CN108913191B - 一种油砂连续逆流萃取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油化工设备领域，尤其是一种油砂连续逆流萃取装置。它包括反应釜，反应釜上段设有溢流口，溢流口下侧设有反应釜进料口，反应釜底部设有反应釜出料口，反应釜出料口上侧设有溶剂进口，反应釜进料口与溶剂进口之间的反应釜内间隔设有若干个分隔组件；一搅拌杆至上而下依次穿过各分隔板，且在各分隔板的上侧分别设有若干个与搅拌杆相连的搅刀,搅拌杆的上端伸出反应釜的外侧并与一第一驱动部件传动相连。它结构巧妙，设计合理，可以在一个反应釜里实现多级联系萃取，易于管理，油砂萃取率高，溶剂利用率高。显然，本发明能够有效满足人们的需求。

Description

一种油砂连续逆流萃取装置

技术领域：

本发明涉及石油化工设备领域，尤其是一种油砂连续逆流萃取装置。

背景技术：

油砂作为一种重要的基础石油资源，在我国石油化工领域具有举足轻重的地位，我国油砂在开采出来后，须要经过破碎筛分等处理工序，将油砂破碎成油砂微粒，并将油砂的杂质分离出去，之后再将油砂置于萃取设备内与溶剂混合萃取。目前，油砂萃取工艺一般采用搅拌釜萃取、沉降或离心固液分离的技术方案，为了提高油砂的萃取率，多会采用增加搅拌和固液分离的级数这一方法，由此造成工艺流程繁琐复杂，萃取设备较多，在各萃取设备之间物料的转运、接续较为繁琐，管理较为困难，在单个设备或转运环节出现故障时，极易导致整个萃取流程终止；并且，采用该种方法的溶剂利用率较低，溶剂消耗和能源消耗较大。显然，现有的油砂筛分装置已经无法有效满足人们的需求。

发明内容：

本发明提供了一种油砂连续逆流萃取装置，它结构巧妙，设计合理，可以在一个反应釜里实现多级联系萃取，易于管理，油砂萃取率高，溶剂利用率高。显然，本发明能够有效满足人们的需求。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：包括一竖直设置的反应釜，在反应釜的上段设有一溢流口，在溢流口的下侧设有一反应釜进料口，在反应釜的底部设有一反应釜出料口，在反应釜出料口的上侧设有一溶剂进口，在反应釜进料口与溶剂进口之间的反应釜内间隔设有若干个分隔组件，所述分隔组件包括一与反应釜内壁相抵接的分隔板，在分隔板上设有若干个液相溢流孔，在分隔板上还设有若干个油砂下落孔，在各油砂下落孔的下侧分别设有一顶块，各顶块分别与一密封穿出反应釜的第一转杆相连，在反应釜外侧的各第一转杆的上侧分别设有一第二转杆，各第一转杆分别与其对应的第二转杆之间分别设有一连杆，各连杆的下端分别与对应位置处的第一转杆偏心活动相连，上端分别与对应位置处的第二转杆偏心活动相连，第二转杆的内端密封穿入反应釜的内侧并与一浮子偏心相连；一搅拌杆至上而下依次穿过各分隔板，且在各分隔板的上侧分别设有若干个与搅拌杆相连的搅刀,搅拌杆的上端伸出反应釜的外侧并与一第一驱动部件传动相连。

进一步的，在反应釜的一侧设有一混合器，混合器出料口与反应釜进料口相联通，在反应釜进料口的上侧设有一液相平衡管，所述液相平衡管的一端与反应釜连通，另一端与混合器进料口连通。

进一步的，所述混合器包括一壳体，混合器进料口设置于壳体背离反应釜的一端，壳体朝向反应釜的一端与反应釜进料口导通，在壳体内设有若干个搅拌轴，各搅拌轴的外侧分别间隔设有若干个翅片，各搅拌轴活动伸出壳体的外侧并与一第二驱动部件传动相连。

