废油蒸馏裂解催化系统的制作方法

本实用新型属于油类回收炼化技术领域，具体涉及一种废油蒸馏裂解催化系统。

背景技术：

废润滑油(废机油)的再生加工利用不仅能够产生巨大的经济效益，而且对环境保护的意义尤其重大，能够有效减少大气、水源和土壤的污染。因此，国内外加快了废润滑油再生加工利用的研究力度。

目前，废机油再生方法分为以下三类：1、化学处理法：废润滑油经酸洗、碱洗中和、脱色等步骤，需经过很长时间以及多种化学原料反应才能实现废润滑油再生，同时会产生大量的酸渣等工业废料，造成环境污染，故化学处理法是国家现在明文禁止的一种废机油再生方法；2、蒸馏法：传统的蒸馏法，俗称土练法，是将废机油直接加热使其气化蒸发，高温气态的油雾在冷凝器的冷却作用下冷凝成液态油份得以收集，蒸馏法存在的最大问题是所收集的油份纯净度低(包含汽油、柴油等多种混合油份)、易氧化变色、生产效率低等；3、分子蒸馏法：分子蒸馏法能够克服化学处理法和蒸馏法的主要问题，但是，在三种废机油再生工艺中所采用的设备结构最为复杂，设备的制造和安装均较为困难，投资巨大，运行成本高，并不能满足大规模的废润滑油再生加工需求。

现有的一套蒸馏裂解催化系统只能生产一组蒸馏裂解产物，通常将废油再生为柴油或基础油，如果一个企业既要将废油再生为柴油，又要将废油再生为基础油，则需要两套蒸馏裂解催化系统，大幅提高了设备采购和投资成本，并且场地面积需求大，加重了企业的负担。解决以上问题成为当务之急。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种废油蒸馏裂解催化系统，能够通过切换生产两组蒸馏裂解产物。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种废油蒸馏裂解催化系统，包括依次连通的一级蒸馏装置、二级蒸馏装置和催化裂解塔，其要点在于：所述一级蒸馏装置上具有气态组份收集口I，所述催化裂解塔上具有气态组份收集口Ⅱ和气态组份收集口Ⅲ，该催化裂解塔上连接有负压发生器。

采用以上结构，废油在一级蒸馏装置内被加热，废油部分蒸馏气化后从气态组份收集口I排出，剩余的液态废油进入二级蒸馏装置，这些废油在二级蒸馏装置内被进一步加热，蒸馏气化得到气态组份，并进入催化裂解塔，裂解得到的气态组份分别从气态组份收集口Ⅱ和气态组份收集口Ⅲ排出；从气态组份收集口I收集得到了沸点较低的轻组份，从气态组份收集口Ⅱ收集得到了沸点高于气态组份收集口I的轻组份，从气态组份收集口Ⅲ收集得到了重组份；当关闭负压发生器时，通过控制温度，能够得到一组以柴油为主的蒸馏裂解产物，当关闭负压发生器时，通过控制温度，能够得到另一组以基础油为主的蒸馏裂解产物；结构可靠，易于制造和安装，大幅减少了设备采购和投资成本，并且场地面积需求较小，有效减轻了企业的负担，具有极高的经济和市场价值。

作为优选：所述催化裂解塔的上部分隔为低温区和高温区，所述低温区位于高温区上方，在该低温区内设置有雾化装置，所述负压发生器和气态组份收集口Ⅱ均与低温区连通，所述气态组份收集口Ⅲ与高温区连通。采用以上结构，通过雾化装置的控制，使催化裂解塔的上部形成低温区和高温区，效率高，可靠性好，实现从气态组份收集口Ⅱ和气态组份收集口Ⅲ排出两种不同的气态组份。

作为优选：所述气态组份收集口Ⅱ通过冷凝收集管路Ⅱ依次与冷凝塔I和收集罐Ⅱ连通，所述收集罐Ⅱ通过负压管路与负压发生器连通，该收集罐Ⅱ通过供液回路与雾化装置连通。采用以上结构，既实现了轻组份的冷凝收集，又能够利用轻组份对雾化装置直接供液，无需额外为雾化装置提供液体供给。

