一種基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)及工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)及工藝，主要包括脫輕塔和成品塔，脫輕塔和成品塔的底部均設(shè)有淺液層蒸發(fā)器，脫輕塔汽相進(jìn)口和脫輕塔液相進(jìn)口與閃蒸罐相連通，脫輕塔的頂部連接有冷凝器Ⅱ，脫輕塔底部通過出料泵Ⅱ與成品塔液相進(jìn)口相連通。本發(fā)明有益的效果是：本發(fā)明采用雙塔精餾更易分割輕組分和重組分，獲得高品質(zhì)的目標(biāo)產(chǎn)物生物航空煤油，降低了加熱托盤液層厚度，降低加熱介質(zhì)溫度，提高加熱汽化量，最大程度上消除因停留時間過長造成的高溫分解、聚合和結(jié)焦，提高生物航空煤油的精餾得率和油品品質(zhì)，降低能耗。
【專利說明】一種基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)及工
藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物航空煤油分離提純【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]生物航空煤油是以廢棄動植物油脂為原料，經(jīng)過加氫脫氧、裂化、異構(gòu)化等化學(xué)處理，再精餾分離出成分為C9~C16的烴類組分、餾程120~240°C、平均分子量為200~250，可直接或與傳統(tǒng)航煤混合后，提供給噴氣式飛機(jī)使用，與傳統(tǒng)航空煤油相比，可較好地降低二氧化碳排放。由于生物燃料的原料易得、可再生、污染少等優(yōu)點，生物航空煤油的開發(fā)已經(jīng)得到世界許多國家的普遍重視。傳統(tǒng)煤油一般通過單塔側(cè)線出料的方式獲得，但要獲得高品質(zhì)的航空煤油，則精餾塔往往較高，設(shè)備投資高，且輕組分和重組分較難分割，目標(biāo)產(chǎn)物得率低，操作控制困難。航空煤油精餾屬于高溫精餾，再沸器形式一般為釜式或降膜式，釜式再沸器由于持液量大，停留時間長，加熱管表面液層厚，增加了組分的汽壓力，造成油料的沸騰溫度加大，易導(dǎo)致油料高溫聚合、分解和結(jié)焦，降低生物航空煤油的精餾得率，耗能大。降膜式再沸器雖較好地解決液層厚度對汽化過程的影響，但由于進(jìn)料分布不均，油料易在換熱管表面出現(xiàn)干涸現(xiàn)象，高溫下油料聚合結(jié)焦會造成加熱管堵塞，污垢熱阻增大，造成傳熱面積和總傳熱系數(shù)明顯下降，造成蒸發(fā)量下降，需要經(jīng)常清洗必修，不利于設(shè)備的穩(wěn)定運行，往往用大流量泵循環(huán)操作，運行成本較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種能耗更低、成品油品質(zhì)更高的基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)及工藝。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案:這種基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)，主要包括脫輕塔和成品塔，脫輕塔和成品塔的底部均設(shè)有淺液層蒸發(fā)器，脫輕塔汽相進(jìn)口和脫輕塔液相進(jìn)口與閃蒸罐相連通，脫輕塔的頂部連接有冷凝器II，脫輕塔底部通過出料泵II與成品塔液相進(jìn)口相連通，成品塔頂部與脫輕塔的淺液層蒸發(fā)器的一側(cè)連通，脫輕塔的淺液層蒸發(fā)器的另一側(cè)依次連接有冷凝器1、中間罐及出料泵I，再與成品塔連通，成品塔的底部連接有出料泵III。
[0005]所述淺液層蒸發(fā)器的內(nèi)部設(shè)有3-12層加熱盤，上下相鄰兩層加熱盤的間隔間距為50-200mm，加熱盤與脫輕塔和成品塔的塔體留有50_100mm的環(huán)隙。
[0006]所述加熱盤主要由集液盤、加熱托盤和加熱盤管構(gòu)成，集液盤的中心設(shè)有引流管，集液盤內(nèi)部設(shè)有加熱托盤，其高度高于加熱托盤20-50mm，加熱托盤的高度為50_150mm，加熱托盤內(nèi)置有1-5層加熱盤管，加熱托盤與集液盤之間留有50-100mm的環(huán)隙和底縫。
