CN207871637U - 一种自动化重油脱固装置 - Google Patents

Abstract

一种自动化重油脱固装置，通过进料泵将重油原料输送进入过滤罐，磁力搅拌器搅拌重油同时通过气源使过滤罐内具有一定的压力，控制加热器将原料加热至设定温度，在压力作用下，重油穿过过滤组件进入收集罐，而固体颗粒被拦截在滤网上，通过搅拌后，滤网上层固体颗粒浓度逐渐升高，下层脱固重油中的轻组分在冷凝缓冲罐中冷却并流回收集罐。本装置全程自动化控制，简化了操作，大幅提高实验效率，灵活更换的过滤组件和自动反吹清洗实现了装置连续过滤并保证稳定良好的过滤效果，即可满足大量重油的脱固，也能适应一般分析实验小量样品的处理要求，设备简单成本低。

Description

一种自动化重油脱固装置

技术领域

本实用新型涉及石油化工和煤化工领域油品预处理设备，特别涉及一种自动化重油脱固装置。

背景技术

原油加工所得重油中均含一定量的固体如催化剂等，直接利用其进行轻质化或作为重质燃料油调和组分往往需要进行脱固预处理，才能保证工艺产品符合要求。随着煤化工技术的发展，煤热解工艺、煤直接液化和煤油共炼等工艺技术所生产的煤焦油、残渣油和重组分油也含有许多固体碳质和无机矿物颗粒，需要去除才获得更多更好的液体产品。

通常依靠重力和密度差的方法沉降速度慢，分离时间长，效果差，只能满足与大颗粒杂质脱除，文献和专利所报道的静电分离、离心分离、过滤分离等方式能进行微小固体颗粒物脱除，但对重油的脱固效果仍然较差，同时存在步骤复杂、成本高、无法连续运行等诸多问题。在石化和煤化工领域的重油处理方面，这些方法多数还停留在实验室，无法实现自动化的运行和大量物料的分离。

在工业应用中，板框压滤等大型设备是实现大量固液分离的一种较好方式，但对小颗粒的去除仍是一个难题，且投资成本高，在处理小量样品供分析检测使用时适用性不强。目前，还没有一种简便灵活的，可以满足大小不同处理量，实现重油自动化脱除固体的装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种操作简单、成本低、脱固效果好的自动化重油脱固装置。

为达到上述目的，本实用新型通过如下技术方案实现：包括框架以及安装在框架上的带有进气口、进料口及出料口的过滤罐，在过滤罐内安装有与控制系统相连的加热温度传感器，过滤罐外固定有与控制系统相连的控温加热套，在过滤罐上安装有与控制系统相连的磁力搅拌器，磁力搅拌器的搅拌杆伸入过滤罐中，且在搅拌杆上安装有搅拌组件，在过滤罐底部安装有过滤组件，所述的进气口通过气体管线以及依次安装在气体管线上的与控制系统相连的加压阀、压力传感器及压力调节阀与气源相连，所述的过滤罐的出料口通过出料管道以及安装在出料管道上的与控制系统相连的排液阀与收集罐相连，所述的收集罐内还安装有与控制系统相连的滤液温度传感器。

所述的过滤罐进料口上安装有与控制系统相连的加料泵及进料阀。

所述的搅拌组件包括安装在搅拌杆中部的中间搅拌桨和安装在搅拌杆底部的与过滤组件相接触的水平搅拌刮片。

所述的过滤罐的顶部通过法兰螺栓安装有顶盖，且在顶盖与过滤罐之间安装有氟橡胶密封圈，进料口及进气口均开设在顶盖上。

所述的顶盖上还安装有可密封加料口。

所述的过滤罐底部设置有限位脚，滤组件放置在限位脚上并通过固定锁扣固定，滤组件包括自上而下依次布置的保护层、过滤材料层和支撑层。

所述的气源的压力传感器后采用三通阀一路通过加压阀与进气口相连，另一路通过与控制系统相连的反吹阀与过滤罐出口管道相连。

所述的出料管道与收集罐相接触的部件安装有密封塞。

所述的收集罐上还安装有冷凝缓冲罐，在冷凝缓冲罐外安装有与外部循环冷却机相连并构成闭合循环回路的夹套循环冷却器相连，其中外部循环冷却机与控制系统相连，在冷凝缓冲罐出口安装有与控制系统相连的放空阀。

