CN113061457A - 利用废弃油脂直接生产航煤的工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了利用废弃油脂直接生产航煤的工艺，包括以下具体步骤：S1，将符合生物柴油原料用的废弃油脂输入水解塔；S2，将软水泵入水解塔的原料进入段，原料进入段间歇通入高纯氮气并搅拌；S3，水解塔的水解段间歇通入水蒸汽，废弃油脂中的高碳数烃类被水解得到脂肪酸；S4，将上述所得脂肪酸与氢气以3:5混合进入加氢反应塔，控制脂肪酸和氢气的比例、空速控制加氢脱羧与烯烃的加氢深度。本发明克服了常规工艺中将组成复杂质量不稳定的原料直接作为加氢原料，便于控制后续的加氢过程，目标产品收率高，得到纯度大于95％的脂肪酸。
Description
技术领域
本发明涉及航煤生产技术领域，尤其涉及利用废弃油脂直接生产航煤的工艺及设备。
背景技术
航空煤油密度适宜，热值高，燃烧性能好，能迅速、稳定、连续、完全燃烧，且燃烧区域小，积碳量少，不易结焦；低温流动性好，能满足寒冷低温地区和高空飞行对油品流动性的要求；热安定性和抗氧化安定性好，可以满足超音速高空飞行的需要；洁净度高，无机械杂质及水分等有害物质，硫含量尤其是硫醇性硫含量低，对机件腐蚀小，航空煤油适用于燃气涡轮发动机和冲压发动机使用，用于超音速飞行器没有低饱和蒸气压与良好的热安定性。此外，因为煤油不易蒸发、燃点较高，燃气涡轮发动机起动时多用汽油，航空燃油中也加有多种添加剂，以改善燃油的某些使用性能。
目前在利用废弃油脂直接作为原料生产航煤的工艺中，现有技术无法做到进料是复杂的混合物，其水杂远高于常规的脂肪酸水解工艺，将组成复杂质量不稳定的原料直接作为加氢原料，从而导致后续的加氢过程复杂难以控制，目标产品收率低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的利用废弃油脂直接生产航煤的工艺及设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：利用废弃油脂直接生产航煤的工艺，包括以下具体步骤：
S1，将符合生物柴油原料用的废弃油脂由泵经换热达到压力为0.8-1mpa，温度为180-200℃时输入水解塔；
S2，将软水换热后，温度达到50-60℃时泵入水解塔的原料进入段，原料进入段间歇通入高纯氮气并搅拌；
S3，水解塔的水解段间歇通入水蒸汽，废弃油脂中的高碳数烃类经水解得到脂肪酸；
S4，将上述所得脂肪酸与氢气以3:5混合进入加氢反应塔，控制脂肪酸和氢气的比例、空速控制加氢脱羧与烯烃的加氢深度；
S5，将上述加氢产物导出加氢反应塔，经气液分离器分离出氢气，再经油水分离器进行油水分离，分离出的油相进入汽提塔、水相进入吸收塔，汽提塔反应后C1-C5组分被分离出来，剩余液体组分进入分馏塔；分馏塔塔顶分馏出C6-C11，中间分馏出航煤燃油组分，重组分由塔底分离再循环与废弃油脂混合加氢。
进一步地，所述汽提塔内多余的蒸汽再进入吸收塔。
进一步地，所述符合生物柴油原料用的废弃油脂包括酸化油、地沟油、动物内脏油、抽油烟机的凝析油、白土精炼脱附油、榨油过程中产生的油泥、牛羊皮油中的一种或多种。
进一步地，所述S4中在脂肪酸与氢气以混合进入加氢反应塔后，加入镍钯催化剂进行催化反应。
利用废弃油脂直接生产航煤的设备，包括水解塔，所述水解塔内从上至下依次分为原料进入段、水解段和排污段，所述原料进入段的内壁连接有原料进入管与水分进入管，所述水解塔的一侧连接有氮气输出管，所述氮气输出管与水分进入管连通，所述水解塔的一侧设有分汽缸，所述分汽缸通过管道分别与原料进入段、水解段及排污段连通，所述水解塔的塔底设置有排出管，所述排出管串联有多个第二换热器，所述第二换热器与加氢反应塔相连，所述加氢反应塔出料端与气液分离器相连，所述气液分离器出液端与油水分离器相连、出气口与加氢反应塔的进氢管相连，所述油水分离器的出液口与吸收塔相连、出油口与汽提塔相连，所述汽提塔的出料口与分馏塔相连。
