CN1179173A - 高真空油精炼系统和工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高真空油精制系统和工艺。该系统和工艺在加热汽化以生产高质量油时,可以在1—10^－4乇的高真空的低于360℃的温度的条件下,进行油的汽化和蒸馏而避免热裂解。通过使用高真空气体比重离心分离器,离心分离并液化汽化气体。为了防止油中硫成分的汽化,在低于360℃的温度下实施汽化和蒸馏过程,硫成分与浓缩的淤渣油一起排出,这样可不必使用昂贵的通常的脱硫过程,就能同时对原油或重油进行蒸馏和脱硫。尤其是减压热裂解装置与常用的高压油裂解装置比较时,在减压环境中进行油的裂解工作能节约50%以上的成本。

Description

高真空油精炼 系统和工艺

本发明涉及通常的高真空油精炼系统和工艺，更具体地说，涉及改进这种系统和工艺以便使用一个减压热裂解装置和真空气体比重离心分离器就易于将原油分离为轻油和重油，以及使用多级轻油蒸汽比重真空离心分离器而生产各种轻油，以及通过使用产生和维持高真空的装置的高真空蒸馏和循环真空油和输送系统以及重油蒸汽比重高真空离心分离器而生产各种重油，因此，不需使用昂贵的脱硫工艺就能精炼和脱去原油或重油中所含的硫。

公知的油精炼工艺通常被分成两种类型，即大气压蒸馏和减压蒸馏工艺。在用于油精炼的典型的减压蒸馏过程中，已经注意到，由于用于产生和保持高真空的低劣的技术，所要求的1-10^-4乇的高真空蒸馏是不可能实现的。

因此，通常的减压蒸馏工艺必须在比高真空蒸馏更高的温度下进行。用高温蒸馏，都具有高粘度的高重油和超高重油在蒸馏室内通过在超出油的热裂点下加热，在370-570℃的高温范围下进行汽化。在这方面，用于油精炼的典型的减压工艺有一个问题，该工艺只产生低质油并需要大且复杂的精炼系统，因此增加成本，并尤其在油裂解过程中会引起危险。在通过常温和常蒸气压的汽化和蒸馏所得到的高粘度油的情况下，因为，通过比重离心分离该汽化的气体，既没有设备，又没有技术，所以，很难生产均质的高纯油。另外，当使用通常的重油裂解系统生产轻油时，该裂解系统应该使用具有最大压力为170kg/cm²和最高温度为450℃的高温，高压热裂解柱。因此，这种裂解系统在规模上要放大并且系统的成本也要增加，同时也可能由于170kg/cm²的超高压而引起危险。

因此，本发明的目的是提供高真空油精制系统和工艺，其中，在1-10^-4乇的高真空和不高于360℃的汽化温度的条件下，实施原油的汽化和蒸馏可以克服上述问题，因而，当该油被加热时可以排除热裂解现象并易于产生高粘度油，并且，通过使用高真空蒸汽比重离心分离器代替通常的蒸馏塔的根据比重的方法，离心分离和液化汽化的气体。从而，使用包括在不高于360℃的较低温度下实施的汽化和蒸馏在内的高真空精炼过程就能产生均质的高纯度油。并因而防止了油的硫成分的汽化，因为当汽化温度高于370℃时，油的硫成分会被汽化，所以，该液相的硫成分与淤渣一起被排出以进一步进行处理，因此，不使用昂贵的脱硫单元就能对原油或重油进行精制和脱硫。

本发明的另一个目的是提供一种高真空油精炼系统，其中，当减压热裂解装置在运行，使得油流过热裂解装置的热管道时，产生油压出的压力，虽然在油裂解和汽化过程中，上述油压出压力不会引起危险，以及该系统，由于真空环境突然变化和真空管的直径突然扩大，该油气被汽化、膨胀、冷却和加速，该管在热裂解装置的加热管端部和真空气体比重离心分离器之间延伸，当油气被引入真空的瞬间，接着就被引入该真空气体比重离心分离器中，使得与通常的高压热裂解装置不同，没有炸裂的危险性，并且本发明的油精炼系统可以产生各种轻油或重油，并达到最近的向降低成本的小型化系统发展的趋势。

为了实现上述目的，本发明提供了一个高真空油精炼系统，该系统包括：一个用于通过减压热裂解过程将重油从轻油中分离出来的油分离单元，该油分离单元包括：一个油/水分离储槽；一个通过第一泵和油过滤器连接到储槽的第一中转油库，第一中转油库配有用于将油库中的油压出的第二泵；一个用于预热从第一中转油库中出来的油的热交换器，该热交换器被连接到中转油库上；一个用于裂解预热过的油的减压热裂解装置，装置被连接到热交换器上；以及一个通过真空管被连接到热裂解装置上的真空气体比重离心分离器或第一分离器，第一分离器通过比重将重油从轻油中离心分离出来；一个连接到油分离单元并适用于分离重油和通过分级生产种种重油的重油生产单元，该重油生产单元包括：连接到通过比重汽化油分离单元的第一分离器和适用于暂时保持第一分离器出来的重油的重油中转油库或第二中转油库，第二中转油库具有浮阀，使得当第二中转油库中的重油的液位超过预定液位时，第二中转油库被选择性地开启；用于通过分级分离重油的高真空气体比重离心分离器或第2到第4分离器，该第2到4分离器顺序地被连接到第二中转油库的底部并收集各种重油，即分别在它们的底部收集高重油，重油和机油，由第2和第4分离器收集的油分别直接排入到它们的槽中，而由第3分离器收集的重油通过油冷却器而间接地排入槽中；一个连接到高重油槽并适用于高重油中所含硫的脱硫的高真空汽化脱硫装置；一对依次连接到高真空汽化脱硫装置的高真空蒸汽比重离心分离器或第5和第6分离器，第5和第6分离器适用于根据第5和第6分离器的真空度和液化温度将脱硫装置出来的蒸汽液化成超高重油和高重油，并适用于经过油冷却器将超高重油和高重油输送到它们的槽中；彼此连接并适用于对在第4和第6分离器中未被液化的残留气体进行冷凝和液化的第1到第3冷凝器，该第1冷凝器通常通过第一气体管和第一真空管而连接到第4分离器，并通过第二气体管和第二真空管被连接到第6分离器，通过第一到第三冷凝器冷凝和液化的油气保持在槽中，而第三冷凝器的底部被连接到高真空泵上；一个用于再生重油生产单元中的真空油的真空油再循环和输送单元，该真空油再循环和输送单元是通过一高真空泵而连接到重油生产单元的第三冷凝器上；一个连接到第一分离器顶部的并适用于通过分级方法分离轻油，并生产各种轻油的轻油生产单元，该轻油生产单元包括：轻油蒸气比重真空离心分离器或第7到第9分离器顺序地被连接到该油分离单元的第一分离器，第7到第9分离器适用于分别液化和收集在其底部的各种轻油，第7到第9分离器中的油经与其相连的油管的油冷却器而排入到它们的槽中；彼此连接并运用于冷凝、液化在第7到第9分离器中未被液化的剩余气体的第4到第6冷凝器，第4冷凝器是通过气体管和真空管而连接到第9分离器的底部，第4到第6冷凝器所冷凝的油通过油管而排放到槽中；一个通过真空泵而连接到第6冷凝器并适用于对在第4到第6冷凝器中未被液化的剩余气体进行压缩的气体压缩器；一个连接到该气体压缩器并适用于液化该气体压缩器中的压缩气体的气体冷却器，随后该气体冷却器中所液化的气体被保持在液化气贮槽中；和一个连接到该气体冷却器并适用于将在气体冷却器中未被液化的尾气进行烧尽的回火保险装置。