进一步的，所述反应釜包括一萃取段，在萃取段下侧设有一呈圆台形的漏斗段，在漏斗段内沿搅拌杆圆周方向间隔设有若干个与搅拌杆相连的刮刀，各刮刀均与漏斗段内壁抵接，且各刮刀的刀面均与漏斗段的母线之间相对倾斜设置，溶剂进口设置于萃取段的下段。

进一步的，在所述漏斗段的下侧设有一直管段，在所述直管段内设有一与搅拌杆相连的螺旋体，所述反应釜出料口设置于直管段的底部。

进一步的，所述液相溢流孔位置处的分隔板底部开设有一扩大孔。

进一步的，所述顶块包括一顶块本体，在顶块本体的上侧设有一导向部，所述导向部的水平截面轮廓由下至上逐渐变小。

进一步的，在所述第一转杆的外端与一配重杆偏心活动相连，所述配重杆上设有砝码托板。

进一步的，所述连杆包括一与所述第一转杆活动连接的第一螺纹段，和与第二转杆活动连接的第二螺纹段，第一螺纹段与第二螺纹段的旋向相反，在第一螺纹段和第二螺纹段之间设有一套筒，套筒两端部分别与对应位置的第一螺纹段和第二螺纹段螺纹旋合。

进一步的，所述溶剂进口处设有一伸入反应釜内部的液相分布器，所述液相分布器包括若干个间隔设置的液相分布管，在各液相分布管上分别沿其长度方向间隔开设有若干个溶剂溢出孔。

本发明的有益效果在于，它结构巧妙，设计合理，可以在一个反应釜里实现多级联系萃取，易于管理，油砂萃取率高，溶剂利用率高。显然，本发明能够有效满足人们的需求。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A-A向视图；

图3为图1中B处的局部放大图；

图4为本发明中第一转杆与第二转杆之间的联动配合示意图；

图5为本发明中第一转杆与第二转杆之间的联动配合示意图；

图6为图1中C处的局部放大图；

图7为本发明中刮刀的结构示意图；

图中，1、反应釜；101、萃取段；102、漏斗段；103、直管段；2、溢流口；3、反应釜进料口；4、反应釜出料口；5、溶剂进口；6、分隔板；7、液相溢流孔；8、油砂下落孔；9、顶块；901、顶块本体；902、导向部；10、第一转杆；11、第二转杆；12、连杆；1201、第一螺纹段；1202、第二螺纹段；1203、套筒；13、浮子；14、搅拌杆；15、搅刀；16、第一电机；17、第一减速机；18、混合器；19、液相平衡管；20、壳体；21、搅拌轴；22、翅片；23、第二电机；24、第二减速机；25、刮刀；2501、刮刀杆；2502、刮刀体；26、螺旋体26；27、扩大孔；28、配重杆；29、砝码托板；30、液相分布管；31、溶剂溢出孔；32、第一连板；33、第二连板；34、料位计；35、推进刮板。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

本发明的实施方式如图1-7所示，一种油砂连续逆流萃取装置，包括一竖直设置的反应釜1，在反应釜1的上段设有一溢流口2，在溢流口2的下侧设有一反应釜进料口3，在反应釜1的底部设有一反应釜出料口4，在反应釜出料口4的上侧设有一溶剂进口5，在反应釜进料口3与溶剂进口5之间的反应釜1内间隔设有若干个分隔组件，所述分隔组件包括一与反应釜1内壁相抵接的分隔板6，在分隔板6上设有若干个液相溢流孔7，在分隔板6上还设有若干个油砂下落孔8，在各油砂下落孔8的下侧分别设有一顶块9，各顶块9分别与一密封穿出反应釜1的第一转杆10相连，在反应釜1外侧的各第一转杆10的上侧分别设有一第二转杆11，各第一转杆10分别与其对应的第二转杆11之间分别设有一连杆12，各连杆12的下端分别与对应位置处的第一转杆10偏心活动相连，上端分别与对应位置处的第二转杆11偏心活动相连，第二转杆11的内端密封穿入反应釜1的内侧并与一浮子13偏心相连；一搅拌杆14至上而下依次穿过各分隔板6，且在各分隔板6的上侧分别设有若干个与搅拌杆14相连的搅刀15,搅拌杆14的上端伸出反应釜1的外侧并与一第一驱动部件传动相连。