作为优选：所述气态组份收集口Ⅲ通过冷凝收集管路Ⅲ依次与冷凝塔Ⅱ和收集罐Ⅲ连通，该收集罐Ⅲ通过供气回路与二级蒸馏装置连通。采用以上结构，既实现了重组份的冷凝收集，又能将收集罐Ⅲ内的气态重组份输送到二级蒸馏装置，作为二级蒸馏装置的燃料。

作为优选：在所述一级蒸馏装置和二级蒸馏装置之间设置有预热供油管路、热量供给管路和蒸馏供油管路，所述二级蒸馏装置和催化裂解塔之间通过气体输送管路连通；当废油进入一级蒸馏装置，蒸馏得到的气态组份由气态组份收集口I排出，剩余的废油经预热供油管路进入二级蒸馏装置加热，加热后的废油经热量供给管路回流到一级蒸馏装置，作为一级蒸馏装置的热源，回流到一级蒸馏装置的废油经蒸馏供油管路再次回到二级蒸馏装置，蒸馏得到的气态组份经气体输送管路进入催化裂解塔。采用以上结构，通过各个进出口限定了一级蒸馏装置和二级蒸馏装置的内部结构，使一级蒸馏装置和二级蒸馏装置同预热供油管路、热量供给管路和蒸馏供油管路共同构成了一个线路清晰明确的废油二级分子蒸馏通路，便于一级蒸馏装置和二级蒸馏装置的具体结构设计与制造。

作为优选：所述一级蒸馏装置的内部包括一级蒸馏腔和用于加热一级蒸馏腔的回流供热腔；所述二级蒸馏装置包括外筒以及设置在该外筒内部的加热筒，所述加热筒的内部具有热源腔，所述外筒和加热筒之间形成二级蒸馏腔；所述一级蒸馏腔和热源腔通过预热供油管路连通，所述热源腔和回流供热腔通过热量供给管路连通，所述回流供热腔和二级蒸馏腔通过蒸馏供油管路连通。采用以上结构，废油在一级蒸馏腔内被加热，废油部分蒸馏气化后从气态组份收集口I排出，剩余的液态废油流入热源腔，废油在热源腔内被加热后流入回流供热腔，回流供热腔中的废油对一级蒸馏腔提供热量，并且是一级蒸馏腔的唯一热量来源，回流供热腔中的废油流入二级蒸馏腔，在二级蒸馏腔内受加热筒加热，蒸馏气化得到气态组份，并从气体输送管路引入催化裂解塔；一级蒸馏装置和二级蒸馏装置能够共用加热筒内的一个热源，大幅提高了能源利用率，减小了能源的消耗，从而有效降低了生产运行成本；一级蒸馏装置和二级蒸馏装置的结构新颖，简单可靠，易于制造，成本低廉。

作为优选：在所述加热筒上外套有油液分布器，该油液分布器与加热筒的筒壁之间留有间隙；当位于加热筒上端面上的废油流经间隙后，在加热筒的筒壁上形成薄膜状的油层。采用以上结构，通过油液分布器的设计，使废油流经油液分布器加热筒筒壁之间的间隙后，能够呈薄膜状附着在加热筒的筒壁上，且厚度均匀，从而大幅提高了废机油分子蒸馏的效率，能够满足大规模的废油再生加工需求，减小能源的消耗，降低生产运行成本。

作为优选：在所述加热筒的上方设置有油液预分布器，该油液预分布器的下部具有一圈环形的出液口。采用以上结构，通过油液预分布器能够避免废油涌向加热筒的上端面，而是呈瀑布状地洒在加热筒的上端面上，从而配合油液分布器，有效提高了在加热筒筒壁上形成薄膜状油层的成型效率，同时防止废油向外涌出油液分布器的情况发生。