本发明还提供了一种高真空油精炼的工艺，该工艺包括以下步骤：用一热交换器预热该原油或原料油，当第一中转油库被其浮阀开启时，该原油或原料油从第一中转油库输送到热交换器；采用减压热裂解装置的燃烧器，在370-600℃的温度条件下，使预热的油在热裂解装置的一小直径的螺旋管中流动而加热预热过的油，于是油进行热裂解；通过将油引入真空管并通过使油处于第一分离器的真空条件，当油被引入真空管中的瞬间蒸发、膨胀、冷却并加速了热裂解的油，因此形成了蒸汽和重油分子；根据第一分离器的真空度，通过在第一真空气体比重离心分离器中，以200-300米/秒的速度，使蒸汽和重油分子旋转下降而将重油从轻油中分离，并通过比重由轻油中离心分离硫气体和重油分子，并通过离心力，将封闭在第一分离器温度为260-360℃的内壁中的硫气体和重油分子进行冷却和液化，通过用第二中转油库来收集液化的硫气体和重油分子并通过处理液化的硫气体和重油分子和通过根据比重而离心分离重油，和通过在高真空汽化脱硫装置中蒸馏超高重油和重油，而生产各种重油；以及通过排放非液化轻油气体和通过分别处理轻油蒸汽来生产各种轻油，该非液化轻油汽体来自通过气管的第一分离器而收集在第一分离器中心处，这样通过分级方法分离和生产轻油。

下面通过结合附图详细描述，使本发明的上述和其他目的、特点和其他优点将变得更清楚明白，其中：

图1是本发明油精炼工艺的总系统流程图；

图2是表示通过减压热裂解装置将轻油从重油中分离的本发明精炼系统和工艺的油分离单元图；

图3是表示本发明精炼系统的重油生产单元图；

图4是表示本发明精炼系统的轻油生产单元图；

图5是表示本发明的真空系统的真空油再循环和输送单元图；

图6是本发明的精炼系统的油分离单元的真空气体比重离心分离器的剖面透视图。

图1是本发明的油精炼过程的总系统流程图，图2是表示本发明的通过减压热裂解装置使轻油从重油中分离的精炼系统和工艺的油分离单元图。如图所示，本发明的油精炼系统包括通过减压热裂解装置使轻油从重油中分离出来的油分离单元A。在分离单元A中，油/水分离贮槽1中的原油或原料油2通过第一泵10被抽出并被油过滤器9过滤。过滤后的油2被输送到第一中转油库11。油库11中的油2被油库11的第二泵13抽出并被输送到热交换器17中，在17中油将被预热。接着预热的油被输送到热裂解装置18中。在热裂解装置18中，油通过加热管(螺旋管)19，并同时被燃烧器20加热。此后，裂解后或汽化后的油通过在螺旋管19的端部和第一分离器23之间延伸的放大直径的真空管22而引入到真空气体比重离心分离器中的第一分离器23中。在第一分离器23中，油被分离成重油和轻重。

图3是表示本发明的精炼系统的重油生产单元B的图。如图3所示，通过油分离单元A从轻油中分离出的重油27被引入到配有浮阀31的重油中转油库29中。当在油库29中所加入的重油27增加到预定液位时，该浮阀31就选择性地开启油库29的底部。油库29的底部被连接到3个高真空气体比重离心分离器即第2到第4分离器56，57和58上，该分离器56到58是顺序地，垂直地排列并且当浮阀31开启油库29的底部时，输送来自油库29的重油27。在第二到第四分离器56到58中，分别在该分离器56到58的底部收集了高重油74，重油75和机油76。

第2和第4分离器56，58中的油74和76是分别直接排入到它们的槽79和77，而第3分离器57中的重油75通过油冷却器72间接地排入到它的槽78中。随后槽79被连接到高真空汽化脱硫装置D中。使得槽79的高重油74被输送到装置D中。随后装置D被连接到一对高真空气体比重离心分离器即依次垂直布置的第5和第6分离器85和86中。蒸发器84出来的蒸汽在分离器85和86中旋转下降并被液化成超高重油89和高重油90。油89和90分别地被收集在分离器85和86的底部。随后，分离器85，86的油89和90分别通过它们的油冷却器87而输送到它们的槽95和96中。从第4分离器58的底部伸出的第一气体管64被连接到第一真空管65，而从第6分离器86的底部伸出的第二气体管64A连接到第二真空管65A。第1和第2真空管65和65A通常被连接到第1到第3冷凝器66，67和68中，使在冷凝器66，67，68中被液化的油被输送到槽88中。随后，第3冷凝器68被连接到真空油再循环和输送单元E的一个高真空泵69上。

