CN103232018B - 由高真空容器内向外排放低位差料液的装置及其排料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及由真空度在10000pa以下的高真空容器内向外排放低位差料液的装置及其排料方法。包括馏分收集罐、常压储罐、排料管线，排料管线一端与馏分收集罐底部排料口连通，另一端与常压储罐上部进料口连通，靠近所述排料口部的排料管线上装有低位输料泵，靠近所述进料口部的排料管线上装有单向阀，低位输料泵是转子式容积泵，按转子式容积泵进口最小实际通径面积下的料液流量计算，其进口处料液每秒下的最高流速在1米以下。本发明可使转子式容积泵进口处料液以更加缓和的流速向外输出，以大幅降低该泵进口处料液中所产生的负压，抑制料液中气泡的产生，通过抑制气蚀现象实现馏分收集罐内料液在平静工况下输往常压储罐的目的。

Description

由高真空容器内向外排放低位差料液的装置及其排料方法

技术领域

本发明涉及排料装置，特别是一种由真空度在10000pa以下的高真空容器内向外排放低位差料液的装置及其排料方法。

背景技术

在当代工业中，由高真空容器内向外排放料液的工况非常常见。例如，减压蒸馏工艺中馏分收集罐内的馏出物料液的排放、蒸发器中的减压渣油的排放，均属于由高真空容器内向外排放料液的范畴。这里所说的减压蒸馏是当前被广泛应用的物理提纯技术，其优势在于通过降低蒸发气压，不但可大幅降低蒸馏的热能消耗，还可抑制被提纯料液的热解破坏。减压所用的真空度越高，其效果越显著，由此使用高真空度（真空度在10000pa以下，相当于标准大气压的十分之一以下）的减压蒸馏是当前减压蒸馏领域的首选。

下面以减压蒸馏工况下的馏分收集罐向外排放料液为例，阐述本发明，在下述本发明中，减压蒸馏工况下的馏分收集罐即是本发明中的高真空容器。

一般减压蒸馏装置主要由蒸发器、冷凝器、馏份收集罐、排气管线等组成，其工作过程是：蒸发器内预提纯料液在减压及受热的工况下被汽化蒸发，经由气相馏出物排放口进入冷凝器内接受冷凝，被冷却后的气相馏出物进入馏份收集罐内，不能被冷却液化的废气通过排气管线排往外界。

在上述工况中，馏份收集罐内被液化的馏出物料液将越积越多，由此需要不断向外排放，因馏份收集罐是在高真空度的气压下所收集的馏出物料液，所以，当馏份收集罐内料液液位与输料泵进口的水平高度距离形成高位差（2米以上，不含2米）时，由馏分收集罐内向外排放料液还不算太难，当馏分收集罐内料液液位与输料泵进口的水平高度距离形成低位差（2米以下，含2米）时，由馏分收集罐内向外排放料液是目前本领域迫切需要解决的重大技术问题，当输料泵的进口以水平角度安装时，计尺点是进口的中心，当输料泵的进口以垂直角度安装时，计尺点是上端转子的外边缘，当输料泵的进口以倾斜角度安装时，计尺点是上述两者的任意一点。

目前，减压蒸馏馏分收集罐低位差料液排放主要采用下述方法：

在馏份收集罐的附近配置一个常压附属罐，在馏份收集罐与常压附属罐之间上下各连通一条管线，在每条管线之上各配置有阀门，下部的管线是料液流通管线，上部的管线是换气管线，在常压附属罐的下部与常压储罐之间连通一条输料管线，在该管线之上安装有输料阀门和输料泵，在常压附属罐的上部设置有与大气连通的阀门。

上述馏出物的排放方法存在的缺陷是：

在收集料液时，将常压附属罐之上与大气连通的阀门和输料阀门关闭，将料液流通管线和换气管线上的阀门打开，使馏份收集罐和常压附属罐内的气压以及料液液位保持一致，当所收集的料液达到一定数量时，将料液流通管线和换气管线上的阀门关闭，将常压附属罐之上与大气连通的阀门、输料阀门和输料泵打开，此时虽然可以将常压附属罐内的料液平静顺利地输往常压储罐内，但是将常压附属罐内的常压再降至能满足高真空度下的减压蒸馏所需气压时，必然影响减压蒸馏装备的工作真空度，由此使减压蒸馏装备的工作效率大幅下降。

