CN112704933B - 费托合成蜡的过滤装置及费托反应系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及过滤设备技术领域，公开了一种费托合成蜡的过滤装置及费托反应系统。其中，所述费托合成蜡的过滤装置包括：过滤漏斗，该过滤漏斗内设置有滤芯支架，并具有充气口和过滤漏斗出口；抽滤瓶，该抽滤瓶具有抽滤瓶入口和抽气口，所述抽滤瓶入口与所述过滤漏斗出口相连通；气瓶，该气瓶内设置有不支持燃烧的气体，且该气瓶通过充气阀与所述充气口相连通；真空泵，该真空泵通过抽气阀与所述抽气口相连通；加热机构，该加热机构与所述过滤漏斗相连以能够提升所述过滤漏斗的内部温度。本发明能够在密闭的氮气气氛下，实现对蜡油进行高温过滤，避免引起火灾爆炸。本发明对于黏度较大的物质，可以进行加压过滤，改善过滤的效果。
Description
技术领域
本发明涉及过滤设备技术领域，具体地涉及一种费托合成蜡的过滤装置和具有其的用于生产蜡的费托反应系统。
背景技术
费托反应是煤炭间接液化的主要反应，主要是通过费托浆态床反应器，以合成气为原料，从而生产轻烃和重质油、重质蜡等产品。由于费托浆态床反应器排出的蜡质物料含有催化剂，因此，如何做到在安全条件下，有效的将催化剂和蜡分开，一直都是技术的研究热点。因蜡质物料软化温度超过100℃，馏程超过650℃，所以只有高温条件下才能够保持蜡的流动性，过滤分离催化剂才能达到一定效果。考虑到实验室普通的过滤装置只能用于常温过滤，如果对过滤装置进行高温加热，存在油气蒸发，有火灾爆炸的危险，存在极大安全隐患。
关于费托合成蜡的过滤装置技术，公开号为CN205965182U的专利公开了一种实验室恒温过滤装置，公开号为CN209662780的专利公开了一种实验室用恒温过滤装置。在上述相关现有技术中，抽滤漏斗均为敞口，在过滤漏斗高温加热的情况下，未解决从敞口过滤漏斗油气挥发的问题。具体地，挥发的油气遇到加热装置极易引起火灾，从低压的抽滤瓶中挥发的轻质油气会导致真空泵中轻质油聚集，也容易引起火灾。另外，上述抽滤装置对于黏度较大、过滤困难的物质，无法加压过滤，且无法定量的控制过滤压差，不利于过滤条件的精确控制研究。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的从敞口过滤漏斗挥发出的油气容易引起火灾等问题，提供了一种费托合成蜡的过滤装置。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种费托合成蜡的过滤装置，包括：过滤漏斗，该过滤漏斗内设置有滤芯支架，并具有充气口和过滤漏斗出口；抽滤瓶，该抽滤瓶具有抽滤瓶入口和抽气口，所述抽滤瓶入口与所述过滤漏斗出口相连通；气瓶，该气瓶内设置有不支持燃烧的气体，且该气瓶通过充气阀与所述充气口相连通；真空泵，该真空泵通过抽气阀与所述抽气口相连通；加热机构，该加热机构与所述过滤漏斗相连以能够提升所述过滤漏斗的内部温度。
优选地，所述过滤漏斗具有第一调压口，所述抽滤瓶具有第二调压口，所述第一调压口通过平衡连通阀与所述第二调压口相连通。
优选地，所述过滤漏斗连通有压力表。
优选地，所述抽滤瓶还具有抽滤瓶排液口，所述抽滤瓶排液口通过底部排液阀与排液出口相连通。
优选地，所述真空泵通过底部洗涤瓶与所述抽气阀相连通。
优选地，所述底部洗涤瓶通过底部放空调压阀与底部放空口相连通。
优选地，所述过滤漏斗还具有排气口，所述排气口依次通过顶部放空排气阀、顶部洗涤瓶与顶部放空口相连通。
优选地，所述加热机构包括套设于所述过滤漏斗外侧的保温套，所述保温套连接有热电偶，所述热电偶连接有温控器。
优选地，所述过滤漏斗的顶部设置有能够开合的顶盖。
本发明在另一方面提供一种用于生产蜡的费托反应系统，包括如上所述的费托合成蜡的过滤装置。
通过上述技术方案，本发明使费托合成蜡的过滤装置具有以下技术效果：
(1)在密闭的不支持燃烧的气体气氛下，实现对蜡油进行高温过滤，避免引起火灾爆炸；
(2)黏度较大的物质，可以进行加压过滤，改善过滤的效果；
(3)可以控制过滤过程中过滤压差，保证过滤条件控制的精确性；
(4)对挥发出的轻质油气进行冷却回收，避免环境污染。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明费托合成蜡的过滤装置的结构示意图。