[0007]這種基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾工藝，主要包括脫輕塔和成品塔，脫輕塔和成品塔的底部均設(shè)有作為再沸器的淺液層蒸發(fā)器，具體工藝步驟如下:[0008]a、來自反應(yīng)器的反應(yīng)液經(jīng)閃蒸罐后分兩股分別與脫輕塔的脫輕塔汽相進(jìn)口和脫輕塔液相進(jìn)口相連通進(jìn)入脫輕塔；
[0009]b、脫輕塔塔頂?shù)恼羝M(jìn)入冷凝器II冷凝，冷凝后的輕組分一部分流回脫輕塔塔頂進(jìn)行回流，其余的作為輕組分成品輸出精餾系統(tǒng)；
[0010]C、脫輕塔底部的脫輕液通過出料泵II輸送到成品塔液相進(jìn)口，進(jìn)入成品塔；
[0011]d、成品塔塔頂蒸汽經(jīng)脫輕塔淺液層蒸發(fā)器的各層加熱盤管后，再進(jìn)冷凝器I冷凝，然后流入中間te ；
[0012]e、從中間罐流出后通過出料泵I，一部分輸送到成品塔塔頂進(jìn)行回流，其余的作為成品航空煤油成品輸出精餾系統(tǒng)；
[0013]f、成品塔底部的重組分通過出料泵III返回反應(yīng)器。
[0014]所述成品塔塔頂溫度為140-240°c，高于脫輕塔淺液層蒸發(fā)器釜底溫度10_50°C。
[0015]本發(fā)明有益的效果是:本發(fā)明采用雙塔精餾更易分割輕組分和重組分，獲得高品質(zhì)的目標(biāo)產(chǎn)物生物航空煤油，并在脫輕塔和成品塔內(nèi)均采用淺液層蒸發(fā)方式加熱汽化，降低了加熱托盤液層厚度，從而可降低加熱管表面汽化壓力，降低加熱介質(zhì)溫度，提高加熱汽化量，通過加熱托盤 的層數(shù)可控制油料的加熱汽化停留時間，最大程度上消除因停留時間過長造成的高溫分解、聚合和結(jié)焦，提高生物航空煤油的精餾得率和油品品質(zhì)，將成品塔塔頂汽相作為脫輕塔淺液層蒸發(fā)器的熱源，回收利用汽相冷凝熱能，降低能耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是加熱盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是螺旋型加熱盤管主視結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖4是螺旋型加熱盤管俯視結(jié)構(gòu)圖。
[0020]附圖標(biāo)記說明:中間罐1，冷凝器I 2-1，冷凝器II 2-2，閃蒸罐3，脫輕塔4，成品塔5，出料泵I 6-1，出料泵II 6-2，出料泵III6-3，加熱盤7，環(huán)形集液引流板8，脫輕塔液相進(jìn)口9-1，成品塔液相進(jìn)口 9-2，脫輕塔汽相進(jìn)口 10，塔體11，引流管12，集液盤13，加熱托盤14，加熱盤管15。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0022]如圖所示，這種基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)，主要包括脫輕塔4和成品塔5，脫輕塔4和成品塔5的底部均設(shè)有淺液層蒸發(fā)器，脫輕塔汽相進(jìn)口 10和脫輕塔液相進(jìn)口 9-1與閃蒸罐3相連通，脫輕塔4的頂部連接有冷凝器II 2-2，脫輕塔4底部通過出料泵II 6-2與成品塔液相進(jìn)口 9-2相連通，成品塔5頂部與脫輕塔4的淺液層蒸發(fā)器的一側(cè)連通，脫輕塔4的淺液層蒸發(fā)器的另一側(cè)依次連接有冷凝器I 2-1、中間罐I及出料泵I 6-1，再與成品塔5連通，成品塔5的底部連接有出料泵III 6-3。脫輕塔4和成品塔5的填料底部均設(shè)有環(huán)形集液引流板8。
[0023]淺液層蒸發(fā)器的內(nèi)部設(shè)有3-12層加熱盤7，上下相鄰兩層加熱盤7的間隔間距為50-200mm，加熱盤7與脫輕塔4和成品塔5的塔體11留有50_100mm的環(huán)隙。加熱盤7主要由集液盤13、加熱托盤14和加熱盤管15構(gòu)成，集液盤13的中心設(shè)有引流管12，集液盤13內(nèi)部設(shè)有加熱托盤14,其高度高于加熱托盤20-50mm,加熱托盤14的高度為50_150mm,加熱托盤14內(nèi)置有1-5層加熱盤管15，加熱盤管15形式為螺旋型盤管。加熱托盤14與集液盤13之間留有50-100mm的環(huán)隙和底縫。