作为优选：在所述一级蒸馏装置的内部设置有内罐，该内罐与一级蒸馏装置之间形成所述回流供热腔，所述内罐的内腔为所述一级蒸馏腔，在该一级蒸馏装置的内部设置有搅拌器；当废油进入一级蒸馏腔后，通过搅拌器在内罐的内壁上形成薄膜状的油层。采用以上结构，结构简单可靠，易于制造，成本低廉，废油预热效率高，通过搅拌器，能够快速地在内罐的内壁上形成薄膜状的油层，从而大幅提高了废机油预热和分子蒸馏的效率，满足大规模的废油再生加工需求，减小能源的消耗，降低生产运行成本。

一种废油蒸馏裂解催化的生产工艺，其要点在于，包括以下方法：

方法a、关闭负压发生器，控制气态组份收集口I的温度为100℃～150℃，控制气态组份收集口Ⅱ的温度为150℃～260℃，控制气态组份收集口Ⅲ的温度为380℃～420℃，以得到第一组蒸馏裂解产物；

方法b、打开负压发生器，控制气态组份收集口I的温度为100℃～180℃，控制气态组份收集口Ⅱ的温度为150℃～200℃，控制气态组份收集口Ⅲ的温度为220℃～320℃，以得到第二组蒸馏裂解产物。

采用以上方法，通过控制负压发生器的开闭以及气态组份收集口I、气态组份收集口Ⅱ和气态组份收集口Ⅲ的温度，能够得到两组不同的蒸馏裂解产物；其中，通过方法a，能够从气态组份收集口I收集水和汽油，从气态组份收集口Ⅱ收集轻柴油，从气态组份收集口Ⅲ收集重柴油，轻柴油和重柴油占到炼出物的85％～92％；通过方法b，能够从气态组份收集口I收集水、汽油和柴油，从气态组份收集口Ⅱ收集柴油，从气态组份收集口Ⅲ收集基础油，基础油占到炼出物的75％～80％，汽柴油为主的轻组份占到炼出物的8％～12％；从而实现利用一套废油蒸馏裂解催化系统，既能够将废油再生为柴油，又能够将废油再生为基础油。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用本实用新型提供的废油蒸馏裂解催化系统，结构新颖，易于实现，可靠性高，利用一套废油蒸馏裂解催化系统，既能够将废油再生为柴油，又能够将废油再生为基础油，大幅减少了设备采购和投资成本，并且场地面积需求较小，有效减轻了企业的负担，具有极高的经济和市场价值。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为二级蒸馏装置的外部结构示意图；

图3为二级蒸馏装置的内部结构示意图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为油液预分布器的结构示意图；

图6为一级蒸馏装置的结构示意图；

图7为催化裂解塔的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

请参见图1，一种废油蒸馏裂解催化系统，包括依次连通的一级蒸馏装置2、二级蒸馏装置1和催化裂解塔3，所述一级蒸馏装置2上具有气态组份收集口I23，所述催化裂解塔3上具有气态组份收集口Ⅱ31和气态组份收集口Ⅲ32，该催化裂解塔3上连接有负压发生器33。

需要强调的是，一级蒸馏装置2可以设置在催化裂解塔3的内部，与催化裂解塔3合并为一个装置，同样一级蒸馏装置2也可以与催化裂解塔3分离，使一级蒸馏装置2和催化裂解塔3为两个独立的装置。这样的设计大大提高了设备安装和销售的灵活性。

请参见图1和图7，所述催化裂解塔3的上部分隔为低温区35和高温区36，所述低温区35位于高温区36上方，在该低温区35内设置有雾化装置34，所述负压发生器33和气态组份收集口Ⅱ31均与低温区35连通，所述气态组份收集口Ⅲ32与高温区36连通。

具体地说，所述气态组份收集口Ⅱ31通过冷凝收集管路Ⅱ808依次与冷凝塔I42和收集罐Ⅱ52连通，气态轻组份在冷凝塔I42上冷凝为液态，然后由收集罐Ⅱ52收集。

进一步地，所述收集罐Ⅱ52通过供液回路811与雾化装置34连通，利用轻组份对雾化装置34直接供液，无需额外为雾化装置34提供液体供给。并且，在供液回路811上设置有用于增压的增压油泵I61。

