CN211420069U - 用于从以石油为原料的废油中生产柴油燃料的装置 - Google Patents

Abstract

与用于将废油再精炼成有价值产品的常规方法相比，公开了一种用于小规模加工以石油为原料的废油中的柴油燃料的系统和方法。在一个实施例中，该方法包括使废油脱水以除去废油中的水，并操作一立式圆柱形反应器以引发脱水的废油的热裂解并将脱水的废油转化为烃蒸气相。使用一蒸馏塔冷凝和蒸馏热解产生的烃蒸气，以产生柴油燃料、重质液烃、轻质液烃和轻质烃蒸气。过滤步骤清洁处理过的柴油燃料以获得清洁的柴油燃料产品。

Description

用于从以石油为原料的废油中生产柴油燃料的装置

技术领域

本实用新型总体涉及再精炼或再加工以石油为原料的废品的领域，尤其涉及一种在微型加工设施中加工废油中的柴油燃料的装置。

背景技术

本申请人于2014年10月2日公开的PCT申请WO2014/153652中公开了有关精炼以石油为原料的产品的系统的详细内容。本申请在该申请中示出的系统基础上做了改进优化，其中本申请中可省略上述申请中可引用的有关细节。

实用新型内容

通过如下的许多重大改进和修改对上述申请中所述的布置进行了改进。

根据本文的改进的第一方面，提供了一种用于从以石油为原料的废油中生产柴油燃料的装置，该装置包括：

一输入部分，用于对废油进行脱水，以除去游离和乳化的水；

一反应器，接收来自输入部分的废油，所述输入部分具有一加热系统，该加热系统包括多个加热燃烧器，用于通过对已经脱水的废油进行热裂解来获得烃蒸气的一鼓风机，和一反应器堆；