所述的收集罐底部出口管道上还安装有与控制系统相连的放料阀及排液泵。

本实用新型通过进料泵将重油原料输送进入过滤罐，搅拌混合单元开始按设定的搅拌速率搅拌重油，自动控制系统控制调压阀打开并调节至一定压力，同时控制加热器将原料加热至设定温度，在压力作用下，重油穿过过滤组件进入收集罐，而固体颗粒被拦截在滤网上，通过搅拌后，滤网上层固体颗粒浓度逐渐升高，下层脱固重油中的轻组分在冷凝缓冲罐中冷却并流回收集罐，当达到一定量后，自动控制打开进料阀和放料阀，并按一定的设定流量进行原料注入和过滤后的重油排出。本装置全程自动化控制，简化了操作，大幅提高实验效率，灵活更换的过滤组件和自动反吹清洗实现了装置连续过滤并保证稳定良好的过滤效果，既可满足大量重油的脱固，也能适应一般分析实验小量样品的处理要求，设备简单成本低。

进一步的，可更换的过滤组件可按需求选择一定的孔径分布材料实现不同的过滤效果要求，在过滤过程中，可通过自动控制系统设定一定的时间频率打开反吹阀关闭排液阀进行反吹清洗过滤组件，保持过滤连续运行。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型过滤组件的结构示意图。

其中，A-气源，B-气体管线，V1-压力调节阀，V2-加压阀，V3-反吹阀，S-压力传感器，C-过滤罐，D-顶盖，E-可密封加料口，F-法兰螺栓，O-氟橡胶密封圈G-控温加热套，T1-加热温度传感器，V4-进料阀，J-磁力搅拌器，K1-中间搅拌桨，K2-水平搅拌刮片，L-连接杆，H-过滤组件，H1-保护层，H2-过滤材料层，H3-支撑层，H4-限位脚，H5-固定锁扣，V5-排液阀，M-密封塞，N-收集罐，Q-冷凝缓冲罐，T2-滤液温度传感器，R-夹套循环冷却器，V6-放空阀，V7-放料阀，P1-排液泵，P2-加料泵，U-自动控制系统，W-框架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1，本实用新型包括框架W以及安装在框架W上的带有进气口、进料口及出料口的过滤罐C，过滤罐C的顶部通过法兰螺栓F安装有顶盖D，且在顶盖D与过滤罐C之间安装有氟橡胶密封圈O，进料口及进气口均开设在顶盖D上，且顶盖D上还安装有可密封加料口E，过滤罐C进料口上安装有与控制系统U相连的加料泵P2及进料阀V4，在过滤罐C内安装有与控制系统U相连的加热温度传感器T1，过滤罐C外固定有与控制系统U相连的控温加热套G，在过滤罐C上安装有与控制系统U相连的磁力搅拌器J，磁力搅拌器J的搅拌杆L伸入过滤罐C中，且在搅拌杆L中部安装有中间搅拌桨K1、底部安装有水平搅拌刮片K2，在过滤罐C底部安装有与水平搅拌刮片K2相接触的过滤组件H，过滤罐C的出料口通过出料管道以及安装在出料管道上的与控制系统U相连的排液阀V5与收集罐N相连，出料管道与收集罐N相接触的部件安装有密封塞M，所述的收集罐N内还安装有与控制系统U相连的滤液温度传感器T2，气源A的出口管道上安装有与控制系统U相连的压力调节阀V1和压力传感器S，并通过三通阀后与不锈钢气体管线B相连，其中一路通过加压阀V2与过滤罐C的进气口相连，另一路通过与控制系统U相连的反吹阀V3与过滤罐出口管道相连，收集罐N上还安装有冷凝缓冲罐Q，在冷凝缓冲罐Q外安装有与外部循环冷却机Y相连并构成循环回路的夹套循环冷却器R，其中外部循环冷却机Y与控制系统U相连，在冷凝缓冲罐Q出口安装有与控制系统U相连的放空阀V6，收集罐N底部出口管道上还安装有与控制系统U相连的放料阀V7及排液泵P1。

参见图2，本实用新型的过滤罐C底部设置有限位脚H4，滤组件H放置在限位脚H4上并通过固定锁扣H5固定，滤组件H包括自上而下依次布置的保护层H1、过滤材料层H2和支撑层H3。