附图标记说明
1 过滤漏斗 2 压力表
3 充气阀 4 氮气气瓶
5 温控器 6 热电偶
7 保温套 8 滤芯支架
9 抽滤瓶 10 平衡连通阀
11 底部放空调压阀 12 抽气阀
13 真空泵 14 底部洗涤瓶
15 底部排液阀 16 顶部放空排气阀
17 顶部洗涤瓶 18 顶部放空口
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
参考图1所示，本发明提供一种费托合成蜡的过滤装置，包括过滤漏斗1、抽滤瓶9、气瓶(带减压阀)、真空泵13和加热机构。其中，过滤漏斗1是封闭的并具有充气口和过滤漏斗出口，在过滤漏斗1的内部设置有滤芯支架8，滤芯支架8上设置有滤芯，以用于分离蜡和催化剂。过滤漏斗1的下方设置有抽滤瓶9，抽滤瓶9具有抽滤瓶入口和抽气口，抽滤瓶入口通过橡胶塞与过滤漏斗出口相连通，以使抽滤瓶9能够盛放分离出的蜡油。
加热机构与过滤漏斗1相连接，进而该加热机构能够提升过滤漏斗1的内部温度。具体地，加热机构可以包括套设于过滤漏斗1外侧的保温套7，保温套7连接有热电偶6，热电偶6连接有温控器5。该加热机构如此设置，能够辅助蜡油进行高温过滤，热度流失少，一定程度上减小了功耗。
为了防止油气引发着火或爆炸，本发明特别设置有盛有不支持燃烧的气体的气瓶，气瓶具体为氮气气瓶4，氮气气瓶4通过充气阀3与充气口相连通，以向过滤漏斗1及整个过滤装置充入氮气，为本发明的过滤装置创造氮气气氛下的密闭空间。本发明还设置有真空泵13，真空泵13通过抽气阀12与抽气口相连通，并能够与氮气气瓶4配合运作，以对整个过滤装置进行抽滤。
通过上述技术方案，本发明使用封闭设计的过滤漏斗1，并设置氮气气瓶4，使本发明的过滤装置能够在氮气气氛营造的密闭环境下，实现对蜡油进行高温过滤，避免引起火灾爆炸。另外，在过滤蜡油时，如遇到黏度较大的蜡油等物质，可以通过氮气气瓶4对本发明的过滤装置进行加压，以改善过滤的效果。
然而，需要注意的是，前述真空泵13和氮气气瓶4是通过彼此配合在过滤漏斗1和抽滤瓶9间产生压差以进行抽滤工作的，若不能很好的控制压差，可能会导致抽滤工作无法有效推进，甚至导致容器损坏。另外，在取样排液的过程中，若过滤漏斗1和抽滤瓶9间存在不合理的压差，也容易造成容器损坏或引发安全事故。
对此，本发明优选的设置有平衡连通阀10，在过滤漏斗1上设置第一调压口，在抽滤瓶9上设置第二调压口，第一调压口通过平衡连通阀10与第二调压口相连通。如此设置，通过调节平衡连通阀10，便可以控制过滤漏斗1和过滤瓶9之间的压差，以保证过滤条件控制的精确性。
过滤漏斗1进一步可以连通有压力表2，以确保过滤装置压力条件的精确控制。一方面，可以通过观察压力表2，控制氮气气瓶4进行加压。另一方面，在抽滤过程中，可以观察压力表2和真空泵13之间的压力差，通过平衡连通阀10调节过滤装置的系统压差。
一般情形下，抽滤瓶9应当设置有抽滤瓶排液口，抽滤瓶排液口通过底部排液阀15与排液出口相连通。如此设置，在抽滤结束且过滤漏斗1和抽滤瓶9之间的压力平衡后，可以打开底部排液阀15进行取样或排液，这避免了拆装装置获取蜡油的繁琐工序，也在一定程度上延长了装置的使用寿命。
为了保证过滤装置的工作安全进行，延长过滤装置的寿命，真空泵13可以通过底部洗涤瓶14与抽气阀12相连通。在抽滤过程中，挥发的轻质易燃易爆油气不仅具有安全隐患，且其被抽入真空泵13后，容易造成真空泵13堵塞，使过滤工作无法正常进行。而使气体经过洗涤瓶，能够对挥发出的轻质油气进行冷却回收，避免环境污染或破坏真空泵13。
优选的，底部洗涤瓶14还可以通过底部放空调压阀11与底部放空口相连通。一方面，在氮气置换的过程中，可以打开底部放空调压阀11，以使得氮气由氮气气瓶4流向底部放空口以完成氮气置换。另一方面，在抽滤工作完成后，可以打开底部放空调压阀11，以使得氮气由氮气气瓶4流向底部放空口以排出过滤装置中的可燃气。如此设置，避免了仅依靠真空泵13进行抽气造成的电力浪费。
本发明的过滤漏斗1的顶部还设置有能够开合的顶盖，合上顶盖，过滤漏斗1为密闭的状态，可以通过本发明的过滤装置进行抽滤工作。在抽滤完成且系统恢复常压后，可以打开顶盖，取出滤饼。
以下分步说明本发明的过滤装置的工作流程，以帮助理解本发明过滤装置的结构及创新点。过滤装置的工作流程共包括装样、氮气置换、升温、抽滤、取样排液以及降温取滤饼六个步骤，具体内容如下文记载。
