CN105778970B - 一种连续进料、排渣废旧有机物裂解再生利用的安全环保炼油工艺 - Google Patents
一种连续进料、排渣废旧有机物裂解再生利用的安全环保炼油工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种连续进料、排渣废旧有机物裂解再生利用的安全环保炼油工艺，是经过物料仓、破碎装置、磁选装置、烘干装置、裂解催化剂料仓、恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置、导热介质加热装置、液体吸附式气体除尘装置、炭黑收集装置、催化重组装置、一级恒温气液分离装置、喷淋装置、高温换热装置、油品中和装置、杂质过滤装置、成品收集装置、二级恒温气液分离装置、常温气液分离装置、油水分离装置、尾气处理装置、尾气回收装置、污水处理装置和安全泄压装置的处理。本发明能实现废旧有机物从回收再利用至生产炼油的全套功能，保证整套功能的连续不间断进行，从而大大提升生产效率，优化生产工艺。
Description
本申请是申请日为：2015年06月01日；申请号为：201510297679X；名称为：一种连续进料、排渣废旧有机物裂解再生利用的安全环保炼油装置及工艺的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种连续进料、排渣废旧有机物裂解再生利用的安全环保炼油工艺。
背景技术
在废旧有机物(例如废旧塑料)回收再生利用行业，传统炼油工艺多为外旋转反应釜设备。这个设备由于外旋转反应釜生产中裂解的油气只能在反应釜的正中心的管道馏出，该管道处在不断旋转中，只要该管在密封套中稍微偏动就会造成高温油气泄漏而造成事故。而且由于外旋转反应釜很长，容易出现变形，从而更易出现事故，并且加快报废。且设备为分段式连续运行，即进料、裂解、排渣这三个主要生产环节是间歇分段进行，非真正意义上的连续进料、排渣。在后期油品炼制的工艺较为简单、催化剂效率低，最终炼制出的柴油、溶剂油很难达到国家标准，多为重油(俗称黑油)。另外传统设备加热多有两种方式，一种为电磁加热，这种很浪费资源，不节能；另外一种为燃烧燃料与尾气相结合，直接对裂解设备加热，这种工艺很难控制加热温度也不安全。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种高效、节能的连续进料、排渣废旧有机物裂解再生利用的安全环保炼油工艺，以期能实现废旧有机物从回收再利用至生产炼油的全套功能，保证整套功能的连续不间断进行，从而大大提升生产效率，优化生产工艺。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明一种连续进料、排渣废旧有机物裂解再生利用的安全环保炼油工艺的特点是按如下步骤进行：
步骤1、废旧有机物从物料仓的出口排出，依次经过破碎装置、磁选装置、烘干装置进行处理后，在给料机的作用下与裂解催化剂料仓内的裂解催化剂一起进入恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置；
步骤2、在所述恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置内的废旧有机物通过搅拌加热发生裂解反应，形成气体和粉末状炭黑分别从上部的排气管道与下部的排渣口排出；
步骤3、排出的粉末炭黑进入炭黑收集装置；
步骤4、排出的气体进入液态吸附式气体除尘装置的进气口后进行降温和除尘处理，所产生的杂质通过出渣口自动排回所述恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置中重新进行裂解反应；而获得的洁净气体通过出气口排出后进入催化重组装置内与重组催化剂发生催化反应，从而达到稳定状态；
步骤5、催化重组后的气体先后经过一级恒温气液分离装置、二级恒温气液分离装置和常温气液分离装置，并在不同温度等级的喷淋降温装置一、喷淋降温装置二喷淋降温装置三的作用下，将不同牌号的柴油和溶剂油由气态冷却至液态且分离出来；
