处即使回流也只能回流至第一板体310上,不会回流至第一釜体300中。
进一步的,请参考图6,所述第一板体310远离第二孔312一端的边缘沿周向构成的底圆内径D2与所述封头309远离第一孔311一端的内径D1相同。所述第一板体310远离第二孔312一端围合的底圆的中心与第二孔312的轴心之间的连线构成第一圆锥结构的高,该第一圆锥结构的高度H2小于封头309的高度H1,使得所述第一圆锥结构可与封头309内壁之间形成第一回流腔体315。
请参考2和图6,由于封头309的内径D1与第一釜体300的内径一致,因此第一板体310沿周向构成第一圆锥结构的锥度较大,通过增加锥度可以使得轻质组份的液相回流速度增加,使其更快的流入第一轻油罐9中。优选的,本发明实施例所述阻尼油用减压精馏装置中,所述第一圆锥结构的侧面采用光滑的平面,通过光滑的平面设置以及锥度的增加使得轻质组份的回流速度进一步增加,进而使回流比得到要求。锥度越小,回流速度越大,相反的,锥度越大,回流速度减小。而传统通过自然回流的方式,会由于塔顶高度的限制导致回流速度慢,并且回流容易流至釜内而影响精馏效果。进一步的,为了减小回流阻力,所述第一圆锥结构的侧面涂覆陶瓷纳米涂层,通过涂覆陶瓷纳米涂层,可以减小残留,避免污染并且具有抗腐蚀的效果。
进一步的,请参考图1和图2,为了保证从基础油中分离的轻质组份可以进入轻油罐,在封头309上还开设第三孔317,该第三孔317与第一组份流通管170的一端连接,所述第一组份流通管170(在图2中因视图关系有部分第一组份流通管170被搅拌釜遮挡)的另一端通过电磁阀(图中未标记)与第二组份流通管171的一端连接,所述第二组份流通管171的另一端与第一轻油罐9连接,所述第一组份流通管170、第二组份流通管171为第二管组件的一部分,所述第一组份流通管170、第二组份流通管171构成第一管组件。
进一步的,请参考图2,在所述封头309处还设置加油球阀314,通过该加油球阀314可以实现将基础油原料加入至第一釜体300内。在该封头309处还设置视镜313,通过该视镜313可以观察该第一釜体300内原料的变化。在上述封头309处还设置负压表308,所述负压表308用于观察第一釜体300内的真空度。在该封头309处还连接排气阀307。
下面详细描述精馏塔4的具体结构如下:
请参考图1和图3,所述精馏塔4的底部与精馏釜3的封头309连接,具体的,所述精馏塔4包括至少两节塔体本体400,在本实施例中,所述塔体本体400为两节,每节所述塔体本体400之间通过法兰15以及陶瓷限位密封,填料采用耐腐蚀精密填料。具体的,所述塔体本体400为316不锈钢材料制成的管体结构,位于最下方的塔体本体400与封头309之间焊接或采用法兰密封连接,所述塔体本体400的管口需要与封头309的第一孔311对应,以确保轻质组份分离后可回收至该塔体本体400中,上下两节塔体本体400的长度为2000mm,在每节塔体本体400的外侧设置第二加热盘管401,该第二加热盘管401可与第一加热盘管302连通,以实现共同同一种导热介质加热。所述第二加热盘管401中内置导热油,在所述第二加热盘管401的外侧覆盖第二保温层402,优选的,所述第二保温层402采用耐温1200℃的含镐硅酸铝,并且在第二保温层402的外侧覆盖面板,所述面板采用不锈钢镜面板。上述第二保温层402以及第一保温层301均能在降低能耗的同时,保证轻质组份分离,同时避免轻质组份回流,影响产品质量。
每节塔体本体400的内侧具有中空部分,该中空部分也称为管体内径。在中空部分内部还设置第二防回流结构404。在每节所述塔体本体400上还各安装两支第三热电偶403,所述第三热电偶403优选为热电偶传感器,其检测温度范围为0~1600℃,用于检测塔体本体400内部温度。
