CN204097437U - 一种生物柴油催化裂解设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种生物柴油催化裂解设备，包括依次连接的裂解炉、催化罐、换热器和储油罐，首先通过裂解炉将原料汽化分离出重油，再通过催化罐将油汽催化裂解成低分子量的汽油及柴油，然后通过换热器将油汽冷却为液态油并除去其中的不凝气杂质，最后通过储油罐收集液态油并利用密度差原理分离出油中夹杂的水分，最终得到产品质量符合汽油及柴油生产质量指标的生物柴油。本实用新型提供的生物柴油催化裂解设备，结构简单、生产成本低、生产效率高、产品质量好。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物能源设备领域，具体说是一种生物柴油催化裂解设备。
背景技术
生物柴油(Biodiesel)提炼的原料来自动植物油，普遍用于拖拉机、卡车、船舶等。它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过催化裂解、酯交换等工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能源的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，如：脂肪酸甲酯、十六烷烃、十八烷烃等。复合型生物柴油是以废弃的动植物油、废机油及炼油厂的副产品为原料，再加入催化剂，经专用设备和特殊工艺合成。
目前，用于生产生物柴油的设备和工艺比较落后，生产线繁冗，生产效率低，产品质量差，很难满足汽油及柴油的生产质量指标。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、产品质量好的生物柴油催化裂解设备。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种生物柴油催化裂解设备，包括依次连接的裂解炉、催化罐、换热器和储油罐；
所述裂解炉包括炉体和炉体底座，所述炉体的顶部开设有进料口和一个以上的油蒸汽出口，所述炉体的底部开设有排渣口，所述炉体的侧面设置有一个以上的加热器安装管；
所述催化罐包括催化罐体，所述催化罐体内填装有催化剂，所述催化罐体的底部开设有第一进气口，所述催化罐体的顶部开设有第一出气口，所述第一进气口上设置有筛板；
所述换热器包括换热筒体，所述换热筒体的顶部开设有第二进气口，所述换热筒体的底部开设有第二出气口，所述换热筒体内分隔出一换热腔，所述换热腔内设置有进气盘管，所述进气盘管的两端开口分别与所述第二进气口和第二出气口相连通，所述换热筒体的侧面开设有与所述换热腔相连通的进水口和出水口，所述进水口靠近换热腔的顶部，所述出水口靠近换热腔的底部；
所述储油罐包括储油罐体和底座，所述储油罐体的顶部开设有不凝气出口、压力变送器安装口和一个以上的进油口，所述储油罐体的底部开设有出油口；
所述油蒸汽出口与第一进气口密封连接，所述第一出气口与第二进气口密封连接，所述第二出气口与进油口密封连接。
其中，所述炉体和储油罐体上靠近顶部的位置分别开设有人孔，所述催化罐体上靠近顶部的位置开设有手孔。
其中，所述炉体的顶部开设有安全阀安装口。
其中，所述炉体上靠近顶部的位置设置有第一液位计，所述炉体上靠近底部的位置设置有第二液位计。
其中，所述储油罐体上靠近顶部的位置设置有第三液位计，所述储油罐体上靠近底部的位置设置有第四液位计。
其中，所述油蒸汽出口与第一进气口通过突面板式平焊钢制管法兰连接。
其中，所述第一出气口与第二进气口之间、以及第二出气口与进油口之间分别通过管路连接。
其中，所述炉体由钢板表层和保温棉夹层组成。
本实用新型的有益效果在于：通过采用汽化、催化裂解、冷凝、油水分离的工艺方法，设计出由裂解炉、催化罐、换热器和储油罐组成的生物柴油催化裂解设备，整个设备结构简单、生产成本低、生产效率高、产品质量好，很好地满足了汽油及柴油的生产质量指标。
附图说明
图1所示为本实用新型实施例的整体结构示意图。
图2所示为图1的俯视图。
图3所示为本实用新型实施例的裂解炉的结构示意图。
图4所示为本实用新型实施例的催化罐的结构示意图。
图5所示为图4的仰视图。
图6所示为本实用新型实施例的换热器的内部结构示意图。
图7所示为本实用新型实施例的储油罐的结构示意图。
标号说明：
1-裂解炉； 10-炉体； 11-炉体底座； 100-进料口； 110-油蒸汽出口；120-排渣口； 130-加热器安装管； 140-人孔； 150-安全阀安装口； 160-第一液位计； 170-第二液位计；
2-催化罐； 20-催化罐体； 200-第一进气口； 210-第一出气口； 220-筛板； 230-手孔；
3-换热器； 30-换热筒体； 31-换热腔； 300-第二进气口； 310-第二出气口； 320-进气盘管； 330-进水口； 340-出水口；
4-储油罐； 40-储油罐体； 41-底座； 400-不凝气出口； 410-压力变送器安装口； 420-进油口； 430-出油口； 440-冷凝器组件； 450-人孔；460-第三液位计； 470-第四液位计。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本实用新型最关键的构思在于:首先通过裂解炉将原料汽化分离出重油，再通过催化罐将油汽催化裂解成低分子量的汽油及柴油，然后通过换热器将油汽冷却为液态油并除去其中的不凝气杂质，最后通过储油罐收集液态油并利用密度差原理分离出油中夹杂的水分，最终得到产品质量符合汽油及柴油生产质量指标的生物柴油，整个设备结构简单、生产成本低、生产效率高、产品质量好。
