CN114317022B

CN114317022B - 一种裂解油提质处理工艺

Info

Publication number: CN114317022B
Application number: CN202210078178.2A
Authority: CN
Inventors: 程龙应; 李兴隆
Original assignee: Guangdong Guoyu Equipment Co ltd
Current assignee: Guangdong Guoyu Equipment Co ltd
Priority date: 2022-01-24
Filing date: 2022-01-24
Publication date: 2022-10-21
Anticipated expiration: 2042-01-24
Also published as: CN114317022A

Abstract

本发明公开一种裂解油提质处理工艺，涉及有机固废处理技术领域。本发明用于解决有机固废裂解处理工艺得到的裂解油含有粉尘、沥青质、胶质成分，品质低劣，深加工困难的技术问题。本发明将一次裂解过程中产生的高温热解气冷却后产生的冷凝混合液，渣油和裂解油进入二次裂解炉内进行二次裂解、闪蒸后得到焦炭、轻组分和油气混合物，油气混合物经冷却水洗涤、换热后得到重油和油气，油气经冷凝、油水分离得到精制油；将有机固废裂解产生的渣油二次裂解汽化处理，洗涤后塔底的重油返回分离罐内进行再次裂解，得到不含粉尘、沥青质、胶质成分的高品质精制油，避免二次产生有机固废；产生的不凝气进入裂解炉燃气系统降低了热解过程中的能耗。

Description

一种裂解油提质处理工艺

技术领域

本发明涉及有机固废处理技术领域，具体涉及一种裂解油提质处理工艺。

背景技术

有机固废由于性质复杂，存在燃烧爆炸风险，目前通常采用焚烧方式处置。而焚烧作为一种有机固废减量化、无害化最为有效的处理方式近年来在我国逐步得到发展。然而采用焚烧方式有机物完全分解，不仅释放大量二氧化碳等温室气体，同时浪费了大量能源，因此随着固碳减排的政策号召，有机固废裂解具有适应性强，排放少，资源化利用率高等优势，被越来越多的应用到有机固废处置上来。

有机固废裂解后产生热解碳、热解油、热解气和热解水，其中热解气相态单一，被较好的资源化应用，而热解油由于含有较多粉尘，沥青质，胶质等组分，品质低劣，附加值不高，资源化应用十分有限，严重制约了固废裂解技术的发展。现有技术中有机固废在隔绝空气的密闭腔室内被加热至400-800℃，有机物发生裂解缩合，固废中有机物被分解为热解碳和高温热解气，热解气从热解腔排出后与大量冷水直接接触，高温热解气被冷却，分为不凝气、热解油和热解水，由于高温热解气携带大量粉尘，冷却后粉尘、热机油和水混合在一起，由于油水密度不同，在分离罐内分离出热解油和热解水，然而由于热解油粘度大，与粉尘混合在一起，难以分离，因此通常热解油及渣一起作为裂解产物出售。

公布号CN108559537A的发明专利公开了一种有机固废无氧裂解处理方法及其处理系统，该方法包括如下步骤：将固废处理物在加热的条件下进行脱水干燥和裂解，得到炭粉和裂解气；将裂解气进行分离精制，得到裂化油、水和可燃气。该处理系统包括中央控制单元以及依次连通的间歇式裂解反应釜、裂解气分离精制装置和可燃气储柜，中央控制单元分别控制间歇式裂解反应釜、裂解气分离精制装置和可燃气储柜的运行。有机固废不需要前端的分拣和粉碎，直接放入间隙式裂解反应釜就可以裂解转化为油、气、炭。

综上，现有技术中针对有机固废裂解的处理工艺，得到的裂解油含有粉尘、沥青质、胶质成分，品质低劣，固含量高，粘度大，深加工困难。针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种裂解油提质处理工艺，用于解决现有技术中有机固废裂解处理工艺得到的裂解油含有粉尘、沥青质、胶质成分，品质低劣，深加工困难的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种裂解油提质处理工艺，包括以下步骤：