本实用新型的气源依次经过自动压力调节阀和压力传感器，然后分成两路，一路经加压阀由不锈钢气体管线和过滤罐顶盖连接，另一路经过反吹阀连接至过滤罐下部放料管线排液阀上部。磁力搅拌器带动连接杆及其中间搅拌桨与下端水平搅拌刮片进行物料混合分散均匀。

控制系统接收压力传感器、原料温度传感器、滤液温度传感器、磁力搅拌器以及各阀门信号，按照设定的条件反馈控制自动压力调节阀开度、控温加热套的功率以及驱动电机转速，按设定程序时间控制加压阀、反吹阀、排液阀、放空阀和放料阀的开启和关闭。

本实用新型的过滤组件由保护层、过滤材料层和支撑层组成夹心构件，置于过滤罐底限位脚上，并由固定锁扣固定，方便过滤组件拆卸更换，过滤层材料为耐高温滤布或不锈钢滤网，保护层和支撑层材质为分布有方形孔或圆形孔或三角形孔的耐腐蚀可承压不易变形的不锈钢材料，其最小孔径为过滤层材料孔径的50倍以上。

气源为钢瓶或管道提供的高压惰性气体，包括氮气、氩气、氦气。

冷凝缓冲罐由外部循环冷却机提供恒定温度的冷却剂并通过夹套循环冷却器进行循环，其温度通过控制循环冷却机进行自动调节。

本实用新型脱除固体粒径下限可达到0.5μm，上限不限制，可通过选择不同孔径的过滤组件实现不同大小固体的脱除。

本装置可实现自动进出料，控制系统通过智能控制器发送信号，打开进料阀V4和加料泵P2将预热的可以流动的重油自动加入到过滤罐C中，同样的方式，打开放料阀V7和排液泵P1，过滤后的重油滤液可以被自动排出收集罐N。控制好加料泵P2和排液泵P1的流量与过滤流量相接近就可以实现连续进出料。

过滤罐C的加压通过控制系统根据预先设定的压力值和压力传感器的反馈信号，调整压力调节阀V1，打开排液阀V5和放空阀V6，关闭反吹阀V3，使输出压力控制在0.1MPa～1.5MPa以内，维持过滤罐内与外界大气保持一定压差实现加压。

在过滤前，安装好过滤组件，过滤层材料为耐高温滤布或不锈钢滤网，保护层和支撑层材质为分布有方形孔或圆形孔或三角形孔的耐腐蚀可承压不易变形的不锈钢材料，根据重油中固体选择孔径小于其最小粒径的过滤层材料，保护层和支撑层的最小孔径为所选过滤层材料孔径的50倍以上。

加料后，通过控制系统根据预先设定的温度值和原料温度传感器的反馈信号，控制控温加热套G加热功率大小，达到设定的过滤温度，一般在50℃～250℃以内，可根据重油的粘度进行调节。

过滤时，通过控制系统U根据预先设定的转速打开磁力搅拌器，带动过滤罐内的连接杆L及其上安装的中间搅拌桨K1进行重油物料混合分散均匀，下端水平搅拌刮片K2将沉积的固体颗粒不停的从过滤组件表面清除到重油液体中，以保持更多的有效过滤面积，减少堵塞发生。当固体浓度提高后，可以通过反吹和继续加入新的原料来维持过滤效果，当固体累计到一定量后或过滤结束后可以对过滤罐内固体进行清出。

控制系统根据预先设定时间，在开始过滤后某一周期时间执行反吹。在反吹时，控制系统控制打开反吹阀V3，关闭加压阀V2、进料阀V4和排液阀V5，调节压力调节阀V1维持氮气压力在0.1MPa～1.5MPa以内，清洗过滤组件上的固体颗粒，防止过滤组件H滤孔被堵塞，维持过滤的连续运行。

过滤后重油中的较轻组分在高温下容易挥发逸出造成损失，为保证过滤后物料的最大回收，本实用新型在收集罐顶端安装有冷凝缓冲罐Q，进行较轻组分的冷凝回收。过滤过程中，放空阀V5打开，循环制冷机Y内装有循环冷浴介质如乙二醇水溶液，通过管线与冷凝缓冲罐Q外的夹套循环冷凝器R的出入口连接，控制系统控制循环制冷机Y的工作达到预先设定冷浴温度，并根据滤液温度传感器T2的信号反馈，调节冷浴温度，一般地，冷浴可以设置50℃以下，特别粘稠的重油，可以设定到更高的温度范围，使较轻组分能够冷凝而滤液还能保持流动的状态。