具体的,请参考图1和图3,所述第二防回流结构404包括第二板体4040,所述第二板体4040靠近塔体本体400中管口的一端在塔体本体400的内侧 沿周向形成第二圆锥结构,同样的,所述第二圆锥结构的顶点处开设第四孔4041。进一步的,所述第四孔4041的孔径小于塔体本体400中空部分的内径,所述第二圆锥结构的侧面即第二板体4040的表面与塔体本体400的内壁之间形成第二回流腔体405。优选的,在本发明实施例所述阻尼油用精馏减压装置中,所述第二圆锥结构的侧面采用光滑面,即该第二板体4040采用316不锈钢材料制成,进一步的,在该侧面涂覆陶瓷纳米涂层,减小残留,避免污染及减小回流阻力。
进一步的,请参考图1和图3,在靠近第二回流腔体405处,在所述塔体本体400上还开设开口与第三组份流通管172的一端连接,两根第三组份流通管172汇总后连接第四组份流通管173,所述第四组份流通管173形成两条支路并分别连接第一轻油罐9和第二轻油罐10。所述第三组份流通管172、第四组份流通管173构成第二管组件。
进一步的,请参考图1,在位于的部的塔体本体400的上方还通过管路与第一冷凝器5的一端连接,所述第一冷凝器5的另一端通过管路连接第二冷凝器6的一端,所述第二冷凝器6的另一端连接第一轻油罐9。以实现将轻质组份降温后流入该第一轻油罐9。
进一步的,请继续参考图1,在本发明中真空负压单元包括真空泵12以及负压罐11,所述真空泵采用干式螺杆真空泵,极限真空度至少达到1Pa,该干式螺杆真空泵在抽真空过程中,不会由于真空泵油的气化而污染物料,其避免高温油气直接冲击该真空泵12,延长真空泵12的使用寿命,提高极限真空度。
进一步的,请继续参考图1,所述真空泵12的出口端通过第一真空管130连接单向阀140的一端,所述单向阀140的另一端与第二真空管131的一端连接,所述第二真空管131的另一端连接负压罐11,为了实现第一轻油罐9、第二轻油罐10的真空度,所述负压罐11还通过第三真空管132与第四真空管133的一端连接,所述第四真空管133的另一端通过第一三通阀16分别与第五真空管134的一端及第六真空管135的一端连接,所述第五真空管134的另一端连接第一轻油罐9,所述第六真空管135的另一端连接第二轻油罐10。所述第一真空管130、第二真空管131、第四真空管133、第五真空管134以及第六真空管135构成第三管组件并且均采用不锈钢材质,优选的,在上述各管上可以设置温度传感器和压力传感器并集成至PLC控制总成,对此,本发明不作进一步描述。
当然,在本发明的其他实施例中,所述塔体本体400的外侧还设置镀膜,通过镀膜方式实现加热,其可以保证温度稳定可靠、加热均匀,且由于不直接接触气相液相混合物,不影响物料的组份。
请参考图4,本发明实施例所述阻尼油用减压精馏装置还包括搅拌釜8,该搅拌釜8包括第二釜体803,第二釜体803设置于第二支架805上,所述第二釜体803的底部具有出料口804,在所述第二釜体803的上端设置驱动机构800,所述驱动机构800的输出端与搅拌轴801的一端连接,所述搅拌轴801的另一端伸入所述第二釜体803内,该搅拌轴801的另一端通过轴承及轴承座连接在第二釜体803的底部,在所述搅拌轴801上自上而下连接多片搅拌叶片802。
进一步的,请参考图1和图4,在所述第二釜体803上开设送料口806,该送料口806通过第三料管704、第一过滤器701连接送料泵7的出料口,所述送料泵7的进料口通过第二料管703、第二过滤器702连接第一料管700的一端,该第一料管700的另一端伸入精馏釜3的内部。