进一步地，所述水解塔的排污段的底部设有清理机构。
进一步地，所述水解塔的底部设有排污口，所述水解塔的顶端设置有排气口，所述原料进入管与水分进入管均串联有泵组和第一换热器，所述水解塔的顶端安装有压力表与安全阀。
进一步地，所述清理机构包括贯穿转动连接在水解塔底部的转管，所述转管的侧壁通过连接管连接有折形板，所述折形板的侧壁设有硬质毛刷，所述硬质毛刷与水解塔内壁接触，所述连接管的下端通过旋转接头连接有进水管，所述水解塔底部设有转动机构。
进一步地，所述转动机构包括安装在水解塔底部的电机，所述电机的输出轴末端固定有第一齿轮，所述转管的外壁固定有与第一齿轮啮合的第二齿轮。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
1、克服了常规工艺中将组成复杂质量不稳定的原料直接作为加氢原料，便于控制后续的加氢过程，目标产品收率高；
2、与常规的油脂水解生产脂肪酸工艺相比，本工艺的重要区别点在于进料是复杂的混合物，其航煤纯度(经水解、蒸馏、气体分离等过程得到纯度大于95％的脂肪酸，无水和机械杂质)远高于常规的脂肪酸水解工艺；
3、水解塔底部清理机构自动、高效，避免人工清洁的复杂性，有效防止塔底堵塞。
附图说明
图1为本发明工艺的水解流程结构示意图；
图2为本发明工艺的加氢流程结构示意图；
图3为本发明水解塔内清理机构的结构示意图；
图中：1原料进入管、2分馏塔、3泵组、4水分进入管、5氮气输出管、6汽提塔、7水解塔、8水解段、9第二换热器、10压力表、11安全阀、12排气口、13分汽缸、14排污口、15排污段、16第一换热器、17连接管、18折形板、19硬质毛刷、20电机、21第一齿轮、22第二齿轮、23进水管、24转管、25气液分离器、26油水分离器、27排出管、28加氢反应塔、29吸收塔。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
利用废弃油脂直接生产航煤的工艺，包括以下具体步骤：
S1，将符合生物柴油原料用的废弃油脂由泵经换热达到压力为0.8-1mpa，温度为180-200℃时输入水解塔7；
S2，将软水换热后，温度达到50-60℃时泵入水解塔7的原料进入段，原料进入段间歇通入高纯氮气并搅拌；
S3，水解塔7的水解段8间歇通入水蒸汽，废弃油脂中高碳数烃类经水解得到脂肪酸；
S4，将上述所得脂肪酸与氢气以3:5混合进入加氢反应塔28，控制脂肪酸和氢气的比例、空速控制加氢脱羧与烯烃的加氢深度；
S5，将上述加氢产物导出加氢反应塔28，经气液分离器25分离出氢气，再经油水分离器26进行油水分离，分离出的油相进入汽提塔6、水相进入吸收塔29，汽提塔6反应后C1-C5组分被分离出来，剩余液体组分进入分馏塔2；分馏塔2塔顶分馏出C6-C11，中间分馏出航煤燃油组分，重组分由塔底分离再循环与废弃油脂混合加氢。
所述汽提塔6内多余的蒸汽再进入吸收塔29。所述符合生物柴油原料用的废弃油脂包括酸化油、地沟油、动物内脏油、抽油烟机的凝析油、白土精炼脱附油、榨油过程中产生的油泥、牛羊皮油中的一种或多种。所述S4中在脂肪酸与氢气以混合进入加氢反应塔28后，加入镍钯催化剂进行催化反应。