图4是表示本发明的精炼系统的轻油生产单元C的图。如图1和4所示，第一分离器23的顶部通过一气体管28被连接到轻油真空气体比重离心分离器32的顶部。轻油生产单元C除了包括上述分离器32外，还包括2个轻油真空气体比重离心分离器33和34，该分离器或第7到第9分离器32，33，34是垂直安置以输送来自第1分离器23的轻油。在分离器32，33，34中，轻油，汽油和煤油38，39，40分别被收集在分离器32，33，34的底部，并以后，分别通过油管O.L.的油冷却器73而排入到它们的槽38，39和40中。在分离器32，33，34中未被液化的剩余气体从第9分离器34的底部被排出并通过气体出口管64B和真空管65B依次被引入第4到第6冷凝器41，42和43中。在冷凝器41，42和43中，剩余的气体被冷凝并被收集在每一冷凝器41，42和43的底部。随后，冷凝器41，42和43中被冷凝和被液化的油71通过油管O.L.被排入槽71T中。

回到图2，油分离单元A的第一中转油库11装有一个根据在该油库11中被注入的原油或原料油2的液位可垂直移动的浮阀。该垂直可移动的浮阀12控制液位开关14，并又控制电磁伐16。电磁伐16又控制第二泵13，使得油库11中的油2可以根据泵13的抽吸操作而输送到热交换器17中。随后，热交换器17又连接到减压热裂解装置18的较小直径的螺旋管19上。而螺旋管又通过较大直径真空管22而连接到第一分离器23的顶部。热裂解装置18也包括燃烧器20和一蒸煮器21，该燃烧器20和蒸煮器21被放置在装置18的两端。在装置18中，燃烧器20适用于加热螺旋管19。蒸汽管8从蒸煮器21伸出并顺序地通过该热交换器17，并油/水比重分离器4和该油/水分离储槽1，这样使从蒸煮器21出来的蒸汽按顺序与在热交换器17，在分离器4和储槽1中的油交换热量。

如图6所示，用于通过比重将原油或原料油离心分离为重油和轻油的第一分离器23被冷却水室24围绕着。为了使冷却水25在室24中循环，冷却水储槽中的冷却水25通过冷却水泵26被泵送并流入冷却水循环管30中。在第一分离器23中放置一注入管(filler)W，这样使注入管W之间形成一圆柱形空间。圆柱体P被垂直地放置在该注入管W之间的空间内。

该圆柱体P的顶部通过气体管28而连接到轻油生产单元C的第7分离器32的顶部。在第一分离器23的顶部，真空管22穿入冷却水室24以及注入管(filler)W，使得管22被连接到该第一分离器23。一螺旋形板S被放在分离器23的圆柱体P的周围，使得在第一分离器23的内壁和圆柱体P的外壁之间形成一垂直安排的螺旋形通道。该螺旋形通道与该圆柱体P的底部相通，随后又通过圆柱体P与气体管28连通。

在本发明的油精炼系统中，在图3中用于将中转油库29中出来的重油分成各种重油的第2到第4分离器56，57和58，可以至少包括2个分离器，该两个分离器是垂直安置并彼此串联连接。当然，应该认识到，在必要时，该分离器56，57和58可以平行地安置。每一个分离器56，57和58中都配有一个围绕分离器56，57和58的冷却水室24。每个分离器56，57和58也包括注入器W和圆柱体P。该注入管W被设置在每一个分离器56，57和58中，而圆柱体P是以与第一分离器23所述的相同方式垂直地放置。螺旋形板S被放置在圆柱体P的周围，使得在每一分离器56，57，58的内壁和圆柱体P的外壁之间形成一垂直安置的螺旋通道。每一个分离器56，57，58的螺旋形通道通过气体管和较低分离器的顶部连通，并又通过气体管64连接到冷凝器66，67，68。在本发明中，图4中用于分离由第一分离器23所提供的轻油的第7到第9分离器32，33，34以及用于分离来自高重油中的超高重油的第5和第6分离器85，86是以与第2到第4分离器56，57，58所述的同样方式构建。然而在图中，用于连接分离器32到34并到冷凝器41到43的气体管用64B，65B表示，而用于将分离器85和86连接到冷凝器66到68的气体管用64A，65A表示。

在图3的高真空汽化脱硫装置B中，热交换排气管被一个油室O.C.围绕着。在该室O.C.中的油74通过设置在该油室O.C.一端的燃烧器81而加热并通过循环管83而输送到蒸发器84中。从蒸发器84的底部伸出的循环管83配有一泵82，而它又伸向油室O.C.。管83包括一个用于控制蒸发器84和油室O.C.之间的油再循环的阀94。淤渣排放管91从在泵82和阀94之间的循环管83处分支，并伸到淤渣槽97。淤渣排放管91配有一个用于控制淤渣油92排放的阀93。同时，蒸发器84的顶部通过防止溢流的装置O.B.而连接到第5分离器85的顶部，使得蒸发器84中的蒸气通过装置O.B.而引入分离器85。

另一方面，图5的真空油再循环和输送单元E和轻油生产单元C的真空油再循环和输送单元45具有相同的结构，举例来说，下面将叙述图5的单元E的结构。

在适用于废真空油再生和连接到冷凝器68的底部的真空油再循环和输送单元E中，在冷凝器68中未被冷凝的残留气体通过高真空泵69被泵送并输送到一真空泵排气口107。高真空泵69的废真空油输送到配有浮阀的废真空油中转油库或第三油库70。

当装在油库70的真空油的液位不低于预定液位时，浮阀选择性地开启油库70的底部。当油库70开启时，油库70的真空油按顺序地输送到油加热器101并到蒸发器102。在蒸发器102中，真空油进行汽化，以致使废真空油中的水分和挥发性成分被汽化并从该真空油中去除。

