CN102698468A - 一种用于基础油的固定床吸附装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于基础油的固定床吸附装置，包括：输入口、固定床吸附器、过滤器、和输出口，所述固定床吸附器包括：筒形壳体、位于筒形壳体内的固定床层、以及位于固定床层下方的与筒形壳体连通的输入腔，所述输入腔为上顶面大于下底面的锥体，所述输入口水平设置于锥体的侧壁；所述固定床层包括水平设置的上隔板、下隔板，以及压紧在上、下隔板之间的吸附剂；基础油经输入口输入至输入腔中，经过固定床层的吸附后输出至过滤器中，经过滤器过滤后通过输出口排出。本发明的用于基础油的固定床吸附装置，其结构简单、自动化程度高，具有污染小、吸附性能好的优点。

Description

一种用于基础油的固定床吸附装置

技术领域

本发明涉及石油炼制领域，特别涉及一种用于基础油的固定床吸附装置。

背景技术

固定床是将固态颗粒状吸附剂堆积形成一定高度的固定床层，物料从上部或下部通过床层，达到传质充分接触吸附的目的，具有操作简单、控制方便等特点。

分子蒸馏出来的基础油还含有偶氮类、沥青胶质类、有机色素、环烷酸及添加剂分解的微量金属、异味等杂质，蒸馏夹带物等，需要通过精制才能提高基础油的安定性，保持基础油具有良好的物化性能。

石油炼制过程中润滑油生产I类基础油一般都采用白土补充精制：其工艺流程是把白土与基础油在反应釜内混合加温搅拌、静置，再用板框过滤机压滤，配套设备有白土进料装置，整个装置投资费用大，能耗也高。

另外，由于白土吸附残渣的含油高达46％左右(白土干基量)，使用量较大，因此其使用是一次性的，不能重复利用，而产生固废处置需要采用焚烧处理，费用约为2000元/吨，不仅生产成本高，而且导致处理工艺复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于基础油的固定床吸附装置，其结构简单、自动化程度高，具有污染小、吸附性能好的优点。

本发明提供的一种用于基础油的固定床吸附装置，包括：输入口、固定床吸附器、过滤器、和输出口，

所述固定床吸附器包括：筒形壳体、位于筒形壳体内的固定床层、以及位于固定床层下方的与筒形壳体连通的输入腔，所述输入腔为上顶面大于下底面的锥体，所述输入口水平设置于锥体的侧壁；

所述固定床层包括水平设置的上隔板、下隔板，以及压紧在上、下隔板之间的吸附剂；

基础油经输入口输入至输入腔中，经过固定床层的吸附后输出至过滤器中，经过滤器过滤后通过输出口排出。

优选地，所述上、下隔板表面具有多个供基础油流过的孔，每个孔上安装一个过滤帽，

所述过滤帽包括固定于该孔中的空心螺杆，以及套设在空心螺杆顶部的过滤帽头，所述过滤帽头为空心圆柱体，该空心圆柱体的侧壁为网状结构。

优选地，所述过滤器包括粗过滤器和精过滤器，自固定床层输出的基础油依次通过粗过滤器和精过滤器，通过输出口排出。

优选地，所述吸附剂为非金属矿吸附剂，该非金属矿吸附剂包括二氧化硅、氧化钠、氧化钾、氧化铝和凹凸棒粉，其质量百分比为32∶10∶12∶43∶13。

优选地，进一步包括压缩空气空吹设备，该压缩空气空吹设备设置于固定床层上方，朝向固定床层输出压缩空气。

优选地，进一步包括残油排出设备，该残油排出设备的第一输入口与所述输入腔的底部连通。

优选地，所述筒形壳体和/或输入腔外侧进一步具有真空保温层。

优选地，进一步包括固定床移动装载设备，所述固定床吸附器通过固定床支架安装于固定床移动装载设备。

优选地，进一步包括用于所述固定床移动装载设备的定位的固定床定位模块，以及用于控制该固定床定位模块和基础油的输入、输出的控制模块。

由上述技术方案可见，采用本发明可产生如下的有益效果：

(1)本发明的用于基础油的固定床吸附装置通过使用固定床这种不需要提供外力的吸附方式，与现有的吸附方式相比省略了搅拌器的使用，能够节省设备投资成本。

(2)本发明的固定床吸附装置通过将锥体输入腔设置在固定床层的下方，并配合水平设置的输入口，使得基础油从固定床层下部沿切线方向进入固定床层，自下而上的流动可以使固定床松动，防止板结导致的死角的产生，另外流体处于紊流状态，能够达到充分混合吸附的目的。

(3)本发明的固定床吸附装置采用主要成分为二氧化硅的非金属矿吸附剂，其具有高孔隙率和高比表面积，不仅吸附效果好，而且产生的固废量少，固废可重复利用，大大节省了固废处理成本和吸附剂的成本。

