专利名称：防止循环泵密封泄漏的处理方法和生物柴油的精制方法
技术领域：
本发明涉及一种防止循环泵密封泄漏的处理方法和生物柴油的精制方法。
背景技术：
在生物柴油的生产过程中，特别是采用SRCA工艺生产生物柴油的过程中，通常需要经历原料油与低碳醇的酯化反应、低碳醇的回收、生物柴油产品的精制等单元操作。其中，在所述生物柴油产品的精制单元中，为了能够让生物柴油气化温度降低，在闪蒸分离时，通常采用低于IKPaA (绝对压力)的高真空操作条件及255°C _280°C的闪蒸温度，并在精制装置的底部采用循环泵强制循环取热。即，将循环泵的循环介质入口通过管线与高真空闪蒸塔的塔釜相连，将循环介质出口通过管线与加热器相连，通过循环泵将一部分重质油酯从塔釜引出，并经加热器加热后，将重质油酯重新返回高真空闪蒸塔中，从而达到循环取热的目的。在这过程中，所述重质油酯会有部分渗入循环泵的机械密封腔中，为了保证循环泵的正常运行，即，防止机械密封腔的冲洗介质入口和冲洗介质出口堵塞或磨损，能正常地冲洗所述密封腔，使密封腔处于清洁状态，保证不发生外漏，现有技术通常以重质油酯作为冲洗介质对机械密封腔进行冲洗。但是，重质油酯在高温下容易发生聚合并碳化，因此，采用重质油酯作为冲洗介质时，随着泵运行时间的增加，机械密封腔、冲洗介质入口、冲洗介质出口粘结存积的含碳颗粒也在不断增多，机械密封装置的机械密封腔内部的弹性元件表面粘结含碳的固体，容易引发弹性元件卡死或弹力不均勻，弹性元件间的密封面压紧力不足，严重时含碳固体颗粒进入密封面，造成密封面的磨损，进而导致重质油酯泄漏的风险。如果堵塞了冲洗介质入口和/或出口，则密封腔中积存了大量的含碳颗粒，将导致密封面温度迅速上升并烧损。
发明内容
本发明的目的是针对现有以重质油酯作为冲洗介质冲洗所述机械密封腔时，容易发生重质油酯泄露的风险的缺陷，提供一种防止循环泵密封泄漏的处理方法及生物柴油的精制方法。采用本发明提供的处理方法，不仅能够降低循环泵密封泄露的概率，还能达到高效、连续生产生物柴油的目的。本发明提供了一种防止循环泵密封泄漏的处理方法，其中，所述方法包括用生物柴油冲洗所述循环泵的机械密封腔，所述冲洗的条件使得附着在机械密封腔内的含碳颗粒被剥离，并将含有含碳颗粒的生物柴油液体流引出；所述含碳颗粒为C19-C4tl酯类经高温碳化结焦所产生的积碳和胶质。本发明的发明人发现，在255°C-280°C的温度下，重质油酯会有部分被碳化，随着循环泵运行时间的增加，在机械密封腔、冲洗介质入口和冲洗介质出口上积存的碳颗粒也会逐渐增多，这些碳颗粒不仅会造成泵体冲洗介质入口和冲洗介质出口的堵塞，还容易磨损机械密封而造成重质油酯泄露的风险，增加了维修成本。本发明的发明人意外地发现，生物柴油具有较高的沸点，作为冲洗介质冲洗所述机械密封腔时，不容易气化挥发，从而具有良好的冲洗效果；更为重要的是，所述生物柴油的粘度较低，在高温下不会碳化生成含碳颗粒，使用生物柴油冲洗所述机械密封腔时，能很容易地将密封腔内残留的含碳颗粒带出，从而使循环泵能长周期运行，降低了其维修成本，消除了重质油酯泄漏的危险。此外，本发明还提供了一种生物柴油的精制方法，该方法包括将生物柴油粗产品送入闪蒸塔中进行闪蒸，所述闪蒸的条件使得生物柴油从塔顶采出，重质油酯从塔底采出； 采用循环泵将部分重质油酯从塔底采出，并经过加热后返回闪蒸塔中，其中，该方法还包括将从塔顶采出部分生物柴油引入循环泵中并冲洗所述循环泵的机械密封腔，所述冲洗的条件使得附着在机械密封腔内的含碳颗粒被剥离，并将含有含碳颗粒的生物柴油液体流引出；所述含碳颗粒为C19-C4tl酯类经高温碳化结焦所产生的积碳和胶质。本发明提供的防止循环泵密封泄漏的处理方法简单易行，仅通过改变冲洗介质即可以在保证所述循环泵的安全、平稳且长周期运行的同时，降低循环泵的维修成本。此外， 本发明采用密封泄漏概率小的循环泵循环取热来对生物柴油粗产物进行精制，还大大提高了生物柴油的生产效率且节约了成本。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
