CN103396822B - 分批定量的卸料系统、煤直接液化制油装置及卸料方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分批定量的卸料系统、煤直接液化制油装置及卸料方法，卸料系统包括：出料装置，包括出料口；第一阀门，包括第一进口和第一出口，第一进口与出料装置的出料口连接；定量容器，包括入口端、出口端和设置于入口端和出口端之间的容纳部，入口端与第一出口连接；第二阀门，包括第二进口和第二出口，第二阀门的第二进口与定量容器的出口端连接；接收装置，包括进料口，第二出口的物料进入进料口。根据本发明，可以实现分批定量卸料的功能。

Description

分批定量的卸料系统、煤直接液化制油装置及卸料方法

技术领域

本发明涉及化工领域，更具体地，涉及一种分批定量的卸料系统、煤直接液化制油装置及卸料方法。

背景技术

在化工、石油化工等领域，广泛涉及高温高压液体或液-固混合物，阀门是这些液体介质管路上必不可少的配件。液体介质的温度和压力越高、液体成分越复杂，阀门的性能（主要是密封性和耐磨性）要求就越高。例如：液体温度和压力越高，阀门的密封性越差；液体中携带的固体含量越高，阀门磨损程度越大等等。如何选择适合某一特定工艺中流体介质的阀门，一直是制约工艺优化和设备选型的关键问题。

当高温高压物料从分离器底部卸料时，与常压物料接收器存在很大压力差，通常须从数十兆帕减至常压，并且液体的温度也达到400℃。同时，该物料体系中可能还有含量较高的固体物质（约为20-30%），这就导致了排料时物料对阀芯及阀座的磨损相当严重，长时间会导致阀门关闭不严。同时，在卸料过程中，当大流量的物料流入阀体时，会增大流体的湍流强度，在阀门间隙处产生很高的流速，这一现象也会加剧阀体的磨损，因此减压阀的寿命成了制约该类卸料装置长时间正常运行的一个关键问题。综上所述，如何减少高温高压分离器中阀门的磨损、提高阀门的使用寿命是液固分离工艺中不能忽略的问题。

在现有国内外的工艺中，已采用多种方法对高温高压分离器底部的减压设备进行改进，以最大限度减少磨损、延长阀体使用寿命，主要有：（1）在阀体设计一个较长的耐冲刷进口，最低限度减少湍流和磨损，同时尽可能减小流体进入阀芯和阀座间隙时的冲击角；（2）阀座设计有长的截留孔道，最大限度减缓液相的蒸发，以防止气蚀；（3）出口直接接到膨胀管和大容积的容器中，以消耗流体能量，并且使出口流体最好直接冲入液体池中；（4）减压阀的材料采用耐磨耐高温的硬质材料，如碳化钨、金刚石等。

现有技术中，专利CN101403448B公布了一种高温高压差减压阀，流体经过由耐磨材料制成的阀芯、阀座和节流孔板后，能够对高压、含固物料进行减压，产生所要求的大压降，同时通过选用合适的耐磨材料来防止介质流在大压差下的高速流动对过道材料形成的冲蚀磨损。

上述方法从降低料液的湍流程度、提高阀门材料的耐磨性能方面有效地提高了阀门的使用寿命，但对于高温高压物料的减压卸料仅能起到减缓卸料流速的作用，无法避免因卸料量过大对分离器和系统压力产生的大幅度波动，特别是对小流量的高温高压液-固混合物料的减压和流量的控制，没有提出有效的解决方案。

发明内容

本发明目的在于提供一种分批定量的卸料系统、煤直接液化制油装置及卸料方法，可以实现分批定量卸料的功能。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种分批定量的卸料系统，包括：出料装置，包括出料口；第一阀门，包括第一进口和第一出口，第一进口与出料装置的出料口连接；定量容器，包括入口端、出口端和设置于入口端和出口端之间的容纳部，入口端与第一出口连接；第二阀门，包括第二进口和第二出口，第二阀门的第二进口与定量容器的出口端连接；接收装置，包括进料口，第二出口的物料进入进料口。

进一步地，定量容器分别与第一阀门和第二阀门可拆卸地连接。

进一步地，定量容器为定量管，定量管的两端分别形成入口端和出口端。

进一步地，定量管的形状为直通管或弯管。

进一步地，定量管为L型弯管，L型弯管包括沿竖直方向延伸的第一部分和沿横向延伸的第二部分，第一部分的上端形成入口端，第一部分的下端与第二部分连接，第二部分的远离第一部分的一端形成出口端。