进一步的,所述阻尼油用减压精馏装置还包括加热***以及冷却***,通过该加热***,可以保证物料快速升温至设计温度并按工艺条件恒温精馏,保证在加热过程中不会产生局部高温,损害物料。冷却***的设置可以保证精馏结束后,快速降温至设计温度,减少物料的高温施加,避免氧化,提高生产效率。请参考图1,所述加热***具有一部分与第一加热盘管302的一部分连接,冷却***具有一部分与第一加热盘管302的另一部分连接;冷却***与加热***之间互相连接,以通过同本实施例的介质实现对精馏釜3的加热及冷却。
请参考图6,所述冷却***包括冷冻机1以及热交换器21,在本实施例中,所述冷冻机可将高温250℃的油温在3.5h内降低至50℃。所述冷冻机1采用冷冻水作为冷媒,所述冷冻水的出水温度为5℃~25℃,冷冻水的进出水温差为3℃~8℃。具体的,所述冷冻机1的第一端通过第一交换管路1010连接热交换器21的第一进口端,所述热交换器21具有第一出口端通过第二交换管路1011连接冷冻机1的第二端。通过第一交换管路1010与第二交换管路1011实现换热前冷冻水与换热后冷冻水的流通。所述热交换器21具有第二出口端通过第一介质流通管220连接第二介质流通管221。
进一步的,请继续参考图6,所述加热***包括油温机2,在本实施例所述阻尼油用减压精馏装置中,所述油温机2可将常温油在3.5h内升温至250℃,油温机2的出口端与第二介质流通管221的一部分连接,第二介质流通管221的另一端与精馏釜3中第一加热盘管302的进口端连接,第一加热盘管302的出口端还通过第三介质流通管222与油气分离器102的第一端连接,油气分离器102的第二端通过第四介质流通管241连接油筒20,油气分离器102的第三端通过第五介质流通管242与第六介质流通管243的一部分连接,第六介质流通管243的另一部分与第二三通阀23的第一端连接,第二三通阀23的第二端通过第七介质流通管244与热交换器21的第二进口端连接,第二三通阀23的第三端通过第八介质流通管245连接油温机2的进口端,在第六介质流通管243以及第七介质流通管244上均设置循环泵1030。
相应的,本发明还提供一种利用上述阻尼油用减压精馏装置的方法,包括步骤如下:
S1:通过加油球阀314将常温的基础油原料加入至精馏釜3的第一釜体300内。
S2:开启油温机2,将精馏釜3的第一加热盘管302中的导热油升温至220℃~270℃,具体的,在本发明实施例一种阻尼油用减压精馏装置及方法中,所述导热油升温至250℃,具体的,常温的导热油从油筒20中流出,通过第四介质流通管241经过油气分离器102后进入第五介质流通管242,其通过循环泵1030将导热油输送自第六介质流通管243并通过第二三通阀23以及第七介质流通管244送入油温机2,油温机2将导热油升温后通过第二介质流通管221输送至精馏釜3中第一加热盘管302的进口端。然后从第一加热盘管302的出口端流出并通过第三介质流通管222返回,然后通过油气分离器102后继续进入第五介质流通管242,以此进行循环加热,通过该种方式可使得在1h内将第一釜体300内的基础油原料从常温升温至250℃,通过第一加热盘管302保证导热油在快速升温的同时不与第一釜体300内的基础油原料接触,避免过热损害物料。