步骤一：一次裂解炉产生的高温热解气通入急冷塔中，高温热解气与喷淋水直接接触并被冷却至70～85℃，高温热解气中的粉尘及重组分发生冷凝，得到冷凝混合液；

步骤二：冷凝混合液流动至分离罐内，沉降分层得到渣油层、裂解油层及水层，渣油层通过刮渣机构刮出后送入二次裂解炉，水层经泵增压后输送至急冷塔循环冷却高温热解气；

步骤三：裂解油经渣油裂解泵增压后送入二次裂解炉进行二次裂解，通入闪蒸罐，在闪蒸罐内发生裂解缩合反应，其中的重组分转化为焦炭，轻组分随气相排出，剩余的为油气混合物；

步骤四：油气混合物进入裂解气洗涤塔，洗涤后塔底的重油返回分离罐内进行再次裂解，塔顶300℃的油气混合物进入换热器冷凝，冷凝后进入油水分离罐，油水分离后得到精制油。

进一步的，一次裂解炉将有机固废在密闭腔室内加热至400～800℃，使有机物发生裂解缩合生成热解碳和高温热解气。

进一步的，步骤三油泵压力为1～2MPa，裂解油的进料压力为0.5～3MPa，裂解温度为450～600℃。

进一步的，步骤一和步骤四产生的不凝气进入裂解炉燃气系统。

进一步的，所述分离罐包括罐体，罐体的内腔从上到下依次设有阻隔板和分配板，阻隔板和分配板将罐体内腔从上到下分配为除雾腔、分层腔和渣油腔，分层腔内设有防粘附机构，渣油腔内设有搅拌刮渣机构；

所述渣油腔的底部连接有渣油管，除雾腔的壁部连接有混合液管，除雾腔内靠近混合液管处设有进口挡板，除雾腔内腔顶部设有除雾器，除雾器连通有向外延伸的排气管。

进一步的，所述防粘附机构包括固定板和防粘附板，固定板设于罐体的内腔壁部，固定板朝罐体的内腔延伸设有多个弯折板，防粘附板套设于弯折板的外围，防粘附板和弯折板呈靠近固定板侧至远离固定板侧向下倾斜的弯折状。

进一步的，所述搅拌刮渣机构包括搅拌轴、刮渣板和第一减速电机，第一减速电机设于渣油腔的底部，第一减速电机向上延伸与置于渣油腔内的搅拌轴连接，多个刮渣板对称设置在搅拌轴的径向，刮渣板的端部与渣油腔的内壁接触；搅拌轴的内腔设有内搅拌轴，内搅拌轴的顶端连接有第二减速电机，内搅拌轴的径向通过连接板连接有多个防聚集板，防聚集板位于相邻的刮渣板之间，防聚集板的上表面和下表面等距设置多个与刮渣板外表面接触的毛刷。

进一步的，所述阻隔板上设有向上延伸的连通管，分配板包括一横板以及对称设于横板两侧的倾斜板，两个倾斜板分别连接有延伸至罐体外的出油管和出水管；横板内设有与渣油腔连通的卸料腔，卸料腔处设有用于调节进入渣油腔渣油量的可调卸料机构。

进一步的，所述可调卸料机构包括翻转板、转轴和驱动电机，翻转板的截面尺寸与卸料腔的内径适配，转轴贯穿翻转板的横向两侧，驱动电机通过联轴器与转轴的一端连接。

进一步的，所述转轴的两侧靠近端部设有限位轴承；转轴远离驱动电机的一端外围转动连接有U型环，联轴器与卸料腔外壁之间连接有加固板。

本发明具备下述有益效果：

1、本发明裂解油提质处理工艺，将一次裂解过程中产生的高温热解气冷却后产生的冷凝混合液，分离得到渣油、裂解油和水，渣油和裂解油进入二次裂解炉内进行二次裂解、闪蒸后得到焦炭、轻组分和油气混合物，油气混合物经冷却水洗涤、换热后得到重油和油气，油气经冷凝、油水分离得到精制油；在现有技术的基础上开发了二次裂解技术，将有机固废裂解产生的劣质、高杂质含量的渣油二次裂解汽化处理，洗涤后塔底的重油返回分离罐内进行再次裂解，得到不含粉尘、沥青质、胶质成分的高品质精制油，避免二次产生有机固废，显著提升了有机固废处理的经济附加值；产生的不凝气进入裂解炉燃气系统降低了热解过程中的能耗。