步骤6、由一级恒温气液分离装置分离出的液态柴油通过高温换热装置一进行冷却至常温后，再依次经过油品中和装置一和杂质过滤装置一得到的清洁重柴油，且收集至所述成品收集装置一中；
步骤7、由二级恒温气液分离装置分离出的液态柴油通过高温换热装置二进行冷却至常温后，再依次经过油品中和装置二和杂质过滤装置二得到的清洁轻柴油，且收集至所述成品收集装置二中；
步骤8、由常温气液分离装置分离出的液态汽油通过油水分离装置将液态溶剂油从油水溶液内分离出来，再依次经过油品中和装置三和杂质过滤装置三后，得到清洁溶剂油，且收集至所述成品收集装置三中；
步骤9、在油品中和装置一、油品中和装置二、油品中和装置三和油水分离装置中所产生的污水由污水处理装置进行中和处理后分别返回到所述油品中和装置一、油品中和装置二、油品中和装置三中进行循环使用；
步骤10、在一级恒温气液分离装置、二级恒温气液分离装置和常温气液分离装置中所产生的尾气通过尾气处理去除有害物质后，通过尾气回收装置进行收集并供给导热介质加热装置进行燃烧加热。
本发明所述的一种连续进料、排渣废旧有机物裂解再生利用的安全环保炼油工艺的特点也在于，所述导热介质加热装置中所产生的热量通过余热回收装置进行收集并供给烘干装置。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本工艺采用密闭连续式裂解流水线，真正实现了“分分秒秒不停进料、时时刻刻自动排渣、日日夜夜连续出油”的生产要求，同时将尾气和废渣在全密封的情况下进行收集，尾气、污水经处理后，供给系统循环使用，无二次污染。在控制上，采用多点位、全方位、全智能的控制方式，保证整个系统运行安全，从而使得本发明不仅提高了生产效率，而且具有安全可靠、节能环保的特点。
2、本发明系统采用一种恒温搅龙式液态导热介质加热、连续输送、自动控制的物料加热设备，搅龙螺旋式输送和恒温液态加热相结合，将废旧有机物与裂解催化剂由一端搅拌输送到另外一端的同时，通过内外同时加热让其废旧有机物充分发生裂解反应，最终少量炭黑从另一端自动排出，实现了生产的连续性，对目前市场上的加热设备进行了革命性改进，具有非常良好的实用性。
3、本发明系统选用导热介质加热装置，选用熔盐(NaNO240％、NaNO37％、KNO353％)作为导热介质进行热量的传递；由于熔盐在高温状态下为液态，所以液态熔盐具有加热均匀，调温控制温准确，且能在较低的压力下产生高温，无污染，传热效果好，安全、环保、节能。
4、本发明采用液体吸附式气体除尘装置，将裂解反应生成气体所携带的固体颗粒、粉尘等杂物吸附清洗，同时将气体降到一定温度，此时长分子链的重油将液化，再通过液位自动控制将其与吸附出的杂物一起回流至加热装置重新进行裂解反应；整个过程自动化。
5、本发明采用新型重组催化剂，对吸附后的气体内含有的不饱和成分进行催化重组，促使其达到饱和状态，以便后期进行多级精馏。
6、本发明采用三级精馏对气体中的不同等级的油品进行分离，精馏采用喷淋与恒温加热相结合的方式，通过中和、吸附等流程以保证分离出燃料油的品质。
7、本发明工艺所产生的尾气全部回收，供给导热介质加热装置进行燃烧加热；炭黑回收供给炭黑厂作为原料；所产生的污水处理后循环使用。整个系统节能、环保。
8、本发明整个工艺每个主设备以及连接管道上配有一套或者多套温度传感器和压力传感器，实时监控系统的运行状态，且配有完全独立的安全泄压系统来保证整个工艺运行安全可靠。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置的结构示意图；
图3为本发明液体吸附式气体除尘装置的结构示意图；