进一步地，所述收集罐Ⅱ52通过负压管路810与负压发生器33连通，该负压发生器33优选采用真空泵，稳定可靠，成本低廉。并且，在负压管路810上设置有至少一个缓冲罐54，以保证负压状态的稳定性。

请参见图1，所述气态组份收集口Ⅲ32通过冷凝收集管路Ⅲ809依次与冷凝塔Ⅱ43和收集罐Ⅲ53连通，气态重组份在冷凝塔Ⅱ43上冷凝为液态，然后由收集罐Ⅲ53收集。

进一步地，所述收集罐Ⅲ53通过供气回路812与二级蒸馏装置1连通，能将收集罐Ⅲ53内的气态重组份输送到二级蒸馏装置1，作为二级蒸馏装置1的燃料。需要指出的是，在供气回路812上设置有水封71和阻火器72，大大提高了供气的安全性。

进一步地，所述催化裂解塔3通过油液回路813与预热供油管路801连通，将未裂解的组份循环至预热供油管路801，再次通过一级蒸馏装置2和二级蒸馏装置1进行分子蒸馏，大幅提高了废油再利用的转化率。并且，在油液回路813上设置有冷却装置77，以使循环回预热供油管路801的为液态组份，保证整套系统的正常运行。

请参见图1～图6，所述一级蒸馏装置2的内部包括一级蒸馏腔21和回流供热腔22，回流供热腔22可以包覆在一级蒸馏腔21的外部，也可以位于一级蒸馏腔21的内部，还可以是其它结构，只要回流供热腔22能够为一级蒸馏腔21提供热量即可。在该一级蒸馏装置2上设置有与一级蒸馏腔21连通的气态组份收集口I23。所述二级蒸馏装置1包括外筒11以及设置在该外筒11内部的加热筒12，所述外筒11和加热筒12之间形成二级蒸馏腔13，所述外筒11上设置有与二级蒸馏腔13连通的气体出口113，该气体出口113通过气体输送管路806与催化裂解塔3连通。所述加热筒12的内部具有热源腔121。所述一级蒸馏腔21、热源腔121、回流供热腔22和二级蒸馏腔13通过管路依次连通，当废油依次流经一级蒸馏腔21、热源腔121、回流供热腔22和二级蒸馏腔13后，蒸馏得到的气态组份由气态组份收集口I23和气体出口113排出。

具体地说，废油在一级蒸馏腔21内被加热，此时，废油部分蒸馏气化后从气态组份收集口I23排出，剩余的液态废油流入热源腔121，废油在热源腔121内被加热后流入回流供热腔22，回流供热腔22中较热的废油对一级蒸馏腔21提供热量，并且是一级蒸馏腔21的唯一热量来源，回流供热腔22中的废油流入二级蒸馏腔13，在二级蒸馏腔13内受加热筒12加热，蒸馏气化得到气态组份，并从气体出口113排出，经气体输送管路806引入催化裂解塔3。

更进具体地说，所述一级蒸馏装置2上具有油液出口27、回流供热进口221、回流供热出口222和气态组份收集口I23，所述二级蒸馏装置1上具有预热进口124、预热出口125、蒸馏进口112和气体出口113。

所述油液出口27和预热进口124之间连接有预热供油管路801，所述预热出口125和回流供热进口221之间连接有热量供给管路802，所述回流供热出口222和蒸馏进口112之间连接有蒸馏供油管路803。

当废油进入一级蒸馏装置2，蒸馏得到的气态组份由气态组份收集口I23排出，剩余的废油经预热供油管路801进入二级蒸馏装置1加热，加热后的废油经热量供给管路802回流到一级蒸馏装置2，作为一级蒸馏装置2的热源，回流到一级蒸馏装置2的废油经蒸馏供油管路803再次回到二级蒸馏装置1，蒸馏得到的气态组份由气体出口113排出，经气体输送管路806引入催化裂解塔3。