因此，废真空油进行再生。而再生后的真空油又被输送到油冷却器103。冷却器103中的真空油，通过真空油管V.O.L.被输送到高真空泵69和到辅助真空泵105。同时，蒸发器102的蒸汽通过防止溢流的装置O.B.而引入冷凝器104，使得蒸汽在冷凝器104里冷凝和液化。真空管A.L.在该冷凝器104和辅助的真空泵105之间延伸，泵105配有一个如泵69中同样的排气口107。泵105连接到废真空油中转油库70中。当油库70被它的浮阀开启时，油库70的废真空油通过废真空油管W.V.O.L而引入油加热器101，而它，又被引入蒸发器102并引入该冷却器103，这样，通过单元E而再生并在单元E中再循环。

下面，将叙述使用上述油精炼系统的油精炼过程。

在图2的油分离单元A中，油/水分离储槽1中的原油或原料油2输送到第一中转油库11中。当浮阀12开启油库11时，油2被输送到热交换器17，使油被热交换器17预热。预热过的油2又通过减压热裂解装置18的螺旋管19。在热裂解装置18中的燃烧器20以370-600℃的温度加热油，于是油进行热裂解。装置18中的已热裂解过的油又遇到第一分离器23的真空环境，油立即被引入较大直径的真空管22中。当在管22中流动时，该蒸汽和该重油分子被蒸发，膨胀，冷却和加速。在第一分离器23中，裂解过的油汽和重油分子按第一分离器23的真空度，以200-300米/秒的速度旋转落下。在第一分离器23中，比重较重的硫气体以及重油分子通过比重而从轻油中离心分离，并在第一分离器23的内壁(260到360℃)上冷却和液化，此后，收集在重油中转油库29。此后，油库29的重油进行图3的单元B的重油生产工艺的处理。同时，在第一分离器23中未被液化的蒸汽和轻油分子通过气体管28而从第一分离器23中排出，并受到图4的单元C的轻油生产过程的处理。

为了将第一分离器23出来的重油分离成各种重油，油库29中的重油按顺序引入垂直安置的第2到第4分离器56到58。在分离器56到58，重油按照分离器56，57，58的汽化温度(320-260℃)和真空度(1-10^-4)而分步地汽化和液化，使得含硫的高重油74，重油75和机油76中根据比重通过高真空气体离心分离，分别在第2分离器56(内壁温度为320℃)，在第3分离器57(内壁温度为300℃)和在第4分离器58(内壁温度为260℃)中进行液化。将第2分离器56出来的高重油74进行高真空汽化脱硫过程，此后，在第5和第6分离器85和86中被汽化和液化。因此，高重油74被分离成具有高粘度和汽化液化温度为330-360℃的超高重油89和具有汽化液化温度至少为200℃的高重油90。在分离器85和86中未被液化的少量气体分子和在第4分离器58中未被液化的少量气体分子同时都被引入较低蒸气压的冷凝器66到68中，于是在冷凝器66到68中被液化。在冷凝器66到68中未被液化的气体通过高真空泵69而泵送并排入大气中。高真空泵69实施了用于再循环废真空油的真空油再循环和输送循环工艺过程，以便产生和维持本发明的精炼系统所要求的高真空。

在高真空汽化脱硫过程中，从第2分离器56中出来的高重油74通过加热器80的燃烧器81而加热，并又在1-10^-4乇的真空度和在300-360℃的汽化温度下，在蒸发器84中进行加热和汽化，因而防止了硫的汽化。收集在蒸发器84底部的硫淤渣油可以通过淤渣排放管91而排放淤渣槽97，或可以返回到加热器80中。在高真空泵的真空油再循环和输送过程中，由于吸入到泵69的圆柱体的蒸汽和排放的真空油混合而引起的低质量的废真空油收集在第3中转油库70中。当浮阀开启油库70时，由于真空吸力，废真空油通过废真空油管W.V.O.L而吸入蒸发器102中，该吸力是因辅助真空泵105的抽吸运行而产生的。在该蒸发器102中，废真空油被加热到200-300℃，使得水分和油中挥发性成分被汽化。该蒸发器102中的蒸汽被吸入冷凝器104中，在104中，气体被冷凝并液化。在冷凝器104中未被冷凝的气体通过辅助真空泵105而排放到大气中。收集在蒸发器102的底部的再循环真空油排入油冷却器103中，并又通过真空油输送管而输送到高真空泵69并到辅助真空泵105。同时，在中转油库70中的废真空油，当被吸入，加热和汽化时，以向着油加热器101的方向进行循环，使得该废真空油通过如上所述的同样的方法进行再循环和输送，上述油库70是与泵69和105的油室连接。

在轻油生产过程中，第一分离器23中的轻油通过该气体管28而引入真空气体比重离心分离器即第7到第9分离器32，33，34中。在分离器32到34中，由于5-20乇的真空度轻油被加速并旋转地落下，并根据比重进行离心分离和液化，其真空度根据来到更接近分离器32到34并到真空泵44，冷凝器41，43而进行增加。在分离器32到34中，轻油根据比重而以这样的方式进行离心分离并被液化，以致使轻油38、气油39和煤油40分别在第7分离器32(内壁温度为约200℃)，在第8分离器33(内壁温度约为160℃)，在第9分离器34(内壁温度约30℃)中进行液化。油38到40又通过它们的冷却器而冷却，并保持在它们的槽中。在分离器32到34中被液化的轻油中的挥发性成分引入-20℃的低温和较高真空度的冷冻冷凝器41到43中，于是被液化。在冷凝器41到43中未被液化的残余气体，例如LPG和甲烷气被气体压缩机46压缩，此后，在-40℃的气体冷却器47中被液化并被保存在液化气贮存槽48。同时，在气体冷却器47中被液化的尾气流经调节器49和一单向阀50，此后，流经在回火保险装置里的水52。在流经水52后的尾气被设置在该回火保险装置一端所配置的燃烧器53进行燃烧，于是被烧掉。

在图中，数字3表示根据比重从该废油中分离出来的水，数字5，6，7分别表示水管，数字15表示单向阀，数字62和63表示气体管道，数字92表示淤渣油，数字93和94表示控制阀，数字100表示真空泵，而数字106表示冷凝器储槽。