进一步的,请继续参考图1和图5,为了保证第一轻油罐9、第二轻油罐10、负压罐11以及精馏釜3、精馏塔4中的真空度,保证其真空度处于低位,使基础油原料的蒸发温度低,其可以降低第一釜体300内基础油原料的加热温度,降低基础油原料的氧化程度。在加热基础油原料之前先打开真空泵12,通过第一真空管130、单向阀140、第二真空管131、第三真空管132、第四真空管133、第五真空管134、第六真空管135、第一组份流通管170、第二组份流通管171、第三组份流通管172、第四组份流通管173可实现各罐体及精馏塔4中真空度的保持,其中精馏釜3中真空度为-0.07Mpa~-0.09Mpa,优选的,在本发明实施例所述阻尼油用减压精馏装置中,精馏釜3中的真空度优选为0.083Mpa,通过设置负压罐11,其起到缓冲作用,可以避免热的油气直接冲击真空泵12,进而提高真空泵12的使用寿命,提高了极限真空。同时由于真空泵12优选为干式螺杆真空泵,其可以降低第一釜体300内基础油原料的精馏升温工艺温度,降低能耗的同时,提高了产品的色度和性能,减少了基础油原料的氧化程度。
S3:请参考图1和图3,基础油原料升温后汽化,该汽化部分称为轻质组份,轻质组份的气相上升从第二孔312以及第一孔311升至精馏塔4中,在汽化过程中当气相接触封头309的内壁冷凝后会形成轻质组份的液相,其通过第一板体310以及第三孔317、第一组份流通管170、第四组份流通管173分别进入第一轻油罐9以及第二轻油罐10。
进一步的,通过第一孔311上升至精馏塔4内的气相和塔体本体400的内壁接触冷凝并形成液相,气相和液体充分接触后进行着传质以及传热,该液相沿着塔体本体400的内壁流至第二回流腔体405,其通过第三组份流通管172汇流至第四组份流通管173后进入第一轻油罐9以及第二轻油罐10,同时,位于精馏塔4最顶部的部分气相上升至第一冷凝器5及进入第二冷凝器6,通过第二冷凝器6的出口端流入第一轻油罐9,而在存留在第一冷凝器5中冷凝成的液相通过第二回流管19、第一回流管18流入至第二组份流通管171,并随着其余液相一起流入至第一轻油罐9和第二轻油罐10。
进一步的,精馏塔4中回流量由上段至下段逐渐减少,当气相不足时,精馏塔4的温度由下而上逐渐降低,基础油油品组成越往上段越轻,而越往下段越重。气相和液相在一定条件下,由平衡到不平衡、由不平衡到平衡这一规律交替进行气化和冷凝的变化,如此反复,最终到达分离产品的目的。
在该过程中,精馏塔4中通过第三热电偶403检测到每段塔体本体400中的温度降低至230℃~240℃时,优选为降低至235℃时,油温机2停止加热,将分离出轻质组分的原料保温1h~2h,优选为保温1.5h,以实现轻质组份的充分分离。
S4:精馏结束后开启冷冻机1,通过冷冻机1可使精馏釜3内的基础油原料快速降温,具体的,其对分离出轻质组份的基础油原料降温至40℃~60℃,保温30min~45min,本发明实施例所述阻尼油用减压精馏装置中,所述基础油原料降温至50℃,保温35min。
具体的,请参考图1,本发明中冷却***与加热***采用同一介质及共同使用第一加热盘管302,其保证精馏结束后把精馏釜3中的物料快速冷却降温,使分离出轻质组份的原料颜色更浅、酸值更小。
进一步的,请参考图5,冷冻机1开启后,低温的冷冻水通过第二交换管路1011流入热交换器21,同时油筒20中的导热油通过油气分离器102、第五介质流通管242、循环泵1030、第六介质流通管243以及第二三通阀23流入第八介质流通管245,通过第八介质流通管245将导热油输送至热交换器21中使其与低温的冷冻水进行热交换进行降温,换热后的高温冷冻水通过第一交换管路1010流入冷冻机1并继续降温转化为低温冷冻水。而降温后的导热油通过第一介质流通管220、第二介质流通管221流入第一加热盘管302中替换原来温度较高的导热油,该部分导热油通过第三介质流通管222、油气分离器102后继续回流至第五介质流通管242、第六介质流通管243并通过第二三通阀23分流至第八介质流通管245及热交换器21,以实现循环降温。