[0024]成品塔5內(nèi)加熱盤管15的加熱介質(zhì)為高溫導(dǎo)熱油，脫輕塔4內(nèi)加熱盤管15的加熱介質(zhì)為成品塔5塔頂?shù)钠嗾羝?。冷凝器I 2-1和冷凝器II 2-2的冷卻介質(zhì)均為冷卻水。
[0025]這種基于淺液層 蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾工藝，主要包括脫輕塔4和成品塔5，脫輕塔4和成品塔5的底部均設(shè)有作為再沸器的淺液層蒸發(fā)器，具體工藝步驟如下:
[0026]a、來自反應(yīng)器的反應(yīng)液經(jīng)閃蒸罐3后分兩股分別與脫輕塔4的脫輕塔汽相進(jìn)口 10和脫輕塔液相進(jìn)口 9-1相連通進(jìn)入脫輕塔4 ；
[0027]b、脫輕塔4塔頂?shù)恼羝M(jìn)入冷凝器II 2-2冷凝，冷凝后的輕組分一部分流回脫輕塔4塔頂進(jìn)行回流，其余的作為輕組分成品輸出精餾系統(tǒng)；
[0028]C、脫輕塔4底部的脫輕液通過出料泵II 6-2輸送到成品塔液相進(jìn)口 9-2，進(jìn)入成品塔5 ;
[0029]d、成品塔5塔頂蒸汽經(jīng)脫輕塔4淺液層蒸發(fā)器的各層加熱盤管15后，再進(jìn)冷凝器I 2-1冷凝，然后流入中間罐I;
[0030]e、從中間罐I流出后通過出料泵I 6-1，一部分輸送到成品塔5塔頂進(jìn)行回流，其余的作為成品航空煤油成品輸出精餾系統(tǒng)；
[0031]f、成品塔5底部的重組分通過出料泵III 6-3返回反應(yīng)器。
[0032]通過操作條件的控制，將成品塔5塔頂?shù)钠嘧鳛槊撦p塔4淺液層蒸發(fā)器的熱源，回收利用汽相冷凝熱能，成品塔5塔頂溫度為140-240°C，高于脫輕塔4淺液層蒸發(fā)器釜底溫度 10-50°C。
[0033]脫輕塔4和成品塔5填料底部的液體經(jīng)環(huán)形集液引流板8引流到頂層的加熱盤7汽化，液體由加熱托盤14溢流至集液盤13，再由引流管12引流至下一層加熱盤7進(jìn)一步汽化，這樣自上而下逐級流動，汽相由加熱盤7與塔體11間環(huán)隙通道由下而上進(jìn)入填料。由于液層薄，汽化壓力降低，降低汽化溫度，可提高加熱汽化量，通過加熱托盤的層數(shù)可控制油料的加熱汽化停留時間，最大程度上消除因停留時間過長造成的高溫分解、聚合和結(jié)焦。且采用雙塔精餾更易分割輕組分和重組分，因此可提高生物航空煤油的精餾得率和油品品質(zhì)。經(jīng)檢測:上述實例制得生物航空煤油性質(zhì)為:密度(20°C )782kg/m3，冰點小于47°C，閃點46°C，煙點28mm，總酸值0.004mgK0H/g,芳烴含量12v%，硫醇性硫3.5 μ g/g，銀片腐蝕O級，與民航飛機(jī)的3號噴氣燃料相當(dāng)。
[0034]本發(fā)明采用淺液層汽化的雙塔精餾技術(shù)使生物燃油易于分割輕組分和重組分，汽化溫度低，不易聚合和結(jié)焦，并充分利用了熱能，可提高生物航空煤油的精餾收率和品質(zhì)，適用于連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)過程。
[0035]除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)，主要包括脫輕塔(4)和成品塔(5)，其特征是:脫輕塔(4)和成品塔(5)的底部均設(shè)有淺液層蒸發(fā)器，脫輕塔汽相進(jìn)口(10)和脫輕塔液相進(jìn)口(9-1)與閃蒸罐(3)相連通，脫輕塔⑷的頂部連接有冷凝器II (2-2)，脫輕塔(4)底部通過出料泵II (6-2)與成品塔液相進(jìn)口(9-2)相連通，成品塔(5)頂部與脫輕塔(4)的淺液層蒸發(fā)器的一側(cè)連通，脫輕塔(4)的淺液層蒸發(fā)器的另一側(cè)依次連接有冷凝器I (2-1)、中間罐⑴及出料泵I (6-1)，再與成品塔(5)連通，成品塔(5)的底部連接有出料泵III (6-3) 