一烃蒸气蒸馏塔，用于冷凝和蒸馏一种或多种烃馏分，所述一种或多种烃馏分包括柴油沸点范围内的液烃，并包括不可冷凝的气体；和

一烃侧汽提塔，以进一步分离柴油和石脑油燃料流；和

一过滤系统，其用粘土吸收材料过滤柴油沸点范围内的液态烃；

所述过滤系统包括一再生加热系统，其中加热吸收材料以排出所提取的污染物；

其中所述反应器包括：

一传感器，检测材料流入和流出反应器的流量；

一传感器，检测反应器内液位；

一传感器，检测反应器、反应器燃烧器和反应器堆内的温度；

一传感器，检测反应器内的压力；

一控制装置，用于控制燃烧器的燃料消耗；

一控制装置，用于控制燃烧器处的燃料空气比；

一控制装置，用于控制鼓风机的速度；

一控制装置，用于控制流向反应器的液体流量和反应器中的液位；

和一计算机控制系统，用于生成流量、液位、温度和压力中的每一个的各自预定的可接受的值的范围；

所述控制系统被编程有一个或多个协议，用于在一个或多个值超过各自预定范围时控制燃料消耗、燃料空气比和鼓风机速度，以便将该值返回到该范围内的位置。

根据本文的改进的另一方面，提供了一种用于从以石油为原料的废油中生产柴油的装置，其中柴油含有减少的硫含量，该装置包括：

一输入部分，用于对废油进行脱水，以除去游离和乳化的水；

一反应器，接收来自输入部分的废油，所述输入部分具有多个加热燃烧器，用于通过对已经脱水的废油进行热裂解来获得烃蒸气；

一烃蒸气蒸馏塔，用于冷凝和蒸馏一种或多种烃馏分，所述一种或多种烃馏分包括柴油沸点范围内的液烃；和

一烃侧汽提塔，以进一步分离柴油和石脑油燃料流；和

一过滤系统，其用粘土吸收材料过滤柴油沸点范围内的液烃，以提取污染物；

所述过滤系统包括一再生加热系统，其中加热吸收材料以排出所提取的污染物；

一焚烧炉，焚烧炉的焚烧温度至少为660摄氏度；

其中包括来自再生加热系统的含硫气体的气体被转移到焚烧炉中；

其中包括来自反应器的含硫气体的气体被转移到焚烧炉中；

其中包括来自蒸馏塔的含硫气体的气体被转移到焚烧炉中。

根据本文的改进的另一方面，提供了一种用于从以石油为原料的废油中生产柴油的装置，该装置包括：

一输入部分，用于对废油进行脱水，以除去游离和乳化的水；

所述输入部分包括一第一加热器，该第一加热器具有多个加热燃烧器，用于加热所述废油；

一反应器，接收来自输入部分的废油，所述输入部分具有一第二加热器，该第二加热器具有多个加热燃烧器，用于通过对已经脱水的废油进行热裂解来获得烃蒸气；

一烃蒸气蒸馏塔，用于冷凝和蒸馏一种或多种烃馏分，所述一种或多种烃馏分包括柴油沸点范围内的液烃，并包括不可冷凝的气体；

一烃侧汽提塔，以进一步分离柴油和石脑油燃料流；和

一过滤系统，其用粘土吸收材料过滤柴油沸点范围内的液烃，以将液烃作为柴油进行出售；

所述过滤系统包括一再生加热系统，再生加热系统包括一第三加热器，其中在该第三加热器中加热吸收材料以排出所提取的污染物；

一焚烧炉，用于焚烧剩余的碳氢化合物和污染物；

其中至少所述第一和第二加热器和焚烧炉至少部分地使用来自蒸馏塔的不可冷凝气体进行燃烧。

优选地，以上定义的范围如下：

进入反应器的允许的流量范围为0-2,750kg/hr，并且这取决于反应器中的液位高低；

反应堆内允许的液位范围为20％至80％；

将反应器内的液体温度控制在450摄氏度的最高温度；

将反应器内的压力控制在正75kpa和负48kpa之间；

燃烧器的燃料空气比达到1.5：1。

优选地，所述输入部分具有一第一加热器，所述反应器具有一第二加热器，所述再生加热系统具有一第三加热器，其中至少第一和第二加热器以及焚烧炉至少部分地使用不可冷凝的气体进行燃烧。

优选地，所述烃蒸气蒸馏塔布置成冷凝和蒸馏一种或多种烃馏分，所述一种或多种烃馏分包括石脑油，并且至少部分地使用石脑油燃烧第一和第二加热器，并且储存和出售至少一些石脑油。

优选地，至少第一和第二焚烧炉加热器的燃烧器是双液体/气体燃烧器，使得在不可冷凝的气体不可用时，能够选择液体。

优选地，焚烧炉在高于660℃的温度下操作以确保焚烧所有硫化合物。

优选地，所述输入部分包括一过滤器，用于提取颗粒，并且其中第一加热器在过滤器之前向废油施加热量以降低废油的粘度。

优选地，所述输入部分包括一沉降槽，以通过沉降更致密的颗粒来进行提取。

优选地，所述烃蒸气蒸馏塔设置成冷凝和蒸馏一种或多种烃馏分，所述一种或多种烃馏分包括石脑油，并且烃侧汽提塔设置成进一步分离柴油和石脑油燃料流。

附图说明

当考虑到下面的详细描述时，将更好地理解本发明，并且本发明的目的将变得显而易见。这种描述参考附图，其中：

图1示出了根据优选实施例的用于处理废油中的柴油的说明性系统和工艺流程。

图2仅以放大比例示出了图1中所示布置中的反应器。

具体实施方式

在图1中，一废油接收设施位于废油处理厂，以向系统提供原料。

图1示出了根据优选实施例的用于加工废油中的柴油的系统和方法的说明性示意图。如该说明性示意图中所示，该系统通常包括四个子系统，包括：(i) 一脱水子系统；(ii)一立式圆柱形反应器子系统；(iii)一蒸馏子系统；和(iv) 一过滤子系统。