具体实施例方式以下对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。按照本发明，所述防止循环泵密封泄漏的处理方法包括用生物柴油冲洗所述循环泵的机械密封腔，所述冲洗的条件使得附着在机械密封腔内的含碳颗粒被剥离，并将含有含碳颗粒的生物柴油液体流引出；所述含碳颗粒为C19-C4tl酯类经高温碳化结焦所产生的积碳和胶质。本领域技术人员公知的是，所述生物柴油的主要成分为C12-Cw的脂肪酸单酯；所述重质油酯的主要成分为C19-C4tl的酯类物质。根据本发明，所述C19-C4tl酯类经高温碳化结焦所产生的积碳和胶质来自于采用现有的各种方法制备生物柴油过程中所产生的C19-C4tl酯类高温碳化结焦所产生的积碳和胶质。所述生物柴油沸点较高，不易气化挥发且不易碳化，用生物柴油冲洗所述循环泵的机械密封腔时，能很容易地将所述机械密封腔内残留的含碳颗粒剥离并随生物柴油液体流带出，从而使机械密封腔、冲洗介质入口和冲洗介质出口始终处于清洁状态，延长循环泵的使用寿命，降低其维修成本。根据本发明，所述循环泵可以为本领域技术人员公知的各种适用于生物柴油精制过程中进行循环取热的各种循环泵，它的机械构造以及工作原理为本领域技术人员所公知。例如，所述循环泵包括电机、叶轮、循环介质入口和循环介质出口，通过叶轮的转动形成负压将由循环介质入口进入的循环介质吸入并从循环介质出口引出；所述循环泵还设置有机械密封装置，该机械密封装置中包括机械密封腔，所述机械密封腔包括冲洗介质入口和冲洗介质出口，冲洗介质通过冲洗介质入口进入并冲洗密封腔，从冲洗介质出口排出。按照本发明，利用生物柴油对循环泵的机械密封腔进行冲洗的方法没有特别地限定，只要能够保证将所述机械密封腔内残留的含碳颗粒带出即可；优选情况下，所述冲洗的方式可以为将所述生物柴油通过冲洗介质入口引入机械密封腔内并冲洗所述机械密封腔，所述冲洗的条件使得附着在机械密封腔内的含碳颗粒被剥离，并通过冲洗介质出口将含有含碳颗粒的生物柴油液体流弓I出。本发明对所述冲洗的条件没有特别地限制，只要能够保证将所述机械密封腔内残留的含碳颗粒带出即可。一般情况下，所述冲洗的条件包括冲洗温度和冲洗介质的流速；所述冲洗的温度可以在很大的范围内改变，例如，所述冲洗的温度可以不高于120°C，从进一步提高除去含碳颗粒的效果及效率等因素综合考虑，优选所述冲洗的温度为90-110°C ；所述生物柴油的流速也可以在很大范围内变化，由于提高所述生物柴油在密封腔内的流速能够增强对含碳颗粒的冲洗力，但为了避免流速太大导致设备超负荷运转，以及流速太小，使对附着在机械密封腔内的含碳颗粒的冲击力过低，从而除去含碳颗粒的效果及效率下降的问题，优选情况下，所述生物柴油的流速可以为6-12米/秒，进一步优选为8-10米/秒。本发明还提供了一种生物柴油的精制方法，该方法包括将生物柴油粗产品送入闪蒸塔中进行闪蒸，所述闪蒸的条件使得生物柴油从塔顶采出，重质油酯从塔底采出；采用循环泵将部分重质油酯从塔底采出，并经过加热后返回闪蒸塔中，其中，该方法还包括将从塔顶采出部分生物柴油引入循环泵中并冲洗所述循环泵的机械密封腔，所述冲洗的条件使得附着在机械密封腔内的含碳颗粒被剥离，并将含有含碳颗粒的生物柴油液体流引出；所述含碳颗粒为C19-C4tl酯类经高温碳化结焦所产生的积碳和胶质。具体地，所述循环泵包括循环介质入口、循环介质出口和机械密封腔，所述机械密封腔包括冲洗介质入口和冲洗介质出口，将从塔底采出的部分重质油酯通过所述循环介质入口引入，并经过所述循环泵从循环介质出口引出，将从塔顶采出的部分生物柴油通过冲洗介质入口引入循环泵的机械密封腔内并冲洗所述机械密封腔，所述冲洗的条件使得附着在机械密封腔内的含碳颗粒被剥离，并通过冲洗介质出口将含有含碳颗粒的生物柴油液体流引出，且将引出的重质油酯和含有含碳颗粒的生物柴油液体流混合，得到混合物，将所述混合物加热并返回所述闪蒸塔中与生物柴油粗产品一起进行闪蒸。