在上述油精炼系统的油精炼过程中，当需要时，将储槽1中的原油或原料油2通过过滤器9，上述储槽1根据比重将油2从水3中分离出来。过滤器9过滤掉油2中的杂质。过滤过的油2又吸入抽吸泵10并输送到油中转油库11中。当装在油库11中的油2的液位超过预定液位时，该浮阀12升起并开启油库11的泵13的抽吸口，此后，将液位开关14推上，于是就开启开关14。同时，开启了电磁伐16，于是运行泵13。因此，油2通过管道而输送到热交换器17，并又被输送到减压热裂解装置18的螺旋管19中。当穿过热交换器17时，油2与蒸汽管8中的蒸汽交换热量，并预热到预定的温度，并在向着该油/水分离器4的方向在蒸汽管8中逆流流动，上述蒸汽是由热裂解装置18的蒸煮器21产生的。预热过的油又在热裂解装置18的螺旋管19中流动。当在螺旋管19中流动时，通过装置18的燃烧器20，将油加热到约370-600℃，因而油就被热裂解并被汽化。在热裂解的油向前进入管道22的瞬间，由于管22的直径突然放大，并由于与管22连通的第一分离器23的真空环境，油就被蒸发，膨胀和加速。在第1分离器23中，根据第1分离器23的真空度，蒸汽和重油分子在第1分离器23的螺旋形通道中，以高速(200-300米/秒)旋转而下。因此，比重较重的重油分子和硫蒸汽，在第一分离器23的冷却水室24的内壁上，根据比重而离心分离。较重的气体分子因第一分离器23的冷却水室24的内壁的较低温度(260-360℃)而被冷却并液化，于是成为重油27，油27由中转油库29收集。在第一分离器23中，控制温度的注入管W放在冷却水室24的内壁和柱体P之间，因而将重油液化温度保持在260到360℃的范围之内。

在第一分离器23中未被液化的轻气体分子和轻油颗粒通过气体管路28被引入轻油生产单元C的第7分离器32中。如上所述，在第一分离器23中，在通过热裂解装置18进行处理后，油被分离成轻油38和重油27。轻油38和重油27的量是受热裂解装置18的燃烧器20的加热温度的影响。当然，应该了解到，由中转油库29收集的重油27可以再通过该装置18的减压热裂解过程处理和再加热和热裂解，因而，就转化成轻油。在这种情况下，轻油生产率可以增加。

该油/水分离器4中的油和水通过在从热裂解装置18的蒸煮器21伸出的蒸汽管路8中流动的蒸汽的废热而被加热到适当的温度。由于蒸汽加热的结果，油和水根据比重而彼此分离。

同时，由于真空度在5-20乇，使引入到轻油生产单元C的第7分离器32顶部的轻油气体，在分离器32到34中被加速并旋转而下，并根据比重而离心分离并液化，当来到更靠近分离器32到34和到真空泵44，冷凝器41，43时，真空度可以增加。

在该分离器32到34中，轻油根据比重而被离心分离和液化，它是以这样一种方式，要使轻油38，气油39和煤油40分别在第7分离器32(内壁温度约200℃)，在第8分离器33(内壁温度约160℃)和在第9分离器34(内壁温度约30℃)中进行液化。油38到40又被它们的油冷却器73冷却，并保持在它们的槽中。在分离器32到34中未被液化的轻油中的挥发性成分71被引入温度-20℃和较高真空度的冷冻冷凝器41到43中，因而就被液化。在冷凝器41到43中未被液化的剩余气体，例如LPG和甲烷气，被气体压缩机46压缩，此后，在-40℃的气体冷却器47中被液化，并被保存在液化气储槽48中。同时，在气体冷却器47中未被液化的尾气通过调节器49和单向阀50，此后，再通过回火保险装置51中的水52。在通过水52后，尾气被设置在回火保险装置51一端的燃烧器53燃烧，被作为火焰54而烧掉。在这种情况下，该回火保险装置51中的水52适宜于阻断来自该回火保险装置51中的火焰54气体，气体通过单向阀50，从气体冷却器47引入该装置51中。并与水52一起，排除了回火的可能性。真空泵100使得气体冷却器47中保持真空状态。连接到轻油生产单元C的真空泵44的真空油再循环和输送单元45的运行情况将在下面对重油生产单元B的描述中进行叙述。

在第一分离器23中与硫气体一起被液化的含硫重油被引入中转油库29中。当重油的液位超过在油库29中预定的液位时，该油库29的浮阀31升高，使得从油库29伸出到第2分离器56的重油管路55被开启。因此，油库29中的重油27输送到第2到第4分离器56到58中。在第2到第4分离器56到58中，重油27根据比重而离心分离，并根据液化温度(320-260℃)和真空度(1-10^-4乇)而分级液化并被分别地保存在各槽中。也就是说，该含硫的高重油74在第2分离器56中被液化(内壁温度约320℃)，具有比高重油74更短碳链和更低液化温度的重油75在第3分离器57中被液化(内壁温度约为300℃)以及机油76在第4分离器58中被液化(内壁温度约为260℃)。油74，75和76在油冷却器72中被冷却，并被保存在它们的槽79，78和77中。

同时，槽79中的高重油74又被引入高重油加热器80，并通过泵82的抽吸力经循环管83而循环。这时，当将蒸发器84的真空度保持在1-10^-4乇时，高重油74被加热器80的燃烧器81，在300-360℃的温度下加热，从而在高真空条件和在300-360℃的温度下被汽化。因此，实现了除高重油74的硫组分以外的对高重油的高真空蒸馏过程。由于高真空蒸馏，高粘度的超高重油89在汽化液化温度为330-360℃的第4分离器85中进行液化，并高重油90在至少200℃的气体液化温度的第6分离器86中进行液化。油89和90又在油冷却器87中被冷却并被保持在它们的槽95和96中。在蒸发器84的由于汽化和浓缩所产生的淤渣油92，在排放阀的控制下，通过排放管路91而排入淤渣槽97中，并进行另外的淤渣处理过程。