在脱水子系统中，废油进料输送泵2通过进料过滤器6连续地将废油原料加入工艺流4中，工艺流4可含有约0％至约50％的游离水和/或乳化水，以除去可能妨碍该工艺的后期阶段的任何大的颗粒。作为说明性实例，进料过滤器6的过滤器尺寸可约为20微米至100微米。

流8在加热器9中预热，然后进入脱水器单元10，其中通过脱水工艺流程除去废油中的游离和乳化的水，并且将原料废油加热到更高的温度。

脱水废油流14通过反应器进料泵16经由流18泵出脱水器10并进入立式圆柱形反应器子系统中的预热器20。预热器20用于将流22的温度升高至约125℃至约350℃的范围，以制备用于立式圆柱形反应器子系统的立式圆柱形反应器25 中的热裂解(热裂解)的废油。在一个实施例中，通过在壳管式热交换器中冷却立式圆柱形反应器流出物蒸汽流28来提供预热器20中所添加的热量。热工艺流 28所产生的热量的使用用于提高整体热效率，进而提高该工艺的经济可行性。

热反应器是一燃烧的反应器，其由立式圆柱形反应器25和燃烧炉壳26组成。立式圆柱形反应器设计成在已经脱水的废油中引发热裂解。如图所示，预热的脱水了的废油进料流22与重质烃再循环流80合并以形成总反应器进料流24，总反应器进料流24连续进料到立式圆柱形反应器25中。炉壳26提供引发流24的热裂解所需的热量。

炉壳26是一燃烧加热器，燃烧加热器具有一个底部安装的燃烧器，该底部安装的燃烧器由石脑油范围轻液体处理燃料供给燃料，并且可以手动控制，或者与燃料供应系统一起通过燃烧器管理系统控制。

将炉壳26的烟道气中的废热回收到通过对流段热回收盘管27的一种或多种流体。在经历热裂解之后，裂化的烃通过反应器流出物流28作为蒸汽离开立式圆柱形反应器25作并通过液体分离容器30以除去无意中包含在立式圆柱形反应器流出物中的任何液体。冷却的反应器流出物流32离开预热器20。流32的冷却程度由至流22的热传输所控制。部分冷却的流32流入分馏塔进料冷却器34，其中部分冷却的流进一步冷却至约200℃至约300℃的温度并且部分冷凝。应当理解，在冷却器34的出口处流36的操作温度的选择取决于在分馏塔38中使用的所需热平衡和操作条件。部分冷凝的反应器流出物流36在离开冷却器34时进入分馏塔38。

在包括一分馏塔和相关辅助设备的蒸馏子系统中，反应器流出物流36在分馏塔38中蒸馏成多个不同的烃馏分。产生四种不同的烃馏分，但是应当理解，可以根据需要增加或减少烃馏分的数量。在分馏塔38内，不满足所需柴油分馏范围的轻质烃化合物向上行进并通过塔顶馏出物流60离开塔38。塔顶馏出物流 60在分馏塔顶部冷凝器61中冷却并部分冷凝。所得的两相混合物在塔顶接收器鼓62中分离。一部分所得塔顶液体物流64通过塔顶泵66转回到分馏塔38作为回流。返回塔38的回流物流68用于调节柴油馏分的轻质沸点范围中的烃组分的量，其中柴油馏分被收集到柴油侧抽取流40中。通过提供所得流76的真空泵 74将塔顶接收器蒸汽流72从接收器鼓62中抽出。分馏塔38底部的重质烃由分馏塔底泵82经由流80运送到热交换器801，重质烃通过热交换器801与流44 混合并通过过滤器48，并与储存器501中供出售的柴油一起放入储存器中。