本发明中，生物柴油的加工方法可以为现有的各种生物柴油的加工方法，优选情况下，本发明的方法特别适用于通过SRCA工艺生产生物柴油的方法。所述SRCA工艺指的是油脂与低碳醇通过高温-280°C )高压(6-8MPa)酯交换反应生产生物柴油的工艺，所述油脂可以选自小桐子油、棉籽油、橡胶油、酸化油、地沟油和餐饮废油中的一种或多种；所述低碳醇可以选自C1-C8的低碳醇中的一种或多种，例如C1-C8的一元醇，可以选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇中的一种或多种；从价格和易于回收等因素综合考虑，所述C1-C8的低碳醇通常为甲醇。根据本发明，将部分重质油酯从塔釜引出，经加热后返回所述闪蒸塔，与闪蒸塔中的生物柴油粗产品混合后可提高所述生物柴油粗产品的温度，即可达到循环取热的目的。 从塔顶引出的部分生物柴油作为冲洗介质冲洗所述机械密封腔后，从冲洗介质出口引出， 与上述重质油酯汇合后经加热器加热并返回闪蒸塔，可重新回收所述生物柴油，不会造成物料的浪费。根据本发明，经加热后的重质油酯或者重质油酯和含有含碳颗粒的生物柴油液体流的混合物的温度可以在很大范围内变动，只要保证其温度大于或等于闪蒸塔内的温度， 从而能达到循环取热的目的即可，例如，所述温度可以为220-280°C，优选为250-280°C。根据本发明，所述冲洗的条件与上述防止循环泵密封泄漏的处理方法的冲洗条件相同，在此将不再赘述。根据本发明，将生物柴油粗产品送入闪蒸塔中进行闪蒸的条件为本领域技术人员所公知，只要使得生物柴油从塔顶采出，重质油酯从塔底采出，以将生物柴油粗产品中的生物柴油和重质油酯进行分离即可。例如，闪蒸的压力可以为0.65-1. 5KPaA(绝对压力)；闪蒸的温度可以为240-280°C。以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。实施例和对比例中的生物柴油粗产品为由SRCA方法生产生物柴油所得的粗产品，具体为在高压反应釜中，按摩尔比为9 1加入棕榈酸化油(购于福建中闽化工有限公司)和甲醇，在260°C、6.5MPa(表压)下反应2小时后，得到含生物柴油的产物。将所得的含生物柴油的产物经过甲醇蒸馏脱除大部分甲醇后，在水洗塔中进行水洗后，将水洗产物通入脱轻组分闪蒸塔中，在210°C、20KPaA(绝对压力)下进行闪蒸，从塔底得到生物柴油粗产品，所述生物柴油粗产品为生物柴油和重质油酯的混合物。实施例1本实施例用于说明本发明提供的防止循环泵密封泄漏的处理方法以及生物柴油的精制方法。将上述得到的生物柴油粗产品加入到闪蒸塔中，在温度为280°C、压力为 0.65KPaA(绝对压力)下进行闪蒸，生物柴油从塔顶采出，重质油酯从塔底采出。从塔底引出流量为60t/h的重质油酯，此部分重质油酯流经循环泵，再通过加热器加热至280°C后送回闪蒸塔中，与生物柴油粗产品一起进行蒸馏提纯。与此同时，从塔顶引出部分生物柴油， 经冷却器冷却至110°C后，从循环泵的机械密封腔上的冲洗介质入口引入，以冲洗该机械密封腔，将附着在机械密封腔内的含碳颗粒剥离，并将该含有含碳颗粒的生物柴油从冲洗介质出口引出，与上述重质油酯汇合后加热OS(TC)并重新返回所述闪蒸塔与生物柴油粗产品一起进行闪蒸，从塔顶引出的部分生物柴油的量以保证其在机械密封腔内的流速为8米 /秒为准。采用本发明的方法可以有效防止循环泵密封的泄露，该循环泵能够持续运行1年而不发生外漏。实施例2本实施例用于说明本发明提供的生物柴油的精制方法。将上述得到的生物柴油粗产品加入到闪蒸塔中，在温度为280°C、压力为 0.65KPaA(绝对压力)下进行闪蒸，生物柴油从塔顶采出，重质油酯从塔底采出。从塔底引出流量为60t/h的重质油酯，此部分重质油酯流经循环泵，再通过加热器加热至280°C后送回闪蒸塔中，与生物柴油粗产品一起进行蒸馏提纯。