2、本发明分离罐，通过防粘附机构中向下倾斜的弯折状防粘附板避免裂解油、渣油和水粘附在分层腔的内壁上；通过搅拌刮渣机构对渣油进行充分的搅拌分散和清理，避免粘稠的渣油聚集结块而增加输送至二次裂解炉的能耗以及渣油清理成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中裂解油提质处理工艺的原理图；

图2为本发明实施例中分离罐的结构示意图；

图3为本发明实施例中分离罐的剖视图；

图4为本发明实施例中搅拌刮渣机构的结构示意图；

图5为本发明实施例中防粘附机构的结构示意图；

图6为本发明实施例中可调卸料机构的结构示意图。

附图标记：1、急冷塔；2、分离罐；3、二次裂解炉；4、渣油裂解泵；5、闪蒸罐；6、裂解气洗涤塔；7、换热器；8、油水分离罐；21、罐体；22、阻隔板；23、分配板；24、除雾腔；25、分层腔；26、渣油腔；27、固定板；28、防粘附板；29、弯折板；32、连通管；33、出油管；34、出水管；35、卸料腔；36、翻转板；37、转轴；38、驱动电机；39、联轴器；40、限位轴承；41、U型环；42、加固板；43、搅拌轴；44、刮渣板；45、第一减速电机；46、内搅拌轴；47、第二减速电机；48、连接板；49、防聚集板；50、毛刷；51、渣油管；52、混合液管；53、进口挡板；54、除雾器；55、排气管。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种裂解油提质处理工艺，包括以下步骤：

步骤一：一次裂解炉产生的高温热解气通入急冷塔1中，高温热解气与喷淋水直接接触并被冷却至76℃，高温热解气中的粉尘及重组分发生冷凝，得到冷凝混合液；产生的不凝气进入裂解炉燃气系统。其中，一次裂解炉将有机固废在密闭腔室内加热至400～800℃，使有机物发生裂解缩合生成热解碳和高温热解气。

步骤二：冷凝混合液流动至分离罐2内，沉降分层得到渣油层、裂解油层及水层，渣油层通过刮渣机构刮出后送入二次裂解炉3，水层经泵增压后输送至急冷塔1循环冷却高温热解气。

步骤三：裂解油经渣油裂解泵4增压后送入二次裂解炉3进行二次裂解，通入闪蒸罐5，在闪蒸罐5内发生裂解缩合反应，其中的重组分转化为焦炭，轻组分随气相排出，剩余的为油气混合物；其中，油泵压力为1.5MPa，裂解油的进料压力为1.8MPa，裂解温度为520℃。闪蒸罐5的底部配置有卸渣机。

步骤四：油气混合物进入裂解气洗涤塔6，洗涤后塔底的重油返回分离罐2内进行再次裂解，塔顶300℃的油气混合物进入换热器7冷凝，冷凝后进入油水分离罐8，油水分离后得到精制油，产生的不凝气进入裂解炉燃气系统。