在第6分离器86中未被液化的气体分子被引入冷凝器66到68中，并在较低的蒸汽压下液化，并被保持在冷凝器储槽88中。在冷凝器66到68中未被液化的剩余气体通过高真空泵69的排放口107而排放到大气中。

在下文中，将叙述为达到高真空油精炼系统所要求的高真空通过偏心转子的固定叶片(无弹簧)转动的真空油密封型超(hyper)弯曲柱体高真空泵69以及用于维持高真空和用于达到本发明的高真空油精炼过程的真空油循环和输送单元E。

高真空泵69是和真空油再循环和输送单元E一起，配置在重油生产单元B的尾部。由于本发明的油精炼系统的高真空蒸馏过程，例如水分，煤油，气体油和汽油的蒸汽，由于叶片的转动与真空油一起被吸入到在柱体转动的泵69的柱体中。因此，该蒸气与真空油混合，使得用于密封叶片和柱体间的缝隙的真空油的初始质量变坏，从而影响真空油的密封效果并突然地降低泵69的真空度。为了排除上述问题，与真空油混合并含于真空油中的如汽油，水分，煤油和气体油的高压蒸汽成分应被处理，并将它们从废真空油中除去，以恢复废真空油的质量。为了从废真空油中除去挥发性成分和水分，并恢复真空油的初始质量，由于与水分和与挥发性成分混合而引起其质量变坏的废真空油被引入配有浮阀的废真空油中转油库70中。当浮阀开启油库70时，由于油加热器101的真空吸力，油库70的废真空油通过废真空油管W.V.O.L流到蒸发器102中，上述吸力是由真空泵105的抽吸运行而产生的。当流到蒸发器102时，废真空油可被蒸汽热或其他热交换装置加热到200-300℃。加热过的废真空油又被吸入该蒸发器102中。这时，具有比真空油更高蒸汽压的水分和挥发性成分被汽化并被吸入具有比该蒸发器102更高真空度的冷凝器104中，从而就在冷凝器104中液化。在冷凝器104中未被液化的剩余气体通过真空泵105和排放口107而排入大气中。

另一方面，从其中汽化并除去水分和挥发性成分的再生真空油被收集在蒸发器102的底部，并再通过油冷却器103而向下流动，于是就被冷却。再生并冷却的真空油又通过真空油输送管V.O.L.而输送到高真空泵69和辅助真空泵105中。油库70的废真空油通过废真空油管W.V.O.L.被吸入并向着油加热器101循环并按上述真空油再生过程进行处理。因此，可产生并保持所要求的高真空泵69的高真空。

如上所述本发明的油精炼系统和过程是基于反复实验和实际试验。对大规模生产工厂采用本系统和工艺作为实际使用工程是没有问题的。当然，必要时，也可采用如高压喷射器这样的其他减压装置。需要时，也可采用自动阀控制系统。

虽然为了说明本发明目的已经公开了本发明的优选实施例，但本领域普通技术人员在不脱离本发明所附的权利要求中公开的范围和精神可以作出各种修改、添补和取代。

使用本发明的系统和过程的实验结果示于下面表1和表2。

表1和表2中的实验油分别是来自废油的再循环发动机油。

表1

实验项目			实验结果	实验方法
					燃烧点(COC.℃)			226	KSM 2010-93
运动粘滞性(cSt)		100℃	5.468	KSM 2014-90
					40℃	32.47
		粘度系数					103
液化点					-15.0	KSM 2016-90
			氧化稳定性	粘度			1.10	KSM 2021-90
TAN增加量(mg KOH/g)		0.51
				涂漆能力			无
摩擦系数						0.108			IP 332
			低温时的表观粘度(-20℃，CP)				2.210	KSM 2121-90

表2

实验项目		实验结果		实验方法
					高真空1	高真空2
		运动粘滞性(50℃，cSt)					17.96	16.34	KSM 2014-90
硫成分(X射线％)				0.23	0.23	KSM 2027-92
		钙氧化成分(％)					低于0.01	低于0.01	KSM 2044-90
残留的碳(％)				0.02	0.02	KSM 2017-91
		水成分(％)					低于0.05	低于0.05	KSM 2058-90
比重(15/4℃)				0.8633	0.8655	KSM 2002-91
		水/沉积物					仅微量	仅微量	KSM 2118-92
金属成分(ppm)	Pb			低于1	低于1	Arc-Spark(M.O.A.)
		Cd	低于1				低于1
	Cr			低于1	低于1

Claims (12)

1.高真空油精制系统，包括：

一个用于通过减压热裂解过程从重油中分离轻油的油分离单元，所述油分离单元包括：

一个油/水分离的储槽；

一个通过第一泵和油过滤器连接到所述储槽的第一中转油库，所述第一中转油库配有一个用于将该中转油库中的原油或原料油压出的第二泵；

一个用于预热所述第一中转油库中出来的油的热交换器，所述热交换器被连接到所述第一中转油库上；

一个用于热裂解该预热过的原油或重油的减压热裂解装置，所述装置被连接到所述热交换器上；以及

一个通过真空管路连接到所述热裂解装置的真空气体比重离心分离器或第一分离器，所述第一分离器通过比重从该重油中分离出该轻油；

一个连接到所述油分离单元并适用于通过分级而分离重油并生产各种重油的重油生产单元，所述的重油生产单元包括：

一个连接到油分离单元的所述第一分离器和适用于暂时保存第一分离器出来的重油的重油中转油库或第二中转油库，所述第二中转油库有一浮阀，以在第二中转油库中的重油的液位超过预定液位时，选择性地开启第二中转油库；

用于按级分离该重油的高真空气体比重离心分离器或第2到第4分离器，所述第2到第4分离器按顺序连接到该第二中转油库的底部并收集各种重油，即，在它们的底部分别收集高重油，重油和机油，被第2和第4分离器收集的所述油分别直接排入它们的槽中，而被第3分离器所收集的所述重油通过油冷却器被间接地排入槽中；

