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)的制作方法
【專利摘要】本實用新型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)，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，脫輕塔汽相進口和脫輕塔液相進口與閃蒸罐相連通，脫輕塔的頂部連接有冷凝器Ⅱ，脫輕塔底部通過出料泵Ⅱ與成品塔液相進口相連通。本實用新型有益的效果是：本實用新型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)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型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)。

【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] 本實用新型要解決上述現(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)。
[0004] 本實用新型解決其技術(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，脫輕塔汽相進口和脫輕塔液相進口與閃蒸罐相連通，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I、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，力口 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50-100_的環(huán)隙和底縫。
[0007] 本實用新型有益的效果是：本實用新型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】
[0008] 圖1是本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009] 圖2是加熱盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010] 圖3是螺旋型加熱盤管主視結(jié)構(gòu)圖；
[0011] 圖4是螺旋型加熱盤管俯視結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 附圖標記說明：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,脫輕塔液相進口 9-1，成品塔液相進口 9-2,脫輕塔汽相進口 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】
[0013] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明：
[0014] 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，脫輕塔汽相進口 10和脫 輕塔液相進口 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1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。
[0015] 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。
[0016] 成品塔5內(nèi)加熱盤管15的加熱介質(zhì)為高溫導熱油，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。
[0017] 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：
[0018] 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的脫輕塔汽相進口 10 和脫輕塔液相進口 9-1相連通進入脫輕塔4 ;
[0019] b、脫輕塔4塔頂?shù)恼羝M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塔頂進行回流，其余的作為輕組分成品輸出精餾系統(tǒng)；
[0020] 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口 9-2,進入成品 塔5;
[0021] 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，再進冷凝器 I 2-1冷凝，然后流入中間罐1;
[0022] e、從中間罐1流出后通過出料泵I 6-1，一部分輸送到成品塔5塔頂進行回流，其 余的作為成品航空煤油成品輸出精餾系統(tǒng)；
[0023] 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。
[0024] 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。
[0025] 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0 級，與民航飛機的3號噴氣燃料相當。
[0026] 本實用新型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。
[0027] 除上述實施例外，本實用新型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，均落在本實用新型要求的保護范圍。
【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 口（10)和脫輕塔液相進口（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（1)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 ￠-3)。
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（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 (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?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。
【文檔編號】C10G7/00GK203938650SQ201420255764
【公開日】2014年11月12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, 劉學軍, 朱萃漢 申請人:浙江工業(yè)大學, 杭州能源工程技術(shù)有限公司