本发明的萃取装置在使用时，通过溶剂进口5向反应釜1内注入溶剂，溶剂由液相溢流孔7从分隔板6的下侧进入分隔板6的上侧，在反应釜1内的溶剂液面高度至反应釜进料口3位置处时，通过由反应釜进料口3向反应釜1内加入油砂，油砂在自重的作用下下落至第一层分隔板6上，并在搅刀15的作用下将油砂摊平、混合，进而使得油砂进一步的与溶剂之间混合接触，溶剂与油砂接触后形成混杂有溶剂和萃取物的液相物，当第一层分隔板6上的油砂达到一定厚度时，油砂向上推动第一层分隔板6上的浮子13，进而使得第二转杆11转动，第二转杆11转动的同时进而通过连杆12带动第一转杆10转动，第一转杆10带动顶块9脱离油砂下落孔8，第一层分隔板6上的油砂由油砂下落孔8进入下一层分隔板6上，同时，搅刀15在搅拌杆14的带动下拨动油砂，使得分隔板6上的油砂向油砂下落孔8处运动、下落；位于分隔板6下侧的液相物经由液相溢流孔7进入分隔板6的上侧，液相物可进一步的与分隔板上侧的油砂接触，进一步的提升了油砂的萃取效率；在分隔板6上侧的油砂厚度下降到一定程度，浮子13下落，浮子13回到原位，进而使得第二转杆11转动，进一步的带动第一转杆10转动，进一步的使得顶块9复位，将油砂下落孔8堵死。油砂如此经过多个分隔组件位置处与溶剂混合，最终经过萃取的油砂残渣从反应釜1最下侧的反应釜出料口4排出，液相物最终进入最上侧的分隔板6上侧。在油砂初次排出后，反应釜1内油砂与溶剂的动态平衡建立，可按照正常比例向反应釜1中加入油砂和溶剂。

在本发明中，由于设置了多层分隔组件，使得油砂可在多个区域内与溶剂接触进行萃取，提升了油砂的萃取率，并且，位于最下层分隔板6处的油砂中的有益物质含量较低，为贫质油砂，而此位置处的液相物中溶剂的含量较高，从而可以通过较高含量的溶剂对贫质油砂进行萃取，可进一步的提升油砂的萃取率，位于最上侧分隔板6处的油砂有益物质较多，为富质油砂，此处的液相物中溶剂含量较低，此时可以通过含量较低的溶剂对富质油砂进行萃取，可以进一步的提升溶剂的利用率；

并且，由于本发明各分隔板6的上分布有液相溢流孔7，使得液相物在由分隔板6下侧进入分隔板6上侧时，会从分隔板6上均布上流，进一步的增加了液相物与油砂之间的接触度和混合度，进一步的提升了萃取率和萃取效率；

另外，由于本发明通过浮子13来监测分隔板6上侧的油砂厚度，可通过简单、稳定的机械结构实现油砂自动化的从分隔组件位置处向下流落，可使得反应釜1内各级别的萃取能够有序进行，防止油砂在分隔板6上堆积，或者油砂在分隔板6位置处停留时间过短引起的萃取不足。

值得一提的是，在本实施方式中，油砂下落孔8设置于分隔板6远离其圆心位置处，由此可以使得第一转杆10伸入反应釜1的内端较短，且搅刀15包括与搅拌杆14相连且沿搅拌杆14径向设置的第一搅刀段，在第一搅刀段的外侧设有一倾斜设置的第二搅刀段，第二搅刀段的倾斜方向与搅拌杆14的转动方向相反，由此可以在搅拌杆14带动搅刀15转动时，便于将油砂向油砂下落口处推动，当然在一些实施例中，也可将搅刀15整体设置为与搅拌杆14的径向之间相对倾斜的设置方式，使得搅刀15的外端的倾斜方向与搅拌杆14的转动方向相反。