一个连接到所述高重油槽并适用于通过高真空汽化而脱去该高重油中的硫的高真空汽化脱硫装置；

一对按顺序连接到所述脱硫装置的高真空气体比重离心分离器或第5和第6分离器，所述第5和第6分离器适用于根据真空度和第5和第6分离器的液化温度，将所述脱硫装置中出来的蒸汽液化成超高重油和高重油，并通过油冷却器，将超高重油和高重油输送到它们的槽中；以及

彼此连接并适用于将在所述第4和第6分离器中未被液化的残留气体冷凝并液化的第1到第3冷凝器，所述第1冷凝器通常是通过第1气体管路和第1真空管路而连接到第4分离器，并通过第2气体管路和第2真空管路而连接到第6分离器，被所述的第1到第3冷凝器冷凝并液化的油被保存在它们的槽中，以及所述第3冷凝器的底部被连接到一高真空泵上；

一个用于再生重油生产单元的真空油的真空油再循环和输送单元，所述真空油再循环和输送单元是通过所述高真空泵而连接到所述重油生产单元的第3冷凝器上；

一个连接到第1分离器顶部并适用于通过分级而分离轻油并生产各种轻油的轻油生产单元，所述轻油生产单元包括：

按顺序连接到油分离单元的所述第一分离器的轻油真空气体比重离心分离器或第7到第9分离器，所述第7到第9分离器适用于在它们的底部分别液化和收集所述各种轻油，即轻油，气体油和煤油，所述的第7到第9分离器中的油通过与油管路相连的油冷凝器而排入它们的槽中；

彼此连接并适用于冷凝并液化在所述的第7到第9分离器中未被液化的残留气体的冷冻冷凝器或第4到第6冷凝器，所述第4冷凝器通过气体管路和真空管路被连接到所述第9分离器的底部，第4到第6冷凝器所冷凝的油通过油管被排入它们的槽中；

一个通过真空泵被连接到所述第6冷凝器并适用于压缩在所述第4到第6冷凝器中未被液化的残余气体的气体压缩器；

一个连接到所述气体压缩器并适用于液化该气体压缩器中的压缩过的气体的气体冷却器，随后，气体冷却器中的液化过的气体被保存在液化气体储槽中；以及

一个连接到该气体冷却器并适用于将气体冷却器中未被液化的尾气烧尽的回火保险装置。

2.根据权利要求1的高真空油精炼系统，其中该油分离单元的第一中转油库还包括：

一个根据在该第一中转油库中所装载的油的液位而可垂直移动的浮阀；

一个被所述可垂直地移动的浮阀操纵的液位开关；和

一个被所述液位开关所操纵并又使第二泵运行的电磁阀，

因此，第一中转油库中的油根据第二泵的压出操作而被输送到热交换器中。

3.根据权利要求1的高真空油精炼系统，其中减压热裂解装置还包括：

其一端连接到所述热交换器和其另一端通过该较大直径的管路连接到所述第1分离器的小直径的螺旋管；

放置在热裂解装置的两端的燃烧器和蒸煮器；和

一个从所述蒸煮器伸出并顺序地通过所述热交换器，油/水比重分离器和所述油/水分离储槽的蒸汽管路，使得由蒸煮器所产生的蒸汽，分别与在热交换器、在油/水比重分离器和在油/水分离储槽中的油顺序地进行热交换。

4.根据权利要求1的高真空油精炼系统，其中所述第一分离器包括：

一个冷却水室，它围绕第一分离器并通过冷却水泵泵出的冷却水而用于冷却第1分离器并通过冷却水循环管而循环；

一个设置在第一分离器内的注入管，使得在该注入管内部形成一圆柱形空间；

一个放置在注入管内部所形成的空间的圆柱体，所述圆柱体的顶部通过气体管路被连接到轻油生产单元的所述第7分离器的顶部；

穿过冷却水室以及注入管的真空管路，使得真空管路连接到第一分离器的顶部；以及

一个放置在该圆柱体周围的螺旋形板，使得在所述第一分离器的内壁和所述圆柱体的外壁之间形成一垂直布置的螺旋形通道，所述螺旋形通道与所述圆柱体的底部连通，并又通过圆柱体而与气体管路连通。

5.根据权利要求1的高真空油精炼系统，其中第2到第4分离器，第5和第6分离器和第7到第9分离器中每一组至少包括2个垂直布置并相互连接的分离器，所述分离器的每一个都包括：

一个围绕每个分离器的冷却水室；

一个放置在每个分离器中的可控制温度的注入管，使得在该注入管的内侧形成一个圆柱形的空间；

一个放置在注入管内侧所形成的空间中的圆柱体；以及

一个放置在圆柱体周围的螺旋形板，使得在该圆柱周围形成一垂直布置的螺旋形通道，所述螺旋形通道通过气体管路与较低的分离器的顶部相通。

6.根据权利要求1的高真空油精炼系统，其中高真空汽化脱硫单元包括：

一个排气管路；

一个围绕排气管的油室，在所述油室中的油被燃烧器加热并被油循环泵压出并通过循环泵而输送到蒸发器；

一个带有泵和循环阀的循环管路，它用于控制在所述蒸发器和所述油室之间的油循环；

一个从所述泵和所述循环阀之间的所述循环管分出的并延伸到淤渣槽的淤渣排放管路，所述淤渣排放管路具有淤渣排放阀，使得蒸发器中的硫淤渣油或通过淤渣排放管排入淤渣槽，或返回到该油室；以及

一个配置在所述第5分离器顶部之间伸出的管路内的防止溢出装置，使得所述蒸发器所蒸发和蒸馏的超高重油通过防止溢流装置而引入第5分离器中。

7.根据权利要求1的高真空油精炼系统，其中真空油再循环和输送单元包括：

适用于将在第1到第3冷凝器中未被冷凝的残留气体压出并适宜用于将蒸馏的残留气体输送到真空泵排气口的高真空泵；

一个配有浮阀并有高真空泵的废真空油的废真空油中转油库或第3中转油库，当第3中转油库中真空油的液位超过预定液位时，所述浮阀选择性地开启该第3中转油库；

按顺序连接到第3中转油库的油加热器和蒸发器，所述蒸发器适用于蒸发废真空油并从废真空油中蒸发和除去水分和挥发性成分，并将废真空油再循环，再生真空油又通过一真空油管路输送到油冷却器并到高真空泵中；