有机固废中的炭在高温下的主要反应式分别如下：

C+空气＝CO₂+H₂O+NO_x；C+O₂＝CO₂+H₂O。

炭在高温下与水发生水煤气反应，主要反应式如下：

C+H₂O＝CO+H₂。

本实施例的裂解油提质处理工艺，考虑到现有技术中有机固废被分解为热解碳和高温热解气后，高温热解气冷却得到不凝气、热解油和热解水，由于高温热解气中携带大量粉尘、沥青质、胶质成分，冷却后粉尘、热解油和水混合在一起，虽然油水密度不同能够分离出热解油和水，但是热解油粘度大，与粉尘混合后难以分离，使得热解油与渣油一同作为裂解产物出售。因此，本实施例将一次裂解过程中产生的高温热解气冷却后产生的冷凝混合液，分离得到渣油、裂解油和水，渣油和裂解油进入二次裂解炉内进行二次裂解、闪蒸后得到焦炭、轻组分和油气混合物，油气混合物经冷却水洗涤、换热后得到重油和油气，油气经冷凝、油水分离得到精制油。

与现有技术相比，通过开发二次裂解技术，将有机固废裂解产生的劣质、高杂质含量的渣油二次裂解汽化处理，洗涤后塔底的重油返回分离罐内进行再次裂解，得到不含粉尘、沥青质、胶质成分的高品质精制油，避免二次产生有机固废，显著提升了有机固废处理的经济附加值。产生的不凝气进入裂解炉燃气系统降低了热解过程中的能耗。

实施例2

如图1所示，本实施例提供一种裂解油提质处理工艺，与实施例1的区别在于，步骤一中高温热解气与喷淋水直接接触并被冷却至78℃，高温热解气中的粉尘及重组分发生冷凝，得到冷凝混合液；步骤三中油泵压力为1.6MPa，裂解油的进料压力为2.2MPa，裂解温度为470℃。

实施例3

如图1所示，本实施例提供一种裂解油提质处理工艺，与实施例1的区别在于，步骤一中高温热解气与喷淋水直接接触并被冷却至82℃，高温热解气中的粉尘及重组分发生冷凝，得到冷凝混合液；步骤三中油泵压力为1.8MPa，裂解油的进料压力为2.6MPa，裂解温度为570℃。

实施例4

如图2-3所示，本实施例提供一种分离罐，适用于裂解油的提质处理工艺，具体是用于将高温热解气中粉尘及重组分发生冷凝得到的冷凝混合液沉降分层得到渣油层、裂解油层及水层。具体地，该分离罐包括罐体21，罐体21的内腔从上到下依次设有阻隔板22和分配板23，阻隔板22和分配板23将罐体21内腔从上到下分配为除雾腔24、分层腔25和渣油腔26，分层腔25内设有防粘附机构，渣油腔26内设有搅拌刮渣机构。

冷凝混合液通入罐体21内腔的除雾腔24后，不凝气从顶部排出，经过阻隔板22排入分层腔25内，由于相似相容和密度分层的原因，冷凝混合液沉降分层为底部的渣油层、中间的水层和顶部的裂解油层；渣油层进入渣油腔26后通过搅拌刮渣机构的搅拌刮渣被送入二次裂解炉；水层经泵增压后输送至急冷塔循环冷却高温热解气；裂解油层经渣油裂解泵增压后送入二次裂解炉进行二次裂解。

如图3、图5所示，防粘附机构包括固定板27和防粘附板28，固定板27设于罐体21的内腔壁部，固定板27朝罐体21的内腔延伸设有多个弯折板29，防粘附板28套设于弯折板29的外围，防粘附板28和弯折板29呈靠近固定板27侧至远离固定板27侧向下倾斜的弯折状。防粘附板28通过固定板27和弯折板29稳定安装于罐体21的内腔壁部，向下倾斜的弯折状防粘附板28避免裂解油、渣油和水粘附在分层腔25的内壁上。