S5:请参考图1和图4,降温后分离出轻质组份的原料转移至搅拌釜8,具体的,打开送料泵7,送料泵7将搅拌釜8内的基础油原料从第一料管700、第二料管703抽至送料泵7,并通过第三料管704、送料口806送入搅拌釜8内部。
S6:一次检测搅拌釜8中的原料指标是否合格。具体的,所述原料的性能指标包括20℃运动粘度在500~550mm2/s,密度为0.750~0.987g/cm3,外观是否为无色或浅黄色澄清透明液体,闪点≥300℃,硫含量≤0.05%,PB值≥550N。若不合格,不满足上述指标值,即将该批原料报废,若合格,添加添加剂,并在55℃~65℃的温度下搅拌1.5h~2h,具体的,本发明实施例所述阻尼油用减压精馏装置中,搅拌温度优选为60℃,搅拌时间 优选为1.5h,以获取基础油成品
S7:二次检测基础油成品的指标是否合格,该指标与上述指标相同,若检测不合格,报废基础油成品,若检测合格,打开出料口804进行罐装。
实施例二
请参考图7,实施例二与实施例一的大部分结构以及方法均相同,不同的是第一防回流装置中第一圆锥结构的侧面为非平面,同样的,第二防回流装置的结构也可以和第一防回流装置相同。请参考图7,所述非平面由多个凹面3100以及多个凸面3101互相连接构成,凹面3100与凸面3101相邻设置,其中所述凹面3100低于第一圆锥结构的侧面设置,而凸面3101高于第一圆锥结构的侧面设置。具体的,所述凹面3100的凹陷深度占所述轻质组份中液相体积的1/3~1/4,通过上述设置使得当液相进入该凹面3100时,由于深度的设置使得其不会停留于该凹面3100,其会顺着第一圆锥结构的锥度顺势向下,进而使轻质组份中的液相在不断向下增加回流速度,进一步降低了回流阻力。
进一步的,通过设置多个凹面3100与多个凸面3101,其为回流的轻质组份的液相提供了更大的表面积,其在回流的同时也不会与上升的轻质组份进行接触,进一步保证了精馏的质量。
实施例三
请参考图8和图9,实施例二与实施例一的大部分结构以及方法均相同,不同的是第一防回流装置中第一圆锥结构的侧面为非平面,所述非平面由多个锥体3102互相连接构成树状结构,每个所述锥体3102的连接处形成开口3103,所述开口3103朝向第一圆锥结构的下方开设,使得轻质组份的液相在每个锥体3102上向下流动的同时不会停流在该开口3103处,其始终顺着各锥体3102的锥度向下流动,使得液相每接触一次锥体3102的锥面能提高一次回流速度,并且保证了回流的面积。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种阻尼油用减压精馏装置,其特征在于:所述阻尼油用减压精馏装置包括精馏单元,所述精馏单元通过第一管组件与送料泵的进口连接,所述送料泵的出口通过第一管组件与搅拌釜的送料口连接;所述精馏单元具有通过至少一个冷凝器或通过第二管组件与至少一轻油罐连接,所述轻油罐通过第三管组件连接真空负压单元;
所述精馏单元包括精馏釜,所述精馏釜包括第一釜体以及与所述第一釜体连接的封头,所述第一釜体的外侧设置多根第一加热盘管,第一保温层覆盖所述第一加热盘管以及覆盖部分所述封头;在所述第一釜体的内部具有多根加热管,于所述封头处还具有第一孔,在靠近所述第一孔处,在所述封头的内部还具有第一防回流装置;
所述第一防回流装置包括与封头内侧连接的第一板体,所述第一板体沿周向形成第一圆锥结构,所述第一圆锥结构的侧面为平面或非平面,所述第一板体与所述封头的内侧之间形成第一回流腔体,在所述第一圆锥结构的顶点处开设第二孔,所述第二孔的孔径不大于所述第一孔的孔径;