参照图1-3，利用废弃油脂直接生产航煤的设备，包括水解塔7，所述水解塔7内从上至下依次分为原料进入段、水解段8和排污段15，所述原料进入段的内壁连接有原料进入管1与水分进入管4，所述水解塔7的一侧设置有氮气输出管5，氮气输出管5与水分进入管4连通，所述水解塔7的一侧设有分汽缸13，所述分汽缸13通过管道分别与原料进入段、水解段8及排污段15连通，所述水解塔7的塔底设置有排出管27，所述排出管27串联有多个第二换热器9，所述第二换热器9与加氢反应塔28相连，所述加氢反应塔28出料端与气液分离器25相连，所述气液分离器25出液端与油水分离器26相连、出气口与加氢反应塔28的进氢管相连，所述油水分离器26的出液口与吸收塔29相连、出油口与汽提塔6相连，所述汽提塔6的出料口与分馏塔2相连。
所述水解塔7的排污段15的底部设有清理机构。所述水解塔7的底部设有排污口14，所述水解塔7的顶端设置有排气口12，所述原料进入管1与水分进入管4均串联有泵组3和第一换热器16，所述水解塔7的顶端安装有压力表10与安全阀11。所述清理机构包括贯穿转动连接在水解塔7底部的转管24，所述转管24的侧壁通过连接管17连接有折形板18，所述折形板18的侧壁设有硬质毛刷19，所述硬质毛刷19与水解塔7内壁接触，所述连接管17的下端通过旋转接头连接有进水管23，所述水解塔7底部设有转动机构。所述转动机构包括安装在水解塔7底部的电机20，所述电机20的输出轴末端固定有第一齿轮21，所述转管24的外壁固定有与第一齿轮21啮合的第二齿轮22。
本发明中，将符合生物柴油原料用废弃油由原料进入管1输入，通过泵组3以及第一换热器16达到一定压力和温度输入水解塔7，将软水换热后泵入水解塔7，通过氮气输出管5输入进水解塔7中，水解段8间歇通入高纯氮气，搅拌物料扩大接触面积，水解塔7塔底间歇通入水蒸汽，废弃油脂经水解得到脂肪酸，其中所含的机械杂质、水解过程中产生的聚合物等杂质，经排污口14排出，避免了常规工艺中杂质堵塞水解塔7，脂肪酸经分离后纯度达到95％。所得脂肪酸与氢气以3:5混合进入加氢反应塔28，控制脂肪酸和氢气的比例、空速控制加氢脱羧与烯烃的加氢深度；将上述加氢产物导出加氢反应塔28，经气液分离器25分离出氢气，再经油水分离器26进行油水分离，分离出的油相进入汽提塔6、水相进入吸收塔29，汽提塔6反应后C1-C5组分被分离出来，剩余液体组分进入分馏塔2；分馏塔2塔顶分馏出C6-C11，中间分馏出航煤燃油组分，重组分由塔底分离再循环与废弃油脂混合加氢。
水解塔7排污时，电机20转动，带动转管24转动，进而带动折形板18的侧壁上的硬质毛刷19与水解塔7内壁接触，进水管23起到供水的作用，连接管17中有喷嘴可以向塔内喷水，将残留在塔壁上的高粘度油脂刷洗干净，防止发生堵塞。
利用酸化油直接生产航煤的工艺为例：包括以下具体步骤：S1，将酸化油由泵经换热达到压力为1mpa，温度为180℃时输入水解塔7；S2，将软水换热后，温度达到55℃时泵入水解塔7的原料进入段，原料进入段间歇通入高纯氮气并搅拌；S3，水解塔7的水解段8间歇通入水蒸汽，酸化油中高碳数烃类经水解得到脂肪酸；S4，将上述所得脂肪酸与氢气以3:5混合进入加氢反应塔28，控制脂肪酸和氢气的比例、空速控制加氢脱羧与烯烃的加氢深度；S5，将上述加氢产物导出加氢反应塔28，经气液分离器25分离出氢气，再经油水分离器26进行油水分离，分离出的油相进入汽提塔6、水相进入吸收塔29，汽提塔6反应后C1-C5组分被分离出来，剩余液体组分进入分馏塔2；分馏塔2塔顶分馏出C6-C11，中间分馏出航煤燃油组分，重组分由塔底分离再循环与废弃油脂混合加氢。
其中，步骤S3中所得到的脂肪酸纯度为97％；航煤选择性为80.2％，航煤馏分的密度为0.875g/cm3,硫含量＜0.5μg/g，机械杂质＜0.1μg/g。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.利用废弃油脂直接生产航煤的工艺，其特征在于：包括以下具体步骤：
S1，将符合生物柴油原料用的废弃油脂由泵经换热达到压力为0.8-1mpa，温度为180-200℃时输入水解塔(7)；