一个通过防止溢出装置连接到所述蒸发器并适用于冷凝和液化蒸发器中的蒸汽的冷凝器；以及

辅助真空泵它配有一排气口并通过真空管路而连接到所述冷凝器中，所述辅助真空泵适用于从该排气口排出在所述冷凝器中未被液化的气体并被连接到第3中转油库，使得第3中转油库中的废真空油通过废真空油管路而引入油加热器中，以便在第3中转油库被其浮阀开启时进行再生并在真空油再循环和输送单元中再循环。

8.高真空油精炼工艺包括以下步骤：

通过热交换器预热原油或原料油，当第一中转油库被它的浮阀开启时，所述原油从第一中转油库输送到所述热交换器；

当使预热过的原油在所述热裂解装置的小直径的螺旋管中流动时，通过减压热裂解装置的燃烧器，在370-600℃的高温下加热预热过的油，从而进行热裂解原油或重油；

通过将油引入较大直径的真空管路并通过使油处于该第一分离器的真空状态下，在引入真空管路的瞬间，进行蒸发、膨胀、冷却和加速热裂解油，从而形成蒸汽和重油分子；

根据第一分离器的真空度，通过使蒸汽和重油分子以200-300米/秒的高速，在所述第一分离器中旋转而下和根据比重将比重较重的含硫蒸汽和重油分子重从轻油中离心分离，并通过冷却并液化而将其内壁温度为260-360℃的第一分离器中的含硫蒸汽和重油分子而从重油中分离出轻油，

经第二中转油库，通过收集液化的含硫蒸汽和重油分子和通过处理液化过的含硫蒸汽气体和重油分子并根据比重离心分离重油以及通过在高真空蒸发脱硫装置中蒸馏超高重油和重油而生产各种重油；以及

通过气体管路，从第一分离器中，排出所述第一分离器中的蒸汽和轻油分子并通过处理蒸汽和轻油分子而生产各种轻油，于是通过分级以分离并生产轻油。

9.根据权利要求8的高真空油精炼系统，其中该重油生产步骤是按这样一种方式实施，要使从第一分离器出来的重油分离成各种重油，使得第2中转油库中的重油按顺序地引入第2到第4分离器中并根据第2到第4分离器中的320-260℃的液化温度和1-10^-4乇的真空度，进行汽化和液化，从而通过高真空气体比重离心分离分别在内壁温度为320℃的第2分离器中，在内壁温度为300℃的第3分离器中，在内壁温度为260℃的第4分离器中，液化含硫高重油、重油和机油，并将所述第2分离器中的高重油进行高真空汽化脱硫步骤，以及在第5和第6分离器中汽化和液化并分离成具有高粘度的超高重油，和具有液化汽化温度至少为200℃的所述高重油，和在所述第5和第6分离器中未被液化的少量气体分子以及由所述第4分离器中液化的气体分子都同时引入多个较低蒸气压的冷凝器中，从而在所述冷凝器中进行液化，以及在所述冷凝器中未被冷凝的气体通过高真空泵泵出和排放或烧尽。

10.根据权利要求9的高真空油精炼工艺，其中高真空汽化脱硫步骤是按这样的方式进行，使得从第2分离器出来的高重油被油加热器的燃烧器加热，并又在300-360℃的温度下在1-10^-4乇的真空状态下在蒸发器中加热，以在高真空的条件下，进行汽化而不汽化硫，在蒸发器中浓缩的硫淤渣油或通过淤渣排放管路排到淤渣槽，或返回到所述油加热器中。

11.根据权利要求9的高真空油精炼过程，其中高真空泵的真空油再循环和输送循环步骤是按这样的一种方式进行，要使得吸入所述高真空泵柱体的蒸汽与真空油混合而引起的低质废真空油收集到第3中转油库，当浮阀开启中转油库时，由于油加热器的真空吸力，废真空油通过油加热管路被吸入蒸发器中，所述真空吸力是由于辅助真空泵的泵吸操作，在所述油加热器中产生的，以及废真空油在油加热器中被加热到200-300℃的温度，使得油中的水分和挥发性成分汽化，以及蒸发器中的蒸汽被吸入该冷凝器中，以便进行冷凝和液化，而在所述冷凝器中未被冷凝的气体通过辅助真空泵而排放到大气中，以及收集在蒸发器的底部的再生真空油排入油冷却器中，并通过真空油输送管路又被输送到高真空泵和输送到辅助真空泵中，当被吸入，加热和蒸发时，在连接到所述高真空泵和所述辅助真空泵的油室的第3中转油库中的废真空油以向着油加热器的方向进行循环，使得废真空油再生成有用的真空油。

12.根据权利要求8的高真空油精炼过程，其中轻油生产步骤是按这样的一种方式实施的，要使第一分离器中的轻油通过该气体管路被引入真空气体比重离心分离器第7到第9分离器中，轻油分子由于5-20乇的真空度而被加速并在第7到第9分离器中旋转而下并通过比重而离心分离，并与更接近真空泵的第7到第9分离器和冷冻冷凝器之间的距离成反比的方式增加的所述真空度而被液化，根据比重，轻油在分离器中要这样进行离心分离并液化，以致使轻油气体油和煤油分别在内壁温度约为200℃的第7分离器，内壁温度约为160℃的第8分离器和内壁温度约为30℃的第9分离器中被液化，第7到第9分离器的所述油又被它们的冷却器冷却并保存在它们的槽中，在第7到第9分离器中未被液化的轻油中的挥发性成分被引入-20℃的低温和较高真空度的所述冷冻冷凝器中，于是被液化，并在该冷冻冷凝器中未被液化的残留气体例如LPG和甲烷气通过气体压缩机被压缩，并在-40℃的气体冷却器中被液化并被保存在液化气体储槽中，在气体冷却器中未被液化的尾气流经调节器和单向阀并流经在回火保险装置中的水，并又被回火保险装置的燃烧器燃烧，于是被烧掉。

Images