发明内容

本发明旨在解决背景技术所述问题，而提供一种可以将真空度在10000pa以下的高真空容器内的低位差料液在平静的工况下，直接输往常压储罐的由高真空容器内向外排放低位差料液的装置及其排料方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种由高真空容器内向外排放低位差料液的装置，包括高真空容器、常压储罐、排料管线，所述排料管线一端与高真空容器底部的排料口连通，另一端与常压储罐的进料口连通，在排料管线上安装有单向阀，在排料管线的低洼段安装有低位输料泵，所述低位输料泵是慢速运行的转子式容积泵。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出效果是：转子式容积泵不但具有通过转子在容积泵腔体内旋转使腔体内容积不断发生变化而使料液进行缓和流动的优势，它还具有运行转速与流量成等比的优势，通过慢速运行转子式容积泵的低位输料泵，可以使该泵进口处低位差料液以更加缓和的流动速度向外输出，而大幅降低该泵进口处低位差料液中所产生的负压，在料液液下静压的辅助下而抑制料液中气泡的产生，最终通过抑制气蚀现象而实现将高真空容器内低位差料液在平静的工况下输往常压储罐之内。

本发明上述技术方案还可有如下优选方案：

所述低位输料泵安装于靠近馏分收集罐的排料管线低洼段，单向阀安装于靠近常压储罐的排料管线上，所述低位输料泵与单向阀之间的排料管线中连接有高位附属罐，所述高位附属罐置于高真空容器上部，高位附属罐的进料口连接低位输料泵的出料口,高位附属罐的出料口连接单向阀的进料口，在高位附属罐与单向阀之间的排料管线低洼段装有高位输料泵，所述高位附属罐与所述高真空容器上部的换气口之间通过换气回流管线连通。

所述低位输料泵是转子式齿轮容积泵。

所述低位输料泵是转子式罗茨容积泵。

所述低位输料泵是转子式螺杆容积泵。

所述高位输料泵是离心泵。

一种采用上述由高真空容器内向外排放低位差料液的装置的排料方法，其特征在于，所述慢速运行的转子式容积泵，按其进口最小实际通径面积下的料液流量计算，其进口处料液每秒下的最高流速在1米以下。

所述低位输料泵的工作流量大于高真空容器之内料液的产量。

所述高位输料泵的工作流量大于低位输料泵的工作流量。

附图说明

图1是本发明实施例1结构示意图。

图2是本发明实施例2结构示意图。

图中：馏分收集罐1，低位输料泵2，排料管线3，单向阀4，常压储罐5，高位附属罐6，换气回流管线7，高位输料泵8。

具体实施方式

下面通过实施例进一步阐述本发明，目的仅在于更好地理解本发明内容。

实施例1：

参见图1，本实施例中的高真空容器是减压蒸馏装备的馏份收集罐1，该馏份收集罐1上端的一侧通过冷凝器与蒸发器相通，该馏份收集罐1上端的另一侧通过排气管线穿越排气单向阀与真空泵的进口相通，该馏份收集罐1的底部设置有排料口，该排料口通过排料管线3与一个常压储罐5的进料口连接，靠近馏份收集罐1排料口部的排料管线3上装有低位输料泵2，靠近常压储罐5进料口部的排料管线3上装有单向阀4，低位输料泵2是慢速运行的转子式容积泵。

实施例1的工作原理：

如图1所示，在减压蒸馏过程中，馏份收集罐1内被液化的馏出物低位差料液将越积越多，当馏份收集罐1内的低位差料液达到一定数量时，开启由慢速运行的转子式容积泵做功的低位输料泵2，使馏份收集罐1内的低位差料液通过排料管线3经由单向阀4排往常压储罐5。