如图2～图5所示，所述二级蒸馏装置1的具体结构如下：

请参见图2和图3，所述二级蒸馏装置1包括外筒11以及设置在该外筒11内部的加热筒12，所述加热筒12的内部具有热源腔121，所述外筒11和加热筒12之间形成二级蒸馏腔13，所述预热进口124和预热出口125与热源腔121连通，所述蒸馏进口112和气态组份收集口Ⅱ113与热源腔121连通。

请参见图3，所述加热筒12为圆筒形的罐体结构，其内部形成所述热源腔121，该加热筒12的下端穿出外筒11，在所述加热筒12上设置有热源进口123以及与热源腔121连通的烟气排出管122，其中，所述热源进口123位于加热筒12的下端，该热源进口123与燃烧器73相连，需要指出的是，所述供气回路812的出口位于热源进口123附近，位置合理，利用充分燃烧。所述烟气排出管122位于加热筒12的上端，所述燃烧器73向加热筒12内提供热气，且热气最终从烟气排出管122排出。这样热量从下往上传播的设计能够提高热源对加热筒12筒壁和预加热管16的加热效率，提高了能源的利用效率。所述烟气排出管122的进气端安装在加热筒12的上端面，并与热源腔121连通，并且，该烟气排出管122先向上延伸再向外弯折形成“L”形，并最终穿出外筒11，烟气排出管122这样的设计以便于安装油液预分布器14。

在所述加热筒12中设有预加热管16，在所述热源腔121内设有以螺旋方式分布的预加热管16，该预加热管16的一端通过预热供油管路801与一级蒸馏腔21连通，另一端通过热量供给管路802与回流供热腔22连通。需要指出的是，预加热管16的进口端位于出口端的下方，这样的设计能够进一步提高预热废油的效率。因此，所述预热供油管路801经外筒11插入加热筒12与预加热管16的进口端连通；所述热量供给管路802经外筒11插入加热筒12与预加热管16的出口端连通。

请参见图2和图3，所述外筒11为圆筒形的罐体结构，该外筒11的底壁111自外筒11的侧壁斜向上延伸至加热筒12的筒壁，形成上小下大的锥面结构，在所述外筒11侧壁的下端设置有出渣口115，使二级蒸馏腔13内残留的重油、沥青等杂质即使在整套设备不停机的情况下也能够排出，既保持了二级蒸馏腔13的清洁度，又提高了废油分子蒸馏的效率。并且，在出渣口115通过出渣管路805与废渣收集箱74连接，以便于集中收集与处理重油、沥青等杂质。

在所述外筒11上设置有气态组份收集口Ⅱ113，所述气态组份收集口Ⅱ113位于外筒11的上端，以利于气态组份的排出。所述蒸馏供油管路803经外筒11的蒸馏进口112插入二级蒸馏腔13内，且蒸馏供油管路803的出油口位于加热筒12上端面的上方，能够将废油引至加热筒12的上端面，以便于在加热筒12的筒壁上形成薄膜状的油层。并且，在所述外筒11的下部设置有回油口114，该回油口114的位置低于加热筒12的上端面，且高于出渣口115的位置，需要指出的是，回油口114的位置不宜过高，以免影响加热筒12筒壁上形成的薄膜状油层的面积，从而保证了分子蒸馏的效率。另外，所述回油口114通过回油管路804与蒸馏供油管路803连通，实现废油的循环补充。在所述回油管路804上设置有储油箱75，在该储油箱75上安装有液位计76，通过储油箱75能够实现油液的供给调节，进一步防止二级蒸馏腔13底部积聚的油液过多，同时，通过液位计76能够准确获知储油箱75内的油量，以控制是该开启储油箱75向蒸馏供油管路803供油，还是开启回流供热腔22向蒸馏供油管路803供油。