通过再沸器39将热量添加到塔38的底部，以在塔中产生向上的蒸汽流，以确保柴油范围组分不被流80中的较重烃抽出。

除去塔38上的中间抽出点中的液态烃侧取流40。流40流到侧汽提器42的顶部用于最终分离，通过该最终分离除去比柴油蒸馏点范围的下端更轻的化合物。侧汽提塔底部流44构成原料柴油燃料。

在过滤子系统中，过滤进料泵46将原料柴油流44吸入过滤单元48，以通过使原料柴油与吸附性粘土材料接触来除去柴油中所含的微粒、污染物、有色体和气味。在该实施例中，再生过滤单元用于将原料柴油燃料过滤成商品级柴油燃料。

在特定组中的粘土床的吸附能力耗尽之后，柴油燃料的流动被转移到另一个过滤容器组进行处理，使得整个过滤过程是连续的。通过排出容器中剩余的液体柴油燃料进行再加工，来制备用尽的过滤容器组。再生需要连续地将加热的环境空气流52引入过滤容器中，直到粘土颗粒上的可燃残余柴油和吸附的污染物开始氧化。此时，再生的自持“燃烧”阶段开始，并且燃烧前沿缓慢地移动通过粘土床，氧化残留的柴油和吸附的污染物。该燃烧过程的气相产物通过排气流54从粘土介质/过滤容器中排出和/或氧化。

在本申请人的上述公开的PCT申请中描述了上述系统的进一步操作细节。

因此，本文的布置提供了一种用于从以石油为原料的废油中产生柴油燃料的装置。这包括由A部分定义的输入部分，用于使废油脱水以除去游离的和乳化的水，游离和乳化的水将废油供给B部分的反应器。

反应器25接收来自输入部分的废油，且该反应器25具有一加热系统，该加热系统包括多个加热燃烧器251和一鼓风机252，鼓风机252组合来自燃料供应源253的燃料以提供所需的燃料/空气混合物。反应器包括一反应器堆271，用于排出多余的热量，该反应器堆271包含热交换盘管27。

如上所述，反应器25用于通过反应器中的脱水的废油的热裂解来获得烃蒸气，其中蒸汽沿管线28输送到烃蒸气蒸馏塔38。在塔中，蒸气起到冷凝和蒸馏一种或多种烃馏分的作用，所述一种或多种烃馏分包括柴油沸点范围内的液烃，并包括不可冷凝的气体。

该塔包括烃侧汽提塔42，以进一步将烃分离成柴油燃料流44和石脑油流70，其中石脑油储存在容器701中。

将柴油燃料流44供给至过滤系统48，用于用粘土吸收材料过滤柴油沸点范围内的液烃。所述过滤器包括至少两个过滤床，交替使用这两个过滤床并使用加热的气体交替对其进行再生。单元48包含一电子点火器系统(未示出)，电子点火器系统产生其自身的热量并且不需要燃烧器或燃料源。

所述输入部分子系统包括用于提取微粒的过滤器6，并且在流5中设置一第一加热器511，通过是加热的热介质经过一热交换器中的流5来加热所述第一热加热器511，其中热介质已被燃料供应源513和一鼓风机514提供的燃烧器512 加热。热交换器在过滤器6之前向供应泵2中的废油施加热量以降低废油的粘度。

已经发现，降低粘度是废油通过过滤器的一个必不可少的条件，其中过滤器 6具有足够的过滤能力以提取废油中的污染物或颗粒物。已经发现，预计在该系统中使用的材料中的典型颗粒量为0.5％，并且需要一过滤器，该过滤器具有将顾虑颗粒大小减小至0.01微米的优选能力，其中2,500kg/hr的流量要求材料温度加热至100摄氏度。通过一步或两步即可获得这种加热效果，其中先前的加热器或热交换器也用于提高废油的温度。也就是说，在之前的步骤中，温度已经升高了一次。