0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)，其特征是:所述淺液層蒸發(fā)器的內(nèi)部設(shè)有3-12層加熱盤(7)，上下相鄰兩層加熱盤(7)的間隔間距為50-200mm，加熱盤(7)與脫輕塔(4)和成品塔(5)的塔體(11)留有50_100mm的環(huán)隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)，其特征是:所述加熱盤⑵主要由集液盤(13)、加熱托盤(14)和加熱盤管(15)構(gòu)成，集液盤(13)的中心設(shè)有引流管(12)，集液盤(13)內(nèi)部設(shè)有加熱托盤(14)，其高度高于加熱托盤(14)20-50mm，加熱托盤(14)的高度為50_150mm，加熱托盤(14)內(nèi)置有1-5層加熱盤管(15)，加熱托盤(14)與集液盤(13)之間留有50-100_的環(huán)隙和底縫。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)，其特征是:所述加熱盤管(15)形式為螺旋型盤管。
5.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)，其特征是:所述脫輕塔(4)和成品塔(5)的填料底部均設(shè)有環(huán)形集液引流板(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)，其特征是:所述成品塔(5)內(nèi)加熱盤管(15)的加熱介質(zhì)為高溫導(dǎo)熱油，脫輕塔⑷內(nèi)加熱盤管(15)的加熱介質(zhì)為成品塔(5)塔頂?shù)钠嗾羝?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾系統(tǒng)，其特征是:所述冷凝器I (2-1)和冷凝器II (2-2)的冷卻介質(zhì)均為冷卻水。
8.一種基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾工藝，主要包括脫輕塔(4)和成品塔(5)，其特征是:脫輕塔(4)和成品塔(5)的底部均設(shè)有作為再沸器的淺液層蒸發(fā)器，具體工藝步驟如下:a、來自反應(yīng)器的反應(yīng)液經(jīng)閃蒸罐(3)后分兩股分別與脫輕塔(4)的脫輕塔汽相進(jìn)口(10)和脫輕塔液相進(jìn)口(9-1)相連通進(jìn)入脫輕塔(4)； b、脫輕塔(4)塔頂?shù)恼羝M(jìn)入冷凝器II(2-2)冷凝，冷凝后的輕組分一部分流回脫輕塔(4)塔頂進(jìn)行回流，其余的作為輕組分成品輸出精餾系統(tǒng)； C、脫輕塔(4)底部的脫輕液通過出料泵II (6-2)輸送到成品塔液相進(jìn)口(9-2)，進(jìn)入成品塔(5)； d、成品塔(5)塔頂蒸汽經(jīng)脫輕塔(4)淺液層蒸發(fā)器的各層加熱盤管(15)后，再進(jìn)冷凝器I (2-1)冷凝，然后流入中間罐(I)； e、從中間罐(I)流出后通過出料泵I(6-1)，一部分輸送到成品塔(5)塔頂進(jìn)行回流，其余的作為成品航空煤油成品輸出精餾系統(tǒng)； f、成品塔(5)底部的重組分通過出料泵III(6-3)返回反應(yīng)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾工藝，其特征是:所述成品塔(5)塔頂溫度為140-240°C，高于脫輕塔(4)淺液層蒸發(fā)器釜底溫度10-50。C。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于淺液層蒸發(fā)器的生物航空煤油連續(xù)精餾工藝，其特征是:所述脫輕塔(4)和成品塔(5)填料底部的液體經(jīng)環(huán)形集液引流板(8)引流到頂層的加熱盤(7)汽化，液體由加熱托盤(14)溢流至集液盤(13)，再由引流管(12)引流至下一層加熱盤(7)進(jìn)一步汽化，這樣自上而下逐級流動，汽相由加熱盤(7)與塔體(11)間環(huán)隙通道自下而上進(jìn)入填料。
【文檔編號】C10G7/00GK104017599SQ201410212016
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】計建炳, 俞云良, 劉學(xué)軍, 朱萃漢 申請人:浙江工業(yè)大學(xué), 杭州能源工程技術(shù)有限公司