某厂催化裂化油浆在此装置上脱固，设置过滤罐加热温度100℃，用氩气在过滤罐内加压至0.2MPa，选用0.45μm孔径的过滤滤膜，保护层和支撑层选用孔径1mm的不锈钢编织网，冷浴温度-10℃，过滤前，样品中固体含量1.22％，过滤后，滤液中固体含量0.006％。

某装置上的煤液化残渣油在此装置上脱固，设置过滤罐加热温度180℃，用氦气在过滤罐内加压至1.5MPa，选用1μm孔径的超高密度高温滤布，保护层和支撑层选用直径2mm圆形刻孔不锈钢板，搅拌转速为150rpm，冷浴温度50℃，过滤前，样品中固体含量28.3％，过滤后，滤液中固体含量0.27％。

Claims (10)

1.一种自动化重油脱固装置，其特征在于：包括框架(W)以及安装在框架(W)上的带有进气口、进料口及出料口的过滤罐(C)，在过滤罐(C)内安装有与控制系统(U)相连的加热温度传感器(T1)，过滤罐(C)外固定有与控制系统(U)相连的控温加热套(G)，在过滤罐(C)上安装有与控制系统(U)相连的磁力搅拌器(J)，磁力搅拌器(J)的搅拌杆(L)伸入过滤罐(C)中，且在搅拌杆(L)上安装有搅拌组件，在过滤罐(C)底部安装有过滤组件(H)，所述的进气口通过气体管线(B)以及依次安装在气体管线(B)上的与控制系统(U)相连的加压阀(V2)、压力传感器(S)及压力调节阀(V1)与气源(A)相连，所述的过滤罐(C)的出料口通过出料管道以及安装在出料管道上的与控制系统(U)相连的排液阀(V5)与收集罐(N)相连，所述的收集罐(N)内还安装有与控制系统(U)相连的滤液温度传感器(T2)。

2.根据权利要求1所述的自动化重油脱固装置，其特征在于：所述的过滤罐(C)进料口上安装有与控制系统(U)相连的加料泵(P2)及进料阀(V4)。

3.根据权利要求1所述的自动化重油脱固装置，其特征在于：所述的搅拌组件包括安装在搅拌杆(L)中部的中间搅拌桨(K1)和安装在搅拌杆(L)底部的与过滤组件(H)相接触的水平搅拌刮片(K2)。

4.根据权利要求1所述的自动化重油脱固装置，其特征在于：所述的过滤罐(C)的顶部通过法兰螺栓(F)安装有顶盖(D)，且在顶盖(D)与过滤罐(C)之间安装有氟橡胶密封圈(O)，进料口及进气口均开设在顶盖(D)上。

5.根据权利要求4所述的自动化重油脱固装置，其特征在于：所述的顶盖(D)上还安装有可密封加料口(E)。

6.根据权利要求1所述的自动化重油脱固装置，其特征在于：所述的过滤罐(C)底部设置有限位脚(H4)，滤组件(H)放置在限位脚(H4)上并通过固定锁扣(H5)固定，滤组件(H)包括自上而下依次布置的保护层(H1)、过滤材料层(H2)和支撑层(H3)。

7.根据权利要求1所述的自动化重油脱固装置，其特征在于：所述的气源(A)的压力传感器(S)后采用三通阀一路通过加压阀与进气口相连，另一路通过与控制系统(U)相连的反吹阀(V3)与过滤罐出口管道相连。

8.根据权利要求1所述的自动化重油脱固装置，其特征在于：所述的出料管道与收集罐(N)相接触的部件安装有密封塞(M)。

9.根据权利要求1所述的自动化重油脱固装置，其特征在于：所述的收集罐(N)上还安装有冷凝缓冲罐(Q)，在冷凝缓冲罐(Q)外安装有与外部循环冷却机(Y)相连并构成循环回路的夹套循环冷却器(R)相连，其中外部循环冷却机(Y)与控制系统(U)相连，在冷凝缓冲罐(Q)出口安装有与控制系统(U)相连的放空阀(V6)。

10.根据权利要求1所述的自动化重油脱固装置，其特征在于：所述的收集罐(N)底部出口管道上还安装有与控制系统(U)相连的放料阀(V7)及排液泵(P1)。