进一步具体的说，在本实施方式中，第一转杆10的外端设有一第一连板32，第二转杆11的外端设有第二连板33，连杆12的两端部分别与第一连板32和第二连板33之间铰接，由此使得第二转杆11转动时，可以同连杆12带动第一转杆10转动。在一些实施方式中，也可在第一转杆10和第二转杆11的外端均设置连接圆板，使得连杆12的两端均与对应位置处的连接圆板铰接。

第一转杆10的内端通过一连接杆与顶块9相连，浮子13包括浮子本体和与第二转杆相连的浮子连接杆。

此外，为了便于监测反应釜1内各分隔板6处和反应釜出料口4处的油砂含量，在各分隔板6的上侧还设有料位计33(LS)、以及设置于反应釜1外侧的报警器，在分隔板6上的油砂超过一定高度时，报警器会自动报警。并且，在反应釜出料口4上侧设有一个低位料位计33(LS)和一个高位料位计33(LS)，反应釜出料口4处双阀设置，即一电动阀和一手动阀，电动阀、高位料位计33(LS)、地位料位计33(LS)均与一控制器电性连接，正常状态下手动阀常开，依靠电动阀控制排渣，在反应釜出料口4处的油砂达到高位料位计33处时，高位料位计33检测到油砂高度后，电动阀开启开始排出油砂残渣，在油砂的高度下落至低位料位计33处时，低位料位计33检测到油砂高度，控制电动阀闭合，防止油砂残渣全部流出，进而防止液相物经由反应釜出料口4排出。

在实际使用时，也可直接采用手动阀门，依靠人工控制。

在分隔板6上的油砂达到一定厚度需要向下排油砂时，为了防止位于上侧的分隔板6的油砂在下落时，直接落入下侧分隔板6上的油砂下落口和浮子13处，防止由此产生的对油砂在下侧的分隔板6上停留时间的影响，在本实施方式中，分隔板6上的油砂下落口均与其下侧分隔板6处的“油砂下落口和浮子13”偏离设置，具体的为在搅拌杆14转动方向上，上侧分隔板6上的油砂下落口位于后侧。

在本实施方式中，第一驱动部件包括一第一电机16和第一减速机17。

进一步的，在反应釜1的一侧设有一混合器，混合器出料口与反应釜进料口3相联通，在反应釜进料口3的上侧设有一液相平衡管19，所述液相平衡管19的一端与反应釜1连通，另一端与混合器进料口连通。由此可以在油砂进入反应釜1之前，反应釜1内的液相物经由液相平衡管19进入混合器和油砂进行初步混合，不仅能够进一步的提高溶剂的利用率，还可在油砂在转运过程出现成块现象时，还可对油砂进行初步打散，使得油砂在反应釜1内分布更加均匀。

具体的说，所述混合器包括一壳体20，混合器进料口设置于壳体20背离反应釜1的一端，壳体20朝向反应釜1的一端与反应釜进料口3导通，在壳体20内设有若干个搅拌轴21，各搅拌轴21的外侧分别间隔设有若干个翅片22，各搅拌轴21活动伸出壳体20的外侧并与一第二驱动部件传动相连。在本实施方式中，第二驱动部件包括一第二电机23和第二减速机24。

进一步的，所述反应釜1包括一萃取段101，在萃取段101下侧设有一呈圆台形的漏斗段102，在漏斗段102内沿搅拌杆14圆周方向间隔设有若干个与搅拌杆14相连的刮刀25，各刮刀25均与漏斗段102内壁抵接，且各刮刀25的刀面均与漏斗段102的母线之间相对倾斜设置，溶剂进口5设置于萃取段101的下段。由此可以在油砂经过多级萃取，进入漏斗段102后，能够在漏斗段102位置处形成油砂封，能够保证溶剂向上运动，通过漏斗段102行成油砂封，可在保证油砂封的厚度的同时，降低油砂封中油砂的整体用量，并且，在需要排出油砂残渣时，刮刀25还可将漏斗段102的油砂向下刮动，便于排出油砂残渣，还可防止油砂残渣板结。