与此同时，从塔顶引出部分生物柴油， 经冷却器冷却至90°C后，从循环泵的机械密封腔上的冲洗介质入口引入，以冲洗该机械密封腔，将含碳颗粒带出，并将该含有含碳颗粒的生物柴油从冲洗介质出口引出，与上述重质油酯汇合后加热OS(TC)并重新返回所述闪蒸塔与生物柴油粗产品一起进行闪蒸，从塔顶引出的部分生物柴油的量以保证其在机械密封腔内的流速为10米/秒为准。采用本发明的方法可以有效防止循环泵密封的泄露，该循环泵能够持续运行11个月而不发生外漏。实施例3本实施例用于说明本发明提供的生物柴油的精制方法。将上述得到的生物柴油粗产品加入到闪蒸塔中，在温度为280°C、压力为0.65KPaA(绝对压力)下进行闪蒸，生物柴油从塔顶采出，重质油酯从塔底采出。从塔底引出流量为60t/h的重质油酯，此部分重质油酯流经循环泵，再通过加热器加热至280°C后送回闪蒸塔中，与生物柴油粗产品一起进行蒸馏提纯。与此同时，从塔顶引出部分生物柴油， 经冷却器冷却至100°C后，从循环泵的机械密封腔上的冲洗介质入口引入，以冲洗该机械密封腔，将附着在机械密封腔内的含碳颗粒剥离，并将该含有含碳颗粒的生物柴油从冲洗介质出口引出，与上述重质油酯汇合后加热OS(TC)并重新返回所述闪蒸塔与生物柴油粗产品一起进行闪蒸，从塔顶引出的部分生物柴油的量以保证其在机械密封腔内的流速为9米 /秒为准。采用本发明的方法可以有效防止循环泵密封的泄露，该循环泵能够持续运行13 个月而不发生外漏。实施例4本实施例用于说明本发明提供的生物柴油的精制方法。按照实施例1的方法对生物柴油进行精制，不同的是，从塔顶引出的生物柴油经冷却器冷却至60°C后，冲洗所述密封腔。采用本发明的方法可以有效防止循环泵密封的泄露，该循环泵能够持续运行10个月而不发生外漏。实施例5本实施例用于说明本发明提供的生物柴油的精制方法。按照实施例1的方法对生物柴油进行精制，不同的是，从塔顶引出的生物柴油在密封腔内的流速为4米/秒。采用本发明的方法可以有效防止循环泵密封的泄露，该循环泵能够持续运行9个月而不发生外漏。对比例1本对比例用于说明参比的生物柴油的精制。按照实施例1的方法对生物柴油进行精制，不同的是，冲洗所述机械密封腔的介质为从循环泵的循环介质出口引出的部分重质油酯，即将上述得到的生物柴油粗产品加入到闪蒸塔中，在温度为280°C、压力为 0.65KPaA(绝对压力)下进行闪蒸，生物柴油从塔顶采出，重质油酯从塔底采出。从塔底引出流量为60t/h的重质油酯，此部分重质油酯流经循环泵，再通过加热器加热至280°C后送回闪蒸塔中，与生物柴油粗产品一起进行蒸馏精制。与此同时，从循环泵的循环介质出口引出部分重质油酯，经冷却器冷却至110°C后，从循环泵的机械密封腔上的冲洗介质入口引入，以冲洗该密封腔，并将该重质油酯从冲洗介质出口引出，与上述从循环泵出口引出的重质油酯汇合后加热OS(TC)并重新返回所述闪蒸塔内与生物柴油粗产品一起进行闪蒸，所述引出的部分重质油酯的量以保证其在机械密封腔内的流速为8米/秒为准。按照该对比例的方法对循环泵进行处理，该循环泵持续运行1个月后发生外漏。从实施例1-5的结果可以看出，采用本发明所述的方法能够有效降低防止循环泵密封的泄露的风险，循环泵最短也能持续运行9个月而不发生外漏；而采用对比例1的现有技术的方法对循环泵进行处理，循环泵只运行了 1个月便发生了外漏，由此可见，本发明提供的处理方法能够大大降低循环泵密封泄露的概率。此外，由于本发明将从闪蒸塔顶采出部分生物柴油作为冲洗介质冲洗所述循环泵，冲洗后得到的含有含碳颗粒的生物柴油液体流返回闪蒸塔中与生物柴油粗产物一起进行闪蒸，不会造成物料的浪费，实现了高效、连续生产生物柴油的目的。
权利要求