图1中标号：1物料仓；2破碎装置；3磁选装置；4烘干装置；5裂解催化剂料仓；6恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置；7导热介质加热装置；8液体吸附式气体除尘装置；9炭黑收集装置；10余热回收装置；11催化重组装置；12一级恒温气液分离装置；13喷淋装置一；14高温换热装置一；15油品中和装置一；16杂质过滤装置一；17成品收集装置一；18喷淋装置二；19二级恒温气液分离装置；20高温换热装置二；21油品中和装置二；22杂质过滤装置二；23成品收集装置二；24喷淋装置三；25常温气液分离装置；26油水分离装置；27油品中和装置三；28杂质过滤装置三；29成品收集装置三；30尾气处理装置；31尾气回收装置；32污水处理装置；33备用气罐；34安全泄压装置；
图2中标号：A1高温旋转接头；A2轴承座；A3搅龙壳体；A4空心主轴；A5螺旋叶片；A6-1排气口、A6-2回流口；A7外套管；A8进料口；A9液态导热介质出口一；A10密封法兰；A11传动轮；A12液态导热介质出口二；A13传动链条；A14电机；A15液态导热介质进口一；A16出渣口；A17温度传感器；A18液态导热介质进口二；
图3中标号：B1进气口；B2出气口；B3分流导气管；B4钢丝网层；B5回流口；B6阀门；B7液位计；B8上部腔体；B9下部腔体；B10管板。
具体实施方式
本实施例中，如图1所示，一种连续进料、排渣废旧有机物裂解再生利用的安全环保炼油装置包括：物料仓1、破碎装置2、磁选装置3、烘干装置4、裂解催化剂料仓5、恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置6、导热介质加热装置7、液体吸附式气体除尘装置8、炭黑收集装置9、余热回收装置10、催化重组装置11、一级恒温气液分离装置12、喷淋装置一13、高温换热装置一14、油品中和装置一15、杂质过滤装置一16、成品收集装置一17、喷淋装置二18、二级恒温气液分离装置19、高温换热装置二20、油品中和装置二21、杂质过滤装置二22、成品收集装置二23、喷淋装置三24、常温气液分离装置25、油水分离装置26、油品中和装置三27、杂质过滤装置三28、成品收集装置三29、尾气处理装置30、尾气回收装置31、污水处理装置32、备用气罐33和安全泄压装置34；
本实施例中，如图2所示，一种恒温高效搅龙式液态导热介质加热设备包括：高温旋转接头A1、轴承座A2、搅龙壳体A3、空心主轴A4、螺旋叶片A5、排气口A6-1、回流口A6-2、外套管A7、进料口A8、液态导热介质出口一A9、密封法兰A10、传动轮A11、液态导热介质出口二A12、传动链条A13、电机A14、液态导热介质进口一A15、出渣口A16和液态导热介质进口二A18；
空心主轴A4上装有螺旋叶片A5并安装在搅龙壳体A3内部，在搅龙壳体A3的一端设有进料口A8，另一端设有出渣口A16；
在搅龙壳体A3的外侧设置有两端密封的外套管A7，从而在搅龙壳体A3与外套管A7之间形成空腔；在外套管A7上，处于进料口A8的一端设有向上的液态导热介质出口一A9；在外套管A7上，处于出渣口A16的一端设有向下的液态导热介质进口一A15；具体实施中，在安装完成的搅龙壳体A3的外侧按照保温层轮廓线进行保温处理，从而形成保温层；
在搅龙壳体A3的两端分别通过密封法兰A10与轴承座A2进行密封；在空心主轴A4的两端，并处于两端轴承座A2的外侧，分别设置有高温旋转接头A1；处于进料口A8一侧的高温旋转接头上设置有液态导热介质出口二A12；处于出渣口A16一侧的高温旋转接头上设置有液态导热介质进口二A18；
在空心主轴A4的进料口A8一端设置有传动轮A11，并通过电机A14驱动传动链条A13和传动轮A11带动空心主轴A4旋转，物料从进料口A8进入搅龙壳体A3内，经过螺旋叶片A5往前慢慢螺旋推进至出渣口A16，在推进的同时，恒温液态导热介质由液态导热介质进口一A15进入空腔后从液态导热介质出口一A9流出；形成外部同步传热输送结构；恒温液态导热介质由液态导热介质进口二A18进入空心主轴A4内再从液态导热介质出口二A12流出，形成内部同步传热输送结构；在液态导热介质传输过程中分别通过搅龙壳体A3、空心主轴A4以及螺旋叶片A5将热量传递给物料，从而达到所需的温度。
