一种溶剂脱沥青装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种溶剂脱沥青装置。该装置包括抽提塔，抽提塔分为沉降段和抽提段，抽提段上部设有填料段，下部为空塔段，其中在填料段设置外置式超声波探头，空塔段设置内置式超声波探头。本实用新型借助不同强度的超声波场的作用来强化抽提过程，在连续操作过程中，达到提高脱沥青油收率和质量，降低溶剂比，减少装置能耗的目的。
【专利说明】一种溶剂脱沥青装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种溶剂脱浙青装置，更具体地说，涉及一种带有超声波强化抽提塔的溶剂脱浙青装置。
【背景技术】
[0002]溶剂脱浙青能选择性地除去渣油中的浙青质和胶质等有害物质，为后续工艺(如催化裂化，加氢裂化，润滑油生产等)提供大量清洁容易加工的脱浙青油。其副产品浙青是制取浙青产品较好的原料，所以溶剂脱浙青在渣油深度加工中受到人们的广泛重视，是渣油深度加工的重要手段之一。
[0003]在一定温度下丙烷、丁烷等轻烃溶剂对渣油中的油分溶解能力强，对渣油中的胶质和浙青质溶解能力弱或基本不溶解。利用这一性质可将胶质和浙青质从渣油中分离出来。溶剂脱浙青通常是在抽提塔中进行，抽提塔分为沉降段和抽提段，上半部分为沉降段，下半部分为抽提段。比重小的溶剂从抽提塔抽提段的下部进入塔内，比重大的渣油从塔抽提段上部入塔，二者在塔内相互逆向流动，在此过程中，渣油中的油分被溶剂溶解，以脱浙青油溶液的形式上升到塔顶部流出，在抽提塔下部得到脱油浙青。
[0004]抽提塔是溶剂脱浙青装置的核心设备，其分离效果的好坏直接影响产品的收率和质量。过去抽提塔采用挡板塔、机械转盘塔的塔型，但近年来多采用新型填料塔。新型填料塔采用了高效的新型规整填料或蜂窝式的格栅填料，提高了脱浙青油的收率和质量。但由于萃取塔设计方法复杂而有局限性，很多工业萃取设备设计不尽合理，效率不高，往往成为过程的瓶颈。
[0005]另一方面，为保证脱浙青油的收率和质量，溶剂和渣油的比例通常较大，对丁烷脱浙青溶剂比一般在5左右(体积比)。溶剂比的大小直接决定了溶剂脱浙青装置的能耗，降低溶剂比对减少装置能耗、降低生产成本有较大意义。
[0006]《化学与黏合》(2010年第32卷第2期)发表的文章“在超声功率辅助作用下催化裂化油浆糠醛抽提研究”中是将催化裂化油浆和糠醛加热至一定温度后，放入超声波反应器中进行反应，待充分反应后在恒温条件下注入抽提装置进行抽提。但该方法为间歇操作，抽提效果有待进一步提高。
实用新型内容
[0007]为克服现有技术中的不足之处，本实用新型提供了一种溶剂脱浙青装置。该装置可以在连续操作过程中，增大传质效率，提高脱浙青油的收率和质量，降低溶剂比，减少装置能耗。
[0008]本实用新型的溶剂脱浙青装置，包括抽提塔，抽提塔分为沉降段和抽提段，抽提段上部设有填料段，下部为空塔段，其中填料段设有外置式超声波探头，空塔段设有内置式超声波探头。
[0009]本实用新型的溶剂脱浙青装置中，超声波探头安装在抽提塔塔壁上。[0010]本实用新型的溶剂脱浙青装置中，空塔段设有的内置式超声波探头最好加装变幅杆，变幅杆沿径向向塔内伸出。
[0011]本实用新型的溶剂脱浙青装置中，填料段和空塔段的超声波探头可以设有一个或若干个，可以沿径向一层设置若干个，也可以沿轴向分多层设置的同时沿径向一层设置若干个，优选轴对称均匀设置。
[0012]本实用新型在抽提段上部填料段和下部空塔段设置有若干超声波探头，使整个抽提段置于不同的超声波作用之下。在填料段使用外置超声波探头，超声波穿过塔壁和填料，作用于塔内介质，虽然超声波在穿透塔壁和填料有所衰减，但由于超声波强化了填料表面传质传热过程，外置式超声波探头也可得到较好的强化效果，同时减少对沉降段的影响。空塔段采用内置超声波换能器，尤其是加装变幅杆的内置超声波换能器，这样能产生更大的超声功率密度，具有更高的超声波能量利用率，增加了强化效果。本实用新型借助不同强度的超声波场的作用来强化抽提过程，达到提高脱浙青油收率和质量，降低溶剂比，减少装置能耗的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型结构示意图；
[0014]图2为本实用新型图1 A-A剖面图；
[0015]图3为本实用新型图1 B-B剖面图；
[0016]图4为本实用新型图1 C-C剖面图。
[0017]图中1.抽提塔；2.溶剂入口；3.内置式超声波探头；4.外置式超声波探头；
5.原料油入口 ；6.脱浙青油出口 ；7.脱油浙青出口 ；8.变幅杆。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型进一步详细描述。
[0019]图1为本实用新型溶剂脱浙青装置抽提塔I的结构简图。本实用新型的溶剂脱浙青装置，包括抽提塔1，抽提塔I分为沉降段和抽提段，抽提段上部设有填料段，下部为空塔段，超声波探头安装在抽提塔塔壁上，填料段设有外置式超声波探头4。空塔段设有内置式超声波探头3。内置式超声波换能器加装变幅杆8，变幅杆沿径向向塔内伸出。