流5上的输入部分包括在过滤器6之后的一沉降槽611，以通过沉降更致密的颗粒来进行提取。

图2中最清楚地示出了反应器25，并且反应器25由立式圆柱形反应器D1 和炉壳D2组成，立式圆柱形反应器D1形成具有圆顶顶部101和底部102头部的一立式圆柱形壁100，所述立式圆柱形反应器D1和炉壳D2之间的距离为 0.3-0.5m，优选0.4m。圆顶端是椭圆形的或半球形的。

废油通过入口连接N1进给到立式圆柱形反应器D1中。入口供应源N1形成一管103，管103通过一主开口104延伸到反应器中，主开口104在立式圆柱形反应器的一侧形成一入口连接，并通过向下转动的喷嘴104向下排出，用于连续供应液体形式的以石油为原料的废油，将石油为原料的废油填充至一部分立式圆柱形反应器，直到填充线105为止。从填充线向下，反应器的整个内表面均是液体。

立式圆柱形反应器D1具有一内壁106，内壁106暴露于废油原料而没有内部旋转装置，以刮除壁上的材料或促进立式圆柱形反应器中的混合。因此，底部的液体不会溢出，也不会通过任何机械辅助而混合。如图所示，入口连接N1连续地将废油供应到立式圆柱形反应器D1中。立式圆柱形反应器没有底部排放，因此唯一的排放是通过蒸气出口进行的。

通过位于炉壳106底部的燃烧器机构251向立式圆柱形反应器D1施加热量，废油发生热裂解。燃烧器机构251通过在热偏转器D4周围散布热量来加热立式圆柱形反应器。热偏转器D4位于离炉底1.1m至1.8m的范围内，但优选距离底部1.4m。热偏转器D4安装在立式圆柱形反应器上，以便于热量均匀地分散在炉子中和立式圆柱形反应器周围，并控制至底部的热强度。热偏转器包括位于立式圆柱形反应器下方的一板107。加热系统位于壳体的一底壁上，并且板107安装在支撑件108的上方，支撑件108附接到立式圆柱形反应器的底部头部。

所述反应器25还包括：

一传感器112，在进料管线上进入反应器，检测进入反应器的物流的流量；

一传感器，检测反应器外的物料的流量，其中在离开反应器的蒸气冷却并形成三个产物流44,70和76(柴油燃料、石脑油和非凝结性气体)时，通过测量反应器下游的流量来获得上述反应器外的物料的流量。

一传感器114，检测反应器内的液位；

一传感器115，检测反应器中的温度；

一传感器116，检测反应器周围的燃烧室中的温度；

一传感器117，检测反应器堆中的温度；

一传感器118，检测反应器内的压力；

一控制装置119，用于控制燃烧器251处的燃料消耗；

一控制装置120，用于控制燃烧器251处的燃料空气比；

一控制装置121，用于控制鼓风机的速度；

一控制装置122，用于控制流向反应器的液体流量和反应器中的液位；

和一操作员辅助计算机控制系统200，其设置用于生成流量、液位、温度和压力中的每一个的各自预定的可接受的值的范围；

所述控制系统200被编程有一个或多个协议，用于在一个或多个值超过各自预定范围时控制燃料消耗、燃料空气比和鼓风机速度，以便将该值返回到该范围内的位置。为了便于说明，未示出用于接收来自上述传感器的信号并将控制信号发送到控制装置的控制路径。

设有一焚烧炉70，通过供应源72供应燃料的燃烧器71和来自鼓风机73的空气加热该焚烧炉70。在废油脱水期间产生的水蒸气，在包含含硫气体的再生装置的再活化期间产生的过量不可冷凝的气体和排放物被转移到焚烧炉70中以焚烧剩余的碳氢化合物和污染物。在至少660℃的温度下进行焚烧。包括来自再生加热系统481,482的硫气体的气体被传送到焚烧炉。包括来自流76处的蒸馏塔的硫气体的气体被传送到焚烧炉中。为了便于说明，未示出传送路径。