优选的，在出渣口A16上设置有温度传感器A17，以温度传感器A17获取物料的出料温度，当温度传感器A17检测出渣口A16出来的物料低于物料所需的温度时，将信号传送至PID控制系统来调节电机A4的转速来增加物料加热时间，通过调节电机A14转速来控制物料的加热时间以达到物料所需的加热温度。
本实施例中，如图3所示，一种简易液体吸附式除尘装置8是废气除尘净化的一种方式，其包括罐体、进气口B1、出气口B2、分流导气管B3、钢丝网层B4、回流口B5、阀门B6和液位计B7；
罐体的空腔由管板B10分割为上部腔体B8和下部腔体B9；下部腔体B9内盛装有液体；在上部腔体B8的外侧连通有进气口B1，在下部腔体B9的外侧，并处于液体液面的上方连通有出气口B2；在下部腔体B9的一侧连通设置有液位计B7；液位计B7能测量液体的上下限位液面高度；通过采集液面位置信号再利用启闭阀门B6来控制液面的高度在上下限位之间；
在下部腔体B9中，处于液位计B7下限位的下方设置有钢丝网层B4；
分流导气管B3焊接在管板B10上，并连通上部腔体B8和下部腔体B9，直达钢丝网层B4的下方；在分流导气管B3的底部外侧壁设置有若干出气孔；具体实施中，可以在出气孔的上方缠绕不锈钢细丝，用于提高除尘效果。
在罐体的底部设置有回流口B5，并通过阀门B6控制启闭；既可以排渣，也可以排液控制液位高度。
以有尘气体通过进气口B1进入上部腔体B8中，由分流导气管B3传送到罐体底部的液体中进行降温和吸附，从分流导气管B3管口和出气孔中所产生的杂质沉降至罐体底部，并通过回流口B5排出，同时，所产生稍大些的气泡再经过钢丝网层B4进行破碎和过滤，钢丝网层B4能使进入液体里的气泡变小不致使大的气泡夹带杂质出去，气泡减小会使气体和液体增大接触面积，从而大大提高去除气体杂质的效果，并且钢丝网层B4还能拦截部分灰尘，获得的洁净气体上升至液体液面上方并通过出气口B2排出，从而形成除尘装置对有尘气体的净化结构。
如图1所示，物料仓1、破碎装置2、磁选装置3、烘干装置4以及恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置6的上部进料口A8通过输送带依次相连接；
恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置6的上部进料口A8通过管道与裂解催化剂料仓5相连，恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置6一端导热介质出口一A9与导热介质出口二A12均与和导热介质加热装置7的进料口相连；另一端的导热介质进口一A15与导热介质进口二A 18均与导热介质加热装置7的出料口相连；恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置6上部回流口A6-2与液体吸附式气体除尘装置8的下部回流口B5相连；
恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置6的上部排气口A6-1与液体吸附式气体除尘装置8的上部进气口B1相连；恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置6的下部出渣口A16与炭黑收集装置9连接；
液体吸附式气体除尘装置8的出气口B2通过管道依次与催化重组装置11、一级恒温气液分离装置12、二级恒温气液分离装置19、常温气液分离装置25、尾气处理装置30、尾气回收装置31和导热介质加热装置7相连；
余热回收装置10通过管道分别与导热介质加热装置7的出烟口和烘干装置4的进气口连接；
备用气罐33通过管道与导热介质加热装置7燃烧器的进气口连接；
一级恒温气液分离装置12的上部进液口和下部出液口分别与喷淋装置一13的出口与进口连接，一级恒温气液分离装置12的出液口依次通过管道与高温换热装置一14、油品中和装置一15、杂质过滤装置一16和成品收集装置一17连接；
二级恒温气液分离装置19的上部进液口和下部出液口分别与喷淋装置二18的出口与进口连接，二级恒温气液分离装置19的出液口也依次通过管道与高温换热装置二20、油品中和装置二21、杂质过滤装置二22和成品收集装置二23连接；