具体的说，在本实施方式中，刮刀25包括一刮刀杆2501，在刮刀杆2501的下侧间隔设有若干个刮刀体2502，各刮刀体2502的刀面均与漏斗段102的母线相对倾斜设置，进一步的，各刮刀体2502均通过螺栓与刮刀杆2501之间可拆卸连接，由此可以通过各刮刀体2502将油砂向下刮动，并且有与各刮刀体2502间隔设置，还极大的降低了整个刮刀25的运动阻力。

值得一提的是，本发明共设有两个刮刀25，两个刮刀25的刮刀体2502在搅拌杆14的圆周方向上均不重合，由此可以通过两个刮刀25相配合，对漏斗段102内壁上的油砂充分刮动。

当然，刮刀25也可采用其他的形式，例如，可采用整体式的刮刀25，优化的设置在于，在刮刀25上开设缺口。

进一步的优化在于，在本实施方式中，漏斗段102的下侧还设有一过渡漏斗段，在过渡漏斗段内设有推进刮板34，可以进一步的向下推动油砂，即可在排出油砂时能够快速的排出油砂，还可在行成油封时能够在一定程度上压实下侧的油砂，提高油砂封的稳定性。

进一步的，在所述漏斗段102的下侧设有一直管段103，在所述直管段103内设有一与搅拌杆14相连的螺旋体26，所述反应釜出料口4设置于直管段103的底部。由此可以通过螺旋体26转动将油砂进一步的压实，并且，在排出油砂时，可依靠螺旋体26转动快速的排出油砂。

对上述实施例的进一步优化在于，所述液相溢流孔7位置处的分隔板6底部开设有一扩大孔27。由此可以通过开设扩大孔27，降低整个分隔板6的重量，还可便于液相物自液相溢流孔7通过。需要说明的是，在本实施方式中，扩大孔27为一与液相溢流孔7同轴设置的截面较大的圆孔，在实际使用时，扩大孔27也可为其他孔，例如方形孔、椭圆孔，或者为圆台形的扩大孔27。

进一步的，所述顶块9包括一顶块本体901，在顶块本体901的上侧设有一导向部902，所述导向部902的水平截面轮廓由下至上逐渐变小。由此可以在第一转杆10转动时，顶块9便于与油砂下落孔8之间抵接，便于顶块9封闭油砂下落孔8。

值得一体的是，在所述第一转杆10的外端与一配重杆28偏心活动相连，所述配重杆28上设有砝码托板29。具体的，如图4和5所示，配重杆28与第一连接板之间铰接，由此可以通过配重杆28上砝码的重量变化，调整顶块9脱离油砂下落口时所需要的最大力，即油砂需要向浮子13提供的最大浮力，进而调节分隔板6上的最大存油砂厚度。

进一步的，所述连杆12包括一与所述第一转杆10活动连接的第一螺纹段1201，和与第二转杆11活动连接的第二螺纹段1202，第一螺纹段1201与第二螺纹段1202的旋向相反，在第一螺纹段1201和第二螺纹段1202之间设有一套筒1203，套筒1203两端部分别与对应位置的第一螺纹段1201和第二螺纹段1202螺纹旋合。由此可以通过调整套筒1203调整整个连杆12的长度，有利于安装、调整。