具体的，请参照图1至图7所示，本实用新型的生物柴油催化裂解设备，包括依次连接的裂解炉1、催化罐2、换热器3和储油罐4；
所述裂解炉1包括呈筒状的炉体10和炉体底座11，所述炉体10的顶部开设有进料口100和一个以上的油蒸汽出口110，所述炉体10的底部开设有排渣口120，所述炉体10的侧面设置有一个以上的加热器安装管130，所述加热器安装管130上安装有加热器；
所述催化罐2包括呈筒状的催化罐体20，所述催化罐体20内填装有催化剂，所述催化罐体20的底部开设有第一进气口200，所述催化罐体20的顶部开设有第一出气口210，所述第一进气口200上设置有筛板220；
所述换热器3包括呈筒状的换热筒体30，所述换热筒体30的顶部开设有第二进气口300，所述换热筒体30的底部开设有第二出气口310，所述换热筒体30内分隔出一换热腔31，所述换热腔31内设置有进气盘管320，所述进气盘管320的两端开口分别与所述第二进气口300和第二出气口310相连通，所述换热筒体30的侧面开设有与所述换热腔31相连通的进水口330和出水口340，所述进水口330靠近换热腔31的顶部，所述出水口340靠近换热腔31的底部；
所述储油罐4包括呈筒状的储油罐体40和底座41，所述储油罐体40的顶部开设有不凝气出口400、压力变送器安装口410和一个以上的进油口420，所述储油罐体40的底部开设有出油口430，所述底座41上设置有冷凝器组件440；
所述油蒸汽出口110与第一进气口200密封连接，所述第一出气口210与第二进气口300密封连接，所述第二出气口310与进油口420密封连接。
本实用新型的工作原理如下：
1、将原料油脂从裂解炉1的进料口100加入到炉体10内，开启加热器对原料油脂进行加热使之汽化，让原料油脂以气体的形态进入下道工序，通过控制加热温度，不让小部分高碳链物质进入下道工序，分离出重油，保证油品质量，分离出的重油以及原料残渣可由排渣口120排出；
2、汽化后得到的油蒸汽依次通过油蒸汽出口110和第一进气口200进入催化罐2，经筛板220的过滤作用，可以有效地避免油蒸汽中的杂质堵塞催化罐并提高油品质量，过滤后的油蒸汽在催化罐2内填装的催化剂的作用下发生催化裂解反应，进行分子切割，脱去油脂分子中的羧基，切断C—C键，降低分子量，发生分子的重排，最终转化成为具备石油性质的汽油及柴油。通过控制催化剂的量，可以有效地控制油品质量，特别是降低冷滤点和冷凝点，提高十六烷值等；
3、催化裂解后的油蒸汽依次通过第一出气口210和第二进气口300进入换热器3的进气盘管320内，通过进水口330将冷却水通入换热腔31内，冷却水与进气盘管320进行热交换使进气盘管320内的油蒸汽冷凝，冷凝后得到的液态油以及不凝气通过第二出气口310流入下一工序，冷凝后的冷却水则由出水口340排出。为了节水节能，可以将进水口330和出水口340闭合形成冷却水自循环系统。由于进气盘管320为蛇形管，因此传热面积大，冷却效果好；由于进水口330靠近换热腔31的顶部，出水口340靠近换热腔31的底部，因此可以更好的利用冷却水进行冷却，冷却效率高；
4、冷凝后得到的液态油以及不凝气依次通过第二出气口310和进油口420进入储油罐体40内。不凝气可以通过不凝气出口400排出，液态油可以储存在储油罐体40内或通过出油口430进行取用。由于油水密度存在差异，当液态油中夹杂有水分时，水分下沉在储油罐体40的底部，而出油口430也设置在储油罐体40的底部，因此打开出油口430可以将液态油中的水分排除，最终得到产品质量符合汽油及柴油生产质量指标的生物柴油。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过采用汽化、催化裂解、冷凝、油水分离的工艺方法，设计出由裂解炉、催化罐、换热器和储油罐组成的生物柴油催化裂解设备，整个设备结构简单、生产成本低、生产效率高、产品质量好，很好地满足了汽油及柴油的生产质量指标。
进一步的，为了方便维修，所述炉体10和储油罐体40上靠近顶部的位置分别开设有人孔140和人孔450，所述催化罐体20上靠近顶部的位置开设有手孔230。
进一步的，为了确保生产安全，所述炉体10的顶部开设有安全阀安装口150。
进一步的，为了更方便监控生产，避免设备故障导致的安全风险，所述炉体10上靠近顶部的位置设置有第一液位计160，所述炉体10上靠近底部的位置设置有第二液位计170。
进一步的，为了更方便监控生产，避免设备故障导致的安全风险，所述储油罐体40上靠近顶部的位置设置有第三液位计460，所述储油罐体40上靠近底部的位置设置有第四液位计470。
进一步的，所述油蒸汽出口110与第一进气口200通过突面板式平焊钢制管法兰连接。
进一步的，所述第一出气口210与第二进气口300之间、以及第二出气口310与进油口420之间分别通过管路连接。
进一步的，所述炉体10由钢板表层和保温棉夹层组成。
综上所述，本实用新型提供的生物柴油催化裂解设备，不仅结构简单、生产成本低、生产效率高、产品质量好，而且生产安全系数高、生产过程便于监控。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种生物柴油催化裂解设备，其特征在于：包括依次连接的裂解炉、催化罐、换热器和储油罐；
所述裂解炉包括炉体和炉体底座，所述炉体的顶部开设有进料口和一个以上的油蒸汽出口，所述炉体的底部开设有排渣口，所述炉体的侧面设置有一个以上的加热器安装管；
所述催化罐包括催化罐体，所述催化罐体内填装有催化剂，所述催化罐体的底部开设有第一进气口，所述催化罐体的顶部开设有第一出气口，所述第一进气口上设置有筛板；