常温气液分离装置25的上部进液口和下部出液口也分别与喷淋装置三24的出口与进口连接，常温气液分离装置25的出液口也依次通过管道与油水分离装置26、油品中和装置三27、杂质过滤装置三28和成品收集装置三29连接；
油品中和装置一15、油品中和装置二15、油品中和装置三15以及油水分离装置26的排水口均与污水处理装置32连接；
恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置6与液体吸附式气体除尘装置8之间的连接管道、液体吸附式气体除尘装置8与催化重组装置11之间的连接管道、催化重组装置11与一级恒温气液分离装置12之间的连接管道、一级恒温气液分离装置12与二级恒温气液分离装置19之间的连接管道、二级恒温气液分离装置19与常温气液分离装置25之间的连接管道、常温气液分离装置25与尾气处理装置30之间的连接管道均与安全泄压装置34相连；
本实施例中，在恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置6、导热介质加热装置7、液体吸附式气体除尘装置8、催化重组装置9、一级恒温气液分离装置12、二级恒温气液分离装置19、常温气液分离装置25、尾气处理装置30以及尾气回收装置31上装有温度传感器和压力传感器用于实时监控整个系统的运行状态，且与安全泄压装置34保持联动，所获取的温度信号与压力信号用于提供给安全泄压装置34，从而保障整个系统的运行安全。
一种连续进料、排渣废旧有机物裂解再生利用的安全环保炼油工艺是按如下步骤进行：
步骤1、废旧有机物(例如废旧塑料)从物料仓1的出口排出，依次经过破碎装置2、磁选装置3、烘干装置4进行处理后，在给料机的作用下与裂解催化剂料仓5内的裂解催化剂一起进入恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置6；
步骤2、在400℃的恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置6内的废旧有机物在裂解催化剂的作用下通过搅拌加热发生裂解反应，最终形成气体和粉末状炭黑分别从上部的排气口A6-1与下部的排渣口A16排出；
步骤3、排出的粉末炭黑进入炭黑收集装置；
步骤4、排出的气体首先进入液态吸附式气体除尘装置8的进气口B1后进行降温和除尘处理，将气体内的粉尘、颗粒等杂物清洗去除，清除后所产生的杂质通过回流口B5自动排回恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置6中重新进行裂解反应；粉末炭黑进入炭黑收集装置(9)；而经过除尘净化所获得的洁净气体里面含有大量的不饱和烃，其通过出气口B2排出后进入催化重组装置11内与重组催化剂发生催化反应，从而达到稳定状态；
步骤5、催化重组后的气体先后经过一级恒温气液分离装置12、二级恒温气液分离装置19和常温气液分离装置25，并在不同温度等级的喷淋降温装置一13、喷淋降温装置二18喷淋降温装置三24的作用下，将不同牌号的柴油和溶剂油由气态冷却至液态且分离出来；
步骤6、由一级恒温气液分离装置12分离出的液态柴油通过高温换热装置一14进行冷却至常温后，再依次经过油品中和装置一15和杂质过滤装置一16得到的清洁重柴油，且收集至成品收集装置一17中；
步骤7、由二级恒温气液分离装置19分离出的液态柴油通过高温换热装置二20进行冷却至常温后，再依次经过油品中和装置二21和杂质过滤装置二22得到的清洁轻柴油，且收集至成品收集装置二23中；
步骤8、由常温气液分离装置25分离出的液态汽油通过油水分离装置26将液态溶剂油从油水溶液内分离出来，再依次经过油品中和装置三27和杂质过滤装置三28后，得到清洁溶剂油，且收集至成品收集装置三29中；