进一步地，第二部分从第一部分朝向出口端向下倾斜设置并且与水平方向成小于5^°的倾角。

进一步地，第一阀门和第二阀门中的至少一个为减压阀。

进一步地，卸料系统包括容积不同的多个定量容器，第一阀门和第二阀门可选择地与多个定量容器中的一个连接。

进一步地，接收装置为重质产物接收罐。

根据本发明的第二个方面，提供了一种煤直接液化制油装置，包括卸料系统，卸料系统为前述的分批定量的卸料系统。

根据本发明的第三个方面，提供了一种前述的分批定量的卸料系统的卸料方法，卸料方法包括以下步骤：（a）打开第一阀门，关闭第二阀门，使物料充满整个定量容器；（b）关闭第一阀门后，打开第二阀门，排出定量容器中的全部物料。

进一步地，卸料方法还包括重复执行步骤（a）和（b）。

进一步地，卸料系统包括容积不同的多个定量容器，第一阀门和第二阀门可选择地与多个定量容器中的一个分别连接，卸料方法还包括更换定量容器的步骤。

根据本发明的分批定量的卸料系统、煤直接液化制油装置及卸料方法，由于具有第一阀门、第二阀门和位于第一阀门和第二阀门之间的定量容器，可以实现分批定量卸料的功能。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的分批定量的卸料系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本实施例的分批定量的卸料系统包括出料装置、第一阀门1、定量容器3、第二阀门2和接收装置。

如图1所示，第一阀门1包括第一进口11和第一出口12，第一进口11与出料装置的出口连接；定量容器3包括入口端31、出口端32和设置于入口端31和出口端32之间的容纳部33，入口端31与第一出口12连接；第二阀门2包括第二进口21和第二出口22，第二阀门2的第二进口21与定量容器3的出口端32连接；接收装置包括进料口，第二出口22的物料进入进料口。

如图1所示，优选地，定量容器3分别与第一阀门1和第二阀门2可拆卸地连接。上述设置便于组装和拆卸定量容器3。在本实施例中，定量容器3具体地为定量管，定量管的两端分别形成入口端31和出口端32。定量管的入口端31与第一阀门11的第一出口12通过第一法兰对连接，定量管的出口端32与第二阀门2的第二进口21通过第二法兰对连接。

如图1所示，定量管为L型弯管，L型弯管包括沿竖直方向延伸的第一部分和沿横向延伸的第二部分，第一部分的上端形成入口端31，第一部分的下端与第二部分连接，第二部分的远离第一部分的一端形成出口端32。在本实施例中，定量管的材质为不锈钢，L型弯管的第一部分包括竖直管，L型弯管的第二部分包括水平管。优选地，在安装定量管时，L型弯管的水平管从竖直管朝向出口端32向下倾斜设置并且与水平方向成小于5^°的倾角，便于卸料以及防止物料在水平管中沉积。当然在未给出的实施例中，也可以根据实际情况，将定量管做成其它形状的弯管。本实施例中定量管设置成弯管形式可以减缓物料的流速，同时减小物料流动对第二阀门2的冲击。当然，也可以将定量管设置为直通管。

优选地，第一阀门1和第二阀门2中至少一个为减压阀。具体地，本发明实施例的卸料系统中的第一阀门1和第二阀门2均为高温高压差减压阀，优选地为角式气动薄膜开关阀。例如，第一阀门1和第二阀门2均可采用专利CN101403448B权利要求1-8中任一项所述的高温高压差减压阀。

以上实施例的分批定量的卸料系统尤其适用于煤直接液化制油装置中，其中煤直接液化制油装置的高温高压分离器即为卸料系统的出料装置，重质产物接收罐为卸料系统的接收装置。其中，卸料系统的高温高压分离器内压力为10～30MPa，重质产物接收罐内压力为0～1MPa，经过卸料系统进行卸料后，重质产物接收罐内物料的温度为100～400℃。由于煤直接液化工艺的特殊性，使得高温高压分离器底部产生的重质产物固含量高达20-30%，卸料量过大会增加对卸料阀门的冲击，从而影响卸料阀门的使用寿命；同时，过大的卸料量将导致该高温高压分离器以及系统的压力不易控制，容易增大卸料阀门的控制难度。采用该卸料系统可以有效的减少因高温高压分离器出料口卸料量过大导致的阀门磨损等问题。

本发明实施例的卸料系统包括容积不同的多个定量容器3，第一阀门1和第二阀门2可选择地与多个定量容器3中的一个连接。通过更换不同容积的定量容器3，能够控制卸料系统的单次卸料量，从而实现控制出料装置和接收装置中料位的功能。