[0020]下面结合附图1-4详细说明本实用新型溶剂脱浙青装置的生产过程。溶剂脱浙青原料可以是各种原油的常、减压渣油，脱浙青溶剂可以是丙烷、丁烷、戊烷等或者是这些溶剂的混合物。在溶剂脱浙青过程中原料油通过原料油入口 5送入抽提段的上部，由入口分布器分布为液滴，而溶剂通过溶剂入口 2送入抽提塔I抽提段的下部，二者在抽提塔中相互逆向流动进行液一液抽提。在抽提段上部设有填料段，渣油原料和溶剂在填料表面进行传质传热，在此处塔壁设置有外置式超声波探头4，根据填料段液体体积，以超声波功率密度为5~200W/L配置超声波探头4，优选为8~150W/L。超声波探头4布置应保证整个填料段的超声波场的均匀性。如图1所示一定数量的超声波探头4可分层布置。每层的超声波探头4如图2所示轴对称布置，也可相错布置，优选轴对称布置。超声波的频率为20KHz~80KHz，优选为20-60ΚΗζ，填料段长度为21块理论塔板，优选为3~4块。抽提段下部为空塔段，设置内置式超声波探头，内置式超声波探头有更高的能量利用率，可以使超声波功率密度大幅提高。内置式超声波探头3装有超声波变幅杆，变幅杆伸入塔内直接作用于介质。在此处超声波功率密度为15~1500W/L，优选为2(Tl200W/L。内置式超声波探头3布置应保证整个填料段的超声波场的均匀性。如图1所示一定数量的超声波探头3可分层布置。每层的超声波探头3如图3和图4所示相错布置，也可对称布置，优选相错布置。超声波频率为20-80ΚΗζ，优选为20-60ΚΗζ，超声波作用时间由抽提塔处理量确定，一般为0.3飞O分钟，优选为0.5^40分钟。溶解有脱浙青油的溶剂进入抽提塔沉降段，继续抽提部分胶质和浙青质，为避免扰动影响分离效果，此处没有安装超声波探头。塔内介质经超声波作用后，脱浙青油从塔顶脱浙青油出口 6排出，脱油浙青从塔底脱油浙青出口 7排出。
[0021]下面结合实施例进一步说明本实用新型。
[0022]本实用新型研究所用的原料为减压渣油，其性质见表1，所用溶剂的组成见表2。
[0023]对比例
[0024]于如图1所示抽提塔上部送入减压渣油，下部送入溶剂，在塔顶温度为110°C，塔底温度为90°C，塔顶压力为3.2MPa，总溶剂比为5.6:1 (体积比)，没有超声波场作用条件下进行脱浙青。实验结果见表3。
实施例
[0025]于如图1所示抽提塔中，在降低为总溶剂比为3:1 (体积比)其他条件与对比例相同，有超声波场作用的条件下进行脱浙青。超声波场作用于塔内介质的时间为I分钟。在抽提段的填料段内超声波功率密度为15W/L，超声波频率为22KH，超声波探头分层、对称布置。在抽提段的空塔段内超声波功率密度为100W/L，超声波频率为22KHz，超声波探头分层、相错布置。实验结果见表3。
[0026]从表3的结果可知，采用本实用新型的超声波强化的溶剂脱浙青装置抽提塔，提高了脱浙青油的质量和收率，而且降低了总溶剂比。
`[0027]表1原料性质
[0028]
畲度(20。0，g / cm2) ΙΟ.979
动力粘度，mm2 / s_40.2
残炭值，wt%_9.12
[0029]表2溶剂组成
[0030]
【权利要求】
1.一种溶剂脱浙青装置，包括抽提塔，抽提塔分为沉降段和抽提段，抽提段上部设有填料段，下部为空塔段，其特征在于:在填料段设有外置式超声波探头；空塔段设有内置式超声波探头。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于:超声波探头分别安装在抽提塔填料段和空塔段对应的塔壁上。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于:空塔段设有的内置式超声波探头加装变幅杆，变幅杆沿径向向塔内伸出。
4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于:填料段和空塔段的超声波探头沿径向一层设置若干个。
5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于:填料段和空塔段的超声波探头沿轴向分多层设置的同时沿径向一层设置若干个。
6.按照权利要求4或5所述的装置，其特征在于:每层超声波探头呈轴对称均匀设置。
7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于:相邻层的超声波探头呈交错设置。
8.按照权利要求1所述的装置，其特征在于:填料段设有的外置式超声波探头的超声波功率密度为5~200W/L，超声波频率为20-80ΚΗζ。
9.按照权利要求1所述的装置，其特征在于:空塔段设置的内置式超声波探头的超声波功率密度为15~1500W/L，超声波频率为20-80ΚΗζ。
【文档编号】B01J19/10GK203545942SQ201320684165
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月3日 优先权日:2013年11月3日
【发明者】赵利民, 宁爱民, 王晶晶, 高鲜会, 关伟华 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院