第一步，装样：封闭式过滤漏斗1通过橡胶塞与抽滤瓶9紧紧相连，挑选合适目数的滤芯放置在滤芯支架8上。打开封闭式过滤漏斗1的顶盖(法兰连接)，放入一定量的经过处理的蜡油，关闭顶盖且上好卡扣。随后，为过滤漏斗1套设保温套7，并使保温套7连接热电偶6。
第二步，氮气置换：打开高压氮气气瓶4、充气阀3、平衡连通阀10、抽气阀12、底部放空调压阀11、底部排液阀15，使用氮气置换装置中的空气30分钟。
第三步，升温：关闭高压氮气气瓶4、充气阀3、平衡连通阀10、底部放空调压阀11、底部排液阀15。打开温控器5，设定控制温度，使系统温度逐渐上升至目标温度。
第四步，抽滤：打开真空泵13开始抽滤，观察压力表2和真空泵13的压力差。并通过充气阀3提高封闭式过滤漏斗1的压力，通过平衡连通阀10调节系统压差。
第五步，取样排液：关闭抽气阀12和真空泵13，打开平衡连通阀10，待封闭式过滤漏斗1和抽滤瓶9的压力平衡后，打开底部排液阀15进行取样或排液。如果排出物黏度太大、排出物不易排出或系统处于负压，可以打开高压氮气气瓶4、充气阀3，使系统处于微正压，保证排液顺畅排液。
第六步，降温取滤饼：关闭温控器5，系统降温，通过充气阀3给系统充至微正压，打开抽气阀12和底部放空调压阀11，置换系统中的可燃气30分钟。当热电偶6温度降至50℃以下，关闭高压氮气气瓶4和充气阀3，通过底部放空调压阀11使系统恢复常压，打开过滤漏斗1的顶盖，取出滤饼。
依据上述过滤装置的工作流程，在本发明的一些实施例中，还可以使过滤漏斗1具有排气口，排气口依次通过顶部放空排气阀16、顶部洗涤瓶17与顶部放空口18相连通。如此设置，在降温取滤饼的过程中，可以打开顶部放空排气阀16以配合底部放空调压阀11置换系统中的可燃气，并使系统恢复常压。该顶部放空排气阀16在第二步打开，在第三步至第五步关闭，在第六步打开。
此外，本发明在另一方面还提供一种用于生产蜡的费托反应系统，包括如上所述的费托合成蜡的过滤装置。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种费托合成蜡的过滤装置，其特征在于，包括：
过滤漏斗(1)，该过滤漏斗(1)内设置有滤芯支架(8)，且所述过滤漏斗(1)是封闭的并具有充气口和过滤漏斗出口；
抽滤瓶(9)，该抽滤瓶(9)具有抽滤瓶入口和抽气口，所述抽滤瓶入口与所述过滤漏斗出口相连通；
气瓶，该气瓶内设置有不支持燃烧的气体，且该气瓶通过充气阀(3)与所述充气口相连通；
真空泵(13)，该真空泵(13)通过抽气阀(12)与所述抽气口相连通；
加热机构，该加热机构与所述过滤漏斗(1)相连以能够提升所述过滤漏斗(1)的内部温度；
所述过滤漏斗(1)具有第一调压口，所述抽滤瓶(9)具有第二调压口，所述第一调压口通过平衡连通阀(10)与所述第二调压口相连通；
所述真空泵(13)通过底部洗涤瓶(14)与所述抽气阀(12)相连通。
2.根据权利要求1所述的费托合成蜡的过滤装置，其特征在于，所述过滤漏斗(1)连通有压力表(2)。
3.根据权利要求1所述的费托合成蜡的过滤装置，其特征在于，所述抽滤瓶(9)还具有抽滤瓶排液口，所述抽滤瓶排液口通过底部排液阀(15)与排液出口相连通。
4.根据权利要求1所述的费托合成蜡的过滤装置，其特征在于，所述底部洗涤瓶(14)通过底部放空调压阀(11)与底部放空口相连通。
5.根据权利要求1所述的费托合成蜡的过滤装置，其特征在于，所述过滤漏斗(1)还具有排气口，所述排气口依次通过顶部放空排气阀(16)、顶部洗涤瓶(17)与顶部放空口(18)相连通。
6.根据权利要求1所述的费托合成蜡的过滤装置，其特征在于，所述加热机构包括套设于所述过滤漏斗(1)外侧的保温套(7)，所述保温套(7)连接有热电偶(6)，所述热电偶(6)连接有温控器(5)。
7.根据权利要求1所述的费托合成蜡的过滤装置，其特征在于，所述过滤漏斗(1)的顶部设置有能够开合的顶盖。
8.一种用于生产蜡的费托反应系统，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的费托合成蜡的过滤装置。
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