如图3、图6所示，阻隔板22上设有向上延伸的连通管32，分配板23包括一横板以及对称设于横板两侧的倾斜板，两个倾斜板分别连接有延伸至罐体21外的出油管33和出水管34。横板内设有与渣油腔26连通的卸料腔35，卸料腔35处设有用于调节进入渣油腔26渣油量的可调卸料机构，可调卸料机构包括翻转板36、转轴37和驱动电机38，翻转板36的截面尺寸与卸料腔35的内径适配，转轴37贯穿翻转板36的横向两侧，驱动电机38通过联轴器39与转轴37的一端连接，转轴37的两侧靠近端部设有限位轴承40。转轴37远离驱动电机38的一端外围转动连接有U型环41，联轴器39与卸料腔35外壁之间连接有加固板42。

卸料腔35与可调卸料机构的设置，当驱动电机38驱动转轴37旋转时，转轴37带动翻转板36转动以调节翻转板36与卸料腔35之间的角度，进一步调节分层腔25底部渣油层进入渣油腔26的流量，避免渣油堵塞卸料腔35，方便调节渣油在渣油腔26内的刮除速率。

渣油腔26的底部连接有渣油管51，除雾腔24的壁部连接有混合液管52，除雾腔24内靠近混合液管52处设有进口挡板53，除雾腔24内腔顶部设有除雾器54，除雾器54连通有向外延伸的排气管55。刮出的渣油通过渣油管51排入二次裂解炉内，不凝气体通过除雾器54除雾后经排气管55排出。除雾器54由波形叶片、板片、卡条等结构组成，由于不凝气体中不仅含有水分，还含有硫酸、硫酸盐、二氧化硫等物质，会造成罐体21的严重腐蚀；当不凝气体流经除雾器54，由于气体的惯性撞击作用，雾沫与波形叶片碰撞而被聚的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从波形板表面上被分离下来；未被除去的雾沫在下一个转弯处经过相同的作用而被捕集，这样反复作用，大大提高了除雾效率。

实施例5

如图3-4所示，本实施例提供的一种分离罐，在实施例3的基础上做出改进，具体区别在于，搅拌刮渣机构包括搅拌轴43、刮渣板44和第一减速电机45，第一减速电机45设于渣油腔26的底部，第一减速电机45向上延伸与置于渣油腔26内的搅拌轴43连接，多个刮渣板44对称设置在搅拌轴43的径向，刮渣板44的端部与渣油腔26的内壁接触。搅拌轴43的内腔设有内搅拌轴46，内搅拌轴46的顶端连接有第二减速电机47，内搅拌轴46的径向通过连接板48连接有多个防聚集板49，防聚集板49位于相邻的刮渣板44之间，防聚集板49的上表面和下表面等距设置多个与刮渣板44外表面接触的毛刷50。

搅拌刮渣机构中，当渣油完全流入渣油腔26内后，为了避免粘稠的渣油聚集结块而增加输送至二次裂解炉的能耗以及渣油清理成本，开启第一减速电机45，第一减速电机45通过搅拌轴43带动刮渣板44进行转动，对渣油进行充分的搅拌分散，避免聚集结块和粘附在渣油腔26内壁上，防聚集板49也会随之转动进行搅拌；当需要清理刮渣板44上的粘附渣油时，关闭第一减速电机45，开启第二减速电机47，第二减速电机47控制内搅拌轴46规律性的正反转，内搅拌轴46通过连接板48带动防聚集板49转动，毛刷50扫除粘附在刮渣板44外表面的渣油。

以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种裂解油提质处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：一次裂解炉产生的高温热解气通入急冷塔（1）中，高温热解气与喷淋水直接接触并被冷却至70~85℃，高温热解气中的粉尘及重组分发生冷凝，得到冷凝混合液；

步骤二：冷凝混合液流动至分离罐（2）内，沉降分层得到渣油层、裂解油层及水层，渣油层通过刮渣机构刮出后送入二次裂解炉（3），水层经泵增压后输送至急冷塔（1）循环冷却高温热解气；

步骤三：裂解油经渣油裂解泵（4）增压后送入二次裂解炉（3）进行二次裂解，通入闪蒸罐（5），在闪蒸罐（5）内发生裂解缩合反应，其中的重组分转化为焦炭，轻组分随气相排出，剩余的为油气混合物；