转子式容积泵是通过转子在容积泵腔体内旋转使腔体内容积不断发生变化而使料液进行缓和流动的输料泵，它不但具有使料液进行缓和流动的优势，还具有运行转速与流量成等比的优势，通过慢速运行转子式容积泵的低位输料泵2，可以使该泵进口处低位差料液以更加缓和的流动速度向外输出，而大幅降低该泵进口处低位差料液中所产生的负压，在料液液下静压的辅助下而抑制料液中气泡的产生，最终通过抑制气蚀现象而实现将馏份收集罐1内低位差料液在平静的工况下输往常压储罐5之内。

实施例2：

参见图2，实施例2与实施例1的区别仅在于，低位输料泵2安装于靠近馏分收集罐1排料管线3的低洼段，单向阀4安装于靠近常压储罐5的排料管线3之上，低位输料泵2与单向阀4之间的排料管线中连接有高位附属罐6，高位附属罐6置于馏分收集罐1上部，高位附属罐6的进料口连接低位输料泵2的出料口,高位附属罐6的出料口连接单向阀4的进料口，在高位附属罐6与单向阀4之间的排料管线3低洼段装有高位输料泵8，高位附属罐6与馏分收集罐1上部的换气口之间通过换气回流管线7连通。

基于上述结构，当馏分收集罐1内的低位差料液达到一定数量时，通过开启低位输料泵2将馏分收集罐1内的低位差料液输往高位附属罐6，在换气回流管线7的作用下，馏分收集罐1与高位附属罐6内的气压都处于高真空状态，因此在低位输料泵2抽吸馏分收集罐1内的低位差料液时不但不会使其内真空度下降，通过高位附属罐6内的高真空度还可以大幅抑制低位输料泵2出口处料液中气泡的溃灭。当高位附属罐6内的料液达到一定数量时，通过开启高位输料泵8将高位附属罐6内的料液通过单向阀4输往常压储罐5，在高位附属罐6内高液位料液静压的作用下，可以大幅抑制高位输料泵8进口处料液中气泡的产生，进一步抑制了气蚀条件的形成，最终实现将馏分收集罐1内低位差料液在高效平静的工况下输往常压储罐5的目的。

为了进一步优化实施例1、实施例2性能，上述低位输料泵2可以是转子式齿轮容积泵,转子式齿轮容积泵具有比较分散均匀脉冲动力的特性。

为了进一步优化实施例1、实施例2性能，上述低位输料泵2可以是转子式罗茨容积泵,转子式罗茨容积泵具有在低转速下可以获得较大流量的特性。

为了进一步优化实施例1、实施例2性能，上述低位输料泵2可以是转子式螺杆容积泵,转子式螺杆容积泵具有将料液由轴向均匀推行流动的特性。

同样，为了进一步优化实施例2性能，上述高位输料泵8采用离心泵，通过离心泵具有转速越高、所产生的离心惯性越大的特性，而进一步提高对于某种工况下料液输送的适应性。

上述实施例1和实施例2所述由高真空容器内向外排放低位差料液的装置，其排料方法是：

控制慢速运行的转子式容积泵进口处的低位差料液流速，按转子式容积泵进口最小实际通径面积下的料液流量计算，其进口处低位差料液每秒下的最高流速应在1米以下，其界定依据在于如下工况环境：转子式容积泵转速越低，料液的流速越低，其进口处所产生的负压越小，由此引发气蚀现象的程度越小，料液的流动必然取决于压差，虽然转子式容积泵是慢速运行的，但在其进口处的局部料液中仍将产生负压，料液在局部负压下非常容易产生气泡，由此为引发气蚀现象提供了条件。另一方面，安装在排料管线3低洼段的转子式容积泵进口处，必然产生来自于馏分收集罐1内料液液下的静压，馏分收集罐1内料液的液位越高，所产生的静压越大，由此用所述静压抵消上述负压，最终为抑制气蚀现象提供了条件。

在上述机理下，通过降低低位输料泵2输送料液的流速，可以在料液液下静压与抽吸负压相互抵消的工况下将馏分收集罐1内低位差料液在平静的工况下输往常压储罐5，在此应根据工况而设定低位输料泵2的转速，而确保低位差料液在满足工业相关标准的范围内进行输送。