附图说明

图1为本发明的固定床吸附装置的结构示意图；

图2为本发明的固定床吸附装置的过滤帽的安装示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

在本发明中，使用了固定床这种不需要提供外力的吸附方式，且通过将锥体输入腔设置在固定床层的下方，并配合水平设置的输入口，能够达到充分混合吸附的目的。进一步地，通过采用主要成分为二氧化硅的非金属矿吸附剂，不仅吸附效果好，而且产生的固废量少，固废可重复利用，大大节省了固废处理成本和吸附剂的成本。

图1为本发明的固定床吸附装置的结构示意图。如图1所示，本发明的用于基础油的固定床吸附装置包括：输入口101、固定床吸附器102、过滤器103、和输出口104。

其中，固定床吸附器102包括：筒形壳体201、位于筒形壳体201内的固定床层202、以及位于固定床层202下方的与筒形壳体201连通的输入腔203。输入腔203为上顶面大于下底面的锥体，输入口101水平设置于锥体的侧壁。

固定床层202包括水平设置的上隔板221、下隔板222，以及压紧在上、下隔板221和222之间的吸附剂223。上、下隔板221和222可供基础油穿过。固定床层202的输入端为下隔板222一侧，输出端为上隔板221一侧，其输出端与过滤器103的输入端相连，过滤器103的输出端与输出口104连通。

基础油经输入口101输入至输入腔203中，经过固定床层202的吸附后输出至过滤器103中，经过滤器103过滤后通过输出口104排出，从而完成基础油的精制。

由于输入腔203为下小上大的锥体，且输入口101水平设置于该锥体的侧壁，则基础油自输入口101输入至输入腔203中时，会由于与输入腔203的侧壁碰撞而产生紊流和湍流。且输入腔203位于固定床层202的下方，当产生紊流的基础油自固定床层202的下方进入时，其进入方向为沿切线方向，能够保证其在固定床层202内较长的停留时间，实现充分混合吸附的目的。且自下而上的流动方向可以使固定床层松动，从而避免由于板结而导致的死角产生。

固定床这种吸附方式能够避免现有的白土颗粒吸附所需要的加温、搅拌、静置以及压滤等步骤，在能够保证吸附质量的基础上，省略了现有的吸附方式所需的搅拌器、压滤设备等，能够大大节省设备投资成本，且吸附方式简单易操作，设备结构简单。

优选地，上、下隔板221和222表面具有多个供基础油流过的孔，为了既保证基础油的顺利通过，又起到防止吸附剂流失的目的，每个孔上安装一个过滤帽。图2为本发明的固定床吸附装置的过滤帽的安装示意图。如图2所示，过滤帽包括固定于孔200中的空心螺杆301，以及套设在空心螺杆301顶部的过滤帽头302，过滤帽头302为空心圆柱体，该空心圆柱体的侧壁为网状结构。空心螺杆301的外壁与孔200的内壁紧密贴合，防止基础油或吸附剂从两者之间穿过。通过在上、下隔板的穿孔中安装具有过滤作用的过滤帽，既能够保证液态的基础油顺利穿过上、下隔板，又能够起到拦截吸附剂、防止吸附剂流失的作用。优选地，上、下隔板上的孔200成正三角形排列。

为了保证精制后基础油的质量，本发明的固定床吸附装置的过滤器分为粗过滤器和精过滤器两层过滤，当然，根据对精制油的不同要求，也可调整过滤器的层数和过滤级别。如图1所示，过滤器103分为粗过滤器131和精过滤器132，经过固定床层202吸附后的基础油首先输入至粗过滤器131中，经过粗过滤器131的过滤后，输入至精过滤器132中进行过滤。经过精过滤器132的过滤后，可再一次进入下一个过滤循环，直至基础油的颜色合格即可输出。

本发明中的过滤器103可选择为适用于液体过滤的任意一种过滤器，例如可选择滤芯为无纺布材质的过滤器。滤芯的过滤级别应当根据基础油的情况和要求进行选择和组合，例如粗过滤器的滤芯选择为50微米量级，相应地，精过滤器的滤芯选择为25微米量级，等等。

为了使用固定床这种吸附方式，本发明的固定床层中的吸附剂选择为非金属矿吸附剂，这种非金属矿吸附剂富含二氧化硅和丰富纤维料质，由窑炉烧制而成。具体地该非金属矿吸附剂包括二氧化硅、氧化钠、氧化钾、氧化铝和凹凸棒粉，其质量百分比为32∶10∶12∶43∶13。

这种非金属矿吸附剂具有高孔隙率和高比表面积，与白土吸附剂相比，具有以下优点：

(1)活性高、吸附效率高；

(2)对气味等均有吸附作用，精制后的油品色度好、气味减弱；

(3)可再生重复利用：因为非金属矿吸附剂颗粒较大，内部微孔也大，因此其所吸附的油料可使用压缩空气吹出，从而实现吸附剂的重复利用；

(4)经过再生的残渣夹带油料少：白土颗粒较小，通常在100目左右，里面微小空隙吸附的油料量很难被板框压榨机挤出，而非金属矿吸附剂由于颗粒较大，内部微孔也大，因此其所吸附的油料可使用压缩空气吹出，经实验，同种工况白土含油量占白土重量的46.7％，非金属矿吸附剂含油量占17.2％；