步骤四：油气混合物进入裂解气洗涤塔（6），洗涤后塔底的重油返回分离罐（2）内，塔顶300℃的油气混合物进入换热器（7）冷凝，冷凝后进入油水分离罐（8），油水分离后得到精制油；

步骤二中所述分离罐（2）包括罐体（21），罐体（21）的内腔从上到下依次设有阻隔板（22）和分配板（23），阻隔板（22）和分配板（23）将罐体（21）内腔从上到下分配为除雾腔（24）、分层腔（25）和渣油腔（26），分层腔（25）内设有防粘附机构，渣油腔（26）内设有搅拌刮渣机构；

所述渣油腔（26）的底部连接有渣油管（51），除雾腔（24）的壁部连接有混合液管（52），除雾腔（24）内靠近混合液管（52）处设有进口挡板（53），除雾腔（24）内腔顶部设有除雾器（54），除雾器（54）连通有向外延伸的排气管（55）；

所述防粘附机构包括固定板（27）和防粘附板（28），固定板（27）设于罐体（21）的内腔壁部，固定板（27）朝罐体（21）的内腔延伸设有多个弯折板（29），防粘附板（28）套设于弯折板（29）的外围，防粘附板（28）和弯折板（29）呈靠近固定板（27）侧至远离固定板（27）侧向下倾斜的弯折状；

所述搅拌刮渣机构包括搅拌轴（43）、刮渣板（44）和第一减速电机（45），第一减速电机（45）设于渣油腔（26）的底部，第一减速电机（45）向上延伸与置于渣油腔（26）内的搅拌轴（43）连接，多个刮渣板（44）对称设置在搅拌轴（43）的径向，刮渣板（44）的端部与渣油腔（26）的内壁接触；搅拌轴（43）的内腔设有内搅拌轴（46），内搅拌轴（46）的顶端连接有第二减速电机（47），内搅拌轴（46）的径向通过连接板（48）连接有多个防聚集板（49），防聚集板（49）位于相邻的刮渣板（44）之间，防聚集板（49）的上表面和下表面等距设置多个与刮渣板（44）外表面接触的毛刷（50）。

2.根据权利要求1所述的一种裂解油提质处理工艺，其特征在于，一次裂解炉将有机固废在密闭腔室内加热至400~800℃，使有机物发生裂解缩合生成热解碳和高温热解气。

3.根据权利要求1所述的一种裂解油提质处理工艺，其特征在于，步骤三油泵压力为1~2MPa，裂解油的进料压力为0.5~3MPa，裂解温度为450~600℃。

4.根据权利要求1所述的一种裂解油提质处理工艺，其特征在于，步骤一和步骤四产生的不凝气进入裂解炉燃气系统。

5.根据权利要求1所述的一种裂解油提质处理工艺，其特征在于，所述阻隔板（22）上设有向上延伸的连通管（32），分配板（23）包括一横板以及对称设于横板两侧的倾斜板，两个倾斜板分别连接有延伸至罐体（21）外的出油管（33）和出水管（34）；横板内设有与渣油腔（26）连通的卸料腔（35），卸料腔（35）处设有用于调节进入渣油腔（26）渣油量的可调卸料机构。

6.根据权利要求5所述的一种裂解油提质处理工艺，其特征在于，所述可调卸料机构包括翻转板（36）、转轴（37）和驱动电机（38），翻转板（36）的截面尺寸与卸料腔（35）的内径适配，转轴（37）贯穿翻转板（36）的横向两侧，驱动电机（38）通过联轴器（39）与转轴（37）的一端连接。

7.根据权利要求6所述的一种裂解油提质处理工艺，其特征在于，所述转轴（37）的两侧靠近端部设有限位轴承（40）；转轴（37）远离驱动电机（38）的一端外围转动连接有U型环（41），联轴器（39）与卸料腔（35）外壁之间连接有加固板（42）。