请参见图3和图4，在所述加热筒12的上端部安装有油液分布器15，该油液分布器15与加热筒12的筒壁之间留有间隙17，使从蒸馏供油管路803引至加热筒12上端面的废油流过间隙17后在加热筒12的筒壁上形成薄膜状的油层。具体地说，所述油液分布器15为圆环形，并套在加热筒12的以外，该油液分布器15的内壁与加热筒12的筒壁之间形成所述间隙17，并且，该油液分布器15的上缘高于加热筒12的上端面，下缘低于加热筒12的上端面，能够有效防止位于加热筒12上端面的废油向外涌出，使废油能够持续高效地在加热筒12的筒壁上形成薄膜状的油液层。另外，油液分布器15的下缘向内收窄，使加热筒12筒壁上形成的薄膜状油层厚度更薄，从而进一步提高废油的分子蒸馏效率。

请参见图3和图5，在所述加热筒12的上方设置有油液预分布器14，该油液预分布器14的下部具有一圈环形的出液口141，所述蒸馏供油管路803的出油口位于油液预分布器14的内部。具体地说，所述油液预分布器14包括圆盘形的安装部142和圆环形的收集部143，所述安装部142和收集部143合围形成上部敞口的筒状结构，所述出液口141成型于收集部143的下缘和安装部142的外缘之间。并且，所述安装部142套设在烟气排出管122上，安装容易，稳定可靠。所述蒸馏供油管路803从油液预分布器14的敞口处插入。

请参见图1和图6，所述一级蒸馏装置2的具体结构如下：

在一级蒸馏装置2的内部设置有内罐24，该内罐24与一级蒸馏装置2的内壁之间形成所述回流供热腔22，所述内罐24的内腔为所述一级蒸馏腔21。在所述一级蒸馏装置2的内部设置有搅拌器25，该搅拌器25插入一级蒸馏腔21中，当废油进入一级蒸馏腔21后，通过搅拌器25在内罐24的内壁上形成薄膜状的油层，大幅提高了废油预热和轻组份蒸馏气化的效率。

进一步地，请参见图1，所述气态组份收集口I23通过冷凝收集管路I807依次与换热器41和收集罐I51连通，气态轻组份在换热器41上冷凝为液态，然后由收集罐I51收集。

请参见图6，所述回流供热腔22的底部具有回流供热进口221，顶部具有回流供热出口222，所述回流供热进口221通过热量供给管路802与预加热管16的出口端连通，所述回流供热出口222与蒸馏供油管路803相连。

所述一级蒸馏装置2具有油液进口26和油液出口27，所述油液进口26位于一级蒸馏装置2的上端，油液出口27位于一级蒸馏装置2的下端，所述油液出口27通过管路与预加热管16的进口端连通。

请参见图6，在预热供油管路801上设置有用于增压的增压油泵Ⅱ62，在回油管路804上上设置有用于增压的增压油泵Ⅲ63，以提供油液流动的压力。

进一步地，在各条管路上均安装有单向阀，以防止回流，同时便于控制管路的切换。

一种废油蒸馏裂解催化的生产工艺，其特征在于，包括以下方法：

方法a、关闭负压发生器33，控制气态组份收集口I23的温度为100℃～150℃，控制气态组份收集口Ⅱ31的温度为150℃～260℃，控制气态组份收集口Ⅲ32的温度为380℃～420℃，以得到第一组蒸馏裂解产物。

通过方法a，能够从气态组份收集口I收集的轻组份主要包含水和汽油，从气态组份收集口Ⅱ收集轻柴油，从气态组份收集口Ⅲ收集重柴油，轻柴油和重柴油占到炼出物的85％～92％，残渣8％～12％。

方法b、打开负压发生器33，控制气态组份收集口I23的温度为100℃～180℃，控制气态组份收集口Ⅱ31的温度为150℃～200℃，控制气态组份收集口Ⅲ32的温度为220℃～320℃，以得到第二组蒸馏裂解产物。

通过方法b，能够从气态组份收集口I收集的轻组份主要包含水、汽油和柴油等，从气态组份收集口Ⅱ收集柴油，从气态组份收集口Ⅲ收集基础油，基础油占到炼出物的75％～80％，汽柴油为主的轻组份占到炼出物的8％～12％，残渣5％～8％。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。