S2，将软水换热后，温度达到50-60℃时泵入水解塔(7)的原料进入段，原料进入段间歇通入高纯氮气并搅拌；
S3，水解塔(7)的水解段(8)间歇通入水蒸汽，废弃油脂中的高碳数烃类经水解得到脂肪酸；
S4，将上述所得脂肪酸与氢气以3:5混合进入加氢反应塔(28)，控制脂肪酸和氢气的比例、空速控制加氢脱羧与烯烃的加氢深度；
S5，将上述加氢产物导出加氢反应塔(28)，经气液分离器(25)分离出氢气，再经油水分离器(26)进行油水分离，分离出的油相进入汽提塔(6)、水相进入吸收塔(29)，汽提塔(6)反应后C1-C5组分被分离出来，剩余液体组分进入分馏塔(2)；分馏塔(2)塔顶分馏出C6-C11，中间分馏出航煤燃油组分，重组分由塔底分离再循环与废弃油脂混合加氢。
2.根据权利要求1所述的利用废弃油脂直接生产航煤的工艺，其特征在于：所述汽提塔(6)内多余的蒸汽再进入吸收塔(29)。
3.根据权利要求1所述的利用废弃油脂直接生产航煤的工艺，其特征在于：所述符合生物柴油原料用的废弃油脂包括酸化油、地沟油、动物内脏油、抽油烟机的凝析油、白土精炼脱附油、榨油过程中产生的油泥、牛羊皮油中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的利用废弃油脂直接生产航煤的工艺，其特征在于：所述S4中在脂肪酸与氢气以混合进入加氢反应塔(28)后，加入镍钯催化剂进行催化反应。
5.利用废弃油脂直接生产航煤的设备，包括水解塔(7)，其特征在于：所述水解塔(7)内从上至下依次分为原料进入段、水解段(8)和排污段(15)，所述原料进入段的内壁连接有原料进入管(1)与水分进入管(4)，所述水解塔(7)的一侧连接有氮气输出管(5)，所述氮气输出管(5)与水分进入管(4)连通，所述水解塔(7)的一侧设有分汽缸(13)，所述分汽缸(13)通过管道分别与原料进入段、水解段(8)及排污段(15)连通，所述水解塔(7)的塔底设置有排出管(27)，所述排出管(27)串联有多个第二换热器(9)，所述第二换热器(9)与加氢反应塔(28)相连，所述加氢反应塔(28)出料端与气液分离器(25)相连，所述气液分离器(25)出液端与油水分离器(26)相连、出气口与加氢反应塔(28)的进氢管相连，所述油水分离器(26)的出液口与吸收塔(29)相连、出油口与汽提塔(6)相连，所述汽提塔(6)的出料口与分馏塔(2)相连。
6.根据权利要求5所述的利用废弃油脂直接生产航煤的设备，其特征在于，所述水解塔(7)的排污段(15)的底部设有清理机构。
7.根据权利要求5所述的利用废弃油脂直接生产航煤的设备，其特征在于：所述水解塔(7)的底部设有排污口(14)，所述水解塔(7)的顶端设置有排气口(12)，所述原料进入管(1)与水分进入管(4)均串联有泵组(3)和第一换热器(16)，所述水解塔(7)的顶端安装有压力表(10)与安全阀(11)。
8.根据权利要求6所述的利用废弃油脂直接生产航煤的设备，其特征在于：所述清理机构包括贯穿转动连接在水解塔(7)底部的转管(24)，所述转管(24)的侧壁通过连接管(17)连接有折形板(18)，所述折形板(18)的侧壁设有硬质毛刷(19)，所述硬质毛刷(19)与水解塔(7)内壁接触，所述连接管(17)的下端通过旋转接头连接有进水管(23)，所述水解塔(7)底部设有转动机构。
9.根据权利要求8所述的利用废弃油脂直接生产航煤的设备，其特征在于：所述转动机构包括安装在水解塔(7)底部的电机(20)，所述电机(20)的输出轴末端固定有第一齿轮(21)，所述转管(24)的外壁固定有与第一齿轮(21)啮合的第二齿轮(22)。
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