需要说明的是，为了使得溶剂进口5进入的溶剂能够在最下侧分隔板6处均匀分布，进一步的提高该处油砂的萃取率，在本实施方式中，所述溶剂进口5处设有一伸入反应釜1内部的液相分布器，所述液相分布器包括若干个间隔设置的液相分布管30，在各液相分布管30上分别沿其长度方向间隔开设有若干个溶剂溢出孔31。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种油砂连续逆流萃取装置，其特征在于，包括一竖直设置的反应釜，在反应釜的上段设有一溢流口，在溢流口的下侧设有一反应釜进料口，在反应釜的底部设有一反应釜出料口，在反应釜出料口的上侧设有一溶剂进口，在反应釜进料口与溶剂进口之间的反应釜内间隔设有若干个分隔组件，所述分隔组件包括一与反应釜内壁相抵接的分隔板，在分隔板上设有若干个液相溢流孔，在分隔板上还设有若干个油砂下落孔，在各油砂下落孔的下侧分别设有一顶块，各顶块分别与一密封穿出反应釜的第一转杆相连，在反应釜外侧的各第一转杆的上侧分别设有一第二转杆，各第一转杆分别与其对应的第二转杆之间分别设有一连杆，各连杆的下端分别与对应位置处的第一转杆偏心活动相连，上端分别与对应位置处的第二转杆偏心活动相连，第二转杆的内端密封穿入反应釜的内侧并与一浮子偏心相连；一搅拌杆至上而下依次穿过各分隔板，且在各分隔板的上侧分别设有若干个与搅拌杆相连的搅刀,搅拌杆的上端伸出反应釜的外侧并与一第一驱动部件传动相连。

2.根据权利要求1所述的一种油砂连续逆流萃取装置，其特征在于：在反应釜的一侧设有一混合器，混合器出料口与反应釜进料口相联通，在反应釜进料口的上侧设有一液相平衡管，所述液相平衡管的一端与反应釜连通，另一端与混合器进料口连通。

3.根据权利要求2所述的一种油砂连续逆流萃取装置，其特征在于：所述混合器包括一壳体，混合器进料口设置于壳体背离反应釜的一端，壳体朝向反应釜的一端与反应釜进料口导通，在壳体内设有若干个搅拌轴，各搅拌轴的外侧分别间隔设有若干个翅片，各搅拌轴活动伸出壳体的外侧并与一第二驱动部件传动相连。

4.根据权利要求1所述的一种油砂连续逆流萃取装置，其特征在于：所述反应釜包括一萃取段，在萃取段下侧设有一呈圆台形的漏斗段，在漏斗段内沿搅拌杆圆周方向间隔设有若干个与搅拌杆相连的刮刀，各刮刀均与漏斗段内壁抵接，且各刮刀的刀面均与漏斗段的母线之间相对倾斜设置，溶剂进口设置于萃取段的下段。

5.根据权利要求4所述的一种油砂连续逆流萃取装置，其特征在于：在所述漏斗段的下侧设有一直管段，在所述直管段内设有一与搅拌杆相连的螺旋体，所述反应釜出料口设置于直管段的底部。

6.根据权利要求1所述的一种油砂连续逆流萃取装置，其特征在于：所述液相溢流孔位置处的分隔板底部开设有一扩大孔。

7.根据权利要求1所述的一种油砂连续逆流萃取装置，其特征在于：所述顶块包括一顶块本体，在顶块本体的上侧设有一导向部，所述导向部的水平截面轮廓由下至上逐渐变小。

8.根据权利要求1所述的一种油砂连续逆流萃取装置，其特征在于：在所述第一转杆的外端与一配重杆偏心活动相连，所述配重杆上设有砝码托板。

9.根据权利要求1所述的一种油砂连续逆流萃取装置，其特征在于：所述连杆包括一与所述第一转杆活动连接的第一螺纹段，和与第二转杆活动连接的第二螺纹段，第一螺纹段与第二螺纹段的旋向相反，在第一螺纹段和第二螺纹段之间设有一套筒，套筒两端部分别与对应位置的第一螺纹段和第二螺纹段螺纹旋合。

10.根据权利要求1所述的一种油砂连续逆流萃取装置，其特征在于：所述溶剂进口处设有一伸入反应釜内部的液相分布器，所述液相分布器包括若干个间隔设置的液相分布管，在各液相分布管上分别沿其长度方向间隔开设有若干个溶剂溢出孔。