本发明实施例的卸料系统尤其适用于小流量的物料液位控制，以及适用于对物料进行减压和卸料。

本发明以上实施例的卸料方法包括以下步骤：

（a）打开第一阀门1，关闭第二阀门2，物料充满整个定量容器3；

（b）关闭第一阀门1后，打开第二阀门2，排出定量容器3中的全部物料。

下面，以某种包括上述分批定量的卸料系统的煤直接液化制油装置为例，对本发明以上实施例的卸料方法进行具体说明：

在煤直接液化制油过程中，反应生成的液化油品进入高温高压分离器冷却至400℃，高温高压分离器内压力为20MPa，高温高压分离器每小时进料0.4L，卸料系统采用的定量管容积为0.05L。本实施例的第一阀门1和第二阀门2均采用开关阀，且上述阀门顶部安装有多弹簧气动执行机构，在实际使用过程中，可以通过设定DCS控制系统的逻辑顺序实现开关阀的开关。卸料时，先打开第一阀门1，料液经第一阀门1减压后通过第一出口流入定量管；待物料充满定量管后，关闭第一阀门1，同时打开第二阀门2，料液经第二入口21进入第二阀门2，经第二阀门2减压至常压后通过第二出口22流入接收装置，此时即完成一次卸料过程。每小时重复以上操作8次，可以在高温高压分离器进、出料平衡的基础上实现分批卸料功能。当然，在未给出的实施例中，也可以在出料装置和第一阀门1、第二阀门2之间建立连锁控制，从而根据对出料装置的料位检测结果实现自动控制出料装置中料位的功能。

从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过在两个阀门之间连接定量管以及通过两个阀门之间的交替开关对物料进行分批定量卸料，实现对卸料过程流量的有效控制，卸料过程简单，并有效的减少因卸料量过大导致的阀门磨损问题。卸料系统的每次下料量由定量管的容积决定，因此可以通过改变定量管的尺寸来控制单次卸料量，还可以同时实现出料装置和接收装置的液位控制。由于第一阀门和第二阀门均为高温高压差减压阀，因此可以有效的减少因卸料压差过大导致的阀门磨损问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种分批定量的卸料系统，其特征在于，所述卸料系统包括：

出料装置，包括出料口；

第一阀门（1），包括第一进口（11）和第一出口（12），所述第一进口（11）与所述出料装置的出料口连接；

定量容器（3），包括入口端（31）、出口端（32）和设置于所述入口端（31）和出口端（32）之间的容纳部（33），所述入口端（31）与所述第一出口（12）连接；

第二阀门（2），包括第二进口（21）和第二出口（22），所述第二阀门（2）的第二进口（21）与所述定量容器（3）的出口端（32）连接；

接收装置，包括进料口，所述第二出口（22）的物料进入所述进料口。

2.根据权利要求1所述的卸料系统，其特征在于，所述定量容器（3）分别与所述第一阀门（1）和所述第二阀门（2）可拆卸地连接。

3.根据权利要求1所述的卸料系统，其特征在于，所述定量容器（3）为定量管，所述定量管的两端分别形成所述入口端和所述出口端。

4.根据权利要求3所述的卸料系统，其特征在于，所述定量管的形状为直通管或弯管。

5.根据权利要求3所述的卸料系统，其特征在于，所述定量管为L型弯管，所述L型弯管包括沿竖直方向延伸的第一部分和沿横向延伸的第二部分，所述第一部分的上端形成所述入口端（31），所述第一部分的下端与所述第二部分连接，所述第二部分的远离所述第一部分的一端形成所述出口端（32）。

6.根据权利要求5所述的卸料系统，其特征在于，所述第二部分从所述第一部分朝向所述出口端（32）向下倾斜设置并且与水平方向成小于5^°的倾角。

7.根据权利要求1所述的卸料系统，其特征在于，所述第一阀门（1）和所述第二阀门（2）中的至少一个为减压阀。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的卸料系统，其特征在于，所述卸料系统包括容积不同的多个所述定量容器（3），所述第一阀门（1）和所述第二阀门（2）可选择地与多个所述定量容器（3）中的一个连接。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的卸料系统，其特征在于，所述接收装置为重质产物接收罐。

10.一种煤直接液化制油装置，包括卸料系统，其特征在于，所述卸料系统为权利要求1至9中任一项所述的卸料系统。

11.一种根据权利要求1至9中任一项所述的分批定量的卸料系统的卸料方法，其特征在于，所述卸料方法包括以下步骤：

（a）打开第一阀门（1），关闭第二阀门（2），使物料充满整个定量容器（3）；

（b）关闭第一阀门（1）后，打开第二阀门（2），排出所述定量容器（3）中的全部物料。

12.根据权利要求11所述的卸料方法，其特征在于，所述卸料方法还包括：重复执行步骤（a）和（b）。

13.根据权利要求11所述的卸料方法，其特征在于，所述卸料系统包括容积不同的多个定量容器（3），所述第一阀门（1）和所述第二阀门（2）可选择地与多个所述定量容器（3）中的一个分别连接，所述卸料方法还包括更换所述定量容器（3）的步骤。