如果馏分收集罐1内料液液位高于输料泵进口的低位差距离较小时，可以使用更低低位输料泵2的转速而实现更小抽吸负压下的料液输送，用较小低位差所形成的静压抵消上述抽吸负压，由此实现针对低位差料液的平稳输送。

如果馏分收集罐1内料液的粘度较高，可以使用更低低位输料泵2的转速而实现更小抽吸负压下的料液输送，用较小低位差所形成的静压抵消上述抽吸负压，由此实现针对低位差料液的平稳输送。

如果馏分收集罐1内低位差料液的产量较高，可以使用大型转子式容积泵，以低于额定转速的运行方式而实现低流速大流量的效果，低于额定转速是为了满足低位差料液每秒下的最高流速在1米以下而给出的实施办法，由此针对转子式容积泵而言，所使用的实际转速可能是额定转速的五分之一或更低。

在实际工况操作中，上述的静压和负压没有必要用仪器仪表进行测量，只要是通过降低低位输料泵2输送低位差料液的流速，而得到满足工业相关标准的效果既为可行。

为了进一步满足与馏分收集罐1有关装置的产能要求，所述低位输料泵2的工作流量大于馏分收集罐1之内低位差料液的产量。

为了进一步满足与馏分收集罐1有关装置的产能要求，所述高位输料泵8的工作流量大于低位输料泵2的工作流量。

本发明上述排料方法的核心技术是：用转子式容积泵的低转速，获得转子式容积泵的低流速，用转子式容积泵的低流速，获得转子式容积泵进口处的低负压，用料液液下静压抵消转子式容积泵进口处的低负压而达到抑制气蚀现象，将高真空容器内低位差料液在更加平静的工况下输往常压储罐之内。

上述实施例的描述均不是对本发明技术方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

Claims (8)

1.一种由高真空容器内向外排放低位差料液的装置，包括高真空容器、常压储罐、排料管线，其特征在于，所述排料管线一端与高真空容器底部的排料口连通，另一端与常压储罐的进料口连通，在排料管线上安装有单向阀，在排料管线的低洼段安装有低位输料泵，所述低位输料泵是慢速运行的转子式容积泵；所述低位输料泵安装于靠近馏分收集罐的排料管线低洼段，单向阀安装于靠近常压储罐的排料管线上，所述低位输料泵与单向阀之间的排料管线中连接有高位附属罐，所述高位附属罐置于高真空容器上部，高位附属罐的进料口连接低位输料泵的出料口,高位附属罐的出料口连接单向阀的进料口，在高位附属罐与单向阀之间的排料管线低洼段装有高位输料泵，所述高位附属罐与所述高真空容器上部的换气口之间通过换气回流管线连通。

2.根据权利要求1所述的由高真空容器内向外排放低位差料液的装置，其特征在于，所述低位输料泵是转子式齿轮容积泵。

3.根据权利要求1所述的由高真空容器内向外排放低位差料液的装置，其特征在于，所述低位输料泵是转子式罗茨容积泵。

4.根据权利要求1所述的由高真空容器内向外排放低位差料液的装置，其特征在于，所述低位输料泵是转子式螺杆容积泵。

5.根据权利要求2所述的由高真空容器内向外排放低位差料液的装置，其特征在于，所述高位输料泵是离心泵。

6.如权利要求1所述由高真空容器内向外排放低位差料液的装置的排料方法，其特征在于，所述慢速运行的转子式容积泵，按其进口最小实际通径面积下的料液流量计算，其进口处料液每秒下的最高流速在1米以下。

7.根据权利要求6所述的由高真空容器内向外排放低位差料液的装置的排料方法，其特征在于，所述低位输料泵的工作流量大于高真空容器内料液的产量。

8.根据权利要求7所述的由高真空容器内向外排放低位差料液的装置的排料方法，其特征在于，所述高位输料泵的工作流量大于低位输料泵的工作流量。