所述换热器包括换热筒体，所述换热筒体的顶部开设有第二进气口，所述换热筒体的底部开设有第二出气口，所述换热筒体内分隔出一换热腔，所述换热腔内设置有进气盘管，所述进气盘管的两端开口分别与所述第二进气口和第二出气口相连通，所述换热筒体的侧面开设有与所述换热腔相连通的进水口和出水口，所述进水口靠近换热腔的顶部，所述出水口靠近换热腔的底部；
所述储油罐包括储油罐体和底座，所述储油罐体的顶部开设有不凝气出口、压力变送器安装口和一个以上的进油口，所述储油罐体的底部开设有出油口；
所述油蒸汽出口与第一进气口密封连接，所述第一出气口与第二进气口密封连接，所述第二出气口与进油口密封连接。
2.根据权利要求1所述的生物柴油催化裂解设备，其特征在于：所述炉体和储油罐体上靠近顶部的位置分别开设有人孔，所述催化罐体上靠近顶部的位置开设有手孔。
3.根据权利要求1所述的生物柴油催化裂解设备，其特征在于：所述炉体的顶部开设有安全阀安装口。
4.根据权利要求1所述的生物柴油催化裂解设备，其特征在于：所述炉体上靠近顶部的位置设置有第一液位计，所述炉体上靠近底部的位置设置有第二液位计。
5.根据权利要求1所述的生物柴油催化裂解设备，其特征在于：所述储油罐体上靠近顶部的位置设置有第三液位计，所述储油罐体上靠近底部的位置设置有第四液位计。
6.根据权利要求1所述的生物柴油催化裂解设备，其特征在于：所述油蒸汽出口与第一进气口通过突面板式平焊钢制管法兰连接。
7.根据权利要求1所述的生物柴油催化裂解设备，其特征在于：所述第一出气口与第二进气口之间、以及第二出气口与进油口之间分别通过管路连接。
8.根据权利要求1所述的生物柴油催化裂解设备，其特征在于：所述炉体由钢板表层和保温棉夹层组成。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160805 Address after: 4, building 401, office building 37, Nancheng trading company, No. 518101, Jian An Road, 5 District, Shenzhen, Guangdong, Baoan District Patentee after: Shenzhen Hong Rong Hai Investment Co.,Ltd. Address before: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Fuyong baishixia street Xintang Industrial Zone No. 2 near the C building in the first floor of No. 101 Patentee before: SHENZHEN RIDONG BIOLOGICAL ENERGY Co.,Ltd. |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160923 Address after: 518052 Guangdong city of Shenzhen province Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone before Bay Road No. 1 building 201 room A (located in Shenzhen Qianhai business secretary Co. Ltd.) Patentee after: Shenzhen Ridong Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 4, building 401, office building 37, Nancheng trading company, No. 518101, Jian An Road, 5 District, Shenzhen, Guangdong, Baoan District Patentee before: Shenzhen Hong Rong Hai Investment Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 518052 Guangdong city of Shenzhen province Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone before Bay Road No. 1 building 201 room A (located in Shenzhen Qianhai business secretary Co. Ltd.) Patentee after: Shenzhen Taili Energy Co.,Ltd. Address before: 518052 Guangdong city of Shenzhen province Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone before Bay Road No. 1 building 201 room A (located in Shenzhen Qianhai business secretary Co. Ltd.) Patentee before: Shenzhen Ridong Energy Technology Co.,Ltd. |
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| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
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