1.一种防止循环泵密封泄漏的处理方法，其特征在于，该方法包括用生物柴油冲洗所述循环泵的机械密封腔，所述冲洗的条件使得附着在机械密封腔内的含碳颗粒被剥离，并将含有含碳颗粒的生物柴油液体流引出；所述含碳颗粒为C19-C4tl酯类经高温碳化结焦所产生的积碳和胶质。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述机械密封腔包括冲洗介质入口和冲洗介质出口，冲洗方式为将所述生物柴油通过冲洗介质入口引入机械密封腔内并冲洗所述机械密封腔，所述冲洗的条件使得附着在机械密封腔内的含碳颗粒被剥离，并通过冲洗介质出口将含有含碳颗粒的生物柴油液体流引出。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其中，所述冲洗的条件包括冲洗的温度不高于 120°C，所述生物柴油在机械密封腔内的流速为6-12米/秒。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其中，所述冲洗的温度为90-1IO0C，所述生物柴油在机械密封腔内的流速为8-10米/秒。
5.一种生物柴油的精制方法，该方法包括将生物柴油粗产品送入闪蒸塔中进行闪蒸， 所述闪蒸的条件使得生物柴油从塔顶采出，重质油酯从塔底采出；采用循环泵将部分重质油酯从塔底采出，并经过加热后返回闪蒸塔中，其特征在于，该方法还包括将从塔顶采出部分生物柴油引入循环泵中并冲洗所述循环泵的机械密封腔，所述冲洗的条件使得附着在机械密封腔内的含碳颗粒被剥离，并将含有含碳颗粒的生物柴油液体流引出；所述含碳颗粒为C19-C4tl酯类经高温碳化结焦所产生的积碳和胶质。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述循环泵包括循环介质入口、循环介质出口和机械密封腔，所述机械密封腔包括冲洗介质入口和冲洗介质出口，将从塔底采出的部分重质油酯通过所述循环介质入口引入，并经过所述循环泵从循环介质出口引出，将从塔顶采出的部分生物柴油通过冲洗介质入口引入循环泵的机械密封腔内并冲洗所述机械密封腔， 所述冲洗的条件使得附着在机械密封腔内的含碳颗粒被剥离，并通过冲洗介质出口将含有含碳颗粒的生物柴油液体流引出，且将引出的重质油酯和含有含碳颗粒的生物柴油液体流混合，得到混合物，将所述混合物加热并返回所述闪蒸塔中与生物柴油粗产品一起进行闪蒸。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，冲洗的条件包括冲洗的温度不高于120°C， 所述生物柴油在机械密封腔内的流速为6-12米/秒。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述冲洗的温度为90-1IO0C，所述生物柴油在机械密封腔内的流速为8-10米/秒。
9.根据权利要求5或6所述的方法，其中，经加热后的重质油酯或者重质油酯和含有含碳颗粒的生物柴油液体流的混合物的温度为220-280°C。
10.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述生物柴油粗产品的加工方法为SRCA工艺。
全文摘要
本发明提供了一种防止循环泵密封泄漏的处理方法以及一种生物柴油的精制方法，其中，所述处理方法包括用生物柴油冲洗所述循环泵的机械密封腔，所述冲洗的条件使得附着在机械密封腔内的含碳颗粒被剥离，并将含有含碳颗粒的生物柴油液体流引出；所述含碳颗粒为C19-C40酯类经高温碳化结焦所产生的积碳和胶质。采用本发明提供的方法，不仅能够降低循环泵密封泄露的概率，还能达到高效、连续生产生物柴油的目的。
文档编号C11B3/12GK102536779SQ20111018366
公开日2012年7月4日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者刘强, 史国强, 张庆英, 江海斌, 王先国, 郑长波, 陈卓彪 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油新能源投资有限责任公司