(5)可调节基础油的酸值：非金属矿吸附剂的PH值为7-9，呈碱性，可以用于调节基础油的酸值；

(6)灰尘少，操作污染小。

本发明所使用的这种非金属矿吸附剂以改性二氧化硅为主剂，并有少量氧化铝、氧化钠、氧化钾和凹凸棒粉混合经烧制而成，PH值显弱碱性，它对油品中的极限物质具有很强的吸附作用，经实验它对吸附润滑油中的硫化物、氮氧化物、有机色素具有很强吸附能力，提高油品的光亮度，还能调节润滑油的PH值。

根据本发明所采用的非金属矿吸附剂可重复再生利用的特点，本发明的固定床吸附装置还设置了吸附剂再生设备，具体地包括压缩空气空吹设备以及残油排出设备。其中，压缩空气空吹设备设置于固定床层上方，朝向固定床层输出压缩空气。通过压缩空气自上而下空吹，可使吸附剂所含的游离基础油被外力作用和自身重力作用而流到固定床层下部的输入腔203内，并由残油排出设备排出。该残油排出设备的第一输入口231与输入腔203的底部连通，残油在齿轮泵的作用下被抽出。

为减少固定床的散热，筒形壳体201和/或输入腔203外侧进一步具有真空保温层211。其内壁进行打磨处理，以减少热辐射导致的热量损失。

进一步地，本发明的固定床吸附装置进一步包括固定床移动装载设备401，固定床吸附器102通过固定床支架402安装于固定床移动装载设备401。优选地，为了节省人力物力，实现系统的自动化运转，提高吸附效率，本发明的固定床吸附装置进一步包括用于固定床移动装载设备401的定位的固定床定位模块，以及用于控制该固定床定位模块和基础油的输入、输出的控制模块。

由上述技术方案可见，采用本发明可产生如下的有益效果：

(1)本发明的用于基础油的固定床吸附装置通过使用固定床这种不需要提供外力的吸附方式，与现有的吸附方式相比省略了搅拌器的使用，能够节省设备投资成本。

(2)本发明的固定床吸附装置通过将锥体输入腔设置在固定床层的下方，并配合水平设置的输入口，使得基础油从固定床层下部沿切线方向进入固定床层，自下而上的流动可以使固定床松动，防止板结导致的死角的产生，另外流体处于紊流状态，能够达到充分混合吸附的目的。

(3)本发明的固定床吸附装置采用主要成分为二氧化硅的非金属矿吸附剂，其具有高孔隙率和高比表面积，不仅吸附效果好，而且产生的固废量少，固废可重复利用，大大节省了固废处理成本和吸附剂的成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种用于基础油的固定床吸附装置，其特征在于，包括：输入口、固定床吸附器、过滤器、和输出口，

所述固定床吸附器包括：筒形壳体、位于筒形壳体内的固定床层、以及位于固定床层下方的与筒形壳体连通的输入腔，所述输入腔为上顶面大于下底面的锥体，所述输入口水平设置于锥体的侧壁；

所述固定床层包括水平设置的上隔板、下隔板，以及压紧在上、下隔板之间的吸附剂；

基础油经输入口输入至输入腔中，经过固定床层的吸附后输出至过滤器中，经过滤器过滤后通过输出口排出。

2.根据权利要求1所述的用于基础油的固定床吸附装置，其特征在于，所述上、下隔板表面具有多个供基础油流过的孔，每个孔上安装一个过滤帽，

所述过滤帽包括固定于该孔中的空心螺杆，以及套设在空心螺杆顶部的过滤帽头，所述过滤帽头为空心圆柱体，该空心圆柱体的侧壁为网状结构。

3.根据权利要求1或2所述的用于基础油的固定床吸附装置，其特征在于，所述过滤器包括粗过滤器和精过滤器，自固定床层输出的基础油依次通过粗过滤器和精过滤器，通过输出口排出。

4.根据权利要求3所述的用于基础油的固定床吸附装置，其特征在于，所述吸附剂为非金属矿吸附剂，该非金属矿吸附剂包括二氧化硅、氧化钠、氧化钾、氧化铝和凹凸棒粉，其质量百分比为32∶10∶12∶43∶13。

5.根据权利要求4所述的用于基础油的固定床吸附装置，其特征在于，进一步包括压缩空气空吹设备，该压缩空气空吹设备设置于固定床层上方，朝向固定床层输出压缩空气。

6.根据权利要求5所述的用于基础油的固定床吸附装置，其特征在于，进一步包括残油排出设备，该残油排出设备的第一输入口与所述输入腔的底部连通。

7.根据权利要求3所述的用于基础油的固定床吸附装置，其特征在于，所述筒形壳体和/或输入腔外侧进一步具有真空保温层。

8.根据权利要求5所述的用于基础油的固定床吸附装置，其特征在于，进一步包括固定床移动装载设备，所述固定床通过固定床支架安装于固定床移动装载设备。

9.根据权利要求8所述的用于基础油的固定床吸附装置，其特征在于，进一步包括用于所述固定床移动装载设备的定位的固定床定位模块，以及用于控制该固定床定位模块和基础油的输入、输出的控制模块。

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