优选地，以上定义的范围如下：

进入反应器的允许的流量范围为0-2,750kg/hr，并且这取决于反应器中的液位高低；

反应堆内允许的液位范围为20％至80％；

将反应器内的液体温度控制在450摄氏度的最高温度；

将反应器内的压力控制在正75kpa和负48kpa之间；

燃烧器的燃料空气比达到1.5：1。

如图1所示，第二加热器511和第三加热器251和焚烧炉70使用蒸馏塔38 中的不可冷凝的气体进行尽可能充分地燃烧，其中不可冷凝的气体取自流76中的流761,762和763。

在气体不可用的情况下，第二和第三加热器可以至少部分地使用来自其存储器501的柴油燃料在流50处燃烧。

如图1所示，烃蒸气蒸馏塔设置成冷凝和蒸馏一种或多种烃馏分，所述一种或多种烃馏分包括石脑油，石脑油可以储存在储存器701中，并且至少部分地使用石脑油来燃烧第二和第三加热器。出售来自储存器的至少一些石脑油。也就是说，烃蒸气蒸馏塔设置成冷凝和蒸馏包括石脑油的一种或多种烃馏分，并且烃侧汽提塔设置成进一步分离柴油和石脑油燃料流。

为了允许根据需要使用气体和柴油燃料，至少第一和第二加热器和焚烧炉的燃烧器是双液体/气体燃烧器，由此可在不可冷凝的气体不可用时选择液体。

Claims (9)

1.一种用于从以石油为原料的废油中生产柴油燃料的装置，其特征在于，所述柴油燃料含有减少的硫含量，所述装置包括：

一输入部分，用于对所述废油进行脱水，以除去游离和乳化的水；

一反应器，接收来自所述输入部分的废油，所述输入部分具有多个加热燃烧器，用于通过对已经脱水的废油进行热裂解来获得烃蒸气；

一烃蒸气蒸馏塔，用于冷凝和蒸馏一种或多种烃馏分，所述一种或多种烃馏分包括柴油沸点范围内的液烃，并包括不可冷凝的气体；

一烃侧汽提塔，以进一步分离柴油和石脑油燃料流；和

一过滤系统，其用一粘土吸收材料过滤所述柴油沸点范围内的液烃，以提取污染物；

所述过滤系统包括一再生加热系统，其中加热所述吸收材料以排出所提取的污染物；

一焚烧炉，所述焚烧炉的焚烧温度至少为660摄氏度；

其中包括来自所述再生加热系统的含硫气体的气体被传送到所述焚烧炉中；

其中包括来自所述反应器的含硫气体的气体被传送到所述焚烧炉中；

其中包括来自所述蒸馏塔的含硫气体的气体被传送到所述焚烧炉中。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输入部分具有一第一加热器，所述反应器具有一第二加热器，所述再生加热系统具有一第三加热器，其中至少所述第一和第二加热器以及所述焚烧炉至少部分地使用来自所述蒸馏塔的不可冷凝的气体进行燃烧。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述烃蒸气蒸馏塔设置成冷凝和蒸馏一种或多种烃馏分，所述一种或多种烃馏分包括石脑油，并且所述烃侧汽提塔设置成进一步分离所述柴油和所述石脑油燃料流。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一加热器和所述第二加热器和所述焚烧炉至少部分地使用所述石脑油进行燃烧。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，储存和出售至少一些石脑油。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，至少所述第一加热器和所述第二加热器和焚烧炉的燃烧器是双液体/气体燃烧器，使得在不可冷凝的气体不可用时，能够选择液体。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述焚烧炉在高于660℃的温度下运行以确保焚烧所有硫化合物。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述输入部分包括一过滤器，用于提取灰烬颗粒，并且其中所述第一加热器在所述过滤器之前向所述废油施加热量以降低所述废油的粘度。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输入部分包括一沉降槽，以通过沉降更致密的颗粒来进行提取。

Images