步骤9、在油品中和装置一15、油品中和装置二21、油品中和装置三27和油水分离装置26中所产生的污水由污水处理装置32进行中和处理后分别返回到油品中和装置一15、油品中和装置二21、油品中和装置三27中进行循环使用；在三级中和处理和油水分离的流程中会有一部分污水排出，污水经过污水处理装置32中和处理后循环利用；
步骤10、在一级恒温气液分离装置12、二级恒温气液分离装置19和常温气液分离装置25这三级降温处理后所产生的尾气，主要成分为甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)等C5以下可燃气体；可燃尾气通过尾气处理30去除所含的氯、硫等有害物质后，通过尾气回收装置31进行收集并供给导热介质加热装置7进行燃烧加热。
为了进一步提高导热介质加热装置7的总体热效率，降低排烟温度，在出口设置了余热回收装置10，用于收集导热介质加热装置7中所产生的热量供给烘干装置4，从而充分达到节能、环保的目的。同时系统还设有备用气罐33，当系统开启或尾气供应量不足时，补充燃料，以保证整个系统运行的连续性。
Claims (2)
1.一种连续进料、排渣废旧有机物裂解再生利用的安全环保炼油工艺，其特征是按如下步骤进行：
步骤1、废旧有机物从物料仓(1)的出口排出，依次经过破碎装置(2)、磁选装置(3)、烘干装置(4)进行处理后，在给料机的作用下与裂解催化剂料仓(5)内的裂解催化剂一起进入恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置(6)；
步骤2、在所述恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置(6)内的废旧有机物通过搅拌加热发生裂解反应，形成气体和粉末状炭黑分别从上部的排气管道与下部的排渣口排出；
步骤3、排出的粉末炭黑进入炭黑收集装置；
步骤4、排出的气体进入液态吸附式气体除尘装置(8)的进气口后进行降温和除尘处理，所产生的杂质通过出渣口自动排回所述恒温高效搅龙式液态导热介质加热装置(6)中重新进行裂解反应；而获得的洁净气体通过出气口排出后进入催化重组装置(11)内与重组催化剂发生催化反应，从而达到稳定状态；
步骤5、催化重组后的气体先后经过一级恒温气液分离装置(12)、二级恒温气液分离装置(19)和常温气液分离装置(25)，并在不同温度等级的喷淋降温装置一(13)、喷淋降温装置二(18)喷淋降温装置三(24)的作用下，将不同牌号的柴油和溶剂油由气态冷却至液态且分离出来；
步骤6、由一级恒温气液分离装置(12)分离出的液态柴油通过高温换热装置一(14)进行冷却至常温后，再依次经过油品中和装置一(15)和杂质过滤装置一(16)得到的清洁重柴油，且收集至成品收集装置一(17)中；
步骤7、由二级恒温气液分离装置(19)分离出的液态柴油通过高温换热装置二(20)进行冷却至常温后，再依次经过油品中和装置二(21)和杂质过滤装置二(22)得到的清洁轻柴油，且收集至成品收集装置二(23)中；
步骤8、由常温气液分离装置(25)分离出的液态汽油通过油水分离装置(26)将液态溶剂油从油水溶液内分离出来，再依次经过油品中和装置三(27)和杂质过滤装置三(28)后，得到清洁溶剂油，且收集至成品收集装置三(29)中；
步骤9、在油品中和装置一(15)、油品中和装置二(21)、油品中和装置三(27)和油水分离装置(26)中所产生的污水由污水处理装置(32)进行中和处理后分别返回到所述油品中和装置一(15)、油品中和装置二(21)、油品中和装置三(27)中进行循环使用；
步骤10、在一级恒温气液分离装置(12)、二级恒温气液分离装置(19)和常温气液分离装置(25)中所产生的尾气通过尾气处理装置(30)去除有害物质后，通过尾气回收装置(31)进行收集并供给导热介质加热装置(7)进行燃烧加热。
2.根据权利要求1所述的一种连续进料、排渣废旧有机物裂解再生利用的安全环保炼油工艺，其特征是，所述导热介质加热装置(7)中所产生的热量通过余热回收装置(10)进行收集并供给烘干装置(4)。
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