所述精馏单元还包括精馏塔,所述精馏塔与所述精馏釜的封头连接,所述精馏塔包括至少两节塔体本体,每节所述塔体本体之间通过法兰互相连接,每节所述塔体本体的外侧设置第二加热盘管,所述第二加热盘管的外侧覆盖第二保温层,每节所述塔体本体的内侧具有中空部分,在所述中空部分内部还设置第二防回流结构;所述第二防回流结构包括第二板体,所述第二板体的一端在所述塔体本体内侧沿周向形成第二圆锥结构,所述第二圆锥结构的顶点处开设第四孔,所述第四孔的孔径小于所述塔体本体中中空部分的内径。
2.如权利要求1所述一种阻尼油用减压精馏装置,其特征在于:所述非平面由多个凹面以及多个凸面互相连接构成,所述凹面低于所述第一圆锥结构的侧面设置,所述凹面的深度占轻质组分液相体积的1/3~1/4。
3.如权利要求1所述一种阻尼油用减压精馏装置,其特征在于:所述非平面由多个锥体互相连接构成树状结构。
4.如权利要求1所述一种阻尼油用减压精馏装置,其特征在于:所述封头开设第三孔,所述第三孔与第一组份流通管的一端连接,所述第一组份流通管的另一端通过第二组份流通管所述轻油罐。
5.如权利要求1所述一种阻尼油用减压精馏装置,其特征在于:在每节塔体本体的第二回流腔体处还与第三组份流通管的一端连接,各所述第三组份流通管的另一端汇总后通过第四组份流通管连接轻油罐。
6.如权利要求1所述一种阻尼油用减压精馏装置,其特征在于:所述阻尼油用减压精馏装置还包括加热***以及冷却***,所述加热***与第一加热盘管连接,所述冷却***与所述第一加热盘管连接;所述冷却***与所述加热***之间互相连接,以通过同一种介质实现对所述精馏釜的加热及冷却;所述冷却***包括冷冻机及热交换器,所述冷冻机具有第一端通过第一交换管路连接热交换器的第一进口端,所述热交换器具有第一出口端通过第二交换管路连接所述冷冻机组的第二端,所述热交换器还具有第二出口端通过第一介质流通管连接第二介质流通管。
7.如权利要求6所述一种阻尼油用减压精馏装置,其特征在于:所述加热***包括油温机,所述油温机的出口端与第二介质流通管连接,所述第二介质流通管与精馏釜中第一加热盘管的进口端连接,所述第一加热盘管的出口端还通过第三介质流通管与油气分离器的第一端连接,所述油气分离器的第二端通过第四介质流通管连接油筒,所述油气分离器的第三端通过第五介质流通管与第六介质流通管连接,所述第六介质流通管与第二三通阀的第一端连接,所述第二三通阀的第二端通过第七介质流通管与热交换器的第二进口端连接,所述第二三通阀的第三端通过第八介质流通管连接油温机的进口端,在所述第六介质流通管以及第七介质流通管上均设置循环泵。
8.根据如权利要求1~7任意一项所述一种阻尼油用减压精馏装置的方法,其特征在于包括以下步骤:
在精馏釜中加入原料;
开启油温机,加热导热油至220℃~270℃,精馏釜中真空度为-0.07Mpa~-0.09Mpa,使轻质组份从原料中分离;
当检测精馏塔中的温度降低至230℃~240℃时,停止加热,将分离出轻质组份的原料保温1h~2h;
开启冷冻机,对分离出轻质组份的原料降温至40℃~60℃,保温30min~45min;
将降温后分离出轻质组份的原料转移至搅拌釜;
一次检测搅拌釜中的原料指标是否合格,若不合格,报废所述原料;若合格,添加添加剂,并在55℃~65℃的温度下搅拌1.5h~2h,以获取基础油成品;
二次检测基础油成品,若检测不合格,报废所述基础油成品,若检测合格,罐装所述基础油成品。
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- 2023-06-07 CN CN202310664034.XA patent/CN116392839B/zh active Active
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